Закрыть

Напряжение между двумя фазами в трехфазной сети: Почему 1 фаза- 220, а 3-380? — Разговоры

Содержание

Напряжение между тремя фазами

Самая распространенная проблема, порождающая массу деструктивных последствий – перекос фаз в трехфазной сети (до 1,0 кВ) с глухозаземленной нейтралью. При определенных условиях такое явление может вывести из строя электрические приборы и создать угрозу для жизни. Учитывая актуальность проблемы, будет полезным узнать, что представляет собой несимметрия токов и напряжений, а также причины ее возникновения. Это позволит выбрать наиболее оптимальную стратегию защиты.

Что такое перекос фаз?

Данный термин используется для описания состояния сети, при котором возникают неравномерные нагрузки между фазами, что приводит к возникновению перекоса. Если составить векторную диаграмму идеальной трехфазной сети, то она будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже.

Пример диаграммы напряжений при возникновении перекоса

Допустимые нормы значений перекоса

Поскольку в трехфазных сетях предотвратить и полностью устранить перекосы невозможно, существуют нормы несимметрии, в которых установлены допустимые отклонения.

В первую очередь это ГОСТ 13109 97, ниже приведена вырезка из него (п. 5.5), чтобы избежать разночтения документа.

Нормы несимметрии напряжения ГОСТ 13109-97

Поскольку, основная причина перекоса фаз напрямую связана с неправильным распределением нагрузок, существуют нормы их соотношения, прописанные в СП 31 110. Вырезку из этого свода правил также приведем в оригинале.

Вырезка из СП 31-110 (п 9.5)

Здесь необходимы пояснения в терминологии. Для описания несимметрии используются три составляющих, это прямая, нулевая и обратная последовательность. Первая считается основной, она определяет номинальное напряжение. Две последние можно рассматривать в качестве помех, которые приводят к образованию в цепях нагрузки соответствующих ЭДС, которые не участвуют в полезной работе.

Причины перекоса фаз в трехфазной сети

Как уже упоминалось выше, данное состояние электросети чаще всего вызвано неравномерным подключением нагрузки на фазы и обрывом нуля. Чаще всего это проявляется в сетях до 1, кВ, что связано с особенностями распределения электроэнергии, между однофазными электроприемниками.

Обмотки трехфазных силовых трансформаторов подключаются «звездой». Из места соединения обмоток отводится четвертый провод, называемый нулевым или нейтралью. Если происходит обрыв нулевого провода, то в сети возникает несимметрия напряжений, причем перекос напрямую будет зависеть от текущей нагрузки. Пример такой ситуации приведен ниже. В данном случае RН это сопротивления нагрузок, одинаковые по значению.

Перекос фаз, вызванный обрывом нейтрали

В данном примере напряжение на нагрузке, подключенной к фазе А, превысит норму и будет стремиться к линейному, а на фазе С упадет ниже допустимого предела. К подобной ситуации может привести перекос нагрузки, выше установленной нормы. В таком случае напряжение на недогруженных фазах повысится, а на перегруженных упадет.

К перекосу напряжений также приводит работа сети в неполнофазном режиме, когда происходит замыкание фазного провода на землю. В аварийных ситуациях допускается эксплуатация сети в таком режиме, чтобы обеспечить электроснабжение потребителям.

Исходя из вышесказанного, можно констатировать три основные причины перекоса фаз:

  1. Неравномерная нагрузка на линии трехфазной сети.
  2. При обрыве нейтрали.
  3. При КЗ одного из фазных проводов на землю.

Несимметрия в высоковольтных сетях

Вызвать подобное состояние в сети 6,0-10,0 кВ иногда может подключенное к ней оборудование, в качестве характерного примера можно привести дугоплавильную печь. Несмотря на то, что она не относится к однофазному оборудованию, управление тока дуги в ней производится пофазно. В процессе плавки также могут возникнуть несимметричные КЗ. Учитывая, что существуют дугоплавильные установки запитывающиеся от напряжения 330,0 кВ, то можно констатировать, что и в данных сетях возможен перекос фаз.

