Амплитудные ограничители. Введение
Амплитудный ограничитель представляет собой электронное устройство, которое имеет пороги ограничения, за пределами которых входной сигнал практически не изменяется и остаётся равным пороговому значению. Исходя из этого, можно выделить три типа амплитудных ограничителей:
- ограничитель по максимуму или сверху. В данном случае сигнал на выходе устройства при превышении порогового значения тока или напряжения остаётся практически неизменным;
- ограничитель по минимуму или снизу. В таком устройстве устройства остаётся неизменным при значении входного сигнала меньше некоторого порогового значения;
- двухсторонний ограничитель. Такое устройство ограничивает сигнал и по максимуму и по минимуму входного сигнала.
Абсолютное большинство амплитудных ограничителей строят на основе ключевых свойств радиоэлектронных элементов, поэтому основным элементом ограничителей являются диоды или транзисторы в ключевом режиме работы. Диодные ограничители довольно простые по устройству, поэтому наиболее часто встречающиеся. Амплитудные ограничители на основе транзисторов несколько сложнее по устройству, но кроме амплитудного ограничения они позволяют усиливать сигнал, поэтому их ещё называют усилителями-ограничителями.
Различают также последовательные и параллельные ограничители. Эта их особенность зависит от способа включения ключевого элемента относительно нагрузки. Необходимо отметить, что последовательные ограничители включаются в работу, когда ключ разомкнут, а параллельные ограничители работают в режиме ограничения в случае замкнутого ключевого элемента.
Виды ограничителей
Бывают разные типы ОМ, которые нужно ставить согласно требованиям сети. Рассмотрим самые популярные из них:
- PF-10 – могут подключаться к СИП аппаратуре. Главным достоинством является возможность установки пломбы для защиты сети от несанкционированного проникновения. Часто на них устанавливаются съемные предохранители;
- OSP-6 – устройство с высоким классом защиты. На него можно монтировать пломбы, имеет небольшие габаритные размеры, поэтому подойдет для монтажа в квартирный щиток;
- ОПС-635 помогает защитить бытовое и производственное оборудование от скачков силы и напряжения. Обеспечивает постоянный контроль локальной сети;
Фото — ОПС 3
- ПЗР – это очень популярный ограничитель мощности. Прибор релейной защиты используется для экономии электрического тока. При монтаже можно задать промежуток времени, в котором будет отключаться свет. При необходимости устройство можно снять просто с дин-рейки;
- ПЗС-23 в основном используются для защиты сетей от аварийных ситуаций. Помимо защиты от превышения допустимой мощности, он обеспечивает контроль напряжения, микротоков, потерянных вольт и многого другого.
Монтаж и подключение
В большинстве случаев прибор устанавливается вблизи электрического счетчика. Установка прибора требует специальных навыков в области электротехники. Если потребитель решил установить прибор самостоятельно, необходимо придерживаться ряду правил.
Ограничитель мощности ОМ-310
Во-первых, нужно определить в какую электрическую сеть устанавливается прибор – с одной или тремя фазами. От этого зависит и тип ограничителя.
Во-вторых, надлежит установить общую величину мощности нагрузки. От этого параметра также зависит модель приспособления, добавочным элементом может выступить контактор. Далее следует рассчитать временной промежуток срабатывания, если установленный показатель превысит значение, а также высчитать отрезок времени возвращения в первоначальное состояние. При этом время срабатывания устанавливается на приборе.
Помимо этого следует придерживаться общим рекомендациям по монтированию и подсоединению приборов. При установке ограничителя необходимо воспользоваться соответствующим диаметром проводника, рассчитанного на получаемую нагрузку. Контакторы также должны соответствовать величине существующего тока.
Установка параметров должна быть не самой максимальной величиной, а с учетом распланированного потребления. В случае частого срабатывания прибора, необходимо вызвать специалиста, если у монтажника слабая база знаний и опыта, либо проверить аппарат на качество изоляции и наличие короткого замыкания.
В большинстве случаев ограничитель монтируется на дин-рейку. Далее подключается прибор к сети 220 Вольт, при этом нужно соблюдать фазу и нейтраль. Затем провода, идущие от нагрузки, подсоединяются посредством отверстия к датчику энергии. Зачастую датчиком потребляемой энергии становится трансформатор.
