Подключение трехфазного котла через реле приоритета нагрузок

Рассмотрим подключение трехфазного ТЭНа через магнитный пускатель и тепловое реле

Рис. 1 ТЭН подключается через один трехфазный с нормально замкнутыми контактами МП(Рис. 1). Управляет пускателем термореле ТР, управляющие контакты которого разомкнуты при температуре на датчике ниже заданной. При подаче трехфазного напряжения контакты пускатели замкнуты и происходит нагрев ТЭНа, нагреватели которого включены по схеме «звезда».

Рис. 2 При достижении заданной температуры, тепловое реле отключает питание нагревателей. Таким образом, реализуется простейший регулятор температуры. Для такого регулятора можно применять термореле РТ2К (Рис. 2), а для пускателя – контактор третьей величины с тремя группами на размыкание.

РТ2К представляет собой двухпозиционное (работающие на включение/отключение) термореле с датчиком из медного провода с диапазоном установления температуры от -40 до +50°С. Конечно, использование одного теплового реле не позволяет достаточно точно поддерживать требуемую температуру. Включение каждый раз всех трех секций ТЭНа приводит к лишним энергопотерям.

Рис. 3 Если реализовать управление каждой секцией нагревателя через отдельный пускатель, связанный со своим термореле (Рис. 3), то можно осуществить более точное поддержание температуры. Итак, имеем три пускателя, которыми управляют три термореле ТР1, ТР2, ТР3. Температуры срабатывания выбраны, допустим как t1

Рис. 4 Реле-датчики температуры обеспечивают коммутацию исполнительной цепи до 6А, при напряжении 250В. Для управления магнитным пускателем таких величин более чем достаточно (Например, ток срабатывания контакторов ПМЕ составляет от 0,1 до 0,9 А при напряжении 127 В). При прохождении переменного тока через катушку якоря возможно низкое гудение промышленной частоты 50 Гц. Существуют термореле, управляющие токовым выходом с величиной тока от 0 до 20 мА. Также часто тепловые реле питаются от постоянного тока низкого напряжения (24 В). Для согласования такого выходного тока с низковольтными (от 24 до 36 В) катушками якоря пускателя может применяться схема согласования уровней на транзисторе (Рис. 5)

Рис. 5 Данная схема работает в ключевом режиме. При подаче тока через контакты термореле ТР через резистор R1, на базу VT1 происходит усиление тока и включение пускателя МП. Резистор R1 ограничивает токовый выход теплового реле для предотвращения перегрузки. Транзистор VT1 выбирают исходя из максимального тока коллектора, превышающего ток срабатывания контактора и напряжения на коллекторе.

Произведем расчет резистора R1 на примере

Допустим для управления якорем пускателя достаточно постоянного тока в 200мА. Коэффициент усиления транзистора по току составляет 20, значит, управляющий ток базы IБ должен поддерживаться в пределах до 200/20 = 10 мА. Тепловое реле выдает максимум 24В при силе тока в 20мА, что вполне достаточно катушке якоря. Для открытия транзистора в ключевом режиме относительно эмиттера должно поддерживаться напряжение на базе в 0,6 В. Примем, что сопротивление перехода эмиттер-база открытого транзистора пренебрежительно мало.

Значит, напряжение на R1 составит 24 – 0,6В = 23,4 В. Исходя из полученного ранее тока базы получаем сопротивление: R1 = UR1/IБ=23,4/0,01 =2,340 Ком. Роль резистора R2 — не допускать включение транзистора от помех при отсутствии управляющего тока. Обычно его выбирают в 5-10 раз больше чем R1, т.е. для нашего примера будет составлять примерно 24 КОм. Для промышленного использования выпускаются реле-регуляторы, реализующие температуры объекта.

Пишите ,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Инструменты, материалы должны находиться под рукой. Можно приступать к работе:

Возьмите отрезанный кусок металлической трубы. С обеих сторон нарежьте резьбу. С одной — вставляется муфта с электродами, с другой — заглушка.
Необходимо приварить патрубки с нарезанной резьбой. Будут крепежными элементами тепловой коммуникации системы.
К трубе приваривают два болта. Первый для «нулевого провода», второй — для заземляющего контура.
Для слаженной работы полученного изделия с общей отопительной системой к патрубкам подводятся трубы.
Выполняется соединение электрода с клеммой фазного провода.
К ранее приваренным болтовым соединениям подводятся клемма «нулевого провода», заземляющий провод.
Можно приступать к монтажу манометра, системы предохранителей.
После подсоединения системы автоматики, можно приступать к подключению к щитку.