В высоковольтных сетях перекос фаз может быть вызван конструктивными особенностями ЛЭП, а именно, разным сопротивлением в фазах. Чтобы исправить ситуацию выполняется транспозиция фазных линий, для этого устанавливаются специальные опоры. Эти дорогостоящие сооружения не отличаются особой прочностью. Такие опоры не особо стремятся устанавливать, предпочитая пожертвовать качеством электроэнергии, чем надежностью ЛЭП.

Опасность и последствия

Считается, что наиболее значимые последствия несимметрии связаны с низким качеством электроэнергии. Это, безусловно, так, но нельзя забывать и о других негативных воздействиях. К таковым относится образование уравнительных токов, вызывающих увеличение расхода электрической энергии. В случае с трехфазным автономным электрическим генератором это также приводит к повышенному расходу дизеля или бензина.

При равномерном подключении нагрузки, геометрическая сумма проходящих через нее токов была бы близкой к нулю. Когда возникает перекос, растет уравнительный ток и напряжение смещения. Увеличение первого приводит к росту потерь, второго – к нестабильному функционированию бытовых приборов или другого оборудования, срабатыванию защитных устройств, быстрому износу электроизоляции и т. д.

Перечислим, какие последствия можно ожидать, когда появляется перекос:

  1. Отклонение фазного напряжения. В зависимости от распределения нагрузок возможно два варианта:
  • Напряжение выше номинального. В этом случае большинство электрических устройств, оставленных включенными в бытовые розетки, с большой вероятностью выйдут из строя. При срабатывании защиты результат будет менее трагическим.
  • Напряжение падает ниже нормы. Увеличивается нагрузка на электродвигатели, происходит падение мощности электромашин, растут пусковые токи. Наблюдаются сбои в работе электроники, устройства могут отключиться и не включаться пока перекос не будет устранен.
  1. Увеличивается потребление электричества оборудованием.
  2. Нештатная работа электрооборудования приводит к уменьшению эксплуатационного срока.
  3. Снижается ресурс техники.

Не следует забывать, что перекос может создать угрозу для жизни. При превышении номинального напряжения вероятность КЗ в проводке не велика, при условии, что она не ветхая, а кабель подобран правильно. Более опасны в этом случае электроприборы, подключенные к сети. Когда появляется перекос, может произойти КЗ на корпус или возгорания электроприбора.

Защита от перекоса фаз в трехфазной сети

Наиболее простой, но, тем не менее, эффективный способ минимизировать негативные последствия описанного выше отклонения — установить реле контроля фаз. С внешним видом такого устройства и примером его подключения (в данном случае после трехфазного счетчика), можно ознакомиться ниже.

Реле контроля фаз (А) и пример схемы его подключения (В)

Данный трехфазный автомат может обладать следующими функциями:

  1. Производить контроль амплитуды электротока. Если параметр выходит за установленные границы, нагрузка отключается от питания. Как правило, диапазон срабатывания прибора можно настраивать в соответствии с особенностями сети. Данная опция имеется у всех приборов данного типа.
  2. Проверка очередности подключения фаз. Если чередование неправильное питание отключается. Данный вид контроля может быть важен для определенного оборудования. Например, при подключении трехфазных асинхронных электромашин от этого зависит, в какую сторону будет происходить вращение вала.
  3. Проверка обрыва на отдельных фазах, при обнаружении такового нагрузка отключается от сети.
  4. Функция отслеживает состояние сети, как только появляется перекос, происходит срабатывание.

Совместно с реле контроля фаз можно использовать трехфазные стабилизаторы напряжения, с их помощью можно несколько улучшить качество электроэнергии. Но данный вариант не отличается эффективностью, поскольку такие приборы сами могут взывать нарушение симметрии, помимо этого на стабилизаторах возникают потери.

