Практически типовой комплект для дома с электрокотлом
Пришла весна, и, как положено, проснулись из зимней спячки медведы, а также хозяева строящихся домиков. На различных сайтах продолжились обсуждения, замершие с поздней осени, а мне посыпались письма со смутно знакомыми темами переписок.
Одним из таких респондентов оказался человек, с которым в ноябре обсуждали тему управления питанием дома, где отопление полностью электрическое и используется весьма популярный котёл Protherm «Скат» на 12 кВт. Этих скатов производится несколько модификаций на разные мощности. Те, что на 10-24 кВт — самые распространённые, поскольку таким котлом можно обогреть типовой дом на 100-200 м². Эти же модели питаются от трехфазной сети, что тоже соответствует нашим обычным «3 фазы/15 кВт».
Дальше, после несложного интегрирования по контуру, вычтя из пятнадцати двенадцать, получаем, что при полной мощности обогрева остальным потребителям домика остается всего три киловатта. Совсем негусто. Досаднее всего то, что полную мощность котёл потребляет, естественно, не всегда, так что хочется сделать так, чтобы при необходимости включить утюг-чайник-духовку котёл на некоторое время умерил аппетит.
Задача это в наше время не из тех, за решение которых дают Нобелевскую премию. У «Скатов» предусмотрен специальный режим, когда при замыкании пары контактов мощность снижается вдвое. Просто-напросто из шести ТЭНов половина отключается. Чтобы это использовать, в цепи питания всей сети ставится реле, именуемое производителем котлов как «реле разгрузки», а в более принятом варианте такие реле называют «реле тока», «ограничитель мощности» или «реле приоритетных нагрузок».
Здесь я поведаю о, пожалуй, самом навороченном из «бытовых» реле такого рода, ОМ-310.
Просто схема
Заказчик мой по осени вознамерился подружить электрического ската с вышеупомянутым реле. Человек он рукодельный и к тому же обремененный высшим радиотехническим образованием. В основном, придумал схему и даже прикупил что-то из автоматики и несколько щитков. Но по весне понял, что допилить схему до конца всё-таки не получается и решил обратиться ко мне.
На мой взгляд, решение совершенно правильное. И не потому, что я люблю деньги (хоть и имею к ним серьезное влечение). Сделать приличный вводной щиток требует специальных навыков и знаний; не каких-то тайных и эзотерических, а просто надо этим заниматься постоянно. Кроме того, релюшка эти с полным правом относится к «профессиональному» классу. Я сам интересовался ей давно и неоднократно, изучал обормотски написанную инструкцию (еще и с ошибками), терзал техподдержку производителя — и мозг мой не единожды взрывался.
Если использовать эту штуку по уму, то на ней можно сделать кучу полезных вещей и сэкономить прилично денег. Смотрите сами: ОМ-310 стоит тысяч шесть с копейками. Примерно во столько же обойдется селективное УЗО сами-знаете-какого производителя. А на ОМ эта функция делается «по ходу пьесы». Аналогично, защиты от пере- и «недонапряжений». Поставить на вход УЗМ давно стало общим местом, а на три фазы их надо либо три штуки, либо какое-то специальное трехфазное реле напряжения. Пусть это три тысячи. Как раз цена контактора, которым отключаем всё-всё-всё в случае аварийных ситуаций.
Банзай, я вас спрашиваю!
Как я уже упомянул, заказчик прикупил несколько щитков производства «Текфор», два на 54 модуля и столько же на 8. Предполагалось, что один из больших будет стоять на вводе (в хозблоке, куда приходит кабель от столба), второй — на первом этаже, а два маленьких, соответственно, на втором этаже и на террасе. «Архитектурно» идея устроить управление местными линиями поблизости от потребителей, на мой взгляд, очень правильная. В локальном щитке можно устроить некую большую распаечную коробку, если туда дотянуть большинство кабелей. Это немного расточительно по длине кабелей, но проще и надежнее при разводке.
