Как контролировать напряжение сети

SVL0005, Монитор сетевого напряжения для контроля напряжения электросети переменного тока

Современные дом, квартира, офис наполнены большим количеством электрических приборов различного назначения. Ввиду большой загруженности электросетей конечный потребитель зачастую сталкивается с такими техническими проблемами, как перекос фаз, скачки напряжения. Для снижения риска вывода из строя бытовых приборов используют устройства для стабилизации параметров электросетей. Таким устройством является реле контроля напряжения, которое пришло вслед за ранее используемыми установками стабилизатора напряжения.

Типы реле контроля напряжения

РКН различают по типам подключения:

По форме вилки и розетки. Вилка упрощает процесс установки. Такой монтаж защищает только 1 потребителя, что крайне неудобно. Наличие микроконтроллера позволяет производить контроль нагрузок сети, выводя данные. Чтобы настроить значения нагрузки в заданных пределах используют кнопки, находящиеся на корпусе устройства.

По типу удлинителя. Устройство имеет микроконтроллер, контролирующий скачки напряжения. Наличие нескольких розеток позволяет подключать несколько оборудований одновременно.

Читайте также: Устройство термопары, ее виды и принцип работы

С фиксацией по дин-рейку. Устройство позволяет защитить от сильных перепадов и нагрузок сети. Благодаря настройкам и функциям можно следить за сетью. Установка производится в распределительный шкаф на дин-рейку.

Исходя из типов нагрузки ККН, делят на:

однофазные;
трехфазные.

Однофазные применимы как для защиты бытовой техники от скачков. Трехфазные контролируют полноту фаз. Когда на входе имеется 3 фазы, возможно подключение трехфазного реле. Когда одна фаза пропадает, другие две автоматически отключаются. Незначительное колебание или перекос способствует работе реле.

При нормальных показателях РКН не влияет на работу устройства. Рекомендовано приобретать отдельное реле для каждой фазы с трехвходными фазами изначально.

Методы локализации токов утечки и КЗ в ЛЭП

Линии электрических сетей с большими токами замыкания на землю характеризуются достаточно большой протяженностью. Методы и средства ОМП здесь основаны на измерении и запоминании параметров аварийного режима и вычислении расстояния до мест повреждения. Обработка результатов измерения выполняется уже после отключения линии релейной защитой. Одновременная фиксация аварийного сигнала до отключения источника питания ЛЭП устройствами контроля тока и напряжения в проводе воздушной ЛЭП и совместная обработка результатов измерений предлагаемыми способами позволяет быстро и достаточно просто определить место повреждения. Метод основан на регистрации системой синхронизированных от GPS датчиков тока и напряжения времени прохождения скачка фазного напряжения. Значения временных меток передаются в диспетчерский центр для обработки, где определяется сегмент поврежденной проводной сети. Анализируется аварийный сигнал, в котором выделяют одиннадцатую гармонику. Анализ фазовой характеристики вдоль линии передачи позволяет локализовать место аварии.

Применение

Главное назначение реле контроля – контроль за напряжением. Его применяют в разных сферах. Наличие электрических сетей обуславливает приобретение такого устройства.

Непостоянное напряжение – проблема, которая может быть решена при помощи установки в квартире или доме РКН, которое способно стабилизировать сеть.

Они способны уберечь от:

разрыва;
слипаний;
перепадов напряжения;
проблем, возникающих на приборах при наличии высокой нагрузки;
неисправностей при высококачественном напряжении с полными фазами.

Когда фазы не работают последовательно, то это возможно предотвратить с помощью такого прибора как реле контроля напряжения на фото. Главная особенность оборудования – контроль перегруза сети, скачков, перепадов, которые возникают при подключении большого количества техники дома или на работе.

Читайте также: Выбираем умную розетку для дома: рейтинг ТОП 7 лучших, функции, плюсы и минусы, цена

В промышленности могут возникнуть сбои в производственных линиях, станках или другом оборудовании. Для стабильной работы и повышения качества напряжения используют реле, которое стабилизирует и контролирует избежание обрывов и резких скачков промышленного предприятия, дома или квартиры.

Current Cost EnviR — мониторинг потребления электроэнергии

Сколько электроэнергии потребляет телевизор, что расходует больше электричества — стиральная машина или холодильник, насколько эффективно используется электроэнергия в квартире? На все эти вопросы мог ранее ответить ныне закрытый сервис Google PowerMeter. Однако гикам и домашним экономам не стоит отчаиваться, ибо несмотря на свертывание сервиса от Google, дело мониторинга потребления электроэнергии продолжает жить. В данном обзоре предлагается к рассмотрению устройство Current Cost EnviR, которое позволяет не только наблюдать как «утекают» киловатты электроэнергии на дисплее устройства, но и совместно с Current Cost NetSmart(ранее Current Cost Bridge) отслеживать потребление электроэнергии в режиме online на сайте my.currentcost.com.

Итак, что же умеет данное устройство

Потребление электроэнергии в данный момент времени в вашей доме/квартире (обновляется каждые 6 секунд на дисплее)
Бесконтактный метод замера потребляемой мощности. Точнее переменного тока, а напряжение задается в настройках от 200в до 260в. Мощность рассчитывается в устройстве их произведением.
Беспроводной способ передачи данных от клеммы-датчика до дисплея-приемника по радиоканалу на частоте 433МГц.
Оценка стоимости потребляемой электроэнергии за день/месяц (задается тариф за 1 кВт/ч)
Динамика потребления электроэнергии, т.е. устройство отображает скачок в кВт при подключении/отключении потребителей энергии в доме/квартире.
Мониторинг текущей температуры в помещении в месте установки дисплея-приемника.
График потребления энергии и текущей температуры в помещении на сайте my.currentcost.com. Обновляется каждые 5 минут. Требуется дополнительный модуль Current Cost NetSmart. На графике также отображается и линия минимального потребления энергии(+ утечки если они есть), когда все устройства в доме находятся в режиме ожидания.
Передача сведений о потреблении электроэнергии на сервис Google PowerMeter каждые 10 минут. Требуется дополнительный модуль Current Cost NetSmart.
Возможность подключения к ПК через специальный шнур USB с возможностью дальнейшей обработки на ПК поступающих данных от устройства в формате XML. Список доступного ПО имеется здесь. Можно также и самому написать парсер-обработчик этих данных.

