Реле ограничения мощности ОМ-110 от Новатек-Электро

Про это устройство у меня уже спрашивали в комментариях и собственно именно потому я заказал его чтобы «пощупать».
В данном случае пойдет речь об ограничителе мощности подключенных устройств, и поможет оно тогда, когда суммарная мощность подключаемых потребителей может превысить выделенную мощность.



Как обычно ссылка в заголовке ведет на украинскую версию сайта, которая посетителям из России выдаст ошибку, для россиян ссылка будет другой или можно так.

Да, бывают ситуации когда у вас к примеру выделено на дом 10кВт, а случайно можно подключить нагрузку больше и как следствие, получит срабатывание вводного автомата защиты и хорошо если он не опломбирован.
В таком случае есть вариант отключения неприоритетных потребителей если суммарная потребляемая мощность превысила установленную, тем самым оставив подключенными нужные потребители.

Обзор будет в привычном стиле, осмотр, разборка, описание работы, немного тестов и конечно выводы.

И начну как обычно с упаковки, хотя здесь все классически, фирменная коробочка с наклейкой сбоку, где указана модель устройства и самые общие характеристики.


Комплект поставки как всегда предельно лаконичен, устройство и инструкция к нему.


Инструкция со всей необходимой информацией для подключения и настройки, также здесь указаны и гарантийные обязательства, срок гарантии составляет 10 лет. Напомню, что если у вас сломалось устройство, то даже при потере документов срок считается от даты производства, указанном на самом устройстве, либо по серийному номеру.
Но здесь есть путаница, в электронной версии инструкции указано —

Гарантийный срок эксплуатации изделия составляет 36 месяцев со дня даты продажи.

А на сайте

Гарантия: 10 лет

Надо будет уточнить, но вообще в любом случае бумажная версия является приоритетной.


Технические параметры из инструкции.


Внешне также обычный модуль.


1. Ширина корпуса 52мм, т.е. три модуля, как и указано в инструкции, но в инструкции почему-то указана ширина 35мм, что соответствует двум модулям.
2. С обратной стороны защелка и наклейка с серийным номером.
3. Сверху четырехконтактный клемник для подключения к сети. В клемнике используются только крайние контакты.
4. Снизу такой же клемник, на который выведены контакты внутреннего реле.

Также думаю видно что реле имеет два отверстия, сверху и снизу, через которые надо провести провод, на котором будет измеряться ток.


На переднюю панель вынесен трехразрядный семисегментный светодиодный индикатор, переключатели режима работы, светодиодные индикаторы включения реле и перегрузки, а также переменные резисторы для настройки времени включения/выключения и мощности срабатывания.
Переключатель режима работы позволяет выбрать множитель установки мощности и типа нагрузки (активная, полная).


Размеры и назначение органов управления и индикации из инструкции.


Разбирается реле очень просто, выкручиваем четыре самореза и снимаем верхнюю часть корпуса.


Хитрые конструкции уже отчасти стали визитной карточкой Новатека, не обошлось без них и здесь. Устройство состоит из четырех плат, три из которых образуют П-образную конструкцию и подключаются к основной при помощи разъемов.


1. На верхней плате соответственно находится индикатор и подстроечные резисторы, причем разработчикам явно не хватало места потому два из них находятся снизу, а один сверху. В общем-то красивое и простое решение.
2. Снизу этой платы всякая мелочь и оставшиеся два подстроечных резистора
3. На одной из боковых плат установлен микроконтроллер ATmega8A и операционный усилитель.
4. Больше электроники на платах нет, третья вообще является просто переходной платой.


Выкручиваю еще три шурупа и достаю из корпуса основную плату.


В общем-то также относительно аккуратно, хотя местами можно было бы немного ровнее.
Виден токовый трансформатор, а также узел питания построенный по схеме с балластным конденсатором и стабилитронами, что также очень часто встречается в подобных устройствах.
Реле рассчитано на ток нагрузки до 10А, естественно речь про активную нагрузку, при этом в инструкции декларируется ток только до 8А, а на сайте производителя вообще 7А.
Рядом с реле виден нагрузочный резистор токоизмерительного трансформатора.