Обустройство котла:

Можно самостоятельно изготовить электрокотел с ТЭНами. Для этого подбирают резервуар, в который устанавливают нагревательные элементы. Их покупают в магазине. Количество зависит от случая, площади обогрева. Чаще два, три. Изделия предусматривают наличие головки с резьбой.

Корпус котла — металлическая труба. Сбоку впаиваются патрубки для подачи, обратки. Устанавливать нагревательные элементы лучше сверху, для упрощения замены. Сливать воду не придется. Чтобы устранить проблему накопления воздуха предусматривается автоматический газоотводчик.

На установленные ТЭНы накручиваются гайки, привариваются. Внизу корпуса устанавливают патрубок для слива воды. На патрубках нарезается резьба. Позволит подвести к электрокотлу трубы отопительной системы.

Агрегат устанавливается на отопительный контур, подключается к электрической сети. Подключение устройства к щитку, автомату производится идентично. Выполняется расчет мощности устройства.

Область применения

РПН в щитке

Индуктивное реле нагрузки используется, когда появляется необходимость настроить электрическую сеть с лимитами потребляемых объемов энергии. Подобные ситуации встречаются, когда пользователей больше, чем может обеспечить данная сеть, а изменить ее технические и конструктивные характеристики не представляется возможным.

Это миниатюрное электротехническое устройство обеспечивает бесперебойную работоспособность и безопасную эксплуатацию большого количества электрических приборов, сохраняя при этом целостность сетевой конструкции. Если требуется использовать, например, мощный прибор, не приоритетные требуется отключать вручную или же изменять характеристики эксплуатируемой электрической цепи.

Такой подход в работе активно используется в быту и всех отраслях промышленности.

Назначение и конструкция реле приоритета нагрузки

Прибор предназначен для руководства группой нагрузок в электролинии с лимитированной мощностью, при коей невозможно включить одновременно несколько электроприборов. Он способен выступить в роли прибора ограничения мощности.

Реле снабжено встроенным измерителем тока, контролирующим ток в заданном интервале, который зависит от данного типа механизма. В конструкцию входит исполнительный элемент, посредством которого осуществляется коммутирование контактов при наличии порогового показателя тока с установленной задержкой времени.

В большинстве случаев реле рассчитано на максимальный ток, который соответствует 16 Амперам. А в случае если необходимо коммутировать большую величину тока, применяются магнитные пускатели.

Для контролирования токовой характеристики большого значения существуют автономные виды аппаратов, которые дают возможность подсоединить наружные трансформаторы тока.

Автоматика отопления

Сегодня автоматика отопления в широком ассортименте представлена термостатическими вентилями. Это устройство создано специально для того, чтобы можно было регулировать температуру воздуха внутри каждой отдельной комнаты в доме. Устанавливать это устройство можно или на радиатор отопления или на контур теплого пола. Процесс его функционирования довольно простой. Владельцу достаточно будет повернуть термоголовку вентиля до той цифры, которая нужна и устройство быстро поднимет или опустит температуру до установленного уровня. На этом человеческое вмешательство в работу заканчивается.

Весь остальной процесс выполняется автоматикой. После того, как температура в помещении станет выше установленного показателя, то вентиль закроет циркуляцию воды в радиатор отопления. После того, как температура снизится ниже указанного уровня, подача теплоносителя снова восстановится. В таком случае, вентиль постоянно находится в процесс работы, а его действие довольно простое.

Стоит отметить, что такая схема будет продолжать функционировать независимо от того, регулируется подача теплоносителя в котле или нет. Не зависит это и от используемого котла. Такие вентили могут устанавливаться в те системы отопления, в которых используется газовый или твердотопливный котел. И даже если речь идет о электрическом котле, то здесь термовентили тоже не будут лишними. Лучше всего такое устройство проявляет себя с твердотопливными котлами. Известно, что регулировать температуру с такими котлами не только сложно, а порой невозможно.

Обзор моделей

В таблице представлены наиболее популярные у отечественных покупателей марки реле с указанием основных характеристик и ориентировочной стоимости.

Выбор той или иной модели обусловлен не столько ценой, сколько условиями работы реле и схемой его подключения.

