Векторная диаграмма электрического счетчика

Векторная диаграмма токов и напряжений

В целом, для лучшего понимания процедур, происходящих в радиотехнических цепях, их взаимосвязи между собой, бывает недостаточно оперировать характеристиками и параметрами данной цепи, имеющими цифровое отображение. В связи с тем, что основная масса цепей характеризуется переменными значениями приложенного напряжения и протекающего тока, являющимися синусоидальными функциями времени, то исчерпывающий ответ по состоянию цепи может дать ее графическая презентация посредством векторной гистограммы.

Векторная диаграмма напряжений и токов

Разновидности векторных диаграмм

Любую характеристику электротехнической цепи, изменяющуюся по синусоидальному или косинусоидальному принципу, можно отобразить посредством точки на поверхности, в соответствующей системе величин. В качестве размерности по оси Х выступает действительный компонент параметра, по оси Y размещается воображаемая составляющая. Именно такие составляющие входят в алгебраическую модель записи комплексной величины. Последующее соединение точки на поверхности и нулевой точки системы координат позволит рассматривать эту прямую и ее угол с действительной осью как изображение комплексного числа. На практике положительно направленный отрезок принято называть вектором.

Векторной диаграммой принято называть множество положительно направленных отрезков на комплексной поверхности, которая соответствует комплексным значениям и параметрам гальванической цепи и их взаимосвязям. По своему характеру векторные диаграммы подразделяются на:

• Точные гистограммы;
• Качественные гистограммы.

Особенностями достоверных гистограмм является соблюдение пропорций всех характеристик и параметров, полученных путем вычислений. Данные диаграммы находят свое применение в проверке ранее проведенных расчетов. В основе использования качественных гистограмм лежит учет взаимного влияния характеристик друг на друга, и в основном они предшествуют расчетам либо заменяют их.

Векторные диаграммы токов и напряжений визуально отображают процесс достижения цели по расчету электротехнической цепи. При соблюдении всех правил по построению векторных отрезков можно просто из гистограммы установить фазы и амплитуды вещественных характеристик. Построение качественных гистограмм поможет контролировать правильный процесс решения задачи и с легкостью определить сектор с определяемыми векторами. В зависимости от особенностей построения, графические диаграммы делятся на такие типы:

1. Круговая диаграмма, представляющая собой графическую гистограмму, образованную вектором, описывающим своим концом круг или полукруг, при любых изменениях характеристик цепи;
2. Линейная диаграмма, представляющая собой графический рисунок в виде прямой линии, образованной вектором, посредством изменения характеристик цепи.

Построение векторной диаграммы напряжений и токов

Для лучшего понимания того, как построить векторную диаграмму токов и напряжений, следует рассматривать RLC цепь, состоящую из пассивного элемента в виде резистора и реактивных элементов в виде катушки индуктивности и конденсатора.

Схема цепи с последовательным соединением элементов

Перед тем, как построить векторную диаграмму токов и напряжений, необходимо охарактеризовать все известные параметры цепи. Согласно схемы цепи, изображенной на картинке а:

• U – величина переменного напряжения в текущий момент времени;
• I – мощность тока в заданный момент времени;
• UА – напряжение, падающее на активном сопротивлении;
• UC – напряжение, падающее на емкостной нагрузке;
• UL – напряжение, падающее на индуктивной нагрузке.

Поскольку входное напряжение U изменяется по колебательному закону, то сила тока характеризуется уравнением:

• Im – максимальная амплитуда тока;
• ω – частота тока;
• t – время.

Суммарное входное напряжение, в соответствии со вторым законом Кирхгофа, равно общей величине напряжений на всех элементах цепи:

В соответствии с законом Ома, падение напряжения на резистивном компоненте равняется:

Противодействие току активного элемента зависит сугубо от свойства проводника и не обуславливается ни характеристиками тока, ни аспектом времени и, соответственно, имеет идентичный с напряжением фазовый сдвиг.

