Przekaźnik ograniczający moc OM-110 firmy Novatek-Elektro

Już wcześniej pytano mnie o to urządzenie i właśnie dlatego je zamówiłem, żeby je „pomacać”.
Tym razem będzie mowa o ograniczniku mocy podłączonych urządzeń. Przyda się wtedy, gdy łączna moc podłączonych odbiorników może przekroczyć przydzieloną moc.


Jak zwykle link do ukraińskiej wersji strony, która odwiedzającym z Rosji wyświetli błąd. Dla Rosjan link będzie inny albo można kliknąć tutaj.

Tak, zdarzają się sytuacje, gdy na przykład przydzielono wam 10 kW na dom, ale przez przypadek można podłączyć większe obciążenie, co w efekcie spowoduje zadziałanie głównego wyłącznika nadprądowego. Dobrze, jeśli nie jest zaplombowany.
W takim przypadku można odłączyć odbiorniki niepriorytetowe, gdy łączna pobierana moc przekroczy ustawiony limit, pozostawiając podłączone te potrzebne.



Recenzja będzie w moim zwyczajowym stylu: oględziny, rozbiórka, opis działania, kilka testów i oczywiście wnioski.

Zacznę jak zwykle od opakowania, choć tutaj wszystko jest klasyczne: firmowe pudełko z naklejką z boku, na której podano model urządzenia i najważniejsze parametry.


Zawartość zestawu jest jak zawsze bardzo skromna: urządzenie i instrukcja.


Instrukcja zawiera wszystkie informacje potrzebne do podłączenia i konfiguracji. Podano w niej również warunki gwarancji, której okres wynosi 10 lat. Przypomnę, że jeśli urządzenie się zepsuje, to nawet w przypadku zgubienia dokumentów okres gwarancji liczy się od daty produkcji podanej na samym urządzeniu albo na podstawie numeru seryjnego.
Jest tu jednak pewna nieścisłość: w elektronicznej wersji instrukcji podano:


A na stronie internetowej

Trzeba będzie to jeszcze sprawdzić, ale tak czy inaczej priorytetem jest wersja papierowa.


Parametry techniczne z instrukcji.


Z zewnątrz to również zwykły moduł.


1. Szerokość obudowy wynosi 52 mm, czyli trzy moduły, jak podano w instrukcji. W instrukcji podano jednak z jakiegoś powodu szerokość 35 mm, co odpowiada dwóm modułom.
2. Z tyłu znajduje się zatrzask i naklejka z numerem seryjnym.
3. U góry jest czterostykowa listwa zaciskowa do podłączenia do sieci. Wykorzystywane są tylko skrajne styki.
4. Na dole znajduje się taka sama listwa zaciskowa, do której wyprowadzono styki wewnętrznego przekaźnika.

Jak widać, przekaźnik ma też dwa otwory, u góry i na dole, przez które należy przeprowadzić przewód, w którym będzie mierzony prąd.


Na przednim panelu umieszczono trzycyfrowy, siedmiosegmentowy wyświetlacz LED, przełączniki trybu pracy, diody sygnalizujące załączenie przekaźnika i przeciążenie, a także potencjometry do ustawiania czasu załączenia/wyłączenia oraz mocy zadziałania.
Przełącznik trybu pracy pozwala wybrać mnożnik ustawianej mocy oraz rodzaj obciążenia (czynne, pozorne).


Wymiary oraz przeznaczenie elementów sterujących i sygnalizacyjnych według instrukcji.


Przekaźnik rozbiera się bardzo łatwo: odkręcamy cztery wkręty i zdejmujemy górną część obudowy.


Pomysłowe konstrukcje stały się już po części wizytówką firmy Novatek — i tutaj również ich nie zabrakło. Urządzenie składa się z czterech płytek, z których trzy tworzą konstrukcję w kształcie litery U i są podłączone do głównej płytki za pomocą złączy.