Марка	Основные характеристики	Примерная стоимость, руб.
ABB LSS1/2	Напряжение — 230 В ∼ ± 20% Наивысший ток приоритетной нагрузки 90 A Диапазон тока, A 5…90 Устанавливаемые диапазоны тока , A 5…30, 10…60, 15…90	2000
Legrand 0 038 11	Токи низкоприоритетных нагрузок — до 15A Порог отключения, 15 — 20 — 25 – 30 — 40 — 50 — 60А Общий ток подключенных потребителей — 90А Число модулей — 5	1800
CDS Schneider Electric	Диапазон тока: настраиваемый приоритетный канал от 5 до 90 А, низкоприоритетные каналы — 15 А. Интервал напряжений: 240 ВА +5 %, -10 % Частота: 50/60 Гц.	2200
F&F PR-612	Максимальный ток приоритетной нагрузки — 16 A Максимальный ток неприоритетной нагрузки 15 A Интервал регулировки тока отключения низкоприоритетной цепи 2 — 15 А	1900
Z–LAR/8	Номинальное напряжение 250 B Ток включения >3 A Ток отключения < 1,8 A Частота коммутаций — до 3600/ч	1750

Назначение и работа реле приоритета нагрузок

Подобного типа реле, предназначенные для случаев, когда не хватает подводимой мощности или сечение электропроводки не позволяет подключить несколько мощных бытовых приборов одновременно.

Реле приоритета нагрузок

Реле приоритета нагрузок используется на небольших предприятиях с небольшой подводимой мощности, и в квартирах, домах со старой электропроводкой. Данное устройство контролирует подключенную мощность и не даёт подключать сразу несколько мощных бытовых приборов.

Иными словами (на примере реле приоритета нагрузок АВВ) устройство имеет две не приоритетные группы нагрузок и две группы приоритетных нагрузок. Приоритетные нагрузки подключены постоянно и не отключаются, а не приоритетные нагрузки, одна или две, могут отключаться при достижении заданной максимальной мощности.

Обычно одна любая группа не должна превышать ток нагрузки 16А. Если необходима большая мощность, тогда подключают через контакты группы реле приоритета нагрузок, катушку электромагнитного пускателя. Если максимальный ток нагрузки превысит максимальное значение, отключается первая не приоритетная группа, а если и этого не хватает, отключается вторая не приоритетная группа.

Однофазная схема подключения реле приоритета

Работать остаются только не отключаемые группы нагрузок. Каждые 5 минут происходит проверка подключения не приоритетной группы, и если максимальный ток в пределах нормы подключается вторая не приоритетная группа с проверкой на максимальный ток. Время проверки подключением не приоритетной группы выбирается самостоятельно.

Сигнализация отключенных групп осуществляется индикацией красных светодиодов. Устройство состоит из трансформатора тока, компаратора и исполнительных реле. Трансформатор тока измеряет ток нагрузок, который сравнивается с заданной мощностью, компаратором.

Схема подключения однофазного реле приоритета с нагрузками через автоматы

При превышении максимального тока компаратор выдает на реле управляющий сигнал, контакты реле размыкаются и нагрузка обесточивается. Эти реле приоритета нагрузок щитового исполнения с креплением на DIN-рейку. Устройство контроля мощности устанавливается после вводного автомата.

На каждую группу, нагрузка подключается через автоматический выключатель. Существуют реле приоритета нагрузок как трехфазные или предназначенные для однофазной сети, одноканальные и многоканальные. Вариант многоканальных устройств имеет несколько не приоритетных групп.

Недостаток таких реле ограничения мощности — это необходимость модернизации электропроводки с целью подведения отдельных линий к каждой группе реле управления нагрузками. Можно также создать несколько уровней управления мощностью, установив эти реле каскадом из нескольких штук.

Схема подключения однофазного реле приоритета с большой нагрузкой через пускатель

Схема АВР с применением реле контроля фаз ЕЛ-11Е.

Конструкции реле, осуществляющих контроль фаз, при всем имеющемся обширном ассортименте изделий, имеют унифицированный корпус. Кроме того, ЕЛМ реагирует на факт повышения или снижения U выше ниже установленного параметра.

Монтаж нулевого проводника на таких устройствах обычно не предусматривается, но этот момент конкретно определяется исполнением реле — типом модели.

Поэтому реле контроля фаз в этом случае просто необходимо. Напряжение на внутреннюю схему, как правило, подается с первой фазы L1.

При появлении проблем в одной из фаз срабатывает ответственное реле, а по остальным фазам продолжает поступать нагрузка. В обеспечении нормальной работы прибора важную роль играет правильная настройка времени повторного отключения.

