V každém zařízení, průmyslovém i občanském, jsou spotřebitelé energie, pro které je nepřerušované napájení důležité. Spolu s tím jsou elektrospotřebiče, jejichž dočasné odstavení není podstatné. Zátěžové prioritní relé (OLTC) je právě to zařízení, které si v případě přetížení elektrické sítě „vybere“, které spotřebiče mají být vyloučeny a kterým ponechat dodávku elektřiny.
Prioritní relé ABB LS1/2:
K čemu je prioritní relé?
Život moderního člověka je obklopen mnoha elektrickými spotřebiči. Jedná se o pračky, kotle, klimatizace, televizory a další domácí rádiová zařízení. V kuchyni samotné najdete elektrický sporák, mikrovlnnou troubu, gril, toustovač, rychlovarnou konvici a další spotřebiče.
Ve starém bytovém fondu s elektroinstalací z minulého století je napájení každého bytu provedeno přes elektroměr a jeden jistič. Pojistka tohoto stroje zpravidla vydrží proud 25 A. Pokud připojíte k síti mnoho elektrických zařízení současně, ochrana vypne proud. Majitelé domů budou muset neustále chodit na místo k podlahovému štítu a vracet stroj do provozního režimu, protože jeho ochrana proti tepelnému přetížení bude fungovat. Aby nedocházelo k častým výpadkům napájení, je u vstupu do elektrické sítě bytu kromě jiných standardních ochranných zařízení zabudováno další zařízení – relé volby přednostního směru.
Rozsah aplikace
Přepínač odboček je nezbytný pro pohodlný provoz všech elektrických spotřebičů připojených na jeden vstup napájecí sítě s omezeným limitem výkonu. Týká se to bytových domů, starých zámečků a bydlení. Tento problém je zvláště aktuální pro sídelní elektrické sítě vzdálené od centralizovaných zdrojů elektřiny.
Regionální sítě mají často omezené možnosti. Při vysoké spotřebě energie katastrofálně klesá napětí a zvyšuje se pravděpodobnost spuštění úvodního stroje. V dobách, kdy zařízení ještě nebylo vynalezeno, se obyvatelé museli sami rozhodnout, co by se mělo ručně vypnout, aby fungovaly potřebné elektrické spotřebiče. RPN tento problém vyřešil. Instalace takového relé je vhodná pro časté vypínání úvodního automatického spínače. Nečekaný výpadek proudu může způsobit nepříjemné, někdy až nebezpečné situace.
Prioritní relé je nepostradatelné pro ty podniky, jejichž manažeři usilují o maximální úspory energie při zachování stávající kapacity sítě. Pokud je tedy například pro určitou skupinu spotřebitelů zaveden přísný limit výkonu, zařízení jej v kritických situacích vypne.
Princip činnosti
Automaty jsou připojeny k přepínači odboček – zařízení na ochranu před vypnutím (RCD). RCD zahrnují výkonové obvody stejného typu spotřebičů. Například jeden blok je zodpovědný za všechny zásuvky, další řídí zahrnutí osvětlovacích zařízení, kotel „visí“ na třetím atd.
V zimní sezóně je v bytě obvykle trvale zapnutý kotel a ostatní skupiny spotřebitelů jsou provozovány podle potřeby. Když nastane špičková situace spojená s prudkým přetížením celé elektrické sítě, přenechá přepínač odboček přednost napájení kotle a dočasně vypne zbytek spotřebičů. Je tak možné zabránit poklesu teploty v místnosti. Majitelé domů si mohou vybrat, co je v první řadě potřeba chránit před neočekávanými výpadky proudu.
Abyste pochopili, jak přepínač odboček pod zatížením funguje, můžete použít příklad modelu LSS1 / 2 od ABB. V případě přetížení relé okamžitě sepne. Pro jeho efektivní využití budete muset nainstalovat 3 skupiny zásuvek připojených k různým reléovým výstupům. K první skupině se řadí přednostní elektrospotřebiče, které se nikdy nevypínají. Druhá výstupní linka bude napájet elektrická zařízení, která umožňují krátké zastavení jejich práce. Třetí skupina zásuvek dodává energii těm instalacím, které se čas od času používají.
