Строительный колледж №38 (электротехническое отделение), в котором я преподавал, ежегодно выступает на конкурсе научно-технического творчества молодежи. Руководство колледжа попросило меня подать какую-нибудь новую идею для конкурса, но после общения с ребятами и мастерами выдумывать ничего не пришлось. Самым актуальным оказался вопрос экономии электроэнергии. Всех, у кого имелись домики в садоводческих товариществах, интересовались, можно ли как-то решить проблему перебоев с электроэнергией, когда перегрузка сети вызывает отключение подстанции.

Проблема пиковых перегрузок электрических сетей остро встала в Европе в 80-е годы ХХ века и успешно решалась при помощи информационных технологий, но решения эти были относительно сложные и дорогие. Сейчас эта проблема докатилась и до нашей страны. Во многих коттеджных поселках в дома ставят ограничители мощности, при превышении которой коттедж обесточивается. В садоводческих товариществах таких ограничителей нет, но есть пиковые нагрузки которые способны нарушить работу подстанции и даже серьезно повредить ее.

Суть пиковой нагрузки заключается в том, что большинство мощных электрических приборов на дачах потребляют электроэнергию неравномерно. Например, утюг или электрическая плитка периодически (с интервалом около 30 сек.) включаются и выключаются, чтобы регулировать температуру. Если в доме включено несколько таких приборов, то случайным образом они могут включиться все одновременно, хотя и на очень короткое время, но этого времени хватит, чтобы «выбить» автоматы. Если же такие нагрузки сложатся сразу в нескольких домах, то автоматы «выбивает» уже на подстанции.

Итальянская компания Enel в сотрудничестве с американской компанией Echelon разработала систему, при которой каждому коттеджу выделяется «квота» мощности в зависимости от нагрузки подстанции. Такая система «разводит» по времени пики мощностей и в тот момент, когда потребление электроэнергии небольшое, позволяет коттеджу брать больше мощности из сети.

Однако несмотря на остроту энергетической проблемы в России такое решение пока еще нигде не используется – ни в богатых коттеджах, ни в мелких садоводческих товариществах. Люди предпочитают терпеть отключение электроэнергии, чем попытаться поставить предохранительную автоматику.

Именно автомат, позволяющий «гасить» пиковую нагрузку, и был разработан для конкурса НТТМ 2010, а затем дополнен и усовершенствован в Учебном центре АРМО. Суть работы автомата очень проста. Он имеет несколько выходов (розеток) и один вход (электрическая вилка). Выходы делятся на ведущие и ведомые. В нормальном состоянии на всех розетках есть напряжение, но как только нагрузка в «ведущей» розетке превышает определенную, «ведомая» розетка отключается.

Предположим, в автомат включены три нагрузки – чайник (1,5 кВт), электроплитка (1 кВт) и водонагреватель (1,5 кВт). Все эти приборы импульсные, и время их включения весьма невелико. Так, чайник закипает через 1 минуту, цикл нагревания плитки 30 секунд, и средняя потребляемая мощность всех приборов не превышает 2 кВт. При обычном лимите 3 кВт на домик останется мощность и на телевизор, и на холодильник, и на косилку. Но если все три прибора включатся одновременно, хотя бы на несколько секунд, то мощность достигнет 4 кВт, и автоматы на 16А (обычные в домиках) будут «выбиты». Включив же чайник и плитку в «ведущую» розетку автомата нагрузок, а водонагреватель в «ведомую», мы тем самым снизим максимальную нагрузку на сеть до 1,5 кВт. Единственной «расплатой» за экономию будет то, что нагреватель отключается во время рабочего цикла чайника (на 1 минуту) или плитки (10 сек. в минуту), за счет чего вода в водонагревателе вместо 1 часа будет нагреваться 1,5 часа.

Если немного усложнить прибор, то возможно объединение нескольких садовых домиков в один «энергетический пул». При этом автомат будет отслеживать суммарно включенные мощности в нескольких домах. Если соседей нет, то домику разрешается иметь одновременно включенными до 5 линий мощной нагрузки. Как только соседи приехали – разрешенная мощность снижается до 3 линий, то есть одновременно могут включиться только 3 прибора.

Такая система стоит недорого, зато позволяет значительно снизить количество отключений электрической подстанции в садоводческом товариществе. За счет разумной экономии в пиковой мощности можно значительно сэкономить на организации электрических сетей.

Автор: Андрей Фальков, директор НОЧУ ДПО «Учебный центр АРМО»

Учебный центр АРМО осуществляет обучение, повышение квалификации и переподготовку специалистов в области строительства, интеграции инженерных систем, систем безопасности и автоматизации зданий, а также сотрудников служб эксплуатации зданий по настройке и обслуживанию инженерного оборудования. Учебный центр дает слушателям глубокие теоретические и практические знания по следующим направлениям:

диспетчеризация и автоматизация зданий на основе технологии LonWorks;
диспетчеризация и автоматизация зданий на основе технологии KNX;
диспетчеризация и автоматизация зданий на основе протоколов BacNet и ModBus;
системы безопасности: охранная сигнализация и контроль доступа;
пожарная сигнализация и противопожарная автоматика;
системы видеонаблюдения