Jak vyřešit přepínání napájení ze sítě a měniče?

[Pavel Rous]

Chtěl jsem vyřešit přepínání napájení lednice z el. sítě na výstup DC/AC měniče s dostatečnou rezervou výkonu (měnič 2kW trvale, 4kW špička, uzavřený ostrovní solární systém). Přepínal jsem to vždy ručně a už mne to přestávalo bavit  :)

Měřením jsem zjistil, že lednice při rozběhu odebírá až 2kW. Pokoušel jsem se obvod sestavit z relé 220V/12A se dvěma přepínacími kontakty, které přepínaly fázi i nulu mezi měničem a sítí.

Bohužel hned první den, kdy obvod zpočátku fungoval dobře, když se jednou doba přepnutí zřejmě trefila přesně do rozběhu lednice, došlo k vyhoření měniče a vypadnutí všech jističů po cestě až k elektroměru (10A, 25A, 3x25A). Patrně vlivem oblouku, který se probil vzduchem přes kontakty relé ze sítě až do měniče, kde zkratoval koncový stupeň. Alespoň tak si to vysvětluji.

Chtěl bych se proto zeptat, jestli by mi někdo mohl poradit, jak takový přepínací obvod zapojit, aby se podobná nepříjemnost nestala. V klasických UPS se také používají relé (ale možná ne na 2kW odběr) a funguje to. Proto jsem mylně předpokládal, že by to mohlo fungovat také.

[Jiří Schwarz]

V podstatě jste si tak trochu odpověděl sám.
Asi tam nějaký oblouk vzniknul a když dojde k ionizaci, už platí jení "bezpečné vzdálenosti", už se to chová trochu jinak, už může oblouk přeskočit...
Někteří výrobci UPS používají více relé, jinak je načasované přepnutí při výpadku sítě, jinak je načasované přepnutí zpět, chytřejší UPS se dokážou před přepnutím "zasynchronizovat" s obnovenou sítí,...
Tohle vymýšlet doma - do toho bych se nehrnul.

[Václav 3]

Použijte pouze spínací jednopólová relé (tedy celkem 4 ks, nikoliv 2 přepínací)  a vytvořte ovládacími obvody mezeru mezi přepnutím. Zřejmě se vám dostalo napětí sítě na výstup měniče. V ostatním už jen souhlas s kol. Schwarzem. Pokud chcete experimentovat pro domácí použití budiž, jinak koupit průmyslový výrobek!

[Pavel Rous]

No já bych klidně hotový výrobek použil, kdyby nějaký existoval. Kupovat 4kVA UPS u které nemám jistotu, že poběží na indukční zátěž se mi nechce a stejně bych z ní musel kuchat baterie, které mám externí (solární), navíc mám rozvod 12V a silnější UPS už mají určitě baterie na vyšší napětí. Tedy bohužel netuším, jaký hotový výrobek by mi mohl pomoci.

Co nějaké stykače, nemají vyšší vzdálenost mezi kontakty, aby oblouk nenastal?

Jestli tomu dobře rozumím tak

1) oblouk zhasne při průchodu nulou
2) pokud tedy kontakty jsou příliš blízko (méně než vámi uváděná bezpečná vzdálenost) a relé kompletně přepne před průchodem nulou. lze očekávat oblouk při větším proudu zřejmě vždy?
3) asi to nic nezmění, ale z logů ovládacího zařízení (mikroprocesorová deska Arduino) relé jsem zjistil, že ke zničení měniče nedošlo při přepnutí síť -> měnič ale až při dalším zpětném přepnutí z měniče zpět na síť zhruba po půl hodině provozu na měnič

Z předchozího vyplývá, že kdybych tedy rozložil spínání obou zdrojů do více relé a zpozdil je minimálně o půlvlnu, tak by zřejmě k probití z jednoho zdroje do druhého nemohlo dojít (?). Docela se bojím toho, že kdyby nějaké relé vlivem špičky "přimrzlo", tak se připojí nic netušící druhý zdroj a stane se přesně to samé, co dnes  :-\ Proto jsem raději původně použil jedno relé se dvěma přepínacími kontakty. To když přimrzne tak nepřepne... Jenže s tím obloukem jsem nepočítal...