Поскольку конденсатору в цепи с электротоком, изменяющимся по синусоиде, свойственно наличие реактивного емкостного сопротивления, и ввиду того, что напряжение на нем постоянно имеет фазовое отставание от протекающего тока на π/2, то уместно выражение:

1. RC=XC=1/ωC;
2. UC=Im*RС*cos(ωt-π/2), где:

• RC – сопротивление конденсатора;
• XC – реактивный импеданс конденсатора;
• C – емкость конденсатора.

Реактивное индуктивное сопротивление катушки индуктивности обуславливается наличием изменяющегося по синусоидальному закону электротока, и поскольку напряжение на любом отрезке времени имеет фазовое опережение по отношению к электротоку на π/2, то формула, описывающая колебательный процесс на элементе, выглядит как:

1. RL=XL=ωL;
2. UL=Im*RL*cos(ωt+π/2), где:

• RL – сопротивление катушки индуктивности;
• XL – реактивный импеданс катушки индуктивности;
• L – индуктивность катушки.

Следовательно, общее напряжение, подведенное к цепи, выглядит:

• Um – максимальная величина напряжения;
• φ – фазовый сдвиг.

Ввиду того, что напряжение и электроток изменяются по синусоидальному закону, и их фиксированные показатели отличаются лишь фазовым сдвигом, то данные величины строятся как вектора.

В соответствии с законом сохранения электрического заряда, в любой момент времени сила протекающего тока одинакова, то целесообразно сформировать векторную гистограмму токов.

Векторная диаграмма токов и напряжений RLC цепочке

Пусть по оси Х отображается амплитудное значение электротока в цепочке. Поскольку напряжение и электроток на резисторе имеют одинаковый фазовый сдвиг, то вектора данных характеристик будут ориентированы в одну сторону, согласно картинке а.

Напряжение на емкостной нагрузке отстает от электрического тока на π/2, и его вектор будет направлен под прямым углом вниз, перпендикулярно напряжению активного сопротивления, согласно картинке в.

Напряжение на индуктивной нагрузке опережает электрический ток на π/2, и ее вектор будет ориентирован под прямым углом вверх, перпендикулярно напряжению на активном сопротивлении, согласно картинке б.

Для наглядности векторных преобразований пусть UL>UС. Сложив вектора напряжений на реактивных компонентах, получаем, что вектор UL-UС будет направлен перпендикулярно вверх. Суммировав вектора разности напряжений на реактивных компонентах и напряжения на сопротивлении получаем вектор, характеризующий дисперсное значение общего напряжения, согласно картинке 2(б).

Аналогично электрическому току, изменяющемуся по синусоидальному закону, напряжение меняется по такому же закону, однако с некоторым фазовым сдвигом. Наблюдается постоянный фазовый сдвиг между напряжением и током.

После простых преобразований по постулату Ома, уравнение полного импеданса заданной электрической цепи выглядит как:

Векторная гистограмма общего и реактивных сопротивлений изображена на картинке 2в.

Построение векторных диаграмм токов и напряжений может значительно упростить процесс расчета характеристик контура. Вместе с тем сама процедура позволит наглядно видеть поведение исследуемых характеристик, в зависимости от входных величин. При большом объеме вычислительных операций целесообразно воспользоваться одной из онлайн программ по построению векторных графиков.

Видео

Векторная диаграмма токов и напряжений

Цифровое представление динамических процессов затрудняет восприятие, усложняет расчет выходных параметров после изменения условий на входе или в результате выполненной обработки. Векторная диаграмма токов и напряжений помогает успешно решать обозначенные задачи. Ознакомление с теорией и практическими примерами поможет освоить данную технологию.

Разновидности векторных диаграмм

Для корректного отображения переменных величин, которые определяют функциональность радиотехнических устройств, хорошо подходит векторная графика. Подразумевается соответствующее изменение основных параметров сигнала по стандартной синусоидальной (косинусоидальной) кривой. Для наглядного представления процесса гармоническое колебание представляют, как проекцию вектора на координатную ось.

С применением типовых формул несложно рассчитать длину, которая получится равной амплитуде в определенный момент времени. Угол наклона будет показывать фазу. Суммарные влияния и соответствующие изменения векторов подчиняются обычным правилам геометрии.