В соответствии со схемой, подсоединяется контактор, переключающий напряжение на электрооборудование. Далее происходит настройка ограничителя. Сначала настраивается мощность отключения. Потом выставляется промежуток времени производства ограничителя в перегруженном положении. В последнюю очередь устанавливается время возвращения прибора в первоначальное состояние.
Когда прибор установлен, его следует проверить. При этом подается питание и подключается нагрузка меньшего размера, на которую рассчитан прибор. В этот момент загорается зеленый индикатор. После этого подсоединяется нагрузка больше установленного размера. При этом загорается индикатор перегрузки, и через определенное время срабатывает устройство. После выключения через установленное время происходит возврат в первоначальное положение. После такой проверки прибор готов к использованию.
Технические характеристики ограничителя мощности
Параметры прибора рекомендуется рассматривать на примере ОМ-310, получившего широкое распространение во многих областях. Для его крепления используется стандартная DIN-рейка. Размещение ограничителя осуществляется на девяти модулях, и этот фактор нужно обязательно учитывать при выборе распределительного щита. Если его размеры небольшие, это не позволит разместить в нем необходимое количество приборов.
Основной технической характеристикой является напряжение подаваемого питания, составляющее 3х380 вольт. В реле нагрузки имеются выходные контакты с максимальным током 8 ампер. В функциональном реле этот показатель составляет 16 ампер. Прибор может эксплуатироваться в любом положении. Его корпус и клеммная колодка имеют высокую степень защищенности.
Допустимые пределы температуры для нормальной работы находятся в пределах от -35 до +55 градусов. Реле нагрузки оборудовано двумя группами перекидных контактов, а функциональное реле – одной парой. Клеммная колодка с выходными контактами расположена в нижней части реле.
Основные функции прибора
Ограничители мощности, независимо от модификации, в первую очередь контролируют потребляемую активную мощность и ограничивают ее, когда потребление превышает установленное значение.
Современные ограничители обладают большим количеством функций:
- Защита при перепадах напряжения за счет регулируемых уставок и выдержки времени.
- Защита в случае короткого замыкания или перегрузки, обеспечение максимальной токовой защиты. В отличие от автоматов, здесь более гибкие настройки уставок, касающихся тока и времени срабатывания.
- Устройство защищает от замыканий на землю, аналогично действию УЗО.
- Ограничитель выполняет функции реле, обеспечивая защиту при нарушенном порядке чередования фаз. Кроме того, ограничитель защищает сеть в случае перекоса линейных напряжений.
Ограничитель мощности может осуществлять контроль над исправностью контактора, в случае каких-либо неисправностей, когда цепь остается не разомкнутой. В подобной ситуации прибор самостоятельно отключает напряжение электрической сети.
Все средства защиты, имеющиеся в ограничителе, изначально отключены в соответствии с заводскими настройками. Включена только защита от перекосов линейного напряжения. Ввод в работу каждой функции осуществляется отдельно, путем активации в режиме установки. Далее выполняются тонкие настройки, в том числе и повторное включение, активируемое отдельно.
Широкое распространение получила модель ОМ-310. Это устройство позволяет измерять и рассчитывать фазные и линейные напряжения, токи, поступающие на каждую фазу и множество других параметров. Все данные расчетов и измерений отображаются с лицевой стороны реле на табло световых индикаторов. Например, маркировка «РоА» с левой стороны означает текущую потребляемую активную мощность, а с правой стороны высвечивается ее значение в киловаттах.
Таким образом, ограничитель мощности обладает большим количеством функций, что и определяет его широкое применение. Главным условием нормальной эксплуатации считается точное соблюдение всех правил установки и подключения прибора.
Принцип действия устройств
Токовое реле – устройство предназначено для постоянного контроля потребляемого тока и защиты электрических приборов, трансформаторов, двигателей от перепадов напряжения, коротких замыканий и других нарушений в питании сети. Принцип работы токового реле основан на измерении действующего значения тока. В случае превышения установленного значения, реле контроля тока отключит защищаемое оборудование.
Устройства данного типа применяются для контроля:
Генераторов и насосных систем;
Станочного оборудования различного типа;
Приборов бытового применения.
Ограничитель мощности имеет схожий принцип действия, который характерен для ограничителя тока нагрузки. Прибор осуществляет контроль мощности, используемой потребителем для качественной работы и, в случае ее превышения, согласно установленных параметров, отключает этого потребителя.
