Реле обмеження потужності ОМ-110 від Новатек-Електро

Про цей пристрій у мене вже запитували, і, власне, саме тому я замовив його, щоб «помацати».
У цьому випадку йтиметься про обмежувач потужності підключених пристроїв. Він стане в пригоді тоді, коли сумарна потужність підключених споживачів може перевищити виділену потужність.


Як завжди, посилання на українську версію сайту, яке для відвідувачів із Росії видасть помилку. Для росіян посилання буде іншим або можна так.

Так, бувають ситуації, коли у вас, наприклад, на будинок виділено 10кВт, а випадково можна підключити навантаження більше, і, як наслідок, спрацює ввідний автомат захисту. І добре, якщо він не опломбований.
У такому разі можна відключати непершочергових споживачів, якщо сумарна споживана потужність перевищила встановлене значення, залишивши підключеними потрібні споживачі.



Огляд буде у звичному стилі: огляд зовні, розбирання, опис роботи, трохи тестів і, звісно, висновки.

І почну, як завжди, з упаковки, хоча тут усе класично: фірмова коробочка з наклейкою збоку, де вказано модель пристрою та найзагальніші характеристики.


Комплект постачання, як завжди, гранично лаконічний: пристрій та інструкція до нього.


В інструкції є вся необхідна інформація для підключення та налаштування, також тут зазначені гарантійні зобов’язання. Гарантійний строк становить 10 років. Нагадаю: якщо пристрій зламався, то навіть у разі втрати документів строк відраховується від дати виробництва, зазначеної на самому пристрої, або за серійним номером.
Але тут є плутанина: в електронній версії інструкції зазначено —


А на сайті

Треба буде уточнити, але загалом у будь-якому разі пріоритетною є паперова версія.


Технічні параметри з інструкції.


Зовні це також звичайний модуль.


1. Ширина корпусу — 52 мм, тобто три модулі, як і зазначено в інструкції, але в інструкції чомусь вказана ширина 35 мм, що відповідає двом модулям.
2. Зі зворотного боку — засувка та наклейка із серійним номером.
3. Зверху — чотириконтактна клемна колодка для підключення до мережі. Використовуються лише крайні контакти.
4. Знизу — така сама клемна колодка, до якої виведено контакти внутрішнього реле.

Також, думаю, видно, що в реле є два отвори — зверху та знизу, крізь які треба пропустити провід, на якому вимірюватиметься струм.


На передню панель винесено трирозрядний семисегментний світлодіодний індикатор, перемикачі режиму роботи, світлодіодні індикатори ввімкнення реле та перевантаження, а також змінні резистори для налаштування часу ввімкнення/вимкнення та потужності спрацьовування.
Перемикач режиму роботи дає змогу вибрати множник встановлення потужності та тип навантаження (активне, повне).


Розміри та призначення органів керування й індикації з інструкції.


Реле розбирається дуже просто: викручуємо чотири саморізи й знімаємо верхню частину корпусу.


Хитромудрі конструкції вже частково стали візитівкою Новатека, і тут без них не обійшлося. Пристрій складається з чотирьох плат, три з яких утворюють П-подібну конструкцію та підключаються до основної за допомогою роз'ємів.


1. На верхній платі розташовані індикатор і підлаштувальні резистори. Розробникам явно забракло місця, тому два з них розміщені знизу, а один — зверху. Загалом, гарне й просте рішення.
2. Знизу цієї плати — різна дрібнота й два підлаштувальні резистори, що залишилися.
3. На одній із бічних плат встановлено мікроконтролер ATmega8A та операційний підсилювач.
4. Більше електроніки на платах немає, третя взагалі є просто перехідною платою.


Викручую ще три шурупи й дістаю з корпусу основну плату.


Загалом усе зроблено відносно акуратно, хоча де-не-де можна було б трохи рівніше.
Видно трансформатор струму, а також вузол живлення, побудований за схемою з баластним конденсатором і стабілітронами, що також дуже часто трапляється в подібних пристроях.
Реле розраховане на струм навантаження до 10 А; звісно, йдеться про активне навантаження. Водночас в інструкції заявлено струм лише до 8 А, а на сайті виробника — взагалі 7 А.
Поруч із реле видно навантажувальний резистор трансформатора струму.