Порядок подключения и использования

Подключить и настроить дисплей-приемник. Задать дату/время, напряжение в сети, тариф.
Включить радиопередатчик и провести синхронизацию с приемником.
Нацепить клемму на фазный провод сразу после электросчетчика и подключить ее к передатчику. На приемнике сразу же должно отобразиться текущее потребление энергии.
В случае вебмониторинга подключить Current Cost NetSmart через специальный шнур к дисплею-приемнику и к Вашему домашнему роутеру/свичу по eth. В Вашей локальной сети должен быть настроен и активен DHCP ибо NetSmart получает настройки IP и шлюза от него.
В случае мониторинга на ПК подключить специальный USB кабелем дисплей-приемник к ПК. Внимание! Одновременное подключение к eth и к ПК невозможно!

Далее только для заинтересовавшихся: где заказать и как доставить

Как я уже писал ранее в Q&A, данные устройства для домашнего использования в России купить практически нереально. Поэтому наиболее близкий по параметрам к российским электросетям и с относительно терпимой стоимостью продукт я нашел на британском Амазоне(в США данного устройства не нашлось). Я приобрел Current Cost EnviR Black — The Smart-R Monitor за £48.60 и Current Cost «Bridge» Device за £29.95 для онлайн мониторинга.

Следующая проблема — доставка. Дело в том, что Амазон не доставляет в Россию данный вид продукции и пришлось воспользоваться услугами посредников для доставки товара из Великобритании. Почитав отзывы и разочаровавшись небогатым выбором я воспользовался услугами EbayToday, который за небольшую комиссию(£8.55) выкупили для меня товар и доставили в Россию за £15.95(+ £6.95 взял Амазон + страховка по желанию £2.50). Итого мои затраты составили £112.5. Перевод средств проще и оперативнее оказалось с баланса мобильного телефона, который в свою очередь предварительно пополнил с банковской карты. Комиссию за перевод с меня вообще не взяли. Доставка до моего города шла 18 дней, из которых 9 дней от Великобритании до Москвы и 9 дней в Москве на таможне, сортировке и до моего города Почтой России(~600км). Доплат по получении не потребовалось. В итоге получил примерно такую коробочку(извиняюсь за качество изображения, но в то время под рукой кроме сотового ничего не оказалось):

И заключительная проблема была в подборе европереходника для подключения двух блоков питания на 3.3в и 5в для дисплея и NetSmart соответственно(радиопередатчик работает от двух батареек типа D на 1.5в). Дело в том, что большинство имеющихся в продаже европереходников не подходят. Я приобрел переходник ЕВРО-2 по 30р за штуку в местном радиомагазине.

PS Разумеется нельзя назвать данное устройство достаточно дешевым, но оно достаточно наглядно демонстрирует возможности мониторинга потребления энергии и изучив принцип его работы вполне можно и разработать собственный аналог, благо клеммы-трансформаторы тока на том же Амазоне в большом количестве и в разных вариантах. Заинтересованных в разработке аналога — добро пожаловать в Q&A и в личную почту.

PPS Если нужны еще фото, техданные и т.п. — пишите, добавлю в обзор.

Разработан отечественный аналог для мониторинга потребления электроэнергии: WebMeteoBox.

В связи с частыми проблемами (http 503) на серверах Current Cost и Pachube владельцы устройств Current Cost EnviR могут воспользоваться отечественным сервисом narodmon.ru. По вопросам перехода пишите в личку (поделюсь опытом) или админам данного сервиса.

Читайте также: Какой удлинитель выбрать для дома, гаража, дачи — 5 правил.

Установка РКН

Для монтажа следует приобрести следующее:

реле контроля напряжения;
индикатор для проверки;
отвертки;
саморезы;
дин-рейку;
кусок 6 мм2 провода;
пассатижи.

При работе нужно применять пошаговую инструкцию для установки реле напряжения. При заниженной мощности дома надо использовать стабилизатор. Если присутствуют скачки и обрывы, тогда реле просто необходимо.

Сама установка требует внимательности и соблюдения техники безопасности. Необходимо:

Обесточить сеть (отключение автомата и установление рейки).
Отыскать фазу при помощи индикатора.
Разрезание фазного провода у входа.
Подключение одного конца к устройству, другого – к выходному контакту.
Включить сеть.
Проверить.

При установке следует учитывать все характеристики реле контроля напряжения. Главный компонент защиты – это вводный автомат. Его монтаж производится непосредственно возле реле.

Рекомендовано использование дополнительного оборудования, если РКН имеет более 65 А. Это способствует предотвращению частых срабатываний. Монтаж можно производить самостоятельно только при соблюдении ТБ и строго следуя предписанным инструкциям.

Монтаж системы мониторинга под напряжением

Рис. 10. Монтаж измерительного блока на проводах ЛЭП

Эксплуатация электроустановок и электрооборудования электрических сетей без их отключения становится в настоящее время основным способом обслуживания, и она широко применяется в различных странах мира на линиях электропередачи всех классов напряжения — от 0,38 до 750 кВ. Эта технология была разработана в СССР еще в 50-е годы и широко использовалась на практике. Применение этой системы позволяет сохранять нормальный режим работы электрических сетей при выполнении монтажа дополнительного оборудования и регламентных работ. Прогрессивность работ под напряжением дает экономические преимущества при сохранении безопасности операторов.