1. Na górnej płytce znajdują się wyświetlacz i potencjometry montażowe. Projektantom najwyraźniej zabrakło miejsca, dlatego dwa z nich umieszczono na spodzie, a jeden na górze. W sumie to ładne i proste rozwiązanie.
2. Na spodzie tej płytki znajduje się drobnica i dwa pozostałe potencjometry montażowe.
3. Na jednej z bocznych płytek zamontowano mikrokontroler ATmega8A i wzmacniacz operacyjny.
4. Na płytkach nie ma więcej elektroniki, a trzecia jest po prostu płytką przejściową.


Odkręcam jeszcze trzy wkręty i wyjmuję z obudowy główną płytkę.


Ogólnie wykonanie jest całkiem staranne, choć miejscami można by poprowadzić ścieżki nieco równiej.
Widać przekładnik prądowy, a także zasilacz zbudowany według układu z kondensatorem balastowym i diodami Zenera, co bardzo często spotyka się w podobnych urządzeniach.
Przekaźnik jest przystosowany do prądu obciążenia do 10 A — oczywiście mowa o obciążeniu czynnym. W instrukcji deklarowany jest jednak prąd tylko do 8 A, a na stronie producenta nawet 7 A.
Obok przekaźnika widać rezystor obciążający przekładnik prądowy.


Od spodu również wszystko wygląda w porządku, z wyjątkiem zbyt małej odległości między ścieżką od styków przekaźnika a diodą podłączoną równolegle do jego cewki. Oczywiście, jeśli przekaźnik przełącza to samo zasilanie sieciowe, nie jest to szczególnie krytyczne, ale może przecież przełączać także inne obwody. Dlatego nieco zwiększyłbym odstęp między ścieżkami prowadzącymi do diody i styku przekaźnika.


Przewidziano dwa warianty podłączenia przekaźnika.
A. Przekaźnik steruje dodatkowym stycznikiem, a prąd wyjściowy jest ograniczony prądem znamionowym stycznika.
B. Do przełączania obwodu mocy służy wewnętrzny przekaźnik, a prąd jest ograniczony do 8 A dla obciążenia czynnego.

Trzeba będzie pamiętać, żeby napisać o literówce na schemacie.


Po włączeniu na wyświetlaczu pojawia się zmierzona moc — w tym przypadku 0, ponieważ sam przekaźnik jest załączony. Pobór mocy wynosi 1–1,2 W przy załączonym przekaźniku i wyświetlaniu trzech cyfr.


1, 2. Regulacja opóźnienia wyłączenia. Przy małych wartościach można ustawić dowolny czas, a przy większych — wielokrotność 5 s. Maksymalne 300 s udało mi się uzyskać tylko wtedy, gdy dociskam potencjometr śrubokrętem do oporu; po puszczeniu przeskakuje na 295.
3, 4. Regulacja opóźnienia załączenia. Działa tak samo, z wyjątkiem wartości maksymalnej: można wybrać nieskończoność, a po wyłączeniu przekaźnik nie załączy się ponownie samoczynnie.


Regulacja progowej mocy, przy której nastąpi odłączenie obciążenia.
Przełącznik 10/1 zmienia mnożnik: w pierwszym przypadku regulacja odbywa się skokami co 200 W, a w drugim co 20 W. Czasami jednak wartość może przeskoczyć na przykład z 1,4 kW od razu na 1,8 kW, z pominięciem 1,6 kW.


1. Urządzenie uruchamia się przy napięciu około 130 V, zapala wskaźnik i wyświetla komunikat o zbyt niskim napięciu
2. Przy 165 V przechodzi do normalnego trybu pracy i, jeśli nie ma przeciążenia prądowego, załącza przekaźnik.
3. Zabezpieczenie nadnapięciowe zadziałało przy napięciu 258 V.
4. Przy obniżaniu napięcia urządzenie wróciło do normalnego trybu pracy przy 252 V. Histereza wynosi 5 V, zgodnie z deklaracją, ale progi są nieco niższe: 253/258 zamiast 255/260.

Przekaźnik ma dwa tryby opóźnienia wyłączenia. Pierwszy jest wolny: gdy napięcie wyjdzie poza zakres 160–260 V, opóźnienie wynosi 5 s w pierwszym przypadku, a w drugim 1 s przy wyłączaniu i 5 s przy załączaniu.
Jeśli napięcie spadnie poniżej 130 V lub wzrośnie powyżej 300 V, przekaźnik wyłącza się w ciągu 0,05 s.