Знизу теж загалом усе гаразд, за винятком надто малої відстані між доріжкою від контактів реле та діодом, увімкненим паралельно обмотці. Звісно, якщо реле комутує те саме силове живлення, це не надто критично, але ж реле може комутувати й інші кола, тож я б трохи збільшив відстань між доріжками до діода й контакту реле.


Пропонується два варіанти підключення реле.
А. Реле керує додатковим контактором, вихідний струм обмежений струмом контактора.
Б. Для комутації силового кола використовується внутрішнє реле, струм обмежений рівнем 8 А для активного навантаження.

Треба буде не забути написати про описку на схемі.


Після ввімкнення на екрані відображається виміряне значення потужності — у цьому випадку 0, оскільки реле ввімкнене саме по собі. Споживана потужність — 1–1.2 Вт із увімкненим реле та трьома цифрами на індикаторі.


1, 2. Регулювання затримки вимкнення: за малих значень можна встановити довільний час, за великих — кратний 5 с. Але максимум у 300 с вдалося отримати, лише притиснувши викруткою до упору; якщо відпустити, перемикається на 295.
3, 4. Регулювання затримки ввімкнення: тут усе так само, крім максимуму — можна вибрати нескінченність, і після вимкнення реле вже не ввімкнеться самостійно.


Регулювання порогової потужності, за якої навантаження вимикатиметься.
Перемикач 10/1 змінює множник: у першому випадку регулювання відбувається з кроком 200 Вт, у другому — з кроком 20 Вт, але іноді значення може перескочити, наприклад, з 1.4 кВт одразу на 1.8, оминувши 1.6 кВт.


1. Пристрій запускається за напруги близько 130 вольт, засвічує індикатор і видає повідомлення про знижену напругу
2. За 165 вольт переходить у нормальний режим роботи і, якщо немає перевантаження за струмом, вмикає реле.
3. Захист від перевищення вхідної напруги спрацював за напруги 258 вольт.
4. Якщо знижувати напругу, то за 252 вольт пристрій повертається до нормального режиму роботи. Гістерезис становить 5 вольт, як і заявлено, але пороги трохи знижені: 253/258 замість 255/260.

У реле є два режими затримки вимкнення: повільний, коли напруга виходить за межі 160 або 260 вольт. У першому випадку затримка становить 5сек, у другому — 1сек на вимкнення і 5сек на ввімкнення.
Якщо напруга знизилася нижче 130 вольт або підвищилася вище 300, реле вимикається протягом 0.05сек.


Перевірка вимкнення в разі виходу напруги за крайні межі.
1, 2. Під час зниження напруги нижче 130 вольт, хоча насправді в мене воно вимикалося лише за зниження нижче 120-122 вольта.
3, 4. Різке підвищення напруги вище 300-310 вольт.

Як видно з осцилограм, вимкнення відбувається приблизно через 3-5 напівперіодів, тобто через 0.03-0.05сек за заявлених 0.05, тож і тут усе гаразд.



Для подальших тестів підключаю через реле розетку, і тут з’ясувалося, що вхідні клеми з’єднані паралельно, тобто 1+2 і 3+4. Але думаю, що це скоро виправлять, адже за такого варіанта підключення можна легко спалити і самі клеми, і доріжки на платі.
Але для тесту такий варіант виявився зручним.

Заодно помітив недопрацювання: один із проводів треба пропустити крізь корпус реле, а з напрямних там є лише трансформатор струму. І тут я згадав свій давній огляд, де розбирав китайський вимірювач потужності й де це питання було вирішено набагато правильніше. Думаю, суть зрозуміла з фото.


Тести відповідності відображуваної та реальної потужності проведу у значно спрощеному варіанті, оскільки еталонного ватметра немає, а оцінювати лише за струмом не зовсім коректно.
Скажу лише, що за кратності струму 1 прилад точно «бачить» навантаження понад 15-16Вт (маленька ЛН), ватметр на вході показує 17Вт.
Після цього перевірив за потужності близько 139Вт (лампа розжарювання), 400Вт і 2000Вт (звичайні праски).