Рис. 11. Монтаж измерителя Donut на проводе ЛЭП

Для проведения монтажных работ на ВЛ под напряжением используются гидроподъемники, система изоляции, электропроводящий комплект спецодежды, образующий клетку Фарадея, внутри которой действие поля сведено к минимуму (рис. 10). Вся система гарантирует защиту электромонтера от протекания по нему тока ниже порога чувствительности. Это достигается выравниванием потенциалов рабочего места в системе «провода–подъемник–оператор» и шунтированием с одновременным применением надежной изоляции рабочего места от земли или заземленных элементов опоры. При этом от воздействия электрического поля электромонтер защищается электропроводящим комплектом спецодежды. Для удобства и технологичности монтажа на проводе корпус измерителя, в котором размещаются датчик тока, питающий трансформатор и блок электроники, выполняется из двух половинок. Обе половинки корпуса соединены посредством шарнирного механизма.

Управление шарнирным механизмом при монтаже измерителя тока на проводе ЛЭП производится посредством специальной поворотной штанги с шестигранным ключом. Перед монтажом, поворачивая ключ против часовой стрелки, производится раздвигание секций корпуса. Далее измеритель цепляется на провод ЛЭП. Фиксация корпуса измерителя тока на проводе производится поворотом технологического ключа по часовой стрелке. При этом обе половинки корпуса сходятся, замыкая контур вокруг провода. Встроенные муфты обеспечивают жесткую фиксацию корпуса измерителя тока на проводе ЛЭП (рис. 11).

Принцип работы реле

Вся суть работы конструкции заключается в контролировании подачи тока. Перенапряжение или недостаточная подача может вывести из строя технику.

Особенности и преимущества тонкостенных труб
Особенности однофазных счётчиков
Преимущества и особенности модульного напольного покрытия

Установка реле крайне необходима при:

обрывах линий;
плохих погодных условиях;
падении электричества;
перегрузке фазы.

Прибор имеет в своем составе микросхему, контролирующую процесс работы устройства в целом. Она может снижать и повышать напряжение, сигнализировать, включать или выключать прибор. РКН способно выравнивать работу сети.

Напряжение варьируется в диапазоне 100-400 ВТ. Погодные условия или гроза значительно увеличивают показатели, что ведет к перенапряжению. Прибор может сгореть от резких скачков электроэнергии. Для этого и используют специальные ограничители напряжения.

Реле состоит из электронной и силовой частей, которые контролируют и распределяют нагрузку. Рекомендовано выбирать оборудование с микропроцессором, его работа – распределять свои задачи и плавно управлять перепадами напряжения сети.

Устройство всегда срабатывает мгновенно. Его отличием от стабилизатора является то, что реле отключает участки с сильными скачками, а стабилизатор производит распределение и регулировку подачи. При появлении аварийных ситуаций наличие реле считается наиболее эффективным.

Читайте также: Допустимое отклонение напряжения — нормативные значения, причины

Характеристики потерь энергии в воздушных линиях

Можно выделить следующие типы потерь в воздушных ЛЭП:

неизбежные потери за счет омического сопротивления проводов;
потери на электромагнитное излучение;
потери при возникновении коронного разряда на проводах и изоляторах;
потери при возникновении резонансных явлений в проводе при рассогласовании с нагрузкой;
утечки тока за счет нарушения изоляции;
утечка тока при межфазных коротких замыканиях и замыкании на землю.

Наличие неблагоприятных погодных условий (дождь, снег, туман, сильный ветер, гололед) приводит к дополнительным потерям, в частности к возникновению коротких замыканий, к частичному повреждению и обрыву проводов.

Фото реле контроля напряжения

Читайте здесь! Статор электродвигателя — конструктивное устройство, принцип работы, проверка работоспособности и особенности ремонта

Что умеет розетка с GSM-модулем?

Оповещение об отсутствие напряжения 220В в сети – не единственная функция розетки с gsm-модулем. Она может включать и выключать приборы, в том числе получая важную информацию от подключаемых датчиков. Это позволяет использовать ее для решения следующих задач:

включение и выключение отопительных электроприборов;
включение и отключение резервного электрогенератора;
управление котлом отопления;
включение холодильников, морозильных камер;
управление кондиционером.

К розетке может подключаться датчик температуры, при падении значению до установленных владельцем дома параметров, производится включение электроотопительных приборов.

Это позволяет не только снизить расход электроэнергии и повысить уровень комфорта, но и обеспечить высокий уровень пожарной безопасности. Аналогичным образом gsm-розетка может управлять кондиционером.

GSM-модуль позволяет управлять розеткой с помощью сотового телефона или смартфона из любой точки, где есть мобильная связь. Достаточно отправить смс-сообщение и заработавший котел отопления нагреет воздух в дачном домике, подготовив помещение к приему хозяев и их гостей. Управлять розеткой можно так же с помощью таймера.

Отключение питания 220В может стать причиной серьезной аварии или несанкционированного проникновения на дачу. Полученное тревожное сообщение позволит оперативно принять меры, не разрушая собственных планов на день. Можно позвонить в дачное управление и убедиться, что электричество отключили для плановой проверки и все под контролем. Отключение света в конкретном доме может стать поводом для обращения в охранное агентство. В любом случае умная розетка принесет немало пользы и поможет предотвратить серьезный ущерб.

Назначение органов управления и индикации iNode-PSense

Внешний вид устройства iNode-PSense представлен на рисунке:

– клеммные блоки подключения сети переменного тока (измерительная сеть и электропитания устройства);
– клеммные блоки подключения трансформаторов тока;
– клеммные блоки подключения резервного источника питания цифровой части устройства (полярность подключения произвольная);
– разъем RJ-45 «Ethernet» со встроенными индикаторами «Подключение» и «Активность», предназначенный для подключения устройства к сети Ethernet 100Base-TX/10Base-T или компьютеру, оснащенному соответствующей сетевой картой;
– разъем RJ-12 (RJ-25) «Sensor» для подключения цифровых датчиков;
– кнопка «Reset» предназначенная для сброса с последующей инициализацией контроллера устройства, а также для сброса параметров устройства на значения по умолчанию;
– клеммный блок «Discrete Inputs», предназначенный для подключения дискретных датчиков 1, 2;
– клеммные блоки KV, предназначенные для подключения исполнительного механизма к релейному выходу.

