Shelly Plug S, F&F OM-633, Schneider iEM3000 – pomiar i ograniczanie poboru prądu z sieci

Pytanie

potrzebuje urzadzenia, ktore pozwoli mi mierzyc i ograniczyc pobor pradu z sieci. co polecasz?

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

– Najprostszym rozwiązaniem domowym jest inteligentne gniazdko z pomiarem energii (np. Shelly Plug S, TP-Link Kasa KP115) – mierzy prąd i po przekroczeniu zadanego progu automatycznie wyłącza obciążenie.
– Dla całych obwodów lub większych mocy stosuje się ograniczniki poboru mocy na szynę DIN (np. F&F OM-633, Carlo Gavazzi DPB51CM) lub przekaźniki priorytetowe.
– W zastosowaniach profesjonalnych/ przemysłowych polecane są analizatory energii z wyjściem sterującym (Schneider iEM3000, ABB EQmatic) umożliwiające odcięcie lub sekwencjonowanie odbiorników.

Kluczowe punkty
• dobierz rozwiązanie do maksymalnego prądu i liczby faz
• zwróć uwagę na dokładność pomiaru (True-RMS, klasa 1 lub 0,5)
• zapewnij profesjonalny montaż urządzeń szynowych (SEP E)

Szczegółowa analiza problemu

1. Funkcjonalność
   – Pomiar: prąd [A], moc czynna [W], energia [kWh], czasem cos φ, harmoniczne.
   – Ograniczenie: całkowite odcięcie zasilania (hard-limit) lub inteligentne zarządzanie obciążeniem (soft-limit, priorytety).

2. Katalog rozwiązań
   A. Urządzenia plug-and-play (≤ 16 A, 1-faza)
   • Shelly Plug S – Wi-Fi, MQTT, limit mocy, REST API, maks. 250 VAC/16 A.
   • AVM FRITZ!DECT 210 – DECT ULE, IP 54, pomiar energii z dokładnością 0,1 Wh.
   • Tuya/ Gosund SP111 – budżetowe, pomiar + automatyzacje w aplikacji.

   B. Liczniki i analizatory DIN (do 63 A lub przekładniki > 63 A)
   • Carlo Gavazzi EM340 + przekaźnik SSR – komunikacja Modbus-RTU/ TCP.
   • Schneider iEM3000 – klasa 1, wyjście alarmowe, integracja z EcoStruxure.

   C. Ograniczniki poboru mocy (hard-limit)
   • F&F OM-633 (1- lub 3-f) – zakres 0,2-20 kW; histereza i zwłoka czasowa.
   • Finder 14.11 – 1-f, 0,5-8 kW, programowanie potencjometrem.

   D. Przekaźniki priorytetowe (load-shedding)
   • Hager EPS 07 – nadzór linii głównej, odłącza obwód niepriorytetowy.
   • Eaton PKZ-RE – moduł do systemów iRexx/ xComfort.

   E. Rozwiązania DIY / warsztatowe
   • Ogranicznik żarówkowy („dim-bulb tester”) – tani, natychmiastowy wizualny sygnał przeciążenia, do serwisu elektroniki.
   • Mikrokontroler + przekładnik SCT-013-000 + SSR – umożliwia logowanie (Prometheus/InFluxDB) i dowolną logikę sterowania.

3. Teoretyczne podstawy
   – Ogranicznik prądu działa na zasadzie pomiaru chwilowego I_{RMS} lub P_c i porównania z progiem.
   – Przy obciążeniach o dużym prądzie rozruchowym (silniki, SMPS) należy zastosować zwłokę (t_delay) lub funkcję typu in-rush detect.

4. Praktyczne zastosowania
   – Mieszkanie z przydziałem 5 kW: OM-633 steruje stycznikiem i odłącza grzałkę bojlera > 6 s po przekroczeniu 4,8 kW.
   – Warsztat elektroniki: gniazdo serwisowe z żarówką 100 W ogranicza zwarciowy prąd naprawianego zasilacza impulsowego.
   – Linia produkcyjna: analizator Schneider iEM3155 rejestruje profile obciążenia, a PLC steruje falownikami, aby nie przekroczyć 125 kVA kontraktu.