Také jsem někde četl, že používají více relé s kontakty v sérii, že prý je pak možnost oblouku menší.

No hlavně bych potřeboval, aby to celé moc nežralo (přídržný proud relé atd), protože o tom solární systémy jsou - snažíme se spořit, kde se dá...

[Pavel Rous]

Ještě jsem chtěl poznamenat, že samozřejmě existují profesionální solární střídače, které se přifázují a dodávají do sítě. Na to už ale musíte mít živnostenský list a zaregistrovanou výrobnu energie, což nemám a ani se mi do toho z mnoha důvodů nechce...

Navíc to neřeší problém výpadků energie, který je u lednic naprosto kritický, protože po pár hodinách můžete veškerý obsah vyházet do odpadu. Jinak bych se náhradou napájení v podstatě nejproblematičtějšího spotřebiče v domácnosti (kterým lednice bezesporu je, na měnič je daleko snažší rozběhnout třeba vrtačku nebo bojler) vůbec nezabýval.

[Petr Liskar]

Ještě jsem chtěl poznamenat, že samozřejmě existují profesionální solární střídače, které se přifázují a dodávají do sítě. Na to už ale musíte mít živnostenský list a zaregistrovanou výrobnu energie,

Ano, u grid-on střídačů to potřebujete. Ale je vám to na nic - pokud takový střídač ztratí napětí sítě, tak přestane vyrábět.
Spíš hledejte výrobky typu KI-LTS-1000-12V, to umí vše, co potřebujete.

Jinak k vašemu problému:
- nepoužívejte relé, ale stykač
- na snímání stavu stykače použijte jeho pomocné kontakty ítím ošetříte vaši obavu, že se vám potká síť se střídačem
- pokud nechcete, aby přepnutí šlo do zátěže, použijte jeden stykač navíc.

Vedlejší poznámkou je, že
- použít 12V ke střídání 230V/1000W není moc moudré.
- snažte se najít střídač s pravým sinusem, střídače s trapézou nebo dokonce s obdélníkem nejsou dobré pro indukční zátěž...

[Pavel Rous]

Spíš hledejte výrobky typu KI-LTS-1000-12V, to umí vše, co potřebujete.

Jestli dobře čtu, tak je to spojený solární regulátor, měnič a nabíječka. To mi taky asi moc nepomůže.

Mým plánem je vykrývat lednicemi špičky energie, které nedokážu jinde spotřebovat a v případě výpadku je napájet, dokud baterie neklesnou na kritickou mez, aby ještě stačily pokrýt stálou spotřebu domu. Tedy bez inteligentního řízení přepínání jsem v koncích.

Nejjednodušší by byla UPS, kde bych jen jedním relátkem odpojoval fázi ze vstupu a ona by hned nahodila a jela z baterie. Nejsilnější takovou vhodnou UPS jsem našel u nás v prodeji na externí 12V baterií pouze na 1000W stálý výkon (výrobce Carspa) a ta bohužel lednici nerozběhla. Dražší řešení než řádově 5000,- už se mi nevyplatí, pak už je lepší koupit novou lednici, která nemá tak vysoký rozběhový proud, což většina nových lednic splňuje.

Ta, co máme nyní, funguje tak, že když přerušíte přívod energie (a zjistil jsem že se to stává i při rychlém přepojení sítě na měnič, patrně změnou fázování sinusovky) tak se kompresor už nerozběhne, protože nedokáže překonat velký tlak stlačeného chladícího média, nahromaděného před chladící tryskou. Motor tedy stojí a odebírá obrovský příkon (okolo těch 2kW). Aby nedošlo k jeho zničení (výrobci musejí předpokládat výpadky energie) tak dojde k ohřátí bimetalového spínače v sérii s motorem, který na několik minut odpadne, během kterých už se chladící médium stihne tryskou protlačit a tlak spadne natolik, že když pak bimetal sepne, motor se bez problémů roztočí.