Снизу также в общем-то все нормально за исключением слишком малого расстояния между дорожкой от контактов реле и диодом, включенным параллельно обмотке. Конечно если реле коммутирует то же силовое питание то это не сильно критично, но ведь реле может коммутировать и другие цепи, соответственно я бы немного увеличил расстояние между дорожками к диоду и контакту реле.


Предлагается два варианта подключения реле.
А. Реле управляет дополнительным контактором, выходной ток ограничен током контактора
Б. Для коммутации силовой цепи используется внутреннее реле, ток ограничен на уровне 8А для активной нагрузки.

Надо не будет забыть написать про описку на схеме.


При включении на экран выводится измеренное значение мощности, в данном случае 0, так как реле включено само по себе. Потребляемая мощность 1-1.2Вт с включенным реле и тремя знаками на индикаторе.


1, 2. Регулировка задержки выключения, при малых значениях выставить можно произвольное время, при больших кратно 5сек, но максимум в 300сек получился только когда отверткой прижимаю до упора, если отпустить, то переключается на 295.
3, 4. Регулировка задержки включения, здесь все также кроме максимума, можно выбрать бесконечность и реле после отключения обратно само не включится.


Регулировка пороговой мощности при которой будет производится отключение нагрузки.
Переключатель 10/1 меняет множитель, в первом случае регулировка идет кратно 200Вт, во втором кратно 20Вт, но иногда может перескочить к примеру с 1.4кВт сразу на 1.8, минуя 1.6кВт.


1. Устройство стартует при напряжении около 130 вольт, засвечивает индикатор и выдает сообщение о пониженном напряжении
2. При 165 вольт переходит в нормальный режим работы и если нет перегрузки по току, то включает реле.
3. В защиту по превышению входного напряжения ушло при напряжении 258 вольт.
4. Если снижать напряжение, то при 252 вольта вернулось в нормальный режим работы. Гистерезис составляет 5 вольт, как и заявлено, но пороги немного снижены, 253/258 против 255/260.

У реле есть два режима задержки отключения, медленный, когда напряжение ушло за пределы 160 или 260 вольт, тогда задержка по 5сек в первом случае и 1сек на выключение и 5сек на включение во втором.
Если напряжение снизилось ниже 130 вольт или повысилось выше 300, то реле отключается в течение 0.05сек.


Проверка отключения при выходе напряжения за крайние пределы.
1, 2. При снижении напряжения ниже 130 вольт, хотя на самом деле у меня оно так отключалось только при снижении ниже 120-122 вольта.
3, 4. Резкое повышение напряжения выше 300-310 вольт.

Как видно из осциллограмм отключение происходит через примерно 3-5 полупериодов или соответственно через 0.03-0.05сек при заявленных 0.05, так что все нормально и здесь.


Для дальнейших тестов подключаю через реле розетку и здесь выяснилось что входные клеммы запараллелены, т.е. 1+2 и 3+4. Но думаю что это скоро исправят так как в таком варианте подключения можно легко сжечь как сами клеммы, так и дорожки на плате.
Но для теста мне такой вариант оказался удобен.

Попутно заметил недоработку, дело в том что один из проводов надо пропустить сквозь корпус реле, а из направляющих там только трансформатор тока. И здесь я вспомнил свой давний обзор, где разбирал китайский измеритель мощности и где этот вопрос был решен куда как более правильно, думаю смысл понятен из фото.


Тесты измерения соответствия отображаемой и реальной мощности проведу в сильно упрощенном варианте, так как эталонного ваттметра нет, а оценивать только по току не совсем корректно.
Скажу лишь что при кратности тока 1 прибор точно «видит» нагрузку более 15-16Вт (мелкая ЛН), ваттметр по входу показывает 17Вт.
После этого проверил при мощности около 139Вт (лампа накаливания), 400Вт и 2000Вт (обычные утюги).

