СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ БОЛЬШОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ПРИ УСЛОВИИ ПОТРЕБЛЕНИЯ МИНИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к коммутаторам распределения электрической нагрузки бытовых электрических сетей, а так же электрических сетей общественных зданий, предприятий торговли и общественного питания и прочих, использующих бытовые и им подобные электроприборы.
В современных условиях электропотребление растет по мере приобретения населением (предприятиями, организациями) все новых видов электроприборов.
Перестройка системы электропотребления в каждом отдельно взятом случае (доме или квартире) - процедура затратная, и не всегда возможная.
Затраты связаны с потребностью в установке нового электросчетчика, его пломбировку, в новых автоматических выключателях, в замене питающей линии и иногда всей электропроводки в доме (квартире). Иными словами: разработка и согласование нового проекта электроснабжения, получение новых Технических условий на подключение, прохождение процедуры сдачи в эксплуатацию электроустановки (со всеми физическими и моральными затратами).
Но даже при возможности осуществить замену системы электропотребления, не всегда удается потребителю выделить новые энергомощности по причине ограничения входящих линий или старых трансформаторов (миниэлектроподстанций).
По этой причине остро стоит задача по обеспечению такими схемами подключения в системах энергопотребления потребителя, которые позволяют с одной стороны ему пользоваться всеми возможностями современных электроприборов, а с другой - не увеличивать нагрузку на энергосеть и не перестраивать свою домашнюю энергосистему. Современные известные решения не позволяют реализовать данную задачу.
Решение задачи сводится либо к полной замене электрической сети потребителя на новую (например, [1, 2]), либо к установке коммутаторов, позволяющих ограничивать нагрузку, идущую от бытовых электроприборов и блокировать их работу.
В последнем случае процесс одновременной работы нескольких электроприборов чреват проблемами постоянного срабатывания коммутаторов (электрических автоматов) в сети потребителя, если он не осуществит замену своей электросети на более энергоемкую по нагрузке.
Задачей данной полезной модели является решение поставленной задачи.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности потребителю электроэнергии пользоваться всеми возможностями современных электроприборов, а с другой - не увеличивать нагрузку на энергосеть и не перестраивать свою домашнюю энергосистему. Т.е. устройство позволяет вести оптимальное распределение электрической энергии потребителю между электроприемниками в пределах одной электроустановки (части электроустановки), при условии потребления минимальной мощности.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что система распределения большой электрической нагрузки при условии потребления минимальной мощности электроэнергии, характеризующаяся использованием электросчетчика, предохранителей, контактный провод фазы и нагрузки от которых выведен на бытовую электросеть, отличающаяся тем, что на линии фазового провода между предохранителем и каждым электроприбором большой мощности потребления установлено электромагнитное реле или электронный программируемый таймер, причем все реле или таймеры соединены в единую схему так, что во включенном состоянии может находиться только один автоматический выключатель.
В качестве индикаторов включенной нагрузки используются светодиоды, каждый из которых подключен через токоограничивающий резистор.
В качестве включателя фазы на каждый контактный провод бытовой электросети используется пусковая кнопка.
Либо в ином варианте система распределения большой электрической нагрузки при условии потребления минимальной мощности электроэнергии, характеризующаяся использованием электросчетчика, предохранителей, контактный провод фазы и нагрузки от которых выведен на бытовую электросеть, отличающаяся тем, что на линии фазового провода между предохранителем и каждым электроприбором большой мощности потребления установлен электронный блок дистанционного управления, выполненный с возможностью во включенном состоянии оставлять только один автоматический выключатель.
Полезная модель может быть осуществлена следующим образом.
Система состоит (см. схему устройства полезной модели на Фиг.1) из щита управления (1), электросчетчика (2), автоматического выключателя (3) габариты и «внутренняя начинка» которого могут быть весьма разнообразны, от самых простых и недорогих (несколько автоматических выключателей) до сложных и дорогостоящих (автоматическая система), общая функциональная схема которых может быть выражена на примере, показанном на Фиг.2.
При входной мощности 2,0 кВт (условно) на одном из выходов от 1 до К в нужный момент времени можем иметь всю мощность 2,0 кВт или на нескольких выходах суммарную мощность 2,0 кВт.
Принцип работы отдельных узлов системы не нов и применяются в большой энергетике давно. Новизна системы заключается в работе электроустановки как мини-энергосистемы с применением известных критериев работы автоматов в работе.
Работа полезной модели происходит следующим образом.
В приведенном примере на схемах Фиг.1 и Фиг.3 входным модулем является автоматический выключатель (3), например, ВА 101-1/ 10 А Гр 1. При включенном входном автомате (3) фазный провод L (4) через нормально замкнутые контакты электромагнитных реле (6), либо нормально замкнутые контакты электромагнитных реле недельных электронных программируемых таймеров, подает питание выход каждого из реле (6) или таймеров. Провода нагрузки (5) и заземления (8) (если есть) на электроприборы подаются шлейфом на прямую к бытовым электроприборам (7). Таким образом, включенный электроприемник (7) посредством пусковой кнопки (9) получит питание, при этом загорится соответствующий светодиод (10), подключенный через токоограничивающий резистор. В таком состоянии схема будет находиться до нажатия потребителем одной из других кнопок (9) включения реле (6), либо до срабатывания одного из электронных программируемых таймеров. При этом переключающий контакт электромагнитного реле (6) или таймера разомкнет свой нормально замкнутый контакт, обесточив цепи включенные за ним и соответственно электроприемники (7), включенные этими цепями. Переключающий контакт, замкнув свой нормально разомкнутый контакт, подключит фазный провод (4) к выходной цепи в зависимости оттого какая кнопка (9) была нажата или какой таймер сработал, и выдаст питание на один из электроприемников (7) (чайник, электроплита, холодильник, стиральная машина или водонагреватель), при этом загорится соответствующий светодиод, включенный через соответствующий токоограничивающий резистор.
Управление переключениями контактов осуществимо также с помощью пульта дистанционного управления (ДУ) (Фиг.4). Электронный блок дистанционного управления (11) функционирует от пульта дистанционного управления (13) посредством передачи с него эл/м сигналов на приемник (12) блока (11).
В качестве электронного блока дистанционного управления (11) можно, например, использовать декодер пульта ДУ стандарта RC-5 на микроконтроллере ATtiny13.
Источником +12 В служит гасящий конденсатор и выпрямительный мост типа КЦ407 от сети 220 В. Микроконтроллер работает на тактовой частоте 4.8 МГц от внутреннего генератора, выбор тактовой частоты определяется при программировании выставлением фьюзов.
Как видно из всех вышеприведенных схем и описания во включенном состоянии может находиться только один электроприемник подключенный к системе, что исключает суммарные пиковые выбросы в суточном графике нагрузки электроустановки, т.е. сглаживается суточный график.
Пример. В течении четырех лет в частном доме была использована система по полезной модели, позволившая при прежней схеме электроснабжения (счетчик на 17 А, предохранители 16 А) нормально и стабильно эксплуатировать электроприборы общей мощностью 9 кВт (суммарный ток 41 А).
Источники информации:
1.
2.