O vhodnosti vyššího napětí vím (teď byly špičky na rozběh lednice z 12V až 200 ampér (!) - docela brutální. Přívodní kabely měniče se třásly jak osika.  :) Ale nic s tím neudělám, systém je už takto navržen.

[Petr Liskar]

Jestli dobře čtu, tak je to spojený solární regulátor, měnič a nabíječka. To mi taky asi moc nepomůže.

Ne?  Přesně to splňuje to, co potřebujete. Nabíjecí proud ze sítě do AKU je nastavitelný od hodnoty 0 ampér.
Odpojovat od sítě to můžete předřazeným stykačem.

Nejjednodušší by byla UPS, kde bych jen jedním relátkem odpojoval fázi ze vstupu a ona by hned nahodila a jela z baterie.

Většina UPSek v uvedené cenové hladině není stavěna pro dlouhodobý chod. O nesinusovém průběhu nemluvě.
Tvdošíjně chcete použít relátko místo stykače - skutečně vám jedno poučení nestačí?

Ta, co máme nyní, funguje tak, že když přerušíte přívod energie (a zjistil jsem že se to stává i při rychlém přepojení sítě na měnič, patrně změnou fázování sinusovky) tak se kompresor už nerozběhne, protože nedokáže překonat obrovský tlak stlačeného chladícího média, nehromaděného před chladící tryskou.

Tenhle problém řeší ten třetí stykač. Stačí dát zpoždění cca 10minut, což lednička ustojí...

[Václav 3]

Existují jednopólová relé s ovládáním 12V a kontakty na 16 až 20A při 230V jejichž cívky mají příkon do 2W. Hledejte u výrobců jako je Finder nebo Omron.

[Petr Liskar]

Existují jednopólová relé s ovládáním 12V a kontakty na 16 až 20A při 230V jejichž cívky mají příkon do 2W. Hledejte u výrobců jako je Finder nebo Omron.

relé s kontakty pro 20 Ampér pro induktivní zátěž?  :o
Kolego, poraďte mi, který že typ to je?

[Pavel Rous]

No ještě mne napadá dát čidlo na protékající proud a přepínat, až když lednice vypne. Pak by oblouk nastat nemohl. Tedy já na té vstupní straně meniče čidlo mám, takže bych ho jen musel zahrnout do logiky přepínání. Ale stejně bych se toho asi bál, protože nevím, jestli to bude stoprocentní.

[Miroš Jan]

relé s kontakty pro 20 Ampér pro induktivní zátěž?  :o
Kolego, poraďte mi, který že typ to je?

Například relé finder řady 66, do plošných spojů
ovládání 6 - 240 V AC, nebo 6-125 V DC.
Kontakty 30A, kategorie AC3 - 1,5kW
;)

To: Pavel Rous
To máte FWE v ostrovním režimu?

[Pavel Rous]

To máte FWE v ostrovním režimu?

Ano.

Původně byla plánována jen 12V část pro běh počítačových síťových prvků, serveru, modemů, wifi, switche, počítačů (po nahrazení zdroje modelem na vstup 12V, které se prodávají například http://www.pcdoauta.cz/Produkty/Zdroje/c001021.html) a monitorů (některé mají prímo vstup pro 12V napájení), menších televizí a svícení v celém objektu. To se bezezbytku podařilo.

Nicméně systém má v létě značné přebytky energie, které je vhodné nějak využít. Vzhledem k tomu, že u nás na vesnici jsou delší výpadky proudu poslední dobou dost časté, bylo zálohování lednic dost žádoucí i když vybíjet přebytky do čehokoli jiného by bylo bohužel o dost snadnější.

[Petr Liskar]

Například relé finder řady 66, do plošných spojů
ovládání 6 - 240 V AC, nebo 6-125 V DC.
Kontakty 30A, kategorie AC3 - 1,5kW

Díky za tip, ale těch 1.5kW je nějakých 7A.
Pravda je, že pro tu ledničku (pokud to není stará Calexka) to stačí.  ;)

[Miroš Jan]

TO : Pavel Liskar
Na tu lednici to musí bohatě stačit. Relé má dva přepínací kontakty, takže přes jeden spínat fázi,(L1 např.) a přes druhý spínat nulu,(N).


