6 отличий реле приоритета от оптимизатора нагрузки на электросеть

Начнем с того, что оптимизатор нагрузки на электросеть OEL-820 является самым новым видом знакомого специалистам устройства — реле отключения неприоритетной нагрузки, и единственным в мире, предназначенным для бытового применения. Поэтому, рассматривать традиционные и новое устройство мы будем, как группу приборов, решающих одну и ту же задачу.

У разных производителей эти устройства называются также: реле приоритета, реле неприоритетной нагрузки, реле приоритетной нагрузки и т.п.

Щитовые реле приоритета помогают в ситуации, когда при включении нескольких энергоемких потребителей общая потребляемая ими мощность превышает лимит разрешенной мощности. Щитовые реле приоритета устанавливаются на вводе в электрощит. Их принцип действия заключается в непрерывном контроле мощности, потребляемой всеми используемыми потребителями, и автоматическом отключении неприоритетных нагрузок при превышении установленного лимита.

Алгоритм отключения и время отключения нагрузок может быть разным, но суть одна: чтобы снизить потребляемую мощность, которая уже превысила допустимый лимит, нужно срочно отключить какой-то электроприбор. Один или несколько. При этом, отключение ведется «вслепую», без учета значений потребления конкретных электроприборов.

Щитовые реле приоритета позволяют избежать срабатывания вводного автоматического выключателя, устанавливаемого для контроля максимальной потребляемой мощности. Хотя, при значительных и частых перегрузках, отключение вводного автомата нельзя полностью исключить.

Инсталляция реле приоритета в существующую электросеть связана с большим объемом работ по модернизации электропроводки и электрощита. Это требует соответствующей квалификации электрика, точного расчета и настройки тока и мощности отключения неприоритетных нагрузок. А прокладка отдельных проводных линий от щита к розеткам с неприоритетными потребителями влечет за собой еще и работы по ремонту помещений, если применялось штробление стен.

Указанные выше приборы щитовой автоматики невозможно подключить к стандартной электропроводке, не имеющей отдельных проводных линий к розеткам. Их применение противопоказано и на объектах завершенного строительства, где прокладка новой проводки невозможна или нежелательна.

Задача упростилась с появлением нового вида реле приоритета, так называемого оптимизатора нагрузки на электросеть OEL-820.

Принцип работы оптимизатора нагрузки на электросеть OEL-820 заключается в перераспределении мощности между двумя электроприборами в зависимости от их приоритета. Отключении неприоритетного на время работы приоритетного, включении неприоритетного во время паузы в рабочем цикле приоритетного.

Важной особенностью работы OEL-820 является то, что в любой момент времени включенным может быть один и только один электроприбор из пары. Как видно из способа работы, оптимизатор нагрузки на электросеть, в отличие от своего щитового собрата, никогда не допускает перегрузки сети. Он предотвращает ее.

OEL-820 разработан для использования в формате «сделай сам» (DIY) и не требует монтажа. Это устройство не щитовое, и представляет собой два розеточных адаптера с вилкой и розеткой. Один для приоритетной нагрузки, второй – для неприоритетной. Связь между адаптерами по радиоканалу. Адаптеры включаются в обычные розетки, и начинают работать сразу, без настроек. Регулировки не потребуются и во время эксплуатации.

Для работы OEL-820 не требуется не только отдельная проводка, но и какая-либо информационная шина управления, так как для передачи сигналов телеметрии используется радиоканал с цифровым кодированием и постоянным контролем прохождения пакетов команд.

Новый бытовой прибор получает все большую популярность, как среди домовладельцев, так и среди электриков, которые с его помощью очень просто «разруливают» довольно сложные ситуации, связанные с превышением лимита разрешенной мощности (для снижения суммарной потребляемой мощности и нагрузки на проводку). Прибор пользуется спросом и в садовых товариществах, и в дачных кооперативах, имеющих проблемы с недостатком выделенной на домовладение мощности.

Однако, при схожем техническом результате, эти два прибора автоматики имеют ряд принципиальных отличий, о которых стоит напомнить.

Основные отличия OEL-820 от щитовых реле приоритета

Щитовое реле приоритета против нескольких OEL-820.

Бой без правил?

Напомним способ работы оптимизатора. Вместо того, чтобы контролировать суммарный ток потребления всех нагрузок на вводе, и при превышении допустимого значения отключать по очереди отдельные неприоритетные линии, как щитовое реле приоритета, в оптимизаторе нагрузки OEL-820 CLUSTERWIN, контролируется потребление всего одной пары мощных электроприборов. Но, контролируется с точным прогнозируемым результатом.