Так, навантаження активне, але маємо те, що маємо. На фото видно, що ОМ-110 занижує результат. Насправді різниця трохи менша, оскільки я точно знаю, що мій ватметр завищує покази приблизно на 2-3%, просто зазвичай враховую це під час розрахунків.


Як ще один тест перевірив вимірювання з імпульсним БЖ як навантаженням. Тут похибка в той самий бік, що й за активного навантаження, але помітно більша. Якщо врахувати похибку мого ватметра, нехай навіть 3%, то похибка ОМ-110 становитиме близько 3.5-4%. Під час тестів з активним навантаженням похибка була ближчою до 2-2,5% за заявлених 2.5%.


Щоб оцінити роботу з індуктивним навантаженням, підключив звичайний ЛАТР. Якось удома немає потужних індуктивних навантажень, які було б зручно використовувати.
У режимі вимірювання активного навантаження прилад показав 0.01кВт, ватметр — 16Вт.
У режимі вимірювання повного навантаження прилад показував 0.02кВА, іноді перескакуючи на 0.03кВА. Ватметр такого режиму відображення не має, але струм у колі був близько 0.12А.


Вимірювання, звісно, корисні, але оскільки цей пристрій за своєю суттю не є вимірювальним приладом, то, на мій погляд, важливіше показати особливості його роботи за різних типів підключення.

Для початку зібрав схему, як в інструкції: є мережа, є реле обмеження потужності й є навантаження. Реле вимірює струм у колі навантаження і в разі перевищення потужності вимикає його.
Ліворуч — як збирав я, праворуч — як треба збирати, тобто щоб реле розривало фазу. Суть обох схем однакова.


Як і очікувалося, отримав «мигалку»: за малих значень часу затримки вимкнення та ввімкнення реле періодично вмикатиме й вимикатиме навантаження, якщо струм у його колі перевищує встановлений поріг.
Така поведінка нормальна, але, як на мене, дуже незручна. З адекватних рішень — або збільшити часові інтервали до максимуму, або встановити регулятор часу ввімкнення в крайнє праве положення, тоді навантаження саме не ввімкнеться.


Як один із варіантів вирішення, має сенс розділити навантаження на дві групи: пріоритетну й непріоритетну. У цьому разі другорядне навантаження буде вимкнено, якщо буде перевищено потужність у лінії пріоритетного навантаження, таким чином зменшуючи загальну потужність.


Підключалася лампа розжарювання 130Вт, як непріоритетне навантаження використовувалася лампа 15Вт, максимальну потужність було встановлено приблизно на 100Вт.

На відео може здатися, що є якась нелогічність у відліку часу, але насправді все нормально: по черзі виводиться час до ввімкнення/вимкнення, а також потужність у колі навантаження.


Або той самий варіант, що й раніше, але тут поріг я встановив вище й підключав потужніше навантаження на додачу до вже підключеного.


Так демонстрація виходить коректнішою. Маємо другорядне навантаження, яке можна знеструмити, маємо вже підключене основне навантаження, яке разом із другорядним не спричиняє перевантаження, і маємо імітацію перевантаження.

Загалом усе працює коректно, але під час налаштування треба зробити хоча б простий розрахунок, щоб розуміти, наскільки можна знизити потужність після вимкнення другорядного навантаження, аби не отримати перевантаження навіть після його вимкнення.
Звісно, можна контролювати струм і в його колі, але тоді можемо зіткнутися з проблемою, показаною на першій схемі.


Просто заради експерименту вирішив перевірити, як прилад поводиться за плавного збільшення/зменшення навантаження. Встановив порогову потужність 0.06кВт, підключив навантаження через ЛАТР і почав збільшувати потужність.
За потужності 0.07кВт ОМ-110 спрацював і почав по черзі виводити на екран потужність навантаження та повідомлення про помилку.
Після зменшення потужності навантаження ОМ-110 перейшов у нормальний режим роботи й увімкнув реле.