Лучший способ симметрировать фазы – использовать для этой цели специальный трансформатор. Этот вариант выравнивания фаз может дать результаты, как при неправильном распределении однофазных нагрузок на автономный 3-х фазный генератор электроэнергии, так и в более серьезных масштабах.

Защита в однофазной сети

В данном случае повлиять на внешние проявления системы электроснабжения не представляется возможным, например, если фазы перегружены, потребители электроэнергии не могут исправить ситуацию. Все, что можно сделать, это обезопасить электрооборудование путем установки реле напряжения и однофазного стабилизатора.

Имеет смысл установить общее стабилизирующее устройство на всю квартиру или дом. В этом случае необходимо высчитать максимальную нагрузку, после этого добавить запас 15-20%.. Это запас на будущее, поскольку со временем количество электрооборудования может увеличиться.

Совсем не обязательно подключать к стабилизатору сети все оборудование, некоторые виды приборов (например, электропечи или бойлеры), могут быть подключены к реле напряжения (через АВ) напрямую. Это позволит сэкономить, поскольку устройства меньшей мощности стоят дешевле.

Линейное и фазное напряжение — отличие и соотношение

В этой краткой статье, не вдаваясь в историю сетей переменного тока, разберемся в соотношениях между фазными и линейными напряжениями. Ответим на вопросы о том, что такое фазное напряжение и что такое линейное напряжение, как они соотносятся между собой и почему эти соотношения именно таковы.

Ни для кого не секрет, что сегодня электроэнергия от генерирующих электростанций подается к потребителям по высоковольтным линиям электропередач с частотой 50 Гц. На трансформаторных подстанциях высокое синусоидальное напряжение понижается, и распределяется по потребителям на уровне 220 или 380 вольт. Где-то сеть однофазная, где-то трехфазная, однако давайте разбираться.

Действующее значение и амплитудное значение напряжения

Прежде всего отметим, что когда говорят 220 или 380 вольт, то имеют ввиду действующие значения напряжений, выражаясь математическим языком — среднеквадратичные значения напряжений. Что это значит?

Это значит, что на сомом деле амплитуда Um (максимум) синусоидального напряжения, фазного Umф или линейного Umл, всегда больше этого действующего значения. Для синусоидального напряжения его амплитуда больше действующего значения в корень из 2 раз, то есть в 1,414 раза.

Так что для фазного напряжения в 220 вольт амплитуда равна 310 вольт, а для линейного напряжения в 380 вольт амплитуда окажется равной 537 вольт. А если учесть, что напряжение в сети никогда не бывает стабильным, то эти значения могут быть как ниже, так и выше. Данное обстоятельство всегда следует учитывать, например выбирая конденсаторы для трехфазного асинхронного электродвигателя.

Фазное сетевой напряжение

Обмотки генератора соединены по схеме «звезда», и объединены концами X, Y и Z в одной точке (в центре звезды), которая называется нейтралью или нулевой точкой генератора. Это четырехпроводная трехфазная схема. К выводам обмоток A, B и C присоединяются линейные провода L1, L2 и L3, а к нулевой точке — нейтральный провод N.

Напряжения между выводом A и нулевой точкой, B и нулевой точкой, С и нулевой точкой, — называются фазными напряжениями, их обозначают Ua, Ub и Uc, ну а поскольку сеть симметрична, то можно просто написать Uф — фазное напряжение.

В трехфазных сетях переменного тока большинства стран стандартное фазное напряжение равно приблизительно 220 вольт — напряжение между фазным проводом и нейтральной точкой, которая обычно заземляется, и ее потенциал принимается равным нулю, потому она и называется еще нулевой точкой.

Линейное напряжение трехфазной сети

Напряжения между выводом A и выводом B, между выводом B и выводом C, между выводом C и выводом A, — называются линейными напряжениями, то есть это напряжения между линейными проводниками трехфазной сети. Их обозначают Uab, Ubc, Uca, или можно просто написать Uл.