Поэтому, самое интересное происходит при применении нескольких OEL-820. Когда, каждую пару электроприборов, подключенных к соответствующим блокам OEL-820, можно сравнить с одним слоем пирамиды или веткой дерева энергопотребления.

Несколько независимых горизонтальных слоев пирамиды (блоков A и B OEL-820 с нагрузками) как бы нанизаны на одну общую ось или ствол дерева, которым в доме является электропроводка. Образуется матрица или таблица с заранее известными мощностями используемых электроприборов. Каждая строка таблицы содержит ячейки с точными значениями потребления каждого из электроприборов, один из которых назначен приоритетным, а другой – неприоритетным. Причем, в любой момент времени включенным в этой паре может быть один, и только электроприбор.

Это очень важно, поскольку дает нам ключ к точному планированию максимального суммарного энергопотребления!

Исходя из данных таблицы, легко посчитать максимальную мощность, потребляемую одновременно включенными потребителями. Одним в каждой строчке. Одним в каждой паре.

Таким образом, общую потребляемую мощность можно с легкостью снизить почти вдвое(!), а мощность электросети, как бы увеличить на величину высвободившейся энергии! Почти, потому что всегда нужно оставлять небольшой запас, например, для осветительных приборов или на другие нужды.

Проиллюстрировать новую технологию можно на простейшем примере.

Например, в доме с подведенной мощностью 5 кВт нужно эксплуатировать следующие электроприборы:

электроконвектор 0,5 кВт – 1 шт., (кладовка)

электроконвектор 0,5 кВт – 1 шт., (прихожая)

электроконвектор 1,2 кВт – 1 шт., (спальня)

электроконвектор 1,2 кВт – 1 шт., (кухня)

электроконвектор 2 кВт – 1 шт., (гостиная)

электрочайник 2,0 кВт – 1 шт.

скважинный насос 1 кВт – 1 шт.

накопительный водонагреватель 1 кВт – 1 шт.

Включение восьми электроприборов можно произвести с помощью четырех оптимизаторов OEL-820. Электроприборы, расположенные на одной горизонтальной линии приведенной схемы подключены к одному оптимизатору.

Из примера видно, что суммарная мощность электроприборов составила 9,4 кВт. Но, их реальная суммарная потребляемая мощность при всех возможных комбинациях включения, никогда не превысит 4,7 кВт! Это очевидно, поскольку в каждой строчке «дерева»/»пирамиды» включенным может быть только один электроприбор.

Теперь не нужно бегать к электрощиту в прихожую, в гараж… Или лазить на столб, и включать «выбитый» автомат. Не нужно штробить стену и прокладывать новые провода для подключения дополнительного электроконвектора или масляного радиатора, а потом делать ремонт! Не нужно оформлять дополнительную мощность!

Мучения домовладельцев закончились с появлением оптимизатора нагрузки на электросеть OEL-820 CLUSTERWIN! Просто включил – и работает!

Источник

Новое поколение энергосберегающего оборудования

Предлагаемый модельный ряд оптимизаторов напряжения OPTeL имеет расширенный функционал в сравнении с имеющимися на рынке аналогами , преимущества и недостатки которых были тщательно проанализированы и учтены при разработке устройства. Такие стабилизаторы напряжения легко могут быть использованы например для загородного дома или промышленного предприятия. Пожелания потребителей теперь могут быть удовлетворены

благодаря встроенным средствам контроля , позволяющим с помощью удобного интерфейса подстраивать режим работы оптимизатора под конкретные виды нагрузок и особенности питающей электросети , а также благодаря средствам для интеграции с информационными системами ( АСКУЭ и т. п.).Оптимизаторы напряжения OPTEL выпускаются серийно в России, на базе трансформаторов и комплектующих собственного производства , а также производства компаний «ABB», «PHOENIX CONTACT», «Schneider electric», «ОВЕН».

Трехфазные стабилизаторы напряжения OPTeL предназначены для поддержания оптимальных условий работы энергоприемников во внутренней электросети при отклонениях от заданной нормы параметров внешней подводящей сети ( изменение уровней фазных напряжений , появление высокочастотных и импульсных помех, увеличение реактивной мощности ).В частности , для каждого вида нагрузки существуют свои оптимальные характеристики сети, при которых электрооборудование работает с максимальным коэффициентом полезного действия ( КПД), что приводит к более экономному расходу электроэнергии и продлению срока службы. Оптимизатор , при его установке в конкретное место энергосистемы — после счетчика , настраивается таким образом, чтобы обеспечить эти оптимальные условия для работы подключенного после него электрооборудования.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Повышение стабильности работы и КПД оборудования , увеличение срока службы оборудования , экономия потребления электроэнергии.