Статья по теме: Энергетическое обследование это

Назначение устройства

Тонкости выбора При выборе реле контроля фаз напряжения нужно ориентироваться на технические параметры устройства, которое подключается к цепи. Различные схемы реле контроля фаз приведены ниже.

Кроме того, при выборе нужно учитывать модификацию реле. На что реагирует устройство защиты и посылает по цепям питания через клеммы 24 и 21 на катушку контактора соответствующий сигнал на отключение.

Недостатки использования РПН и его аналоги

Несмотря на большое количество преимуществ, связанных с подключением и применением реле приоритета нагрузок, использование прибора имеет и некоторые недостатки:

Для установки устройства в уже имеющуюся сеть требуется выполнить большой объем работы, связанной с модернизацией проводки, щитка. Для этого необходимо приглашение квалифицированного специалиста, который произведет точный расчет схемы в соответствии с нагрузкой от всех имеющихся потребителей.
Для прокладки обособленных линий кабелей от щита к розеткам с различными потребителями необходимо штробление стен и ремонт помещения.
РПН не устанавливаются на обычной проводке, схема которой не предусматривает наличия обособленных линий к розеткам.

Выполнение разделения линий на приоритетные в быту стало проще благодаря тому, что появилось новое устройство — оптимизатор сетевой нагрузки, также отключающий неприоритетные электроприборы.

Принцип действия оптимизатора заключается в перераспределении мощности потребителей в соответствии со степенью их важности. На время включения приоритетного электроприбора оптимизатором отключается менее приоритетный прибор, который во время паузы в функционировании более приоритетного снова включается

Что такое АВР и его назначение

Автоматический ввод резерва или АВР – это система, относящаяся к электрощитовым вводно-коммутационным распределительным устройствам. Основной целью АВР является быстрое подключение нагрузки на резервное оборудование. Такое подключение необходимо, когда появляются проблемы с подачей электричества от главного источника электроэнергии. Система следит за напряжением и током нагрузки и таким образом обеспечивает автоматическое переключение на функционирование в аварийном режиме.

АВР необходимо, если имеется запасной источник питания (дополнительная линия или еще один трансформатор). Если при аварийной ситуации будет отключен первый источник, вся работа перейдет на запасной. Использование АВР позволит избежать неприятностей, вызванных перебоями подачи электроэнергии.

Требования к АВР

Основные требования к системам АВР заключаются в следующем:

Она должна иметь высокую скорость восстановления подачи электроэнергии.
В случае, когда основная линия перестает работать, установка должна обеспечить подачу электроэнергии потребителю от запасного источника.
Действие осуществляется один раз. Нельзя допускать несколько включений и отключений нагрузки, например, из-за короткого замыкания.
Выключатель основного питания должен включаться с помощью автоматики системы автоматического ввода резерва. До тех пор, пока не будет подано запасное электропитание.
Система АВР должна производить контроль корректного функционирования цепи управления резервным оборудованием.

Принцип действия

Принцип работы, проще объяснить на реально существующем РПН, для наглядности. У гипотетического образца, автоматический выключатель имеет номинал в 25 А, но фактическая нагрузка потребителей сети намного выше. Во избежание перегрузок и замыканий в сети, а в худшем случае полного отключения, установлено многоканальное (в нашем случае двухканальное) устройство, способное переключать, отключать, включать два потока.

Первый поток является приоритетным и независимо от ситуации в сети остается в рабочем состоянии. Вторая группа потребителей подключена на линию меньшего приоритета. Соответственно при достижении порога в 25 А РПН отключит вторую группу.

Независимо от количества приоритетов групп потребителей их отключение всегда происходит по схеме:

Ток превысил номинальный — отключается группа с низшим приоритетом.
Реле «проверяет» нагрузку в сети.
Если сила тока не уменьшилась, то система снова повторяет первых два действия.

Когда сила тока падает, система поочередно включает ранее отключенные линии, повторяя первое и второй действие из алгоритма в обратном порядке.

Зачем нужен стабилизатор для электрического котла?

Стабилизатор напряжения – это автоматика для электрокотлов отопления, которая так же, как и терморегулятор, позволяет экономить. Но в данном случае речь идет не об эффективном потреблении энергоносителя, а о целостности и работоспособности нагревательного элемента в целом.

Стабилизатор для электрического котла отопления позволяет сгладить все перепады рабочих характеристик электросети в течение суток и получить на выходе напряжение правильной синусоиды, что благоприятно скажется на долговечности котла. Стабилизаторы обеспечивают высокую степень защиты электроприборов от пульсации и перепадов напряжения

Качественное оборудование отличается высокой чувствительностью, что важно для электронной части котла и термостата. Стабилизаторы отличаются повышенным запасом по выходной мощности сети

Это позволяет сохранять рабочие характеристики электросети на должном уровне даже в моменты включения котла.