Стандартное линейное напряжение в большинстве стран равно приблизительно 380 вольт. Легко заметить в данном случае, что 380 больше 220 в 1,727 раза, и, пренебрегая потерями, ясно, что это квадратный корень из 3, то есть 1,732. Безусловно, напряжение в сети все время в ту или другую сторону колеблется в зависимости от текущей загруженности сети, но соотношение между линейными и фазными напряжениями именно таково.

Откуда взялся корень из 3

В электротехнике часто применяют векторный метод изображения синусоидально изменяющихся во времени величин напряжений и токов. Метод основан на положении, что при вращении некоторого вектора U вокруг начала координат с постоянной угловой скоростью ω, его проекция на ось Y пропорциональна синусу ωt, то есть синусу угла ω между вектором U и осью Х, который в каждый момент времени определен.

График зависимости величины проекции от времени есть синусоида. И если амплитуда напряжения — это длина вектора U, то проекция, которая меняется со временем — это текущее значение напряжения, а синусоида U(ωt) отражает динамику напряжения.

Так вот, если теперь изобразить векторную диаграмму трехфазных напряжений, то получится, что между векторами трех фаз одинаковые углы по 120°, и тогда если длины векторов — это действующие значения фазных напряжений Uф, то чтобы найти линейные напряжения Uл, необходимо вычислить РАЗНОСТЬ любой пары векторов двух фазных напряжений. Например Ua – Ub.

Выполнив построение методом параллелограмма, увидим, что вектор Uл = Uа + (-Ub), и в результате Uл = 1,732Uф. Отсюда и получается, что если стандартные фазные напряжения равны 220 вольт, то соответствующие линейные будут равны 380 вольт.

Статьи и схемы

Полезное для электрика

Сразу расскажу для чего необходимо самостоятельно в своей квартире или доме измерять в Вольтах напряжение.

Во-первых. для того что бы убедится в исправности электрической розетки, выключателя, светильника- Мы проверяем на их контактах наличие напряжения, которое должно соответствовать 220 Вольтам с допустимыми отклонениями для домашней электросети.

Во-вторых. если напряжение в электропроводки будет значительно выше допустимых пределов, то как показала практика- это является очень часто причиной поломки электроники, бытовой техники и перегорания ламп в светильниках. Причем не только превышение или перенапряжение в электросети опасно, но так же, но конечно в меньшей степени- опасно снижение ниже допустимой величины напряжения, в таких условиях, как правило ломается компрессор холодильника.

Допустимые значения напряжения, причины скачков.

Согласно требованиям ГОСТа 13109, значение напряжения в домашней электрической сети должно быть в пределах 220В ±10% ( от 198 Вольт до 242 Вольт). Если в вашем доме или квартире стали тускло гореть, моргать лампочки или, вообще они часто перегорают, не стабильно работает бытовая техника и электроника- рекомендую сразу по максимуму все выключить и проверить значение напряжения в электропроводке.

Если Вы зарегистрировали скачки напряжения, то чаще всего в периодическом снижении ниже допустимого уровня виноваты соседи по дому или улице. Так как к линии, идущей от подстанции не только Вы подключены, но и ваши соседи. Это обычно характерно для частных или индивидуальных домов, в случаях, если другой человек, а тем более если несколько, на той же линии включат мощный потребитель, который периодически меняет уровень энергопотребления, например сварочный аппарат, станок и т. д.

Второй вариант касается всех, но чаще встречается в многоквартирных домах. Если в щите на 380 Вольт отгорит ноль, все квартиры начинают получать электроэнергию в аварийном режиме. Причем, в зависимости от нагрузки на каждую фазу, в одной квартире будет перенапряжение в другой наоборот- падение.

Почему это происходит? Потому что на этажный щиток приходит 3 фазы + ноль = заземляющий проводник. Каждая квартира подключается к одной фазе, нулю и заземлению (для 3 проводных линий).

Квартиры сидят на разных фазах, потому что необходимо обеспечить равномерную нагрузку на все 3 фазы для нормальной работы всей электросети до подстанции. Так вот напряжение между фазами 380 Вольт, а между фазой и нулем (заземлением )- 220 Вольт.