V závislosti na přebytku síly proudu stroj vypíná linky podle stupně jejich důležitosti. Doba pokusu o restartování zátěží je přibližně 4–7 minut. To stačí k vychladnutí proudového chrániče.
Zařízení zařízení
Přepínač odboček ve své šířce nahrazuje 5 proudových chráničů na DIN lištu. Na fasádě zařízení je vidět zvláštní vzor připomínající stylizovanou pavučinu. Toto je primitivní obrázek schématu zapojení zařízení. Nedaleko je zakresleno srozumitelnější rozložení pro spojení jedné přednostní linky a dvou neprioritních směrů. Níže je uveden podrobný elektrický obvod pro ochranu budovy proti přetížení v domácí síti.
Podrobné schéma zapojení přepínače odboček:
Relé přednostní zátěže má vestavěný měřič proudu (transformátor + výkonný spínač), který reguluje spínání kontaktů neprioritních směrů při překročení prahové zátěže. Zpravidla má standardní hodnotu – 16 A. Činnosti relé slouží poměrně velké množství rádiových součástek na několika deskách, jak je vidět na dvou spodních fotografiích.
Interní přepínač odboček:
Zadní deska ABB LSS1/2:
Od roku 2020 švýcarská společnost ABB (4 pobočky působí v Rusku) zahájila výrobu nových relé s prioritním výběrem ABB LSR. Nové zařízení je navrženo pro stejnosměrný proud 32 A a maximální výkon 7 kW. Specialisté společnosti považovali relé za žádané, které určí neprioritu na vstupech s proudem 16, 20, 25 a 32 A.
Pomocí displeje a ovládacích tlačítek se relé konfigurují prostřednictvím nabídky, ovládající stykače. Výstupní piny jsou připojeny přímo k napájecímu zdroji. Mohou přepínat libovolné linie zatížení. Aktuální síla v digitálním vyjádření se zobrazuje na obrazovce v jakékoli části elektrické sítě v domácnosti.
Omezený proudový příkon z důvodu malého průřezu vodičů ve skryté elektroinstalaci, úvahy o úspoře spotřeby elektřiny nebo omezení místní elektrárenské společnosti působí svým zákazníkům mnoho nepříjemností. V každém případě instalace relé volby přednosti výrazně zvýší komfort bydlení v bytě nebo domě a zabrání nečekaným odstávkám všech elektrických spotřebičů současně.
Prioritní relé je malé elektrické zařízení, které řídí zapínání elektrických spotřebičů. Přepínač odboček je schopen řídit celkový proud napájecí sítě, na výrazné zvýšení zátěže reaguje odpojením méně důležitých spotřebičů v konkrétním okamžiku. Použití relé eliminuje problém nadměrného zatížení napájecích sítí. Přečtěte si také článek ⇒ Napěťové relé.
Typy relé
Aby se zabránilo výskytu poruch při přetížení sítě v individuální domácnosti nebo v malém podniku, umožňuje prioritní relé, které rozděluje sítě na prioritní a méně důležité.
Použití přepínačů odboček při zatížení umožňuje vypnout méně důležitá zařízení při přetížení sítě
Vyrábí se několik typů přepínačů odboček pod zatížením:
- 1- a 3-fázový;
- jedno a vícekanálové.
Třífázová zařízení jsou také schopna plnit funkci priority fáze, přenášet zátěž jednofázovými kanály, zabraňující asymetrii vedoucí k úplnému odstavení celého zařízení.
Vícekanálové přepínače odboček pod zatížením lze použít společně s různými linkami.
Podle funkčního provedení se zařízení dělí na relé:
- spodní práh;
- horní práh.
Relé vysokého prahu se aktivuje, když proud vzroste a je zapojeno do série. Zařízení, které reaguje na prahovou hodnotu minimálního napětí, je naopak připojeno k síti v paralelním obvodu.
K dispozici jsou také relé pro různé úrovně spínání, které lze v případě potřeby upravit pro různé zátěže. V sítích s výkonnými zátěžemi by měl být přepínač odboček pod zátěží kombinován s proudovým transformátorem.