Когда же я начал считать, сколько чего получается на самом деле, то результат получился удивительным. Насчет того, что трехфазные схемы в щитки на 54 не помещаются совсем-совсем никак, иллюзий не было. Здесь же вышло так, что на ввод нужно брать… 120. Это, конечно, не рекордная разница: в Борзых щитках получилось 144 вместо 36, но тоже впечатлило.
Опять двадцать пять
Точнее, не 25, а 52. Ага, модель ATшки, которая очень удачно подошла по вместительности и габаритам. Ширину шкафа, к сожалению, ограничивал размер имеющейся ниши. Так что поставить рядом две динрейки по 18 модулей никак не удавалось. Как и шкафчики с цифрой «3» в конце обозначения (AT33, например). А я бы с удовольствием так сделал. Пару Mistral65 рядышком, или хотя бы те же «Текфоры». Впрочем, AT — это проверено временем и хорошо.
Откуда что взялось
Собственно, почему у меня получается такая большая разница с тем, что люди посчитали сами. Во-первых, всегда — исключений не помню — люди считают впритык и забывают о куче всяких мелочей. Например, тот же ОМ сам по себе занимает 9 модулей. К нему нужен контактор, который 2-3. Это целая рейка. А еще с ним в комплекте идет внушительный дифференциальный трансформатор диаметром семь сантиметров. Ему тоже неплохо бы найти место.
Это не реклама какого-то там такси, это одна из пластиковых карточек, которые я держу в качестве подручного материала. В том числе и банковские, у которых истёк срок действия. Здесь немножко погрел карточку феном и обжал прямо на динрейке. Чтобы ее кромками не повредить изоляцию трансформатора.
Ещё нам неплохо бы защитить вход самого реле от мало-ли-чего. Мы ведь ставим его в самом-самом начале схемы и рассчитываем оставлять в свое отсутствие. Есть основания полагать, что надеяться на защиту вводным автоматом (3х25 А) не стоит. Причем вход питания у реле трехфазный… и чего с ним делать? Поставить четырехмодульный автомат на 1 А? Как-то неаккуратненько. И денег стоит (у ABB автоматы на небольшие токи неприятно дорогие).
Решение есть: клеммы с держателями предохранителей. Они занимают мало места, а «одноразовость» предохранителей компенсируется тем, что перегорать они должны исключительно редко. Ну да, пару лишних я не забыл купить.
Обратите внимание на кучку стандартных серых и синих клемм M4.6 рядом с блоком предохранителей. Это небольшой «кросс-модуль» для раздачи питания и нуля как для самого реле, вольметра, контактора и т.п. Их там получается довольно много, а разводить эти цепи шлейфом совсем неудобно. У ОМ, например, вводные клеммы декларированы на сечение провода до 2 мм2 (вот, интересно, кто и зачем выбрал такое странное значение?), реально туда влезает наконечник на 2,5, максимум, 2х1,5. То есть, впихнуть в клемму два провода по 1,5 все-таки можно; иногда шлейфом развести все-таки удобнее. Про маленький кросс-модуль я упомянул в связи с тем, что на такие вещи самоделкины из форума внимания обычно не обращают и считают щитки впритык. А, между тем, этот блок вместе с предохранителями отъел модуля три, на фото пониже это четко видно.
Чтобы узнать, что предохранитель сгорел, есть два способа. Первый лучше, но дороже: специальные клеммы с индикацией оного казуса. Второй дешевле, клеммы без индикации, но тоже надежен и получается «автоматически». Вольтметр, который питается через те же предохранители. Если какой-то сгорел, то индикации напряжения в это фазе не будет.
Кибернетическая автоматика
Что в итоге получилось вокруг ОМ-310. Оно самое. Дифтрансформатор для измерения тока утечки. Контактор для отключения всех линий дома при проблемах с напряжением или если мощность долго превышает установленное значение. Понадобилось еще одно маленькое промежуточное реле, которое, собственно, замыкает цепь разгрузки котла. Почему не хватило штатных реле ОМ-310? То, что управляет котлом (т.н. неприоритетной дополнительной нагрузкой), называется «функциональным реле» и имеет всего одну пару контактов на переключение. А мне в таком случае кажется правильным четко и понятно индицировать возникновение проблемы спецальной лампой. На реле очень уж много светодиодов с загадочными подписями, а обычный пользователь должен сразу понять, что случилось. Более того, индикацию перегрузки и отключения котла я продублировал и в щитке первого этажа.