iNode-PSense обеспечивает работу по следующим протоколам

WEB (HTML) Значения параметров и состояния датчиков доступны по HTTP протоколу в виде WEB-страницы. Данные на странице автоматически обновляются каждые 3 секунды;
XML Состояния всех подключенных датчиков, значения измеряемых параметров оборудования доступны по HTTP протоколу в виде XML файлов;
JSON Состояния всех подключенных датчиков, значения измеряемых параметров оборудования доступны по HTTP протоколу в виде текстовых файлов формата JSON;
SNMP SNMP это протокол управления сетями связи на основе архитектуры TCP/IP, работающий на транспортном уровне по протоколу UDP. Устройство поддерживает контроль и управление по протоколу SNMP v1;
Аварийные сообщения: SNMP Traps Генерируемые устройством аварийные и информационные сообщения незамедлительно отправляются на указанный пользователем IP адрес по протоколу SNMP, если служба SNMP включена;
E-mail Генерируемые устройством аварийные и информационные сообщения незамедлительно отправляются на указанный пользователем адрес электронной почты по протоколу SMTP, если данная функция указана в настройках устройства.

Как контролировать напряжение в сети удаленно

Как измерить напряжение и расход электроэнергии в доме при помощи смартфона

Современные технологии все больше проникают в нашу размеренную повседневную жизнь. При этом облегчается множество задач, на которые ранее нужно было затрачивать огромное количество ресурсов и времени.

Благодаря им, уже можно дистанционно узнавать о расходе электроэнергии в любой момент времени у себя дома, на даче, в квартире. При этом получать всю информацию о напряжении в розетках, подключенной мощности и ее характере. И все это при помощи обыкновенного смартфона.

Достаточно установить в своем распредщите анализатор качества и количества электроэнергии Wibeee и множество параметров электросети станут доступными вам в реальном времени дистанционно.

Измеряемые величины анализатором Wibeee:

С помощью Wibeee вы сможете полностью проанализировать на что, как и в какие часы используется электричество у вас в квартире. А благодаря подключению через Wi-fi и облачному сервису, эта информация будет доступна в любой точке мира.

Все эти данные можно легко записать и хранить в памяти компьютера, облачного сервиса, а затем проанализировать. Доступ к ним обеспечивается через любой планшет, смартфон или ПК.

Для подключения устройства в отличии от других анализаторов не требуется прокладки новых проводов. Все что вам нужно это иметь устойчивый Wifi сигнал. Вы можете сравнивать свое потребление по графикам за разные месяца и сделав соответствующие выводы понять, где и сколько вы теряете и как можно на этом сэкономить электроэнергию.

Больше не нужно будет искать квитанции, перебирать счета и калькулятором скрупулезно высчитывать лишние киловатты. Все это будет у вас под рукой в любой момент времени.

Установка устройства wibeee очень проста и не требует отдельного места на динрейке в электрощите. Для этого даже может не потребоваться отключать напряжение.

Если ноль у вас жестко сидит на корпусе или шинке, а через автомат подключены только фазные проводники, то при таком подключении Wibeee работать не будет!

Далее нужно скачать приложение и установить его на ваш смартфон. Оно доступно как для андроид устройств так и для ios.

Пройти регистрацию устройства через интернет. После регистрации и окончательной настройки синий светодиод уже не будет моргать, а начнет светиться постоянно и вы начнете получать все данные электрических параметров вашей сети в режиме онлайн.

При этом можно подключать и регистрировать не одно, а несколько устройств Wibeee одновременно. Хоть на отдельные автоматические выключатели, хоть на отдельные объекты. Данный анализатор параметров электросети выпускается как в однофазном так и трехфазном исполнении.

Поэтому его можно использовать не только в домашних условиях, но и в коммерческих целях на промышленных объектах. Объединив отдельные анализаторы в целую сеть, можно создать что-то наподобие АСКУЭ. Всю собираемую информацию вы будете получать в режиме реального времени.

Каким образом Wibeee можно использовать еще в нашей повседневной жизни? Вот несколько примеров:

находясь на работе или в любом другом месте вы дистанционно по расходу электроэнергии сможете узнать, не забыли ли вы выключить утюг, и стоит ли бежать домой чтобы это проверить.

Самые распространенные модели анализаторов Wibeee рассчитаны на ток до 70А и для их подключения требуется модульный автоматический выключатель на динрейку с максимальным током нагрузки 63А. Существуют также модели для промышленного использования на гораздо большие токи.

Технические параметры устройства Wibeee

Вот так выглядит информация на дисплее которую передает устройство на ваш компьютер или смартфон:

Анализатор Wibeee имеет очень гибкие настройки. Для повышения точности измерения напряжения, мощности и расхода энергии имеется функция корректировки.

Для этого нужно войти в панель устройства с правами администратора и ввести изменение в некоторых заводских установках. Вот что можно изменить:

сечение кабеля через который подключен Wibeee. Если у вас кабель 10мм2, а в параметрах анализатора задан 16мм2, то это будет влиять на точность измерений.

В целом анализатор Wibeee это простой в подключении, относительно не дорогой по цене и очень современный девайс, которые способен значительно облегчить управление вашими счетами за электричество и поможет сэкономить время, нервы и не одну сотню киловатт.

Контроль наличия сети 220В на даче

Дача служит излюбленным местом отдыха многих наших соотечественников. Для многих она превратилась во второй дом, в котором принято решать дела хозяйственного назначения. На дачах делают осенние закрутки, принимают гостей во время семейных торжеств, занимаются цветоводством и мастерят радиоуправляемые модели. Все это стало поводом для комплектации дачного дома отопительными системами и различной бытовой техникой. Для их работы необходим электрический ток, но так повелось, что дачные поселки отключают от сетей намного чаще, чем городские кварталы. Отсутствие напряжения в обычной розетке может стать причиной серьезных неприятностей.

