REGULÁTORY ODBÌRU ELEKTRICKÉ ENERGIE ØADY HJ Úvodem Poplatky za odebranou elektrickou energii se stávají jednou z významných poloek vydání jak podnikatelských subjektù, tak i kadé domácnosti. Jsou sloeny z pevné sloky, stanovené podle jmenovité hodnoty proudu hlavního jistièe a dále z poloky za mnoství odebrané elektrické energie v odpovídající tarifní tøídì. V provozech a domácnostech s vysokou úrovní vybavenosti elektrickými spotøebièi akumulaèního i neakumulaèního charakteru vznikají obèasné "odbìrové pièky", které mají za následek buï vybavení hlavního jistièe objektu, nebo vedou k instalaci jistièe s vysokou hodnotou jmenovitého proudu, která je vzhledem k výi pevných sloek plateb neefektivnì vyuívána. Pøitom vhodnì provedený regulaèní zásah mùe bez následných komplikací sníit odbìr elektrické energie, výraznì omezit odbìrové pièky a celkovì zrovnomìrnit zatíení elektrické rozvodné sítì. Vhodnì rozloené regulaèní zásahy mezi akumulaèní a neakumulaèní spotøebièe vedou dokonce k absolutním úsporám elektrické energie, které jsou jak z celospoleèenského tak i ryze soukromého hlediska velmi ádoucí. Vhodnì provedenou regulací lze na jedné stranì dosáhnout sníení jmenovitého proudu hlavního jistièe objektu a tím uetøit náklady na pevné platby a na druhé stranì díky absolutní úspoøe sníit i platby za odebrané kWh. Rozíøení regulace odbìru elektrické energie z úrovnì velkospotøebitelù na úroveò malospotøeby má velký význam i z hlediska spolehlivosti a stability chodu energetické soustavy. K øeení regulaèního problému malých odbìratelù jsou urèeny regulátory odbìru elektrické energie øady HJ.
Princip èinnosti a vlastnosti regulátorù øady HJ Regulátory odbìru elektrické energie øady HJ jsou urèeny pro regulaci odbìru elektrické energie z rozvodné sítì nízkého napìtí. Jejich funkce je zaloena na: Mìøení odebíraného proudu v místì pøipojení hlavního rozvádìèe a jeho porovnávání s jmenovitým proudem hlavního jistièe. V pøípadì pøekroèení jmenovité hodnoty proudu v kterékoliv krajním vodièi napájecího vedení, dochází k postupnému vypínání vybraných spotøebièù. Po sníení odbìru a splnìní podmínek pro opìtovné pøipojení jsou vypnuté spotøebièe opìt zapnuty. Pouitý zpùsob mìøení a vyhodnocování okamitých trendù spotøeby, umoòuje rozpoznat zkraty a krátkodobé pøechodné dìje doprovázené pøekroèením nastavené rozhodovací meze vypínání a nereagovat na nì.
Provedení regulátorù øady HJ Regulátory øady HJ se vyrábìjí v modulovém provedení o délce 6M . Napájení je jednofázové z jednoho krajního vodièe pøes jistiè nebo pojistku 2A. Toto pomocné napájení lze pouít i pro ovládací cívky stykaèù regulovaných spotøebièù. Mìøení proudu je nepøímé, pøes prùvlakové proudové transformátory, umístìné v èelní èásti regulátoru. Toto uspoøádání èiní regulátor velmi kompaktním a jednodue aplikovatelným zaøízením. Nastavení jmenovité hodnoty proudu hlavního jistièe se provádí pøepínaèem DIP pøístupovým otvorem ve svorkovnicové èásti pøístroje.