TO : Pavel Rous
Docela by mě zajímalo, jak to máte zapojené. Nebyl by výkres elektro?
Třeba poslat na můj e-mail.

[Pavel Rous]

TO: Miros Jan

Pouzil jsem puvodne relé RY2-2CO-230VAC s objimkou na DIN listu (maji ho v GESu ) a dopadlo to jak jsem popisoval. Ale AC3 to nema to je pravda.

A vy myslíte, že s uvedeným Finder rada 66 by sel prepinac realizovat jen s jedním relé, nebo radeji se dvemi?

Jaká presne cast solarniho systemu vas zajima?

[Jiří Schwarz]

...

A vy myslíte, že s uvedeným Finder rada 66 by sel prepinac realizovat jen s jedním relé, nebo radeji se dvemi?
...

Pár poznámek:
- u AC proudu teoreticky zhasíná oblouk 100x za vteřinu (při 50Hz), ale nesmíme zapomenout na to, že ionozovaný vzduch kolem kontaktů podpoří snažší zapálení oblouku znovu.
- pokud je relé určeno ke spínání napětí AC 230V, ještě to neznamená, že je vhodné pro přepínání více sítí s takovým napětím
- něco jiného je stykač, který má delší dráhu, větší vzdálenosti mezi kontakty a vzhledem ke konstrukci zpravidla 2 kontakty v sérii a něco úplně jiného je relé, kde je v okamžiku rozepnutí jednoho kontaktu minimální vzdálenost od druhého kontaktu
- ne každému relé bych věřil, že je vhodné pro spínání obou pólů (L i N) pomocí kontaktů, které mají uvnitř relé minimální vzdálenost, právě oblouk vytažený na jednom kontaktu může "přeskočit" na sousední "svazek" pokud je vzdálenost svazků kontaktů minimální a není mezi nimi přepážka (ve stykačích zpravidla je)

Na obrázku máte relé (od solidního výrobce), relé, které může spínat 250V, 5A
Vzdálenost mezi sousedními svazky kontaktů je menší než 3mm. Ale škoda, že se mi nepodařilo "sebrat" jedno vadné, kde pravděpodobně došlo k oblouku, který se přenesl mezi sousední svazky a "proskočil" tak oblouk mezi L a N, předjištění C4A... Vypálená díra, upálené kontakty...

[Václav 3]

Kol. Schwarz vám napsal ve svém obsáhlém příspěvku zhruba to, co jsem chtěl napsat já, za což mu děkuji, ušetřil mi spoustu práce. Jak jsem již napsal ve svých minulých příspěvcích, použijte čtyři samostaná jednopólová relé a vytvořte ovládací elektronikou při přepínání mezeru, raději delší.

Kol. Miroš vám sem již dal jakýsi typ na vhodné relé, já přidám další, možná ještě o trochu vhodnější, se kterým mám velmi dobré  vlastní zkušenosti. Jedná se o jednopólové spínací relé OMRON G4A-1A-PE. Relé je vhodné pro induktivní zátěž a spínaný výkon do 5000VA při 250V.  Výrobce ho vyrábí s cívkami pro 5, 12 a 24V DC. Příkon cívky je 0,96W  (80mA při 12V), což je docela úsporné a protože budou v provozu pouze dvě dohromady, nemělo by to příliš zatěžovat váš solární zdroj. Výrobce ve svém datasheetu uvádí spoustu dalších užitečných informací. Výrobce toto relé dodává ještě v provedení, kdy jsou vývody kontaktů vyvedeny nejen do desky spojů, ale  ještě na opačnou stranu pouzdra na dva konektory typu Fast-on 6,35mm. Toto provedení má označení G4A-1A-E a v ostatních parametrech se neliší od předchozího typu.