І все було б чудово, якби не одне «але»: у приладу немає гістерезису, тобто він реагує навіть на одиницю в молодшому розряді, вимикаючи навантаження, коли на індикаторі 0.07кВт, і вмикаючи, коли 0.06. У результаті його досить легко загнати в режим, коли від найменших коливань потужності навантаження його починає «ковбасити».
Звісно, тут я посилив ефект, викрутивши затримки на нуль, але, на мій погляд, хоча б невеликий гістерезис усе-таки не завадив би.


Висновки.
Суб'єктивно пристрій працює нормально, трохи занижує результат вимірювання потужності, але без точного ватметра про це складно говорити. Є деякі дрібні похибки: наприклад, швидке вимкнення відбувається за напруги 120 вольт, а не 130, як заявлено, але загалом заявлені функції виконує.

Є невеликі зауваження до конструкції, наприклад:
1. Добре було б додати пластикову трубку, щоб не тикати дротом навмання, ризикуючи влучити в якийсь із компонентів.
2. Трохи підкоригувати вузол регулювання: як я писав, мені не вдалося встановити заявлену затримку вимкнення 300сек, точніше, її не можна було зафіксувати.
3. Збільшити відстань між доріжками на друкованій платі в районі виходу реле та діода, підключеного паралельно до обмотки.

Також не завадив би гістерезис за потужністю вимкнення.

Тепер про саме реле та його функціональність.
По суті, це просто порогове реле потужності, яке спрацьовує в разі її перевищення; до нього лише додали регулювання порога вимкнення, часу затримки на ввімкнення/вимкнення, а також можливість вибирати множник регулювання та повну або активну потужність.
Відповідно, це реле не має якихось особливих можливостей: його завдання — подати команду або вимкнути (увімкнути) коло, якщо потужність вийде за встановлену межу.

Хоча варто зазначити, що виробник додав корисну, на свій лад, функцію — реле напруги. Функція справді зручна, але в деяких ситуаціях може зіграти проти користувача, оскільки регулювання порогів напруги тут немає. Я б, мабуть, додав невелику кнопку: якщо її утримувати, регулятори змінювали б напругу спрацьовування, а після відпускання значення запам'ятовувалося б.

Загалом, на мій особистий погляд, до питання коректного керування навантаженнями з обмеженням потужності варто підходити комплексно. Наприклад, мати якийсь модуль, який може не лише контролювати кілька кіл, а й враховувати потужність підключених навантажень та вимикати лише ті, які справді не дадуть перевантажити мережу. При цьому бажано, щоб прилад запам'ятовував потужність підключених навантажень і враховував її під час повторного підключення. Але це вже фантазії, які спали на думку, поки тестував пристрій.

Уже після того, як написав огляд, подумав, що це реле схоже на РН-263t, але РН-263 вимикає в разі перевищення струму, а пристрій, який я оглядаю, — у разі перевищення потужності. І, на мій погляд, коректніше вимикати саме за струмом.
Річ у тім, що основним параметром є саме струм. Наприклад, за 240 вольт і 10А потужність становитиме 2.4кВт, але за 180 вольт і тих самих 2.4кВт струм уже буде 13А, і мережа може бути перевантажена, хоча реле вважатиме, що все гаразд.

Загалом випускається багато різновидів пристрою, що відрізняються функціональністю.
1. РМТ-101 — реле максимального струму, саме його я мав на увазі вище. Тут, як і в ОМ-110, струм вимірюється до 100А, але відсікання відбувається за перевищенням струму, а не потужності. При цьому РМТ-101 не має функції «реле напруги».
2. ОМ-163 — більше функцій, але вимірюваний струм лише до 63А, зате має вбудоване реле до 63А
3. ОМ-121 — за вимірюваним струмом також 63А, як і ОМ-163, але все керування та контроль здійснюються через RS485, а внутрішнє реле — лише до 1 (5)А
4. РМТ-104 — реле максимального струму з межею вимірюваного струму 400А
5. І ОМ-310 — трифазний варіант, працює як із внутрішніми (до 30кВт), так і із зовнішніми ТТ (до 450кВт) і має можливість керування двома навантаженнями


На цьому поки все, сподіваюся, було корисно, і, як завжди, буду радий запитанням і просто коментарям.