Современные способы ограничения потребления электрической мощности

В нынешнее непростое время каждый из нас, так или иначе, зависим от электрической энергии.

Возрастающее в геометрической прогрессии количество электропотребителей требует постоянного увеличения производства электроэнергии путем наращивания мощностей генерирующих компаний. Чтобы хоть как-то снизить нагрузку на электростанции и передающие линии, энергетические министерства и ведомства находятся в постоянном поиске новых форм и методов экономии электроэнергии.

С этой целью для промышленных потребителей различных категорий ежемесячно разрабатываются схемы и графики веерных отключений в часы пиковых нагрузок на энергетическую систему городов и регионов. Для частных лиц разработана система гибких дифференцированных тарифов на оплату потребляемой электроэнергии, учитывающих выделяемые лимиты и их превышение. При этом стоимость потребленной электроэнергии в пределах выделенного количества и сверх лимита ощутимо колеблется, что заставляет нас с вами осуществлять регулярный контроль над домашним расходом электрической мощности.

Автоматические ограничители мощности

Чтобы упростить контроль и управление расходом электроэнергии в быту и на производственной площадке, сегодня разработаны и широко применяются автоматические электрические устройства, представляющие собой быстродействующие ограничители мощности. Они выпускаются как в трехфазном, так и однофазном исполнении. Фиксируя значения тока и напряжения, отдаваемые потребителю, микропроцессорные устройства и статические электронные реле надежно стоят на страже наших интересов, контролируя уровень потребляемой мощности, установленный регулятором или специальными переключателями.

Как же работают эти полезные устройства? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте сначала вспомним основной физический закон электрического тока, изучаемый в школьной программе. Он гласит, что мощность электрического тока, выделяемая на проводнике, представляет собой произведение силы тока, проходящего через него и возведенной в квадрат, на сопротивление этого проводника. Умножая значения потребляемого тока и напряжения сети, мы получим фактическое значение мощности, расходуемой нами.

Таким образом, принцип работы автоматических устройств ограничения электрической мощности строится на простой и понятной схеме. Измерительный блок устройства с достаточным быстродействием фиксирует значения проходящего через него тока и напряжения сети. Блок логики перемножает их и сравнивает с установленным потребителем предельным уровнем мощности. В случае достижения либо превышения величины установленного значения, логическое устройство дает выходному исполнительному устройству команду на отключение, и реле, магнитный пускатель или контактор разрывает силовые контакты, отключая электрическую линию помещения или всего здания от питающей электросети.

Со второй половины XX века в качестве ограничителей мощностей довольно успешно использовались электромеханические индукционные реле. С развитием новой электронной базы индукционные реле начали массово заменяться устройствами на полупроводниковых элементах. Сегодня мы наблюдаем ситуацию, когда на смену твердотельным полупроводниковым конструкциям приходят новые измерительные реле, построенные на базе современных микропроцессорных систем. Они значительно превосходят своих предшественников по техническим и эксплуатационным параметрам и гибкости имеющихся настроек. Ограничители электрической мощности выпускаются как для однофазной, так и трехфазной электрической системы.

Реле контроля мощности ОМ-110

Такое устройство является продукцией предприятия «Промэлектроника», расположенного в Санкт-Петербурге. ОМ-110 выпускается для ограничения полной электрической мощности или ее активной составляющей, лежащих в пределах значений от 0 до 20 кВА для однофазных электрических систем. На лицевой панели реле имеется трехсегментное цифровое табло, 2 Dip-ключа для выбора диапазонов и переключения режимов, 3 поворотных потенциометра, устанавливающих время срабатывания, уровень срабатывания мощности, а также время возврата устройства к начальному состоянию. Первые 4 контакта реле являются выходными, так как предназначены для включения и отключения силового контактора, непосредственно включаемого в нагрузочную сеть. Контакты с 5 по 8 относятся к контрольным, подключаются к питающей электросети и контролируют ток нагрузки.

Реле ограничения мощности серии ОМ-310

Устройство имеет аналогичную конструкцию, с учетом работы в трехфазных электрических сетях. На передней панели устройства расположены следующие элементы:

• разъем удаленного доступа RS-232;
• кнопки для оперативных настроек в количестве 4 шт.;
• 8 индикаторных светодиодов зеленого и красного цвета;
• 2 цифровых табло для текущих значений и мнемоники;
• клеммные контакты.

Рассмотренные ограничительные устройства обычно устанавливаются на месте ввода электричества в здание, и пломбируется так же, как и электрические счетчики. Однако возможны и другие варианты включения таких приборов, рассчитанные на ограничение потребляемой мощности конкретным энергопотребителем. Собрав схему так называемого «ложного нуля», устройства ограничения мощности позволяют производить отключение электроснабжения не только в случае перегрузки, но и при возникновении случаев несанкционированного отбора или хищения электроэнергии.