Výstavba
Díky proudoměru a akčnímu členu v relé, když proud dosáhne nastavené hodnoty, sepnou kontakty. Měřič v nakonfigurovaném rozsahu detekuje sílu proudu a také může být v závislosti na vlastnostech spotřebitelů konfigurován pro spínání.
U standardních kontaktů je maximální spínací proud 16A. V podnicích je potřeba spínat proudy větší velikosti, proto je nutné použít speciální stykače.
Pokud se jedná o magnetické stykače, je přepínač odboček samostatné konstrukce a přenáší řídicí signál do vodiče, to znamená, že nemá schopnost samostatně spínat kontakty.
Aplikace
Vždy musí být připojeno přívodní vedení považované za nejnutnější. Mezi neprioritní vedení patří vedení, jejichž odpojení od sítě v případě přetížení nepovede k žádným následkům.
Při přetížení není zhasnuto osvětlení důležité pro bezpečnost v podniku, ale budou vypnuti pouze spotřebitelé nacházející se na lince s nízkou prioritou. Po obnovení normálního síťového provozu se automaticky připojí všichni neprioritní spotřebitelé.
Pokud došlo k přetížení kvůli zahrnutí několika zařízení, je možné vypnout pouze jedno z nich. V tomto případě bude obnovena dodávka elektřiny spotřebitelům s vysokou prioritou. Přečtěte si také článek ⇒
Aktuální priorita relé.
Princip činnosti a instalace přepínače odboček
Ke společnému vedení je připojen proudový transformátor a po něm – spotřebitelé. V první fázi schéma zahrnuje zátěže, které mají prioritní hodnotu a nepodléhají odstavení.
Poté je do obvodu zařazeno spotřebitelské relé, přes které jsou připojeny neprioritní skupiny zátěží. Dojde-li k překročení proudu v síti, dojde k jejich vypnutí ve stanoveném pořadí podle stupně důležitosti.
Signál přicházející z měřiče proudu je odeslán k analýze do komparátoru zabudovaného v modulu. Tento prvek koreluje signál s hodnotou hlavního napětí nastaveného podle nastavení. Relé určuje okamžik sepnutí komparátoru, dobu odpojení zátěží s nízkou prioritou. V důsledku toho klesá proud v síti. Po uplynutí doby nastavené v nastavení zařízení se relé pokusí připojit k síti méně důležité spotřebiče.
Vícekanálové přepínače odboček jsou schopny pracovat současně s několika linkami, které se postupně vypínají, počínaje nejnižší prioritou. Řádky jsou naopak zahrnuty od vyšší úrovně významnosti.
Instalace relé vám umožní vystačit se standardní sadou vybavení bez nákladů na další síťové napájení. To vám umožní ušetřit peníze – to je zvláště patrné v měřítku i malého podniku.
Níže je schéma připojení na příkladu bytu. U vchodu je vypínač (25A), dále pult a skupina strojů. Připojeno je také určité množství domácích spotřebičů různých typů a kapacit.
Typické schéma připojení přepínače odboček pod zatížením k síti v bytě vícepodlažního obytného domu
Pokud je nutné současně zapnout všechny elektrické spotřebiče najednou, výstupní stroj v panelu se vypne, kontrolka zhasne a všechna zařízení přestanou fungovat. Dojde k aktivaci tepelného zámku a automat odpojí celý byt od napájení. Bude nutné najít příčiny, které vedly k přetížení a restartovat stroj.
Tip č. 1: Použitím přepínače odboček pod zatížením lze tomuto problému a komplikacím s ním spojeným předejít. Je nutné upřednostnit ty linky, které jsou požadovány na prvním místě, a klasifikovat drobná zatížení jako neprioritní. Zařízení omezí tok elektrického proudu ze sítě a neumožní úplné vypnutí.
Taková zařízení jsou široce používána v ochranných systémech v podnicích jakékoli velikosti, aby se zabránilo nouzovým a nouzovým situacím. Použití přepínačů odboček pod zatížením je zvláště aktuální v odvětvích s velkým počtem strojů a technologických zařízení, kde přetížení, zkraty nebo výpadky proudu mohou vést k vážným následkům.