Получается что все нулевые проводники сведены в одну точку (смотрите справа схему), и при пропадании (обрыве) нулевого проводника- все квартиры начинают запитываться без него только фазами, которые оказываются подключенными в звезду.

Что такое линейное и фазное напряжение.

Знание этих понятий очень важно для работы в электрощитах и с электротехническими устройствами, работающими на 380 Вольт. Если у Вас обычная квартира и Вы не собираетесь работать в электрощитах, то этот пункт можете пропустить т. к. у Вас в квартире только фазное напряжение 220 вольт.

В большинстве частных или индивидуальных домов так же на электрощит или счетчик приходит только 2 (фаза и ноль ) или 3 (+заземление) провода, что означает присутствие в вашей квартире или доме напряжения 220 Вольт. Но если приходит 4 или 5 проводов то, это означает что Ваш дом (бывает и в гаражах, и особенно в офисах) подключен к сети 380 Вольт.

Напряжение между любыми двумя из трех фазами линии электропитания называется линейным, а между любой фазой и нулем- фазным.

В нашей стране линейное напряжение у электропотребителей равно 380 Вольтам (измеряется между фазами), а фазное- 220 Вольт. Смотрите на рисунке слева.

Бывают и другие значения в электросистеме нашей страны, но фазное всегда меньше линейного на корень квадратный из трех.

Как проверить напряжение.

Для измерения напряжения электрического тока служат следующие измерительные приборы:

  1. Вольтметр. хорошо знакомый всем с уроков физики. В повседневной жизни он не используется.
  2. Мультиметр. обладающий многочисленными функциями, в том числе и измерения величины тока и напряжения. Рекомендую почитать нашу статью: «Как пользоваться мультиметром ».
  3. Тестер — то же самое что и мультиметр, только механической стрелочной конструкции.

Внимание, при измерении источников постоянного тока (какие к ним относят ) необходимо соблюдать полярность.

Как измерить напряжение в розетке, в патроне лампы и т. п.:

  1. Проверяем надежность изоляции измерительного прибора, особенно обращаем внимание на щупы, которые обязательно необходимо подключать только в соответствующие проводимым операциям гнезда.
  2. Устанавливаем переключатель пределов измерений на приборе в положение измерения переменного напряжения до 250 Вольт (400- для измерений линейного напряжения).
  3. Вставляем щупы в розетку или подносим к контактам на лампе, светильнике или любом другом электроприборе.
  4. Снимаем показания.

Будьте осторожны- работа проводится под напряжением- не касайтесь руками не изолированных контактов и проводов, находящихся под напряжением.

Как измерить напряжение аккумулятора, батарейки и блока питания.

Все источники постоянного тока необходимо измерять с соблюдением полярности- черный щуп ставим на минусовую клемму, а красный — на плюсовую клемму.

А так все аналогично проводятся как и при проведении вышеописанных измерений в розетке, но только тестер или мультиметр необходимо переключить в режим измерения постоянного тока с пределом выше указанного на АКБ. батарейке или блоке питания.

  • Как измерить силу переменного или.
  • Как пользоваться мультиметром для.
  • Как пользоваться индикаторной.
  • Как проверить конденсатор, определить.

Почему на одной фазе 220 а трех фазах 380 вольт?

3-фазное электрическое напряжение, которое на картинке ниже обозначено через R — S — T, при измерении с помощью вольтметра покажет 380 вольт. Но, если каждая фаза показывает 220 вольт, почему же так происходит?

Все очень просто. 380 вольт, 3 фазы, R — S — T образуют фазовые углы по 120 градусов каждый, см. картинку:

Любой из этих углов выглядит как треугольник

Используем правило треугольника: сумма углов в треугольнике равна 180 °, полученный угол RTN и TRN, соответственно (180 ° -120 °) / 2 = 30 градусов.

Таким образом получается, что напряжение 3 фаз — 380 вольт, в то время как одной фазы — 220.