Да, нагрузка активная, но что есть. На фото видно, что ОМ-110 занижает результат. На самом деле разница немного меньше так как я точно знаю, что мой ваттметр завышает примерно на 2-3%, просто я это обычно учитываю при расчетах.


В качестве еще одного теста проверил измерение где в качестве нагрузки выступает импульсный БП, здесь ошибка в ту же сторону что и при активной нагрузке, но заметно больше. Если учитывать погрешность моего ваттметра пусть даже в 3%, то погрешность ОМ-110 будет около 3.5-4%. При тестах с активной нагрузкой погрешность была ближе к 2-2,5% при заявленных 2.5%.


Для оценки работы с индуктивной нагрузкой подключил банальный ЛАТР, как-то вот нет дома мощных индуктивных нагрузок которые удобно использовать.
В режиме измерения активной нагрузки прибор показал 0.01кВт, ваттметр 16Вт.
В режиме измерения полной нагрузки прибор отображал 0.02кВА, иногда перескакивая на 0.03кВА, ваттметр такого режима отображения не имеет, но ток в цепи был около 0.12А.


Измерения это конечно полезно, но так как данное устройство по своей сути не является именно измерительным прибором, то на мой взгляд важнее показать особенности поведения при разных типах подключения.

Для начала собрал схему как в инструкции, т.е. есть сеть, есть реле ограничения мощности и есть нагрузка. Реле измеряет ток в цепи нагрузки и при превышении мощности отключает её.
Слева то как собирал я, справа то, как собирать правильно, т.е. чтобы реле рвало фазу. Суть обеих схем одинаковая.


Как и ожидалось я получил «мигалку», при малых значениях уставки времени задержки выключения и включения реле будет периодически включать/отключать нагрузку если ток в её цепи выше установленного порога.
Такое поведение нормально, но как по мне очень неудобно. Из адекватных решений либо увеличить временные интервалы вплоть до максимума, либо поставить регулятор времени включение в крайнее правое положение, тогда нагрузка сама не включится.


Как как вариант решения имеет смысл разделить нагрузки на две группы, приоритетная и не приоритетная. В этом случае второстепенная нагрузка будет отключена, если мощность по линии приоритетной нагрузки превышена, таким образом снижая общую мощность.


Подключалась лампа накаливания 130Вт, в качестве не приоритетной нагрузки использовалась лампа 15Вт, максимальная мощность была установлена около 100Вт.

По видео может показаться что есть какая-то нелогичность отсчета времени, на самом деле все нормально, поочередно выводится как время до включения/выключения, так и мощность в цепи нагрузки.


Ну или тот же вариант что и ранее, но здесь порог установил повыше и подключал более мощную нагрузку в дополнение к уже подключенной.


Так демонстрация получается более корректной. Имеем второстепенную нагрузку, которую можно обесточить, имеем уже подключенную основную нагрузку, которая вместе с второстепенной не дает перегрузки и имеем эмуляцию перегрузки.

Так в принципе все работает корректно, но при настройке надо делать хотя бы простой расчет, чтобы понимать на сколько мы можем снизить мощность при отключении второстепенной нагрузки чтобы не получить перегрузку даже при её отключении.
Конечно можно контролировать ток и в её цепи, но тогда можем получить проблему показанную в первой схеме.


Просто ради эксперимента решил проверить как прибор ведет себя при плавном повышении/снижении нагрузки. Установил пороговую мощность 0.06кВт, подключил нагрузку через ЛАТР и стал поднимать мощность.
При мощности 0.07кВт ОМ-110 сработал и начал поочередно выводить на экран мощность нагрузки и сообщение об ошибке.
После снижения мощности нагрузки ОМ-110 перешел в нормальный режим работы и включил реле.