Различают качественные и точные диаграммы. Первые применяют для учета взаимных связей. Они помогают сделать предварительную оценку либо используются для полноценной замены вычислений. Другие создают с учетом полученных результатов, которые определяют размеры и направленность отдельных векторов.

Допустим, что надо изучить изменение параметров тока в цепи при разных значениях сопротивления резистора в диапазоне от нуля до бесконечности. В этой схеме напряжение на выходе (U) будет равно сумме значений (UR и UL) на каждом из элементов. Индуктивный характер второй величины подразумевает перпендикулярное взаимное расположение, что хорошо видно на части рисунка б). Образованные треугольники отлично вписываются в сегмент окружности 180 градусов. Эта кривая соответствует всем возможным точкам, через которые проходит конец вектора UR при соответствующем изменении электрического сопротивления. Вторая диаграмма в) демонстрирует отставание тока по фазе на угол 90°.

Здесь изображен двухполюсный элемент с активной и реактивной составляющими проводимости (G и jB, соответственно). Аналогичными параметрами обладает классический колебательный контур, созданный с применением параллельной схемы. Отмеченные выше параметры можно изобразить векторами, которые расположены постоянно под углом 90°. Изменение реактивной компоненты сопровождается перемещением вектора тока (I1…I3). Образованная линия располагается перпендикулярно U и на расстоянии Ia от нулевой точки оси координат.

Векторные диаграммы и комплексное представление

Такой инструментарий помогает строить наглядные графические схемы колебательных процессов. Аналогичный результат обеспечивает применение комплексных числовых выражений. В этом варианте, кроме оси с действительными, применяют дополнительный координатный отрезок с мнимыми значениями. Для представления вектора пользуются формулой A*ei(wt+f0), где:

• А – длина;
• W – угловая скорость;
• f0 – начальный угол.

Значение действительной части равно A*cos*(w*t+f0). Это выражение описывает типичное гармоническое колебание с базовыми характеристиками.

Примеры применения

В следующих разделах приведены описания задач, которые решают с помощью представленной методики. Следует подчеркнуть, что применение комплексных чисел пригодно для сложных расчетов с высокой точностью. Однако на практике достаточно часто сравнительно простой векторной графики с наглядным отображением исходной информации на одном рисунке.

Механика, гармонический осциллятор

Таким термином обозначают устройство, которое можно вывести из равновесного состояния. После этого система возвращается в сторону исходного положения, причем сила (F) соответствующего воздействия зависит от дальности первичного перемещения (d) прямо пропорционально. Величину ее можно уточнить с помощью постоянного корректирующего коэффициента (k). Отмеченные определения связаны формулой F=-d*k

К сведению. Аналогичные процессы происходят в системах иной природы. Пример – создание аналога на основе электротехнического колебательного контура (последовательного или параллельного). Формулы остаются теми же с заменой соответствующих параметров.

Свободные гармонические колебания без затухания

Продолжая изучение темы на примерах механических процессов, можно отметить возможность построения двухмерной схемы. Скорость в этом случае на оси Х отображается так же, как и в одномерном варианте. Однако здесь можно учесть дополнительно фактор ускорения, которое направляют под углом 90° к предыдущему вектору.

Гармонический осциллятор с затуханием и внешней вынуждающей силой

В этом случае также можно воспользоваться для изучения взаимного влияния дополнительных факторов векторной графикой. Как и в предыдущем примере, скорость и другие величины представляют в двухмерном виде. Чтобы правильно моделировать процесс, проверяют суммарное воздействие внешних сил. Его направляют к центру системы (точке равновесия). С применением геометрических формул вычисляют амплитуду механических колебаний после начального воздействия с учетом коэффициента затухания и других значимых факторов.

Расчет электрических цепей

Векторную графику применяют для сравнительно несложных цепей, которые созданы из набора элементов линейной категории: конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности. Для более сложных схем пользуются методикой расчета «Комплексных амплитуд», в которой реактивные компоненты определяют с помощью импедансов.

Векторная диаграмма в данном случае выполняет функцию вспомогательного чертежа, который упрощает решение геометрических задач. Для катушек и конденсаторов, чтобы не пользоваться комплексным исчислением, вводят специальный термин – реактивное сопротивление. При синусоидальном токе изменение напряжения на индуктивном элементе описывается формулой U=-L*w*I0sin(w*t+f0).