Příklady schémat zapojení
Zvažte schémata jednofázového a třífázového připojení s použitím zařízení ABB LSS 1/2 jako příkladu.
Relé ABB LSS 1/2 jsou cenově dostupná a kvalitní zařízení na trhu naší země
Podle schématu pro jednofázový systém je nejprve umístěn 25ampérmetr, po něm – automatický stroj. Poté je nainstalováno relé, které řídí napětí, ale pro zjednodušení obrázku ve schématu to není. Níže je znázorněno relé pro řízení zátěže s připojenou fází (v tomto případě jednofázový systém), uvnitř relé je rozděleno do tří linek:
Zařízení jsou připojena k linkám prostřednictvím automatických strojů (s jmenovitým proudem nepřesahujícím 16A). Při připojování strojů většího výkonu musí být připojeny přes stykače (druhé schéma). Pokud celková zátěž překročí povolenou zátěž, relé odpojí všechny zátěže a ponechá připojenou pouze prioritní zátěž.
Schéma zapojení přepínače odboček pro jednu fázi, vpravo – přes stykače
Podle principu činnosti relé se nejprve vypnou linky L1 a L2 se připojení provádí v opačném pořadí.
Tip #2: Přepínače odboček pod zatížením mají také řadu dalších funkcí. Například spínač pro nucené odpojení zátěže s nízkou prioritou nebo systém dálkového varování pro odpojení vedení.
Schéma třífázového zapojení, jehož princip je shodný s jednofázovým schématem, pro zařízení ABB LSS 1/2 je znázorněno na obrázku níže.
Schéma zapojení pro relé LSS 1/2 značky ABB pro tři fáze
Přehled modelů
Tabulka ukazuje nejoblíbenější značky relé mezi domácími kupujícími s uvedením hlavních charakteristik a odhadovaných nákladů.
Výběr jednoho nebo druhého modelu není určen ani tak cenou, jako provozními podmínkami relé a jeho schématem připojení.
Zatěžovací proud s nejvyšší prioritou 90 A
Proudový rozsah, A 5…90
Nastavitelné proudové rozsahy, A 5…30, 10…60, 15…90
Práh vypnutí, 15 – 20 – 25 – 30 – 40 – 50 – 60 A
Celkový proud připojených spotřebičů je 90A
Počet modulů – 5
Rozsah napětí: 240 VA +5%, -10%
Frekvence: 50/60 Hz.
Maximální neprioritní zatěžovací proud 15 A
Interval nastavení vypínacího proudu s nízkou prioritou 2 – 15 A
Náběhový proud >3A
Frekvence spínání – až 3600/h
Nevýhody použití přepínače odboček a jeho analogů
Navzdory velkému počtu výhod spojených s připojením a použitím relé s prioritou zátěže má použití zařízení některé nevýhody:
- Pro instalaci zařízení do stávající sítě je nutné provést velké množství prací souvisejících s modernizací elektroinstalace, štítu. To vyžaduje pozvání kvalifikovaného specialisty, který přesně vypočítá obvod v souladu se zatížením od všech dostupných spotřebitelů.
- Pro pokládku samostatných vedení kabelů ze štítu do zásuvek s různými spotřebiteli je nutné oříznout stěny a opravit prostory.
- Přepínače odboček nejsou instalovány na konvenční kabeláž, jejíž schéma neumožňuje samostatné vedení do zásuvek.
Implementace rozdělení linek na prioritní v každodenním životě se zjednodušila díky tomu, že se objevilo nové zařízení – optimalizátor zatížení sítě, který také vypíná neprioritní elektrické spotřebiče.
Principem optimalizátoru je přerozdělení výkonu spotřebitelů podle stupně jejich důležitosti. Po dobu zapnutí prioritního elektrického spotřebiče optimalizátor vypne spotřebič s nižší prioritou, který se během přestávky v provozu spotřebiče s vyšší prioritou opět zapne.