Aktualne informacje i trendy

– Smart-plugs z Matter/Thread (np. Shelly Plus Plug S 2023) wprowadzają uniwersalny standard integracji.
– W systemach fotowoltaicznych popularne są liczniki z funkcją eksport-limit (SMA Home Manager 2.0, Fronius Smart Meter).
– Dyrektywa RED III i pakiet „Fit for 55” promują inteligentne liczniki i dynamiczne taryfy; urządzenia z interfejsem Modbus/ MQTT łatwo integrują się z EMS, co umożliwia dalszą optymalizację.
– W przemyśle rośnie popularność analizy edge AI na licznikach (np. Siemens Sentron PAC 2200) do predykcji przeciążeń.

Wspierające wyjaśnienia i detale

– Pomiar True-RMS jest istotny z uwagi na nieliniowe obciążenia (zasilacze impulsowe).
– Klasa dokładności: do ewidencji kosztowej ≤ klasa 1; do rozliczeń wewnętrznych ≤ klasa 0,5.
– Przy 3-fazie > 63 A stosuje się przekładniki prądowe 5 A/1 A lub Rogowskiego; kalibrację najlepiej wykonać wg PN-EN 62053-22.

Aspekty etyczne i prawne

– Montaż w rozdzielnicy wymaga uprawnień SEP E oraz odbioru (Dz.U. 162/2019).
– Zdalne odłączanie urządzeń musi uwzględniać bezpieczeństwo użytkowników (np. unikać wyłączania lodówek w najmie krótkoterminowym).
– Przetwarzanie danych energii podlega RODO – przy integracji w chmurze należy zapewnić anonimizację lub zgody użytkowników.

Praktyczne wskazówki

1. Określ maks. prąd/moc i fazowość.
2. Wybierz klasę urządzenia:
   – do 3,6 kW → smart-plug;
   – 3,6–15 kW → ogranicznik DIN + stycznik;
   – > 15 kW → analizator + PLC/EMS.
3. Ustaw próg ≈ 90 % mocy przyłączeniowej; dodaj zwłokę 3-10 s dla uniknięcia zadziałania przy rozruchu.
4. Zaplanuj kanał komunikacji (Wi-Fi, Modbus-RTU, Zigbee, Matter).
5. Przetestuj: symuluj obciążenia stopniowo, rejestruj profile prądu i weryfikuj czasy reakcji.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

– Smart-plugi nie mają selektywności zwarciowej; przy zwarciu upstream zadziała bezpiecznik instalacyjny, nie samo gniazdko.
– Ograniczniki „hard-cut” odłączają nagle – może to prowadzić do utraty danych PC lub resetu elektroniki.
– Nie wszystkie tanie urządzenia zgodne są z dyrektywą LVD/EMC – warto sprawdzić certyfikat CE i deklarację zgodności.

Sugestie dalszych badań

– Analiza korzyści z wirtualnych elektrowni (VPP) – urządzenia z interfejsem OpenADR.
– Wpływ dynamicznych taryf DSO na algorytmy load-shedding w domu.
– Porównanie dokładności przekładników Rogowskiego vs toroid 333 mV w szybkich zmianach obciążenia.

Krótkie podsumowanie

Do prostych, jednofazowych zastosowań wystarczy inteligentne gniazdko z funkcją limitu mocy.
Dla całych obwodów lub większych mocy wybierz ogranicznik poboru mocy lub przekaźnik priorytetowy instalowany przez elektryka; analizatory energii z wyjściami sterującymi sprawdzą się w rozbudowanych instalacjach.
Dobór urządzenia uzależnij od prądu, dokładności i wymagań komunikacji – a montaż powierzyć fachowcowi z uprawnieniami.