Такие устройства несут в себе функцию контроля, в случае, несанкционированного доступа сторонних потребителей к сети, а также выступают в качестве защиты электропроводки при превышении потребляемой мощности. При этом, реле ограничения мощности оснащено функцией автоматического повторного включения (АПВ), что позволяет возобновить работу устройства после возникновения аварии.
Варианты подключения ограничителя мощности
В качестве примера рассмотрим ограничитель мощности ОМ-310, подключение которого может быть выполнено по 4 схемам.
Схема № 1. Одна группа нагрузок и ее отключение в случае превышения мощности
Все комплектующие элементы размещаются в общем электрощите. Вместе с вводным трехполюсным автоматом выполняется установка однополюсного автомата в цепь питания, подаваемого к катушке контактора – управлению. Это дает возможность использования в цепях управления проводов с меньшим сечением. Кроме того, провода силовых цепей и цепей управления разделяются между собой.
С опоры ЛЭП провод ввода СИП 4х16 заходит непосредственно в щит. Три фазных провода подключаются к верхним зажимам вводного автомата, а нулевой провод – к нулевой шине. В качестве примера рассматривается выделенная мощность в 15 кВт для трехфазной сети. Поэтому номинальный ток вводного автомата составляет 25 ампер.
Все три фазных провода от нижних зажимов вводного автомата проходят сквозь отверстия трансформаторов тока, встроенных в ограничитель мощности. Далее они соединяются с соответствующими клеммами в трехфазном счетчике. Функции встроенных трансформаторов заключаются в контроле тока, поступающего на каждую фазу.
Если жилы проводов или кабелей имеют диаметр, превышающий размеры сквозных отверстий во встроенных трансформаторах, необходимо воспользоваться внешними трансформаторами тока. Точно такое же условие выполняется в случае мощности трехфазной нагрузки, превышающей значение в 30 киловатт. Подключение осуществляется к вторичным обмоткам трансформаторов, подключенных к каждой фазе. Замена трансформаторов с внутренних на внешние активируется в настройках.
Далее после счетчика провода всех трех фаз подключаются к верхним клеммам модульного контактора. Нулевой провод с шины подключается к соответствующей клемме электросчетчика. Клеммы модульного контактора с помощью фазных перемычек соединяются с устройством защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Питание для ограничителя мощности подводится от УЗИП. Для этого к устройству подводится трехфазное напряжение. После всех подключений счетчик и вводный автомат опломбируются.
Подключение выполняется так же, как и на предыдущей схеме. Главным отличием является наличие двух групп нагрузок. Неприоритетной считается нагрузка № 1, отключаемая контактором в первую очередь. Нагрузка № 2 постоянно находится во включенном состоянии. Как правило, это системы освещения, бойлеры, холодильники, насосы, котлы, сигнализация и другие жизненно важные участки.
Отключение неприоритетной нагрузки происходит в случае превышения потребляемой мощности. Главные объекты будут работать, а часть из них будет отключена. Однако, следует помнить, что неотключаемая нагрузка в этом случае остается без защиты ограничителя мощности, что может привести к негативным последствиям. В реле нагрузки задействуется лишь один контакт, а функциональное реле не используется вообще.
Схема № 3. Две группы нагрузок, отключаемых полностью из-за превышения мощности
В данном случае нагрузка состоит из двух отключаемых групп. Основное отличие между ними заключается в разнице между уставками, определяющими приоритет. Когда наступает превышение установленной мощности, происходит отключение нагрузки № 1. Если этот процесс продолжается, то отключается и нагрузка № 2.
К нагрузке № 1 относятся объекты с повышенной мощностью, такие как теплые полы, различные виды нагревателей, духовые шкафы и другое аналогичное оборудование. После их отключения нагрузка № 2 остается без защиты от перепадов напряжения в сети. В схеме задействовано реле нагрузки (один выходной контакт) и функциональное реле также с одним контактом.
Схема № 4. Три группы нагрузок, из них отключаются две неприоритетные
В данном случае нагрузки будут также отключаться поочередно, по мере повышения мощности. Вначале будет отключена 1-я нагрузка, за ней – вторая. Нагрузка № 3 остается постоянно включенной и ограничитель мощности не сможет ее защитить. В данной схеме также задействовано по одному контакту от реле нагрузки и функционального реле.