Основные характеристики оборудования

Напряжение в питающей сети , В 380/220

Диапазон входных напряжений питающей сети , В 170 — 260

Ток нагрузки на фазу , А 30 — 400

Регулирование напряжения одноступенчатое , ±5% Uвх

Удельный вес от 1 до 0,5 кг на 1кВА

Система фильтров , бескоммутационная , непрерывно действующая при любых входных параметрах сети есть

Коммутационное быстродействие , мс не более 20

Переключение режимов осуществляется без разрыва силовой цепи. Изделия OPTeL защищены от токов перегрузки и коротких замыканий. Вид климатического исполнения изделия соответствует УХЛ4. Степень защиты оболочки соответствует кат. от IP-20 до IP-66.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ

Выполнение функций прибора некоммерческого учета потребляемой энергии , в том числе , учета сэкономленной электроэнергии на основе периодического тестирования эффективности по заданному расписанию. Режим «Тестирование

эффективности», запускаемого с панели оператора или по расписанию , для получения текущих значений процента экономии при текущей нагрузке и текущих значениях питающего напряжения. Архивирование данных для последующей передачи в компьютер , системы АСКУЭ и системы дистанционного мониторинга. Измерение напряжения и тока в нагрузке , а также активной , реактивной и полной мощности. Индикация текущего состояния устройства , значений измеряемых параметров , а также. Управление режимами через встроенную панель оператора. Например , установка диапазонов нормализации напряжения в соответствии с характером нагрузки для достижения максимального эффекта экономии или создания наиболее благоприятных условий работы оборудования. Настройка с панели оператора параметров работы алгоритмов измерения ( время реакции, интервалы усреднения и пр.).Ведение журнала событий ( аварийные ситуации , несанкционированное вмешательство в работу устройства и т. п.) и его просмотр с панели оператора.

Источник

Цифровые оптимизаторы энергопотребления ОЭП

Цифровые оптимизаторы энергопотребления ОЭП

Назначение и область применения

Оптимизатор предназначен для применения в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного тока с номинальным напряжением 380/220 В и частотой 50 Гц с целью нормализации напряжения.

Изделие обеспечивает сохранение на нагрузке напряжения в заданном диапазоне, при его выходе за пределы этого диапазона в подводящей питающей сети до 5% (одноступенчатый), 10% (двухступенчатый) или до 20% (четырехступенчатый) относительно значения соответствующей границы. Границы диапазона устанавливаются оператором, в зависимости от характера нагрузки, с целью обеспечения оптимального режима работы.

Изделие обеспечивает сохранение на нагрузке напряжения в заданном диапазоне, при его выходе за пределы этого диапазона в подводящей питающей сети до 5% (одноступенчатый), 10% (двухступенчатый) или до 20% (четырехступенчатый) относительно значения соответствующей границы. Границы диапазона устанавливаются оператором, в зависимости от характера нагрузки, с целью обеспечения оптимального режима работы.

Для многих видов оборудования (в частности мощные электродвигатели), особенно зарубежного производства, номинальным является напряжение 230 В. В этом случае, оператор может установить границы диапазона на уровне 218 – 242 В, что будет соответствовать общеевропейским требованиям к диапазону нормально допустимых значений.

Устройство может так же использоваться как средство некоммерческого учета потребляемой энергии и поставщика статистической информации (профили напряжений, токов, мощностей и т.п.) для систем АСУ верхнего уровня. Интеграция может осуществляться с использованием интерфейсов RS-232, RS-485 или Ethernet по протоколу MODBUS, а так же с использованием GSM модемов..

Оптимизатор, при установке его в конкретное место энергосистемы, настраивается таким образом, чтобы обеспечить эти оптимальные условия для работы подключенного после него электрооборудования.