Несложно увидеть подобие с классическим законом Ома. Однако в данном примере изменяется фаза. По этому параметру на конденсаторе напряжение отстает от тока на 90°. В индуктивности – обратное распределение. Эти особенности учитывают при размещении векторов на рисунке. В формуле учитывается частота, которая оказывает влияние на величину этого элемента.

Преобразование Фурье

Векторные технологии применяют для анализа спектров радиосигналов в определенном диапазоне. Несмотря на простоту методики, она вполне подходит для получения достаточно точных результатов.

Сложение двух синусоидальных колебаний

В ходе изучения таких источников сигналов рекомендуется работать со сравнительно небольшой разницей частот. Это поможет создать график в удобном для пользователя масштабе.

Фурье-образ прямоугольного сигнала

В этом примере оперируют суммой синусоидальных сигналов. Последовательное сложение векторов образует многоугольник, вращающийся вокруг единой точки. Для правильных расчетов следует учитывать отличия непрерывного и дискретного распределения спектра.

Дифракция

Для этого случая пользуются тем же отображением отдельных синусоид в виде векторов, как и в предыдущем примере. Суммарное значение также вписывается в окружность.

Построение векторной диаграммы напряжений и токов

Для изучения технологии выберем однофазный источник синусоидального напряжения (U). Ток изменяется по формуле I=Im*cos w*t. Подключенная цепь содержит последовательно подключенные компоненты со следующими значениями:

• резистор: Ur=Im*R*cos w*t;
• конденсатор: Uc=Im*Rc*cos (w*t-π/2), Rc=1/w*C;
• катушка: UL= Im*RL*cos(w*t+π/2), RL=w*L.

При прохождении по цепи переменного тока на реактивных элементах будет соответствующий сдвиг фаз. Чтобы построить вектора правильно, рассчитывают амплитуды и учитывают изменение направлений. Ниже приведена последовательность создания графики вручную.

Далее с применением элементарных правил геометрии проверяют взаимное влияние векторов.

На первом рисунке приведен результат сложения двух векторов при условии, когда Uc меньше UL. Добавив значение на сопротивление, получим результирующее напряжение Um. На третьей иллюстрации отмечен общий фазовый сдвиг.

В топографической диаграмме начало координат совмещают с так называемой точкой «нулевого потенциала». Такое решение упрощает изучение отдельных участков сложных схем.

В интернете можно найти программу для построения векторных диаграмм в режиме online.

Видео

Снятие векторных диаграмм – основное назначение приборов ВАФ

Внедряя в производство новейшие технологии и современные технические решения, научно-производственное предприятие «Динамика» разработало и выпускает трехфазный высокоточный вольтамперфазометр РЕТОМЕТР-М2, в котором учтены все особенности проведения измерений в энергетике.

Рис. 1 – Прибор РЕТОМЕТР-М2

При разработке нового вольтамперфазометра РЕТОМЕТР-М2, специалистами НПП «Динамика» был проанализирован опыт эксплуатации ранее выпускаемого прибора РЕТОМЕТР. При этом выяснился любопытный факт: многие специалисты-релейщики до сих пор предпочитают работать с вольтамперфазометрами (ВАФ) предыдущих поколений, хотя имеют в арсенале современные микропроцессорные измерительные приборы с более высокой точностью и чувствительностью. Возможно, они не доверяют полученной информации. Попробуем разобраться в этом вопросе.

Приборы типа ВАФ предназначены для получения достоверной информации о параметрах электроэнергии, их основная задача — «правильно» измерить напряжение, ток, фазовый угол и частоту. Что значит «правильно»? Многие производители в выпускаемых приборах для измерения значений напряжения и тока применяют метод прямой дискретизации (так называемый RMS), который позволяет повысить точность и увеличить скорость измерения переменного тока для сигналов, лежащих в пределах полосы пропускания. А вот с измерением угла сдвига фазы, основной функцией ВАФ, все не так однозначно.