Читайте также: Когда мгновенное значение напряжения равно действующему напряжению

В городской квартире или в доме, расположенном в коттеджном поселке, практически всегда есть кто-то из домочадцев. При выключении света они смогут изменить режим работы отопительного котла или перевести все на автономное питание. На даче осуществить контроль наличия сети 220В может только автоматика. Существует немало решений на базе микроконтроллеров, 1-wire датчиков, но их функциональность уступает оборудованию с GSM-модулем.

Как сделать розетку на даче умной?

Было бы не плохо, если бы дачная розетка проинформировала владельца об отключении питания в сети. Это бы позволило быстрее разобраться в причине сбоя, а при аварийной ситуации – принять конкретные меры по ее устранению. Сегодня стало возможным получить от розетки sms-сообщения о возникшей проблеме. Для этого необходимо укомплектовать ее GSM модулем, который позволяет не только следить за состоянием сети, но и дает возможность управлять электропитанием с помощью команд, доставляемых все тем же sms-сообщением. Такая умная розетка имеет компактные размеры и невысокую стоимость, а ее функциональность позволяет решать значительное число задач.

Важной особенностью подобного оборудования является простота эксплуатации. Умный гаджет напоминает обычный переходник, имеющий систему управления. Достаточно включить его в розетку и подключить электроприбор или другое бытовое оборудование.

Что умеет розетка с GSM-модулем?

включение и выключение отопительных электроприборов;
включение и отключение резервного электрогенератора;
управление котлом отопления;
включение холодильников, морозильных камер;
управление кондиционером.

К розетке может подключаться датчик температуры, при падении значению до установленных владельцем дома параметров, производится включение электроотопительных приборов.

Умный дом или игрушка для мужчин: контроль электричества

Вслед за статёй о контроле температуры, хочется еще немного рассказать о контроле электричества. Конечно, его интереснее контролировать, когда у Вас 3 фазы.

Тут много уже есть статей про измерение качества электричества. Обычно предлагаются дискретные измерения с помощью клещей, например. Не видел графиков, на которых отображаются важные характеристики электричества во времени: напряжение на фазе, нагрузка на фазу, напряжение на нуле и на защитном заземлении, потребление по приборам и др. С помощью таких графиков можно было бы вовремя заметить перекосы фаз, низкие-высокие напряжения на фазе, токи утечки в землю, анализировать причины отключения фаз и др.

Автор статьи не является электриком и не претендует на профессиональную подачу информации. Хотя с ПУЭ и оборудованием заземляющего контура пришлось плотно ознакомиться.

В моем случае (так уж вышло), сделана не совсем правильная схема TN-C-S, я разбил PEN на PE и N уже после счетчика (он на опоре). Но, несмотря на это, все же очень интересно, куда и как ходит электричество по 3-м фазам и 5 проводам. Эту систему можно даже использовать как учебное пособие для начинающих, наблюдая за поведением нуля при загрузке разных фаз. В частности, интересно, что в нулевом проводе всегда есть напряжение (относительно земли). Думаю, в садоводстве, а также в квартирах, полного нуля на рабочем нулевом проводнике вообще не может быть. Соответственно, с нуля в контур заземления практически всегда уходит часть электричества. Начинаешь понимать, что зануление в квартирах и на садовых участках опасно для жизни.

На первый взгляд довольно сложные графики изображены выше. На самом деле все просто. Сверху- 3 фазы, ноль и земля. Снизу – существенные электрические приборы. У меня 3 фазы, на входе стоит 3-хфазный рубильник на 32А и 3 отдельных автомата на 25А. По нагрузке на фазах видно, что запас есть еще вдвое.

Читайте также: Реле контроля напряжения зачем он нужен

Целей измерений много:
• Оптимизация нагрузки по фазам
• Контроль качества входного напряжения
• Защитное отключение приборов при выходе напряжений за пределы допустимых значений
• Предотвращение перегрузки по фазам
• Обработка аварийных ситуаций
• Учет и прогноз использования электроэнергии разными электроприборами

Оптимизация нагрузки по фазам

Когда я подвел 3 фазы к себе (до этого была 1 фаза), встал вопрос о равномерности нагрузок по фазам. Составил табличку в Excel, расписал все нагрузки, провел расчеты, расписал автоматы по фазам. Установил в щите защиту от перегрузок УЗМ-51М 3 штуки по фазам, переразвел автоматы в щите в доме и, наконец-то, подключил к щиту умный дом. Поняв, что фаза C проседает больше, чем A, поменял их местами. Теперь на фазах B и C находятся важные потребители (компьютеры, сетевое оборудование, холодильник и т.п.). Все они подключены за стабилизаторами. Компьютеры и сетевое оборудование подключены еще и за ИБП. Напряжения на фазах (симметрия напряжений) примерно одинаковые. Допустима, по-моему, разница в 10%, т.е. 23V.

Но план есть план. Факт может сильно отличаться от того, что напланировано. Поэтому, конечно, интересно посмотреть, как же по факту ведут себя фазы в момент больших нагрузок. Иногда просто достаточно быстрого взгляда, были ли выходы за 250V сверху и за 190V вниз. В любом случае становится понятно, что достичь полной симметрии напряжений даже на отдельно взятом садовом участке невозможно. Следовательно, к ненулевому рабочему нулю на входе добавляется (геометрически) свой ненулевой нуль. Иногда, геометрическое сложение напряжений в нуле и может привести к почти нулю, но это будет случайностью.

Защитное отключение приборов при выходе напряжений за пределы допустимых значений

В случаях, когда напряжение на фазе падает и держится ниже, скажем 180V, я отключаю осушители и второстепенный холодильник, т.к. перед ними нет стабилизаторов. Отправляю на почту себе сообщение о произошедшем и дальше могу в ручном режиме принимать решение об их включении.