Интерфейс получился немножко громоздкий, но понятный. Левая лампочка — самая первая слева и поэтому индицирует приоритетную проблему: если сработало реле нагрузки ОМ-310 и отключило всё полностью.
Забота о пользователе здесь есть еще одна. Во-первых, в щите первого этажа тоже загорается лампочка и заодно звенит звонок. Простой и дешевый, ИЭКовский. Для жильцов это означает примерно следующее: напряжение в дом приходит, а свет потух из-за того, что где-то уже в доме возникла приличная проблема.
Если вдруг окажется, что ОМ сошло с ума (мало ли), то в такой ситуации можно принудительно включить контактор. Электроника имеет обыкновение глючить, например, часов в десять вечера 31-го декабря, когда хватать отвертки и коммутировать провода вручную как-то некогда.
Та лампочка, что на фото горит крупно и ярко — это как раз отключение половины мощности котла. На самом деле, это промежуточное реле, у него встроен светодиод. Удобно и, кстати, сравнительно недорого. Рядом с ним стоит кнопка, с помощью которой можно, опять же, «уполовинить» котёл вручную. При этом загорится светодиод в кнопке, чтобы напоминать об этом.
То есть, общая идея интерфейса такова: «горит красный — какая-то проблема, разбирайся». Очень просто.
Цветомузыка
Продолжая тему интуитивно понятных интерфейсов, заодно расскажу об остальной иллюминации. По-моему, в этом комплекте я побил все свои рекорды по числу лампочек.
Основной цвет в большинстве случае у меня желтый. Он «неопасный», а просто «информирующий» о том, что на какую-то группу (фазу) подано напряжение.
Самый первый блок желтых лампочек стоит до вводного рубильника. Это значит, что из щита учёта на улице напряжение приходит. Наоборот, если в доме света нет и в щите совсем ничего не светится, значит, надо идти на улицу проверять, что там вырубилось.
Далее, по цепочке, следующие три желтых лампы горят в том случае, если не сработала защита ОМа, питание доходит до вводных автоматов щитка.
Наконец, еще парочка желтых отображает наличие напряжения на одной отключаемой и одной неотключаемой группах. Можно ли тут сразу не догадаться, где эти группы, даже без всяких подписей? Среди посетителей моего блога таковыми идиотами будут только поисковые роботы (впрочем, я их посещениям тоже, конечно, рад).
Во «внутридомовых» щитках логика чуть другая: там желтая лампа означает, что напряжение пришло после вводного рубильника этого щитка. И лампочка стоит правее них. Рубильники я поставил везде с тем, чтобы можно было полностью локально обесточить, скажем весь второй этаж. Теоретически, можно это делать в общем щите, да. Но это требует лишних раздумий и, при отсутствии индикации, дополнительного тыканья пробником. Если такое делается редко, что так и будет, вероятность что-то забыть и «недовыключить» резко возрастает. Здесь, опять же, я максимально освобождаю мозг пользователя и подстраховываю от оплошности.
Зачем нужен зеленый цвет? Интуитивно он воспринимается как «совсем хороший», значит, несет какой-то отдельный смысл. Здесь зеленым цветом я отображаю наличие напряжения питания на выходе стабилизатора, который планируется поставить на отдельные, особо ответственные линии. Исключение сделано только для одной стабилизированной и неотключаемой линии — питание холодильника. Догадайтесь с одного раза, каким цветом светится ее лампочка?.. Ну да, голубым, это же холодильник.
Пишу-пишу пост, а всяких няшек еще осталось изрядно. Так что решил, что сделаю продолжение, вот.
Вы пока читайте, а кто будет вопросы задавать, тот и вовсе молодец.