И все было бы красиво если бы не одно «но», у прибора нет гистерезиса, т.е. он реагирует даже на единицу в младшем разряде, отключая нагрузку когда на индикаторе 0.07кВт, а подключая когда 0.06. В итоге довольно легко можно его загнать в режим когда от малейшего колебания мощности нагрузки его начинает «колбасить».
Конечно здесь я усугубил эффект, так как выкрутил задержки в ноль, но на мой взгляд хотя бы небольшой гистерезис все таки не помешал бы.


Выводы.
Субъективно устройство работает нормально, немного занижает результат измерения мощности, но без точного ваттметра сложно об этом говорить. Есть некоторые мелкие погрешности, например быстрое отключение производится при 120 вольт, а не 130, как заявлено, но в общем и целом заявленные функции выполняет.

Есть небольшие замечания по конструкции, например:
1. Хорошо бы добавить пластиковую трубку, чтобы не тыкать проводом наугад с шансом попасть в какой нибудь из компонентов.
2. Немного подкорректировать узел регулировки, как я писал, у меня не получилось выставить заявленные 300сек задержки отключения, вернее нельзя было их зафиксировать.
3. Раздвинуть дорожки на печатной плате в районе выхода реле и диода стоящего параллельно обмотке.

Также не помешал бы гистерезис по мощности отключения.

Теперь о самом реле и его функционале.
Собственно это просто пороговое реле мощности, срабатывающее при её превышении, только к нему добавили регулировку порога отключения, а также времени задержки на включение/отключение и возможность выбора как множителя регулировки, так и полной или активной мощности.
Соответственно данное реле не обладает каким-то особенными возможностями, его задача дать команду или отключить (включить) цепь при выходе мощности за установленный предел.

Хотя стоит отметить, что производитель добавил по своему полезную функцию — реле напряжения. Функция действительно удобная, но в некоторых ситуациях может сыграть против пользователя, так как регулировок пороговых напряжений здесь нет. Я бы наверное добавил небольшую кнопку, при удержании которой регуляторы изменяли напряжение срабатывания, а при отпускании значение запоминалось.

Вообще лично на мой взгляд к вопросу корректного управления нагрузками с ограничением по мощности хорошо было бы подходить комплексно. Например иметь некий модуль, который может не только контролировать несколько цепей, а и учитывать мощность подключенных нагрузок и отключать только те, которые действительно не дадут перегрузить сеть. При этом желательно чтобы прибор помнил мощность подключенных нагрузок и учитывал это при обратном подключении. Но это уже фантазии, пришедшие в голову пока тестировал устройство.

Уже после того как написал обзор, то подумал, что данное реле похоже на РН-263t, но при этом РН-263 отключает по превышению тока, а обозреваемое по превышению мощности и на мой взгляд корректнее отключать именно по току.
Дело в том, что основным параметром является именно ток. Например при 240 вольт и 10А мощность соответственно будет 2.4кВт, но при 180 вольт и тех же 2.4кВт ток будет уже 13А и сеть может быть перегружена, хотя реле будет считать что все в порядке.

Вообще выпускается много разновидностей устройства, отличающихся функционалом.
1. РМТ-101 — реле максимального тока, вот именно то что я имел в виду выше, здесь также как у ОМ-110 ток измеряется до 100А, но отсечка по превышению тока, а не мощности. При этом РМТ-101 не имеет функции «реле напряжения».
2. ОМ-163, больше функций, но измеряемый ток только до 63А, зато имеет встроенное реле до 63А
3. ОМ-121, по измеряемому току также 63А как у ОМ-163 но все управление и контроль через RS485, а внутреннее реле только до 1 (5)А
4. РМТ-104, реле максимального тока с пределом измеряемого тока в 400А
5. И ОМ-310, трехфазный вариант, работает как с внутренними (до 30кВт) так и с внешними ТТ (до 450кВт) и имеет возможность управления двумя нагрузками


На этом пока все, надеюсь что было полезно и как всегда буду рад вопросам и просто комментариям.