У меня стоят автоматы защиты по фазам (УЗМ), но нет смысла отключать всю фазу в случае выхода напряжения за нижние пределы, скажем, 180V. Лампы освещения, приборы за стабилизаторами вполне в состоянии работать при таких напряжениях. УЗМ у меня отключает фазу при 160V (на нем можно вручную задать допустимые границы напряжений). Когда напряжение на фазу достигнет нормальных значений, УЗМ автоматически включится через заданный мною промежуток времени.

Предотвращение перегрузки по фазам

Когда у меня была 1 фаза и входящий автомат был на 25А, очень важно было не допустить длительной перегрузки, чтобы входной автомат не отключился. Так мне удавалось прогревать поэтапно дом к выходным. Например, бойлер и первый этаж прогревались в ночь со среды на четверг до 15 градусов, с четверга на пятницу прогревался второй этаж до 15°C, в пятницу шел догрев дома до 20°C. В пятницу вечером мы приезжали уже в теплый дом. 25А мне хватало в течение 4-х лет. Дом 7*9, 2 этажа, Ленинградская область.

Этим летом я провел себе 3 фазы. Получилось 3*25А. Но все равно возможны случаи, когда суммарная нагрузка на фазу может быть выше 25А. Например, включу бойлер на 1,5кВт (сейчас он на 0,6кВт) и забуду про это, детки включат случайно обогреватель на 1,5 кВт, да еще и жена на кухне начнёт готовить, включит электрогриль 2,5 кВт на часик и начнет пылесосить. И это все случайно окажется на одной фазе. Мой умный дом сразу отключит бойлер и обогреватель. Так что даже в этом случае полезно иметь контроль нагрузки на фазы.

Обработка аварийных ситуаций.

Возможны разные нештатные ситуации. Например, дети, балуясь, отключат обогреватель. Умный дом сообщит мне об это письменно. Или наоборот, включат его на полную. Дом отключит обогреватель и сообщит об этом мне.

Часто встречаются случаи, что обогревающий водопроводную трубу кабель выходит из строя и перестает греть. Как узнать об этом вовремя, пока не порвало трубу? Умный дом на страже.

Бывают ситуации, когда дренажный насос заглотит воздушную пробку и будет сутками пытаться выкачивать воду. Умный дом отключит в этом случае насос уже через заданное время, минут через 5.

Ну и, конечно, отключит компрессорные установки при пониженном напряжении, например, если оно будет ниже 180V, сообщив об это хозяину.

Учет и прогноз использования электроэнергии разными электроприборами

Многолетние наблюдения за энергопотреблением позволяют понимать, из чего складывается сумма расходов на электричество и оптимизировать эти затраты. Прогноз расходов позволяет вовремя оплачивать электроэнергию. У нас в садоводстве принято оплачивать заранее. Я, например, оплачиваю сразу за несколько месяцев вперед, чтобы потом зимой не искать бухгалтера.

Читайте также: Как проверить есть ли напряжение в выключателе

Ну а теперь посмотрим картинки с графиками измерений показателей.

На картинке показано очень удачное для анализа время, когда наше садоводство посадили на «падший» фидер. Несколько раз на фазе C напряжение падало аж до 160V, что приводило не только к отключению некоторых ИБП, перед которыми не было стабилизатора, а и к отключению УЗМ-51М, т.е. в доме отключалась вся фаза. Сделано это для защиты электрооборудования, в частности, холодильников. Известно, что при таких напряжениях возможно возгорание обмотки компрессора. При этом, разница между минимальным и максимальным напряжениями нередко превышала 20%. Потом нас посадили обратно на нормальный фидер.

Защитный нуль, фазы и рабочий нуль.

Рабочий нуль заземлен. На картинке показан ток на контуре заземления. Из нее видно, что есть ток между рабочим нулем и контуром заземления. И этот ток немаленький. Тут я как непрофессиональный электрик делаю 2 вывода. Первый — защитное заземление работает. И второй — там проходит довольно большой ток. Думаю, что здесь найдется много профессиональных электриков, которые все это прокомментируют. Возможно, что-то надо поменять. Но, если бы не было этих измерений в течение длительного времени, я бы мог и не узнать об этом. Может это и не проблема. Сразу хочу сказать, что системы уравнивания потенциалов у меня пока нет. Из железных предметов только плита газовая, печка и коллекторы в системе водоснабжения.

Поведение нуля

Так как я далеко не электрик, меня порадовала возможность поиграть с нулем. Посмотреть, что будет с нулем, если нагрузить одну фазу, а если две? Оказывается, ноль бежит за этими фазами. В общем и целом, это понятно. Интересно попробовать загрузить симметрично все 3 фазы. Совсем симметрично не получится, но видно, что в этом случае нуль идет к нулю.

Коэффициент мощности

«Коэффициент мощности равен отношению потребляемой электроприёмником активной мощности к полной мощности. Активная мощность расходуется на совершение работы». И на картинке мы видим, что масляные обогреватели и тепловентиляторы имеют коэффициент мощности практически равный 1. Инфракрасный обогреватель уже около 0,91. А вот термопот в режиме ожидания – 0,45. Компьютеры и телевизоры будут иметь от 0,5 до 0,7. Для специалистов – это обычное дело. Для простых смертных – интересный факт.

Общий расход электроприборов за сутки

На графике показан общий расход значимых потребителей за сутки. В субботу в 0:00 включился предварительный нагрев дома, бойлера и термопота. Мы приехали в субботу в полдень. В 7 утра остановилась подготовка дома к нашему приезду, т.к. закончился льготный ночной режим. Дом почти вышел на заданный температурный режим. Бойлер прогрелся уже к 5 утра, термопот – к часу ночи. Пока не очень холодно на улице, дом не греется днем дальше, пока нас нету. За сутки было израсходовано чуть больше 30 кВт/часов.

Раньше, пока не было умного дома, уезжая с дачи, каждый раз мучился мыслью, что что-то забыл выключить. И, надо сказать, бывало, что и правда, на неделю оставались включенные ненужные электроприборы. Умный дом позволяет найти даже такие несущественные нагрузки, как оставленное освещение. Уж тем более обогреватель. После внедрения умного дома, уезжаю совершенно спокойно. Даже если и осталось что-то включенное (по ошибке настройки), то уж удаленно-то без проблем все сделаю, перенастрою, отключу. Надо сказать, сильно спокойнее жить стало.

