Казалось бы, зачем нужно ограничивать мощность потребления? Ведь для энергоснабжающей организации, как и для любого продавца, было бы лучше продать как можно больше «товара» - электроэнергии.
Но когда речь идет о такой услуге, как электроснабжение, вступают в действие некоторые ограничения.
Когда нужно ограничивать мощность?
Если все будут покупать электроэнергии столько, сколько хочется, её может не хватить. Это проявится в ощутимом падении напряжения и даже может привести к авариям на линиях электропередачи и подстанциях.
Поэтому энергоснабжающие компании часто в своих технических условиях на подключение квартиры или частного дома требуют установку ограничителя мощности.
С другой стороны, сознательные хозяева по собственному желанию могут ограничивать мощность потребления ввиду изношенности своей электропроводки.
Давайте рассмотрим, как технически можно ограничить мощность потребителя.
Ограничение мощности автоматическим выключателем (АВ), установленным на вводе
Это самый частый, но не совсем правильный способ. Ограничение мощности – «побочная функция», которая реализуется благодаря функции защиты от сверхтока. А номинальный ток АВ рассчитывается, исходя из сечения вводного кабеля.
Время выключения АВ зависит от величины сверхтока. Особенность времятоковой характеристики АВ такова, что при превышении его номинального тока до 1,45 раза он может выключиться за любое время – от нескольких минут до часа.
Другой минус такого решения – АВ не включается сам, и для восстановления питания необходимо вмешательство человека. А это не всегда возможно и безопасно для рядового потребителя. Кроме того, вводной автоматический выключатель может быть установлен в недоступном месте – на столбе либо в опломбированном боксе.
Ограничение мощности при помощи специального счетчика
Существуют счетчики с функцией управления нагрузкой. Счетчик контролирует ток и при его превышении выдает сигнал управления на контактор либо АВ с расцепителем.
Есть и такие счетчики, которые самостоятельно выключают нагрузку без применения внешних устройств.
Специализированные ограничители мощности. ОМ-1Р IEK®
Ограничитель мощности ОМ-1Р торговой марки IEK в модульном корпусе, специально разработанный для контроля и управления нагрузкой, обладает гораздо большим функционалом, чем вышеприведенные устройства.
ОМ-1Р IEK® – это защитное устройство, которое предохраняет питающую сеть от превышения мощности однофазной нагрузки.
Ограничитель ОМ-1Р постоянно контролирует (измеряет) ток, потребляемый нагрузкой. А поскольку мощность напрямую зависит от тока, можно сказать, что одновременно ведется мониторинг потребляемой мощности. В случае превышения установленного порога мощности срабатывает внутреннее реле, которое коммутирует нагрузку непосредственно либо через контактор. Через некоторое время нагрузка включается автоматически.
Нагрузкой может быть не квартира или дом полностью, а лишь часть домашнего электрохозяйства. Это нужно для ограничения мощности без отключения важных нагрузок. Более того, в электрощите может быть установлено несколько ограничителей мощности для равномерного распределения мощности.
Уровень ограничения может быть установлен вручную пользователем. Это является как плюсом (хозяин дома может оперативно изменить настройки), так и минусом (возможно несанкционированное превышение потребляемой мощности).
Измерение тока производится внешним трансформатором тока, вторичная обмотка которого подключена к измерительным клеммам ОМ-1Р. Ток вторичной обмотки не должен превышать 5 А. Ток первичной обмотки (ток нагрузки) можно оценить, зная коэффициент трансформации Кт трансформатора тока.
Уровень (порог) ограничения мощности устанавливается верхним регулятором на передней панели. Диапазон регулировки – от 0,2 Кт до 1,1 Кт.
Как выбрать трансформатор тока и в какое положение установить регулятор ограничения? Например, если нужно ограничить мощность на уровне 10 кВт, можно выбрать трансформатор с Кт = 10, а регулятор установить на «1». При этом ток нагрузки не превысит 45 А (cos φ = 1), а ток вторичной обмотки трансформатора не будет больше 4,5 А. С таким трансформатором можно устанавливать уровень ограничения от 2 до 11 кВт.
Поскольку превышение мощности из-за кратковременного пускового тока – нормальное явление, в ОМ-1Р предусмотрена задержка отключения, которая может быть установлена в диапазоне от 2 до 40 с. Эта функция также полезна, когда пользователь «забывает» о функции ограничения – устройство дает время выключить «лишнюю» нагрузку без отключения всего жилья. Важно заметить, что время задержки отключения никак не зависит от уровня превышения мощности.
Возможно построение схемы подключения таким образом, что при превышении порога мощности нагрузка не отключается, а выдается предупреждающий сигнал.
После выключения нагрузки логично, что её ток будет равен нулю. Однако нагрузка включается не сразу, а через некоторое время – от 15 до 300 с. Такой интервал задан для «отдыха» электросети от перегрузки и для того, чтобы дать возможность человеку выключить что-то «лишнее».
При повторном включении ток, скорее всего, будет меньше, поскольку большинство электроприборов останутся в режиме ожидания. Это называется «нулевая защита» - после отключения питания для повторного включения рабочего режима требуется вмешательство человека. Например, для запуска стиральной машины или СВЧ-печи потребуется нажатие кнопки «Пуск».
Другая причина необходимой задержки включения – специфика работы компрессорной техники (холодильников).
Трансформатор в конструкции – OM-2Р IEK®
Другая модель ограничителя мощности торговой марки IEK ОМ-2Р занимает в электрощите два модульных места.
Увеличение размера объясняется тем, что ограничитель мощности ОМ-2Р IEK® содержит внутри трансформатор тока. Это значительно облегчает монтаж, но накладывает ограничение на максимальную контролируемую мощность – 5 кВт.
В ОМ-2Р отсутствует регулятор задержки отключения, время отключения фиксированное – 1,5 с. В остальном функционал тот же, что и у ограничителя мощности ОМ-1Р.
Во второй части статьи мы рассмотрим и сравним схемы включения ограничителей мощности торговой марки IEK.