Sprawdzenie wyłączania po przekroczeniu skrajnych wartości napięcia.
1, 2. Przy spadku napięcia poniżej 130 V, choć w rzeczywistości u mnie wyłączenie następowało dopiero po spadku poniżej 120–122 V.
3, 4. Gwałtowny wzrost napięcia powyżej 300–310 V.

Jak widać na oscylogramach, wyłączenie następuje po około 3–5 półokresach, czyli po 0,03–0,05 s przy deklarowanych 0,05 s. Wszystko działa więc prawidłowo również w tym przypadku.



Do dalszych testów podłączam gniazdo przez przekaźnik. Okazało się, że zaciski wejściowe są połączone równolegle, czyli 1+2 i 3+4. Myślę jednak, że wkrótce to poprawią, bo przy takim sposobie podłączenia łatwo spalić zarówno same zaciski, jak i ścieżki na płytce.
Do testu takie rozwiązanie okazało się jednak wygodne.

Przy okazji zauważyłem niedopracowanie: jeden z przewodów trzeba przeprowadzić przez obudowę przekaźnika, a jedynym elementem prowadzącym jest tam przekładnik prądowy. Przypomniałem sobie wtedy moją dawną recenzję, w której rozbierałem chiński miernik mocy i gdzie rozwiązano ten problem znacznie lepiej. Myślę, że zdjęcie wyjaśnia, o co chodzi.


Test zgodności wskazywanej i rzeczywistej mocy przeprowadzę w mocno uproszczony sposób, bo nie mam wzorcowego watomierza, a ocena wyłącznie na podstawie prądu nie byłaby całkiem miarodajna.
Powiem tylko, że przy krotności prądu równej 1 urządzenie prawidłowo „widzi” obciążenie powyżej 15–16 W (mała żarówka), a watomierz na wejściu pokazuje 17 W.
Potem sprawdziłem je przy mocy około 139 W (żarówka), 400 W i 2000 W (zwykłe żelazka).

Owszem, obciążenie jest rezystancyjne, ale lepszego nie mam. Na zdjęciu widać, że OM-110 zaniża wynik. W rzeczywistości różnica jest nieco mniejsza, bo wiem, że mój watomierz zawyża wskazania o około 2–3% — zwykle uwzględniam to w obliczeniach.


Jako kolejny test sprawdziłem pomiar z zasilaczem impulsowym jako obciążeniem. Błąd ma ten sam kierunek co przy obciążeniu rezystancyjnym, ale jest wyraźnie większy. Jeśli uwzględnić błąd mojego watomierza, nawet przyjmując 3%, błąd OM-110 wynosi około 3,5–4%. Przy testach z obciążeniem rezystancyjnym błąd był bliższy 2–2,5%, przy deklarowanych 2,5%.


Aby ocenić działanie przy obciążeniu indukcyjnym, podłączyłem zwykły autotransformator LATRA. Nie mam w domu mocnych obciążeń indukcyjnych, których można by wygodnie użyć.
W trybie pomiaru mocy czynnej urządzenie wskazało 0,01 kW, a watomierz 16 W.
W trybie pomiaru mocy pozornej urządzenie wskazywało 0,02 kVA, czasem przeskakując na 0,03 kVA. Watomierz nie ma takiego trybu wyświetlania, ale prąd w obwodzie wynosił około 0,12 A.


Pomiary są oczywiście przydatne, ale ponieważ to urządzenie z założenia nie jest przyrządem pomiarowym, moim zdaniem ważniejsze jest pokazanie, jak zachowuje się przy różnych sposobach podłączenia.

Na początek zmontowałem układ zgodnie z instrukcją: jest sieć, przekaźnik ograniczający moc i obciążenie. Przekaźnik mierzy prąd w obwodzie obciążenia i odłącza je po przekroczeniu ustawionej mocy.
Po lewej widać, jak podłączyłem układ ja, a po prawej — jak należy go podłączyć, czyli tak, aby przekaźnik rozłączał przewód fazowy. Zasada działania obu układów jest taka sama.