Заморочили человеку голову какими-то треугольниками, градусами и чертежами. Нет в токе никаких геометрических фигур, это АБСТРАКЦИЯ.

А разница такая между фазами происходит из-за того, что между подачами напряжения в каждой из трёх фаз есть разница во времени на треть цикла.

К примеру, для упрощения, представим что частота нашей сети равна 1 Герцу (= 1 оборот генератора в секунду).

После запуска трёхфазного генератора, в первой фазе максимум толчка напряжения произойдёт в 0-й миллисекунде, во второй фазе в 333-й миллисекунде, в третьей фазе в 666-й.

Потом начинается новый цикл, в первой фазе толчок нарастает к 1000-й, во второй в 1333-й, в третьей в 1666-й и так далее.

Так вот, пока в первой фазе ток возбудил свой максимум в 220 к наступившей 2000-й секунде, вторая фаза ещё этого сделать не успела и возбуждена лишь на минус 160, соответственно разница между ними 220-(-160)=380.

Если бы ток шёл в полной противофазе, тогда бы толчки были бы полностью противоположны и были бы равны 220-(-220)=440.

Ну, а почему между фазой и нулём разница в 220 и так понятно, потому что в фазе напряжение 220, а в нуле ноль: 220-0=220

Разница между напряжениями представленная в виде графика:

Анимированное движение тока в трёхфазной сети для наглядности:

Как мы от сюда видим, когда в одном из проводов ток уже движется во всю, в другом проводе ток ещё не полностью разогнался что бы от него “убегать”, а в третьем он уже перестал разгоняться.

Трёхфазная сеть — это провод с нулевым потенциалом и три фазных провода с потенциалами 220*sqrt(2)*cos(2*pi*50t), 220*sqrt(2)*cos(2*pi*50t + 2*pi/3) и 220*sqrt(2)*cos(2*pi*50t — 2*pi/3), где sqrt — это квадратный корень. Если взять два любых фазных провода, то между ними будет разность потенциалов 220*sqrt(2)*( cos(2*pi*50t) + cos(2*pi*50t + 2*pi/3) ). Вспоминаем школьную тригонометрию, получаем 220*sqrt(3)*sqrt(2)*cos(. = 381*sqrt(2)*cos(. Таким образом, при действующем значении переменного напряжения между нулём и фазой 220 В между двумя любыми фазами наличествует переменное напряжение 381 (

в избранное ссылка отблагодарить

Одну фазу что бы получить 220 вольт нужно замерить между рабочим нулевым проводником и фазой, а для того что бы получить 380 вольт нужно замерять между двумя фазными проводами. Каждая из трех фаз на ноль даст 220 вольт. Питание поданное по трем фазам называется так из-за “наложения” векторов находящихся относительно друг друга на 120 градусов, в середине находится нулевой проводник получаемый на подстанции, а на подстанцию линией ЛЭП приходит всегда только фазы.

в избранное ссылка отблагодарить

380 — это 220 умножить на корень из 3. Ровно так же, как 127 (помните, когда-то у нас было именно такое напряжение?) — это 220 делить на корень из 3. Штука в том, что если нарисовать соединение трёх фаз “звездой”, с нулевым проводом, то получится равносторонний треугольник, нулевой провод при этом соответствует центру симметрии этого треугольника, фазное напряжение (220) — расстоянию от этого центра до вершины, а сторона — межфазному напряжению. В расностороннем треугольнике сторона аккурат в корень из 3 больше расстояния от центра до вершины.

в избранное ссылка отблагодарить

Наконец то я это разгадал))) Амплитудное значение напряжение 1 фазы 310В (Эффективное напряжение 220В), амплитудная разница между двумя фазами 540В, а эффективное как раз и будет 380В, это 540в/(корень из 2). Корень из 2 это усреднение из чистой синусоиды. Частота останется такая же 50 Гц. В различной технике на выходе может и не быть синусоиды и там будут другие как амплитудные значения, так и тип сигнала на выходе, но что бы эффективное напряжение было 22В.