Прогноз потребления электричества на текущий месяц

Наглядная статистика расхода электроэнергии за предыдущий месяц, на текущий момент и прогноз на текущий месяц в рублях и в Вт. Единственный минус этого умного дома – в нем нет понятия ночного тарифа. Т.е., если в сентябре на электричество было потрачено 621р, то надо вычесть оттуда примерно треть, т.к. основной расход был ночью по половинной ставке.

Выводы.

1. Интересная игрушка, позволяющая заинтересоваться электричеством и немного разобраться в нем;
2. Полезная вещь, позволяющая предотвращать аварийные и нештатные ситуации;
3. Имея учет, появляется возможность серьезно оптимизировать затраты на электричество;
4. Если умный дом уже есть (он занимается обогревом), то можно за почти просто так получить учет, анализ и контроль расхода электричества.

Напоследок хочется разместить загадку:

Вопрос: что произошло, почему отключилось электричество? В 9:23 был отключен контроллер, в 9:35 включен. Сразу скажу, что сам точного ответа не знаю, т.к. в этот момент там меня не было. Есть только предположения.

Напряжение
Реле
Трансформатор

Что такое рекуперация на электровозе
Чем отличается электровоз от тепловоза
Чем глушитель отличается от резонатора
Стойки стабилизатора как определить неисправность
Стабилизатор поперечной устойчивости как работает

Подключение однофазного реле напряжения

Однофазное реле напряжения используется для защиты бытовых электроприборов от недопустимых скачков напряжения в электрической сети. Прибор отключает дом, квартиру или отдельно нагрузку от электроснабжения, а когда все возвращается в норму, автоматически включает обратно. Существует два основных типа приборов: с автоматической выдержкой времени перед включением и настраиваемые вручную.

Подключаем различные модели

Реле контроля напряжения подключаются по-разному, в зависимости от модели, характеристик и назначения.

Локальная защита

Розеточное реле

Чтобы защитить один прибор (холодильник, телевизор, компьютер) достаточно приобрести защиту, которую достаточно просто воткнуть в розетку. Порядок действий такой:

Включаем в реле сетевую вилку от нашего прибора.
Вставляем наше реле в розетку.

На панели либо могут быть дополнительные элементы настройки, либо это может оказаться автоматический прибор, запрограммированный на заводе. В таком случае делать больше ничего не надо — включаем и пользуемся.

Обратите внимание! Данные реле не являются стабилизаторами напряжения. При необходимости их нужно приобретать отдельно.

Если у прибора есть панель настроек, его необходимо грамотно настроить. Для правильной настройки устанавливают максимальное и минимальное рабочее напряжение, указанное в паспорте того аппарата, который нужно защитить.

Удлинитель

Защитное реле, выполненное в виде удлинителя, работает таким же образом. Разница лишь в количестве розеток — здесь их несколько, что позволяет одновременно подключать несколько потребителей.

Комплексная защита

Теперь разберемся, как правильно установить и смонтировать более сложные модели. Общее у них одно: они устанавливаются в электрощитах рядом с электросчетчиком и силовым автоматом. Схема подключения реле напряжения очень проста, однако могут быть нюансы, на которые будем обращать внимание.

При помощи индикаторной отвертки определить фазировку. Как правило, с силового автомата выходит «фаза», однако всегда стоит перепроверять.
Отключить автомат, убедиться в отсутствии напряжения.

Дальше начинаются различия. Каждый производитель создает собственный дизайн, не влияющий на характеристики прибора, но вызывающий сложности у новичков.

Один из вариантов: УЗМ

Подключение реле такого типа выполняется в несколько шагов:

После отключения силового автомата устанавливаем прибор на дин-рейку или крепим другим, описанным в паспорте, способом.
Определяем вход — выход.
Значение маркировки: INPUT — вход, L — фаза, N — ноль. Подключаем провода, соблюдая фазировку.
К выходу также подключаем концы, выводим их к нагрузке.

Прибор готов к работе, подаем питание. В зависимости от настроек, он должен войти в рабочий режим через определенное время. Это время может быть жестко задано в настройках и недоступно для корректировки, а может корректироваться вручную.

С односторонним подключением

Следующий тип приборов защиты выглядит по-другому: все контакты находятся с одной стороны, к тому же их не четыре, а три. Разберемся, как его смонтировать и запустить в работу. Поможет общая для этого типа реле напряжения схема.

Первые шаги такие же, как и в предыдущем случае: определить фазу, обесточить цепь, убедиться в отсутствии напряжения. Дальше устанавливаем реле на его место. Коммутация производится таким образом:

Клемма 1 — рабочий ноль. Сюда подходит нулевой провод с автоматического выключателя.
Клемма 2 — вход. Подаем фазу с АВ.
Клемма 3 — выход к нагрузке.

Как видно на схеме, к первой клемме подходит провод с автомата и отсюда идет дальше к нагрузке. При грамотном монтаже электрощита должна быть нулевая шина, тогда не придется в одну клемму зажимать два конца. Она позволит сделать столько ответвлений, сколько нужно и при этом сохранить надежный контакт.

Модель РН-104

Совсем по-другому подключается такой тип защитного реле. На первый взгляд, оно ничем не отличается от предыдущего, но есть существенные различия в схеме. Ключом к пониманию является маркировка в верхней части корпуса и схема, нарисованная сбоку. Согласно ей, вход — клемма 1, выход — клемма 3. Контакт номер два — общий. Он используется и как вход питания реле, и как выход к нагрузке.

Подключая этот прибор своими руками нужно провод «фаза» подключить на крайний левый контакт, «ноль» на средний. К этому же болту подводим другой провод — к нагрузке, и оба хорошо зажимаем. При наличии нулевой шины к среднему контакту подводим провод с нее, таким образом на этом контакте будет только одно подсоединение. К нагрузке идут проводники с крайней клеммы прибора и с нулевой шины.