Релейщики используют ВАФ для определения порядка следования фаз и снятия векторных диаграмм. Эти данные необходимы для проверки правильности выполнения схем:
• дифференциальных токовых защит (измерение векторов тока);
• дистанционных защит, счетчиков электроэнергии, ваттметров и др. (измерение векторов фазных токов и напряжений);
• реле мощности в токовых направленных защитах нулевой последовательности (измерение векторов тока 3I0 и напряжения 3U0);
• автоматических систем синхронизации, регуляторов напряжения и т.д. (измерение векторов напряжений).

Ранее для этих целей использовались фазометры Д578 и ВАФ-85М. Сегодня релейщики по-прежнему доверяют информации, полученной с помощью этих фазометров. Одна из причин в том, что эти приборы выполнены по принципу электродинамического логометра и предназначены для определения угла сдвига фаз между основными гармоническими составляющими тока и напряжения в однофазных цепях переменного тока частоты 50 Гц. Многие современные приборы типа ВАФ, в том числе и РЕТОМЕТР, измеряют фазовый угол в широкой полосе частот. На наш взгляд, этот факт и может расцениваться специалистами как самый большой «минус» этих приборов. Но так ли это?

В энергетике принято считать, что форма сигналов тока и напряжения — синусоидальная, поэтому при использовании любого метода измерения угла результат должен быть один и тот же, но на практике это не совсем так. Наличие высших гармоник может достаточно сильно исказить форму сигнала, что влияет на величину фазового угла. Разница между исходным сигналом и сигналом основной частоты может быть достаточно существенна. Например, наличие третьей гармоники, которая составляет 10% от величины основного сигнала и сдвинута относительно него на 120 градусов, дает смещение точки перехода через ноль более чем на 5 градусов (см. рис. 2), при этом вектора всех трех фаз смещаются в одну сторону. Таким образом, векторная диаграмма, которая снимается по исходному сигналу, оказывается недостоверной: во-первых, она сдвинута относительно основной частоты, а во-вторых, углы между векторами не равны 120 градусам. Кроме того, когда уровень высших гармоник сопоставим или преобладает над уровнем основного сигнала, измерение угла становится невозможным — слишком много переходов через ноль.

Рис. 2 — Фазовый сдвиг между сигналом и его основной гармоникой

Для примера рассмотрим тяговую подстанцию железной дороги, где электропоезд является основным, а часто и единственным потребителем электроэнергии. Попытка снять векторную диаграмму при его движении обычно обречена на провал из-за огромной несимметрии нагрузки и наличия высших гармоник в тяговом токе и в устройствах компенсации реактивной мощности. Количество переходов сигнала через ноль резко возрастает, а его полупериоды имеют разную длительность.

На генерирующих предприятиях также существуют определенные проблемы при снятии векторных диаграмм на трансформаторах собственных нужд, где из-за сильного влияния несимметрии тока в силовых трансформаторах третья гармоника может быть достаточной большой.

Специалистами НПП «Динамика» был учтен этот факт при разработке нового прибора РЕТОМЕТР-М2, в котором изменилась концепция работы фазометра, — теперь он работает только на частоте 50 Гц и измеряет угол сдвига фаз между основными гармоническими составляющими тока и напряжения. В аппаратной части реализован метод прямой дискретизации входного сигнала. Цифровой фильтр на 50 Гц выделяет из входных выборок первую гармонику. Далее, в соответствии с внутренней системой координат, проводится разложение на ортогональные составляющие, вычисляются вектора и находится угловая разница между опорным и измеряемым векторами. Таким образом, РЕТОМЕТР-М2 выполняет измерения аналогично Д578 или ВАФ-85М и показывает истинную векторную диаграмму как при синусоидальном, так и при искаженном сигнале, поскольку в обоих случаях исключается влияние высших гармоник.

Кроме этого, в приборе повышена точность измерения угла и расширен диапазон его измерения как по току, так и по напряжению. На практике это означает, что при измерении тока или напряжения можно измерить и фазовый угол. Базовая точность фазометра достигла 0,5 электрических градусов, а при наихудших условиях и малых уровнях сигналов абсолютная погрешность не превышает четырех электрических градусов, и это с учетом погрешности токовых клещей, составляющей львиную долю в погрешности измерения угла по току.

