Известен ряд устройств для анализа качества потребляемой энергии, в том числе содержащих блоки защиты потребителей от перегрузки по току или напряжению. Исходя из того, что защита потребителя от превышения параметров питания эффективнее по напряжению, чем по току, следует рассматривать конструкции, реализующие этот принцип. С позиций эффективности необходимо учесть влияние сложности на конечный результат. Обратимся к известным техническим решениям.
Статистический анализатор качества параметров электрической энергии [1] состоит из преобразователя входного сигнала в постоянное напряжение, многопредельного блока сравнения с n выходами, n каналов коммутаторов, блока управления, блока статистической обработки, причем выход преобразователя входного сигнала в постоянное напряжение соединен со входом многопредельного блока сравнения, выходы которого подсоединены к входам коммутаторов, другие входы которых соединены с выходом блока управления, выходы счетчиков подключены к входам блока статистической обработки. Устройство определения качества потребленных коммунальных услуг [2] дополняют предыдущее решение - входные регистры и схема совпадения, шина данных, регистры памяти и микроконтроллер.
Устройство [3] содержит датчик тока, нагрузку, перемножитель тока на напряжение, преобразователь тока в частоту импульсов, трансформатор тока с двумя первичными обмотками и одной вторичной, выпрямитель, реле защиты, фазный и нулевой проводники.
Как показывают краткие описания известных устройств, они достаточно сложны, предусматривают применение нетехнологичных специализированных трансформаторов.
Предлагаем простое техническое решение устройства защиты потребителя электроэнергии от перегрузки по напряжению (рис.1). В основе устройства лежит электромеханическое реле P, обмотка которого включена в цепь коллектора электронного ключа на основе транзистора VT. Нормально разомкнутые контакты S1 и S2 находятся в цепи нагрузки (потребителя) H, а третий нормально разомкнутый контакт S3 – в цепи самоблокирования реле. Сигнал управления на базу ключевого транзистора VT формируется из фазного напряжения сети уменьшенного делителем R1-R2 и постоянного опорного напряжения U0. Опорное напряжение создается стабилитроном VD5, обратный ток которого устанавливается резистором R3. Питание стабилитрона обеспечивает диодный мост на выпрямительных диодах VD1-VD4. Для снижения пульсаций выпрямленного напряжения применен конденсатор C1. Поскольку общее электропотребление устройства защиты мало – несколько миллиампер, - то возможно бестрансформаторное питание. Развязку с фазным напряжением обеспечивает конденсатор C3.