Реле с несколькими режимами работы

Только что были рассмотрены самые простые виды моделей реле контроля напряжения, подключение которых не вызывает особых сложностей. Стоит обратить внимание на более сложные разработки. Одна из них — РН-113. Этот аппарат может работать в нескольких режимах, поэтому схема его подключения немного отличается.

Во-первых, в верхней части на клеммнике четыре болта. Но это сдвоенные контакты: слева пара и справа пара. Такая особенность.

Во-вторых, здесь не имеет значения фазировка. Хотя логичнее всего разрывать фазу — намного безопаснее, когда потребитель в отключенном состоянии без напряжения.

В-третьих, питание на электронику подключается сверху, а снизу находятся переключающие контакты, на которые необходимо обратить особое внимание: аппарат может иметь несколько режимов работы. Рассмотрим схему.

После установки на дин-рейку (при отключенном силовом автомате), на контакты 4-7 подсоединяем вход 220 вольт. Затем фазный провод зажимаем на контакт 3 (внизу). Теперь нужно определиться, что и как мы хотим защищать.

Если нужен обычный режим — защита от повышенного и пониженного скачка — выход берем с контакта 2, как видно на рисунке, позиция 1. Переключатели Umin и Umax на корпусе реле должны быть включены оба. Подключаем нулевой проводник непосредственно к нагрузке. Можно подавать электропитание.

Для режима защиты от минимального напряжения (включен только переключатель Umin) — фаза на разрыв также подключается на контакты 2–3.

Защита от перенапряжения (включен только Umax) — фазный провод включен как на рисунке, позиция 2 — клеммы 1–3.

Четвертый режим работы — автоматическое отключение при напряжении ниже 155 вольт. Оба переключателя отключены и ручные настройки не задействованы. Нагрузка разрывается контактами 2–3, после устранения режима аварии возврат в рабочий режим происходит через установленное время.

РН-112

Другой тип подключения у этого типа реле. Выходные контакты — независимые друг от друга, подсоединение нагрузки зависит от выбранных функций. Этот аппарат больше подходит для защиты специфического оборудования в домашних мастерских, поскольку имеет рабочий режим 100 вольт.

Прибор имеет три режима работы: контроль напряжения ниже нормы, выше нормы и оба режима одновременно. На верхней планке два контакта 1 и 2 — подача питания.

Для работы в режиме общего контроля (превышение значений максимума и минимума) правый нижний регулятор поворачивается стрелкой вверх. Фазный провод подключается к контакту 5, выход к нагрузке берем с контакта 6.

Режим защиты от пониженного напряжения. Правый нижний регулятор ставим в значение «min». Нагрузка также разрывается контактами 5–6.

Защита от превышения допустимого значения напряжения. Регулятор ставим в значение «max», нагрузку подключаем к контактам 3–4.

Настройка рабочих режимов

Для нормальной работы реле контроля напряжения недостаточно его закрепить и подсоединить. Некоторые модели имеют выведенные на корпус настройки — максимальное и минимальное напряжение, при котором будет обесточена нагрузка, и время задержки включения. Этот параметр позволяет убедиться, что аварийная ситуация устранена.

Заводские настройки обычно составляют такие значения: max — 250 В, min — 175 В, время задержки — 5–15 секунд (каждый завод по-своему). Разумнее всего оставить как есть. Но если в сети сильный разброс, вызывающий частые срабатывания, можно на пять вольт изменить значения, но не более.

Подключение несколько реле контроля напряжения

Технические условия допускают подключение к частному дому или квартире трех фаз. Если для защиты электрооборудования использовать трехфазные блоки, то при аварийной ситуации на одном ответвлении обесточиваться будет все оборудование, что не очень удобно. Эта проблема решается тремя реле, подключенными отдельно на каждую фазу.

С нижней клеммы автомата производим подсоединение ко входу первого блока. С другой клеммы — на вход следующего блока. Для удобства обслуживания и ремонта делать это нужно разноцветными проводами, при этом помнить, что синий цвет — всегда «ноль». Нулевой провод выводим на нулевую шину.

Можно установить отдельные входные автоматы, чтобы в случае необходимости обесточить нужное реле, если вдруг придется его отключать. Как видим, монтаж ничем не отличается от рассмотренных примеров выше, только вместо одного блока — сразу три, каждый на свою фазу.

Выходы реле подключаем на автоматы, которые идут каждый непосредственно на свою нагрузку: освещение, розетки, бойлер. В соответствии с этим каждое реле можно настроить на разное время задержки.

Если мощности не хватает

Нередки ситуации, когда нужно установить защитные реле на мощное оборудование, но при этом сам защитный блок по техническим данным не подходит. Есть способ увеличить значение номинального тока за счет установки промежуточного реле. Идея очень проста: нагрузка подключается к сети через мощный контактор, катушки которого, в свою очередь, включены через защитный блок. В результате, основная нагрузка идет не через реле, которое не перегружено.

Подключение проводится в такой последовательности:

Крепим на дин-рейку рядом друг с другом реле защиты и пускатель.
При отключенном питании подключаем на вход питания реле «фазу» и «ноль».
Проводом нужного сечения подключаем «фазу» на вход размыкающего контакта пускателя.
Выход этого контакта — к нагрузке. «Ноль» берем непосредственно с линии.
На катушку пускателя подключаем два провода. Один подводим к нулевой шине, другой — к выходу разрывающих контактов реле защиты (внизу корпуса прибора).
Вход разрывающих контактов реле подключаем к фазному проводу сети.

Теперь можно контролировать нагрузку, значительно превышающую номинальное значение защитного реле.

Видео по теме

источники:

https://seknsk.ru/montazh-i-provodka/monitoring-potrebleniya-elektroenergii.html

https://plastep.ru/kak-kontrolirovat-napryazhenie-v-seti-udalenno/

https://profazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/odnofaznoe-rele-napryazheniya.html