Zgodnie z oczekiwaniami uzyskałem „migacz”: przy małych wartościach opóźnienia wyłączania i załączania przekaźnik będzie okresowo włączał i wyłączał obciążenie, jeśli prąd w jego obwodzie przekracza ustawiony próg.
Takie zachowanie jest normalne, ale moim zdaniem bardzo niewygodne. Rozsądne rozwiązania są dwa: zwiększyć opóźnienia do maksimum albo ustawić regulator czasu załączenia w skrajnym prawym położeniu — wtedy obciążenie nie włączy się samo.


Jednym z możliwych rozwiązań jest podzielenie obciążeń na dwie grupy: priorytetową i niepriorytetową. W takim przypadku obciążenie drugorzędne zostanie odłączone po przekroczeniu mocy na linii obciążenia priorytetowego, zmniejszając w ten sposób całkowitą moc.


Podłączyłem żarówkę 130 W, a jako obciążenie niepriorytetowe wykorzystałem żarówkę 15 W. Maksymalną moc ustawiłem na około 100 W.

Na filmie może się wydawać, że wskazania czasu są nielogiczne, ale w rzeczywistości wszystko działa prawidłowo: na przemian wyświetlany jest czas do włączenia/wyłączenia oraz moc w obwodzie obciążenia.


Albo ten sam wariant co wcześniej, ale tutaj ustawiłem wyższy próg i podłączyłem większe obciążenie do tego, które było już podłączone.


W ten sposób demonstracja jest bardziej miarodajna. Mamy obciążenie drugorzędne, które można odłączyć od zasilania, już podłączone obciążenie główne, które razem z obciążeniem drugorzędnym nie powoduje przeciążenia, oraz symulację przeciążenia.

Zasadniczo wszystko działa prawidłowo, ale podczas konfiguracji trzeba wykonać choćby proste obliczenia, żeby wiedzieć, o ile możemy zmniejszyć moc po odłączeniu obciążenia drugorzędnego, tak aby nie doszło do przeciążenia nawet po jego odłączeniu.
Oczywiście można też kontrolować prąd w jego obwodzie, ale wtedy możemy napotkać problem pokazany na pierwszym schemacie.


Dla samego eksperymentu postanowiłem sprawdzić, jak urządzenie zachowuje się przy płynnym zwiększaniu i zmniejszaniu obciążenia. Ustawiłem próg mocy na 0,06 kW, podłączyłem obciążenie przez autotransformator i zacząłem zwiększać moc.
Przy mocy 0,07 kW zadziałał OM-110 i zaczął na przemian wyświetlać na ekranie moc obciążenia oraz komunikat o błędzie.
Po zmniejszeniu mocy obciążenia OM-110 wrócił do normalnej pracy i załączył przekaźnik.


Wszystko wyglądałoby pięknie, gdyby nie jedno „ale”: urządzenie nie ma histerezy, czyli reaguje nawet na zmianę o jedną jednostkę najmniej znaczącej cyfry. Odłącza obciążenie, gdy wskaźnik pokazuje 0,07 kW, a załącza je przy 0,06. W efekcie dość łatwo doprowadzić do sytuacji, w której nawet najmniejsze wahania mocy obciążenia powodują, że urządzenie zaczyna „wariować”.
Oczywiście tutaj spotęgowałem ten efekt, ustawiając opóźnienia na zero, ale moim zdaniem nawet niewielka histereza by się przydała.


Wnioski.
Subiektywnie urządzenie działa prawidłowo. Nieco zaniża wynik pomiaru mocy, ale bez dokładnego watomierza trudno to ocenić. Występują drobne niedokładności, na przykład szybkie odłączenie następuje przy 120 V, a nie przy deklarowanych 130 V, ale ogólnie urządzenie spełnia deklarowane funkcje.