Функциональные возможности и режимы работы

• Нормализация напряжения, т.е. удержание выходного напряжения на нагрузке в заданном диапазоне, при выходе входного напряжения подводящей питающей сети за границы этого диапазона до 5% (одноступенчатый), 10% (двухступенчатый) или до 20% (четырехступенчатый) относительно значения соответствующей границы. Необходимый диапазон устанавливается с панели оператора. Ширина диапазона должна быть не менее 13 В.
• Управление оптимизатором в диалоговом режиме через сенсорную графическую панель, включая:

1. Управление режимами работы оптимизатора;
2. Установку границ диапазона нормализации;
3. Задание параметров для встроенных алгоритмов измерения и принятия решений;
4. Настройку конфигурации устройства;
5. Запуск «Экспресс-теста» для получения текущих значений процента экономии, обеспечиваемого функционалом устройства, при текущей нагрузке и текущих значениях питающего напряжения.

• Измерение, индикация и архивирование с дискретностью от 1 секунды следующих параметров:

1. Напряжение, ток и cosФ по каждой фазе отдельно;
2. Полная, активная и реактивная мощность по каждой фазе отдельно и суммарно по трем фазам;
3. Информации о режимах работы , состоянии устройства и возникновении аварийных ситуаций.

• Интеграция в системы АСКУЭ и системы дистанционного мониторингас использованием интерфейсов RS-232, RS-485 или Ethernet по протоколу MODBUS, а так же с использованием GSM модемов. Интеграция позволяет использовать Оптимизатор как поставщика информации о качестве электроэнергии и/или как устройство некоммерческого учета потребления электроэнергии;
• Опционально (по отдельному ТЗ) предусмотрена возможность построения на базе Оптимизатора цифровых локальных (внутриобъектных) Smart Grid , как с подключением уже существующих устройств по интерфейсу PLC («умные» розетки, датчики тока, выключатели нагрузки и т.п.), так и устройств собственной разработки.

Режим «Транзит». Включается, если входное напряжение в пределах заданного с панели оператора диапазона. В этом режиме электрическая мощность передается в нагрузку напрямую через силовую обмотку без изменения напряжения;

Режим «Вольтодобавка». Включается, если выходное напряжение становится ниже нижней границы установленного диапазона. В этом режиме в силовой обмотке индуцируется дополнительная ЭДС синфазно основной, и напряжение на нагрузке повышается на 5% Uвых, При дальнейшем снижении входного напряжения включается следующая ступень вольтодобавки.

Режим «Вольтоограничение». Включается, если выходное напряжение становится больше верхней границы установленного диапазона. В этом режиме в силовой обмотке индуцируется дополнительная ЭДС, в противофазе основной, и напряжение на нагрузке снижается на 5% Uвых .

Руководство по эксплуатации

Здесь вы можете просмотреть или скачать Руководство по эксплуатации на серийные оптимизаторы напряжения ОЭП.

Источники экономии при использовании оптимизаторов

При нормализации повышенного напряжения, за счет снижения потребляемой мощности на нагрузках с относительно постоянным активным сопротивлением (освещение, нерегулируемые нагревательные элементы и т.п.).

За счет увеличения срока службы оборудования.

В общем случае, за счет более высокого КПД оборудования при его работе в номинальных режимах.

За счет уменьшения количества сбоев станков с ЧПУ и другого оборудования, приводящих к необходимости повторения отдельных операций или всей технологической программы.

Краткое описание принципа работы

Для регулирования напряжения используется всего лишь одна силовая обмотка, постоянно включенная последовательно с нагрузкой. Электрическая мощность проходит через нее напрямую. Упрощенная схема, демонстрирующая принцип работы представлена на рис.1.

Рис.1. Схема, демонстрирующая принцип работы оптимизатора.

При необходимости понизить напряжение, подключается вольтодобавочная обмотка таким образом, чтобы в силовой обмотке (выделена жирным) индуцировалась ЭДС, направленная встречно генератору сети, как бы «возвращая» в сеть «ненужное» напряжение. Для того, чтобы, наоборот, повысить напряжение, индуцируемая ЭДС меняет направление на противоположное. Изменение направления ЭДС происходит путем перекомутации выводов вольтодобавочной обмотки. Если напряжение изменять не требуется, то ЭДС не индуцируется.

При таком методе регулирования требуемые размеры трансформатора, а это наиболее габаритный и дорогой элемент практически любого стабилизатора, уменьшаются примерно в 2-6 раз по сравнению с традиционными конструкциями.

Габариты определяются той частью мощности, в пределах которой происходит регулирование. Например, при регулировании напряжения 220В в интервале +/- 12 В, максимально индуцируемая мощность составляет около 10% от мощности, потребляемой нагрузкой (учитывая возможность изменения знака).