Решая задачу повышения точности измерения угла, были улучшены и другие параметры: диапазон по току расширился от миллиампер до 40 А с базовой точностью 1%, диапазон по напряжению — до 750 В с базовой точностью 0,5%. В области малых токов абсолютная погрешность не превышает ±3 мА, а абсолютная погрешность измерения промышленной частоты составляет не более ±0,01 Гц.

При проведении измерений с помощью любого однофазного прибора существует еще одна проблема — одновременное измерение всех векторов. Энергосистема ведет себя как живой организм, в ней постоянно происходят изменения параметров, и при последовательно проводимых измерениях появляются и накапливаются погрешности, связанные с этими изменениями. Для решения этой задачи в РЕТОМЕТР-М2 были созданы одновременно работающие три канала тока и три канала напряжения, при этом специальная кнопка «Hold» позволяет «заморозить» показания на индикаторе для их дальнейшего анализа. Все это позволяет быстро и с минимальными временными погрешностями представить параметры векторов тока и напряжения, в том числе прямую, обратную и нулевую составляющие трехфазного тока и напряжения, а также трехфазный коэффициент мощности.

Вместе с тем, в приборе была сохранена возможность работы в двухканальном режиме, т.е. одновременно измерять ток и напряжение, два напряжения или два тока. Это позволяет получить информацию об активной, реактивной и полной мощности, о косинусе и тангенсе угла, данные о коэффициенте трансформации, линейном напряжении, комплексные параметры сопротивления нагрузки, выполнить измерение постоянного напряжения и т.д.

Специалисты НПП «Динамика» надеются, что все эти возможности будут востребованы при выполнении пусконаладочных и проверочных работ, и РЕТОМЕТР-М2 станет незаменимым помощником для специалистов служб релейной защиты и автоматики энергопредприятий, службы главного энергетика промышленных предприятий и многих других специалистов, занятых эксплуатацией электроустановок.

Зайцев Б.С.,
ООО «НПП «Динамика»,
г.Чебоксары
май 2012

Возгорание счетчиков трансформаторного включения

1. Кто производитель счетчика.
2. Класс, допустимые токи счетчика.
3. Соответствие ТТ токам нагрузки.
4. Сечение провода от ТТ до счетчика.

1. Словения
2. 5(6) А
3. 100/5, 200/5
4. 2 мм2

Вопрос не до конца отвечен —
3. СООТВЕСТВИЕ токов нагрузки и токов ТТ.
4. 2мм2 не существует. Занижено ДОПУСТИМОЕ сечение (минимум 2,5мм2)
И еще — внимательно почитайте паспорт на счетчик, буковки CHINA нигде не попадались?

Сразу в нескольких местах?

может быть контакт слабый, возможно тот кто ставил плохо протянул, попробуйте сами проверить на подплавленном счетчике с каким усилием затягивались контакты.

Качество изготовления счётчиков. Что внутренний монтаж, что наружные подключения — кака-бяка.
Вполне может быть.

похожая ситуация и с счетчиками «НЕЙРОН», устанавливаемыми в белгородской области! но они не горят, а просто взрываются и лицевая сторона счетчика разлетается на куски

Комплектующие произведены в CHINA на коленке, а собраны могут быть где угодно.

А трансформаторы тока остаются живыми .

Такс-с-с-с. Вот это уже становится интересным. Вообще то ток уходящий с трансформаторов тока на счетчик…..как правило до 5А. То есть вообще не о чем…..
Такой ток не в стоянии сжечь карболитовую колотку…..тут явно что то не то.

Провода от Трансов к счетчику, рекомендованы сечением не менее 2, 5. И ток в 5А…..ни как разогреть их не может.

Да действительно….если перепутать провода ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ….и завести их не туда…..то счетчик разрывает, как тузик грелку. Все равно, что вы амперметр включите в сеть параллельно.

В общем вердикт такой….Либо счетчики дрянь, какая то самопальная….Либо с монтажом что то не то.

В первую очередь стоит проверить, правильность подключения….и сечения проводов.
Попробовать стоит токовыми клещами (тестером с таковыми) промерить токи от трансов к счетчикам. Может там ток больше 5А…..а это значит, что с трансами явно что то не то.