5
Vývody kontaktù ovládacích obvodù stykaèù a pomocného napájení jsou na svorkovém poli, jak je obvyklé u pøstrojù modulového provedení. Provedení èelního panelu regulátoru HJ 102 je uvedeno na obr.1. Obr.1 Èelní panel regulátoru HJ 102
Max 3x100 A
Technické parametry regulátorù øady HJ Maximální proud mìøicích transformátorù Zatíení jednoho ovládacího kontaktu Pøíkon regulátoru
3 x 100 A 3A/ 230V, 50 Hz 1,5 W
Pøehled vyrábìných typù Regulátory øady HJ se vyrábìjí v jednokanálovém a tøíkanálovém provedení. Vechny typy jsou vybaveny tøemi proudovými mìøicími obvody. Jednokanálové regulátory mìøí zatíení ve vech tøech krajních (fázových) vodièích a reagují na pøekroèení nastaveného proudu v kterémkoliv z nich. Regulaèní zásah se provádí dle typu pøístroje v jednom, dvou nebo tøech regulaèních stupních. Tøíkanálové regulátory mìøí zatíení ve vech tøech krajních (fázových) vodièích a reagují na pøekroèení nastaveného proudu výbìrovì. Kadému krajnímu vodièi (fázi) pøísluí jeden regulaèní kanál, který mùe obsahovat dle typu pøístroje, jeden nebo dva regulaèní stupnì. Tímto øeením lze dosáhnout rovnomìrnìjího zatìování jednotlivých krajních vodièù a pøispìt k symetrizaci zatíení rozvodné sítì. Pøehled vyrábìných typù regulátorù je uveden v tabulce 1. Tabulka 1 Typ regulátoru HJ 101 HJ 102 HJ 103 HJ 303 HJ 306
Poèet regulaèních kanálù 1 1 1 3 3
Poèet regulaèních stupòù na jeden kanál 1 2 3 1 2
6
Algoritmus regulace Proud tekoucí krajními vodièi je vzorkován a analogovì èíslicovým pøevodníkem pøevádìn do digitální formy. Rychlost vzorkování je s ohledem na moné tvarové zkreslení (nesinusovost) volena dostateènì vysoká, aby bylo mono spolehlivì postihnout i jeho vyí harmonické sloky a do 19. øádu. Harmonická analýza je provádìna metodou diskrétní Fourierovy transformace (DFT). Tento zpùsob mìøení a zpracování informace o protékajícím proudu umoòuje spolehlivì stanovit jeho efektivní hodnotu. Na základì porovnání zmìøené aktuální hodnoty protékajícího proudu Ia a nastavené hodnoty In protékajícího proudu probíhá regulaèní zásah. Po pøekroèení nastavené prahové hodnoty je zjiována rychlost nárùstu proudu a probíhá vyhodnocování trendu. Pokud je nárùst vyhodnocen jako zkrat nebo krátkodobé pøetíení, k ádnému zásahu nedochází. V pøípadì pøetíení dlouhodobìjího charakteru jsou postupnì aktivovány jednotlivé regulaèní stupnì. Bìhem regulaèního zásahu je mìøena velikost poklesu proudu DI a tato hodnota je ukládána do pamìti jako jedno z kritérií pro opìtovné zapnutí spotøebièù po poklesu zatíení. Pro opìtovné zapnutí spotøebièù musí aktuální hodnota proudu klesnout pod hodnotu nastaveného proudu tak, aby po pøiètení dílèích úbytkù bìhem vypínání, souèet proudù nepøesahoval nastavenou mez. To znamená, e musí být splnìna podmínka
I a
t1 - t0 = t2 - t1 = 200 ms t1 - t3 <= 200 ms 7
Aplikace regulátorù øady HJ Velké aplikaèní monosti pro prezentované regulátory jsou v meních provozních a administrativních objektech s urèitým podílem akumulaèních elektrických ohøívaèù. Obzvlátì pøíhodnými objekty jsou rodinné domky, vybavené elektrickým pøímotopným zaøízením, vysoce elektrifikovanou kuchyní a prùtokovými ohøívaèi vody. Vlivem spotøebièù s nároky na vysoký pohotovostního výkonu je nutné pouít hlavní jistiè o vysokém jmenovitém proudu. Zaøazením regulace lze vak jeho velikost o jeden a v nìkterých pøípadech i o dva stupnì sníit. Praktická ukázka jednoduché aplikace regulátoru HJ 102 pro jednoduchou soustavu vytápìní rodinného domku je na obr.3. Pro komfortnìji vybavený rodinný domek je uvedeno zjednoduené aplikaèní schéma na obr.4 s regulátorem HJ 306. Ve schématech je z dùvodù názornosti úmyslnì vynecháno zapojení blokovacích obvodù systému hromadného dálkového ovládání. Obr.3 Ukázka zapojení dvoustupòového jednokanálového regulátoru HJ 102 (bez obvodù blokování HDO)
EL MÌR
HJ 102
8
EL MÌR
HJ 306
VARNÝ PANEL
Obr.4 Ukázka zapojení dvoustupòového tøíkanálového regulátoru HJ 306 (bez obvodù blokování HDO)
9