Важно отметить, что при переключении режимов отсутствуют размыкания в силовой цепи, что исключает появление дополнительных помех. Вся коммутация проводится в цепях, не связанных с нагрузкой, и на уровне мощностей, не превышающих 10% от мощности, передаваемой в нагрузку. (Это также существенно снижает габариты и стоимость коммутационных комплектующих.)

Кроме этого, с той же целью уменьшения габаритов и стоимости, был оптимизирован функционал. Анализ статистических данных показал, что основной проблемой, порождаемой «плохой» сетью является проблема относительно длительного выхода питающего напряжения за рамки, установленные ГОСТ 13109-97 (220+-5%), до уровней 220 +/- 10%. Учитывая, что подавляющее большинство современных электроприемников оптимально работают в диапазоне 220 +/- 5% и не требуют точной стабилизации около 220В, было принято решение ограничиться одной ступенью регулирования в 12 В, использование которой позволило возвращать напряжение в оптимальный диапазон при отклонениях 220 +/-10%.

Оптимизатор, с точки зрения регулирования напряжения – это Стабилизатор с одной ступенью регулирования и задачей нормализовать напряжение до уровней, соответствующих ГОСТ 13109 — 97 .

Другие функциональные возможности, обычные для стабилизаторов: подавление высокочастотных помех; сглаживание скачков напряжения; защита от напряжения выше или ниже критического и др. сохранены в полном объеме.

В результате удалось добиться уникальных удельных характеристик веса и стоимости на один кВА полезной мощности, при сохранении функционала, достаточного для решения основных проблем «плохой» сети.

Энергосбережение

Кроме малых габаритов, веса и стоимости, оптимизатор ОЭП имеет еще одно важнейшее преимущество перед любыми другими стабилизаторами: энергия, потребляемая для собственных нужд составляет лишь доли процента от энергии, передаваемой в нагрузку. То есть его КПД не менее 99,7% в отличие, например, от стабилизаторов с электронной или релейной ступенчатой коммутацией, КПД которых обычно в районе от 95 до 97%.

Значение этого показателя позволяет говорить об оптимизаторе ОЭП, как об устройстве с функцией энергосбережения.

Общеизвестно, что нормализация напряжения, уже сама по себе, обеспечивает определенную экономию потребляемой энергии. В общем случае это связано с тем, что электроприемники рассчитываются так, чтобы именно в этом диапазоне работать с максимальным КПД. Выход напряжения за пределы интервала приводит, как правило, к снижению КПД, чаще всего на несколько, а иногда и на десятки процентов. Оптимизатор ОЭП, за счет своего почти 100% КПД, практически полностью сохраняет эту экономию, в то время как другие стабилизаторы «съедают» большую ее часть или даже сами становятся дополнительными потребителями.

Помимо экономии за счет более высокого КПД в «нормальных» режимах, возможна и прямая экономия электроэнергии при нормализации напряжения сети с повышенных уровней (223В и выше).

В простейших случаях, например с системами освещения, снижение напряжения с 223В до 211В даст снижение потребляемой мощности более чем на 10%.

Сертификация

Меры безопасности

Обслуживающий персонал, связанный с подключением, эксплуатацией и техническим обслуживанием изделия должен иметь не ниже IV группы допуска по электробезопасности для работ с напряжением до 1000 В.

Для подключения изделия сетевая проводка потребителя должна иметь устройство для разрыва цепей фазных и нулевого проводников питания.

ВНИМАНИЕ! В рабочем состоянии к оптимизатору подводится опасное для жизни напряжение от электросети. Монтаж, демонтаж изделия производить только при отключенном питании.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

• установка изделия в помещениях с взрывоопасной или хи­мически активной средой, разрушающей изоляцию и металлы;
• подключение и эксплуатация незаземленного изделия;
• использование одного и того же провода для заземления и в качестве нулевого;
• эксплуатация изделия при наличии деформации элементов корпуса, которая может привести к их соприкосновению с токове­дущими компонентами изделия;
• эксплуатация при нечеткой работе автоматического выключателя; появлении дыма или запаха, характерного для горя­щей изоляции; появлении повышенного шума или вибрации;
• Накрывать изделие, размещать на нем приборы и предметы, закрывать вентиляционные отверстия.

Цифровые оптимизаторы ОЭП выпускаются серийно в России, на базе трансформаторов российского производства и комплектующих как собственного производства, так и производства компаний «ABB», «PHOENIX CONTACT», «Schneider electric», «ОВЕН». Устройства имеют два вида исполнения — одно- и двухступенчатое исполнение. Это позволяет наиболее правильно подобрать и настроить регулирование оптимизации напряжения.

Источник