Не знаю….но с Меркуриями такого не происходит….Меркурий можно включать как прямо…до 63А…так и через трансы……Все работает.

Конечно я понимаю, что счетчик включается без защитного автомата…хотя и не согласен с такими вещами…но что поделать….Энергосбыт….не допускает установки автоматов до счетчика, что бы не воровали. А в результате счетчики оставшись без защиты…горят как свечки. Да еще и всю щитовую запросто спалить смогут.

Вообще на моей практике было, что при сильном ветре произошел перехлест проводов на отводящей воздушной линии и от повышенного напряжения выгорели трансформаторы тока (100/5) и «Энергомеровский» прибор учета ( ЦЭ 6804, 5А), пришлось и то и другое менять.

что касается счетчика «нейрон». взрываются они очень часто, причем схемы подключения везде собраны нормально. счетчик собирают наши, а вот начинка скорее всего китай!

Есть у меня еще одно подозрение. На практике не встречался…но по теории может быть всякое.
Может там где сгорели счетчики, там не исправны тран-сы тока. То есть в результате долгой эксплуатации и перегревов. Произошло межвитковое замыкание вторичной обмотки.
Это я так предположил. Не более.
На практике видел как горят тран-сы тока на шинах. Забавное зрелище.
Нужно срочно обесточить….а стремно лезть к рубильнику. Вдруг межфазное замыкание пойдет….и тогда живым выскочить будет сложновато.

Хотя видел «смелых» энергетиков, которые голыми руками, только в перчатках, вырывали плавкие вставки прямо из ВРУ не снимая нагрузок.

В общем мысль следующая.
Там где рвануло…неплохо было бы померить сопротивление вторичной обмотки транса, пред установкой нового счетчика.

Проблема реально заинтересовала.
Не поленился…поГуглил. Триста лет не смотрел на схемы подключения счетчиков через трансы. Но не поленился и посмотрел еще раз. Так вот. Концы катушек напряжения подключены в счетчике звездой. А средняя точка зануляется.
И кажись есть ответ.
Если отгорает нулевой провод, или как то еще происходит пропадание зануления на средней точке «звезды» , то напряжение в катушке напряжения в счетчике с фазного 220 вольт ,относительно нуля……возратает до 380….то есть становится Линейным …380В. И такая неисправность, запросто сжигает обмотки «напряжения» счетчика….да и весь счетчик целиком.

Ищите неисправность не в счетчике, а в занулении системы.

Это Я действительно фигню ляпнул. Не подумавши. Виноват Исправлюсь.

Векторная диаграмма при симметричных нагрузках (катушки напряжения в счетчике)
Действительно остается не изменой. Но вот схема включения меняется.
То есть…пока ноль присутствует то катушки включены параллельно. Относительно каждой фазы и нуля. Когда же происходит «обрыв» нулевого провода…то схема меняется. Катушки включаются последовательно…относительно двух фаз.
По идее сгореть яным пламенем не должны. Но вот загвоздка. В счетчике еще есть электронная схема. (здесь рассуждать не берусь) потому как не знаю, как она работает и к к чему подключается в нутрии счетчика. Но сдается мне что без нулевого провода работать не будет. Или еще какая беда там может происходить. На плату, при отгорании нулевого провода может запросто пойти 380В вместо 220. И не мудрено, что плата начинает немного выгорать. Что в свою очередь ведет к возгоранию всего счетчика.

Но смысл примерно такой.

А потому нужно тестировать мегомметром сопротивление между точкой подключения нулевого провода счетчика и точки присоединения нулевого провода кабеля ввода.
Сдается мне что дело именно в этом. Наверняка оборудование старое и ППР в нем не проводились давно. Ноль немного подгорел. Возможно что уже нет хорошей связи между оборудованием и нулевой шиной. Частенько нулевой провод от счетчика подключают не к нулевой шине ввода, а прямо на корпус оборудования, подразумевая, что все оборудование четко занулено. А в результате в какой то момент времени (возможно даже очень кратковременный) на счетчике пропадает ноль….что в свою очередь за секунды выводит счетчик из работы.