Аналоги реле приоритета нагрузки

РПН-1 используются для распределения расходования энергии в электрических сетях с наибольшей лимитированной мощностью. Для работы данного прибора не нужно оперативного источника питания. Механизм имеет регулировку сработки по токовому показателю от 10 до 100% от максимальной величины тока. Наибольшее напряжение коммутации – 400 Вольт.
РПН-2 имеет два режима работы. Первый — осуществляет контролирование тока приоритетной группы. Второй режим способствует повторному подсоединению неприоритетной группы в течение пяти минут. Устройство занимает один модуль в распределительном щитке. Также для работы реле не требуется оперативного питания.
Реле сброса нагрузки Stiebel Eltron LR1-A. При включении мощного электрического прибора на небольшой промежуток времени, реле отключает остальные приборы, имеющие большую мощность. Номинальный ток данного прибора составляет от 14,5А-39А. При этом величина тока отключения ровняется 7,5 ампера. Приспособление способно мгновенно отключать электрические приборы.
Реле переключения нагрузок АВВ Е 450. Устройство включает одного или двух потребителей, если электролиния не рассчитана на их одновременное использование.

Реле для контроля расходуемой мощности исключает превышение установленной величины. Это достигается путем отключения неприоритетной группы нагрузок в случае достижения порога срабатывания.Приоритетные реле тока применяются для выключения неприоритетных линий, в случае если превышается установленное значение расходования электроэнергии.

Регулировка температуры воды

Помимо безопасности, нам потребуется еще один элемент. Элемент управления, который будет его периодически включать и выключать для поддержания заданной температуры воды.

Этим устройством является рабочий термостат.

Не путайте его с предельным. В предельном имеется взводимая вручную кнопка, которая при срабатывании препятствует самостоятельному включению датчика.

То есть, когда он сработал один раз, вам потребуется осмотреть всю систему и схему, дабы разобраться в причине срабатывания. И только после этого, нажав эту кнопочку, отопление можно будет запустить заново.

Данный термостат монтируется после предельного, опять же в разрыв цепи.

Таким образом мы получили элемент защиты и элемент управления. В принципе, это и есть самая примитивная схема №1 для автоматики электрического отопления.

Принцип работы и установки РПН

К общей линии подключается трансформатор тока, а после него — потребители. К первой очереди в схему включаются нагрузки, имеющие приоритетное значение и не подлежащие отключению.

Затем в схему включается реле потребителей, через которое соединяются неприоритетные группы нагрузок

При превышении тока в сети они будут отключаться в установленной последовательности в соответствии со степенью важности

Приходящий от измерителя тока сигнал поступает для анализа на встроенный в модуль компаратор. Этот элемент производит соотнесение сигнала с установленным по настройкам значением основного напряжения. Реле определяет момент срабатывания компаратора, время отключения нагрузок с малым приоритетом. Как результат — снижение тока в сети. Через установленное в настройках прибора время реле попытается подключить к сети менее важных потребителей.

Многоканальные РПН способны одновременно работать с несколькими линиями, последовательно отключающихся, начиная с нижайшего приоритета. Включаются линии, наоборот, начиная с более высокого уровня значимости.

Установка реле позволяет обойтись стандартным комплектом оборудования без затрат на дополнительную мощность сети. Это позволяет сэкономить средства — это особенно заметно в масштабах даже малого предприятия.

Ниже представлена схема подключения на примере квартиры. На входе имеется выключатель (25А), далее счетчик и группа автоматов. Также подключено определенное число бытовых приборов различных видов и мощности.

Типовая схема подключения РПН к сети в квартире многоэтажного жилого дома

При необходимости одновременного включения сразу всех электропотребителей, выходной автомат в щитке отключится, свет погаснет и все приборы прекратят свое функционирование. В действие будет приведена тепловая блокировка и автомат отключит от электропитания всю квартиру. Будет необходимо найти причины, приведшие к перегрузке, и заново включить автомат.

Такие устройства широко используются и в системах защиты на предприятиях любого масштаба для не допущения возникновения аварийных и внештатных ситуаций. Особенно актуально применение РПН на производствах с большим количеством станков и технологического оборудования, на которых перегрузки, короткие замыкания или отключение электроэнергии могут привести к серьезным последствиям.