Mam kilka drobnych uwag dotyczących konstrukcji, na przykład:
1. Przydałaby się plastikowa rurka, żeby nie trafiać przewodem na ślepo i nie ryzykować zahaczenia o któryś z elementów.
2. Warto nieco poprawić układ regulacji. Jak pisałem, nie udało mi się ustawić deklarowanego opóźnienia odłączenia wynoszącego 300 s, a właściwie nie dało się go ustabilizować.
3. Zwiększyć odstępy między ścieżkami na płytce w okolicy wyjścia przekaźnika i diody podłączonej równolegle do jego cewki.

Przydałaby się też histereza mocy, przy której następuje odłączenie.

Teraz o samym przekaźniku i jego funkcjach.
To po prostu przekaźnik mocy z progiem zadziałania po przekroczeniu ustawionej wartości. Dodano do niego regulację progu odłączenia, czasu opóźnienia załączenia/odłączenia oraz możliwość wyboru mnożnika regulacji, a także mocy całkowitej lub czynnej.
W związku z tym przekaźnik nie ma żadnych szczególnych możliwości. Jego zadaniem jest wydanie polecenia załączenia lub odłączenia obwodu po przekroczeniu ustawionego limitu mocy.

Warto jednak zauważyć, że producent dodał przydatną funkcję przekaźnika napięciowego. Jest ona naprawdę wygodna, ale w niektórych sytuacjach może działać na niekorzyść użytkownika, ponieważ nie ma tu regulacji progów napięcia. Chyba dodałbym mały przycisk: po jego przytrzymaniu pokrętła regulacyjne zmieniałyby napięcie zadziałania, a po zwolnieniu wartość byłaby zapamiętywana.

Moim zdaniem do prawidłowego sterowania obciążeniami z ograniczeniem mocy należałoby podejść kompleksowo. Na przykład można by mieć moduł, który nie tylko kontroluje kilka obwodów, ale też uwzględnia moc podłączonych obciążeń i odłącza tylko te, które rzeczywiście mogłyby przeciążyć sieć. Dobrze byłoby, gdyby urządzenie zapamiętywało moc podłączonych obciążeń i uwzględniało ją przy ponownym załączeniu. To jednak tylko pomysły, które przyszły mi do głowy podczas testowania urządzenia.

Dopiero po napisaniu recenzji pomyślałem, że ten przekaźnik przypomina RN-263t, ale RN-263 odłącza obciążenie po przekroczeniu prądu, a opisywany model — po przekroczeniu mocy. Moim zdaniem poprawniej byłoby odłączać właśnie na podstawie prądu.
Chodzi o to, że podstawowym parametrem jest właśnie prąd. Na przykład przy 240 V i 10 A moc wynosi 2,4 kW, ale przy 180 V i tej samej mocy 2,4 kW prąd wyniesie już 13 A i sieć może zostać przeciążona, choć przekaźnik będzie uznawał, że wszystko jest w porządku.

Urządzenie jest produkowane w wielu wersjach różniących się funkcjonalnością.
1. RMT-101 — przekaźnik maksymalnego prądu. To właśnie o nim wspominałem wyżej: podobnie jak w OM-110 prąd jest tu mierzony do 100 A, ale odłączenie następuje po przekroczeniu prądu, a nie mocy. Przy tym РМТ-101 nie ma funkcji „przekaźnika napięciowego”.
2. ОМ-163 ma więcej funkcji, ale mierzy prąd tylko do 63 A, za to ma wbudowany przekaźnik do 63 A
3. ОМ-121 mierzy prąd do 63 A, tak samo jak ОМ-163, ale całe sterowanie i kontrola odbywają się przez RS485, a wbudowany przekaźnik obsługuje prąd tylko do 1 (5) A
4. РМТ-104, przekaźnik nadprądowy o zakresie pomiaru prądu do 400 A
5. I ОМ-310, wersja trójfazowa, współpracuje zarówno z przekładnikami prądowymi wewnętrznymi (do 30 kW), jak i zewnętrznymi (do 450 kW) oraz umożliwia sterowanie dwoma obciążeniami


Na razie to wszystko. Mam nadzieję, że było przydatne. Jak zawsze, chętnie odpowiem na pytania i poczytam komentarze.