Три фазы = линейное напряжение 380 Вольт, Одна фаза = фазное напряжение 220 Вольт

Статья адресована начинающим электрикам. Я тоже когда-то был начинающим, и всегда рад поделиться знаниями и поднять профессиональный уровень моих читателей.

Итак, почему в некоторые электрощитки приходит напряжение 380 В, а в некоторые – 220? Почему у одних потребителей напряжение трёхфазное, а у других – однофазное? Было время, я задавался этими вопросами и искал на них ответы. Сейчас расскажу популярно, без формул и диаграмм, которыми изобилуют учебники.

Очень коротко, для тех, кто не будет читать дальше: напряжение 380 В называется линейным и действует в трехфазной сети между любыми из трёх фаз. Напряжение 220 В называется фазным и действует между любой из трёх фаз и нейтралью (нулём).

Другими словами. Если к потребителю подходит одна фаза, то потребитель называется однофазным, и напряжение его питания будет 220 В (фазное). Если говорят о трехфазном напряжении, то всегда идёт речь о напряжении 380 В (линейное). Какая разница? Далее – подробнее.

Чем три фазы отличаются от одной?

В обоих видах питания присутствует рабочий нулевой проводник (НОЛЬ). Про защитное заземление я подробно рассказал здесь, это обширная тема. По отношению к нулю на всех трёх фазах – напряжение 220 Вольт. А вот по отношению этих трёх фаз друг к другу – на них 380 Вольт.

Напряжения в трёхфазной системе

Так получается, потому что напряжения (при активной нагрузке , и ток) на трёх фазных проводах отличаются на треть цикла, т.е. на 120°.

Подробнее можно ознакомиться в учебнике электротехники – про напряжение и ток в трехфазной сети, а также увидеть векторные диаграммы.

Получается, что если у нас есть трехфазное напряжение, то у нас есть три фазных напряжения по 220 В. И однофазных потребителей (а таких – почти 100% в наших жилищах) можно подключать к любой фазе и нулю. Только делать это надо так, чтобы потребление по каждой фазе было примерно одинаковым, иначе возможен перекос фаз.

Подробнее о перекосе фаз, и от чего он бывает – здесь.

А защититься от перекоса фаз лучше всего с помощью реле напряжения, например Барьер или ФиФ ЕвроАвтоматика.

Кроме того, чрезмерно нагруженной фазе будет тяжело и обидно, что другие “отдыхают”)

Преимущества и недостатки

Обе системы питания имеют свои плюсы и минусы, которые меняются местами или становятся несущественными при переходе мощности через порог 10 кВт. Попробую перечислить.

Однофазная сеть 220 В, плюсы

  • Простота
  • Дешевизна
  • Ниже опасное напряжение

Однофазная сеть 220 В, минусы

  • Ограниченная мощность потребителя

Трехфазная сеть 380 В, плюсы

  • Мощность ограничена только сечением проводов
  • Экономия при трехфазном потреблении
  • Питание промышленного оборудования
  • Возможность переключения однофазной нагрузки на “хорошую” фазу при ухудшении качества или пропадании питания

Трехфазная сеть 380 В, минусы

  • Дороже оборудование
  • Более опасное напряжение
  • Ограничивается максимальная мощность однофазных нагрузок

Когда 380, а когда 220?

Так почему же в квартирах у нас напряжение 220 В, а не 380? Дело в том, что к потребителям мощностью менее 10 кВт, как правило, подключают одну фазу. А это значит, что в дом вводится одна фаза и нейтральный (нулевой) проводник. В 99% квартир и домов именно так и происходит.

Однофазный электрощиток в доме. Правый автомат – вводной, далее – по комнатам. Кто найдёт ошибки на фото? Хотя, этот щиток – одна сплошная ошибка…

Однако, если планируется потреблять мощность более 10 кВт, то лучше – трехфазный ввод. А если имеется оборудование с трехфазным питанием (содержащее трехфазные двигатели), то я категорически рекомендую заводить в дом трехфазный ввод с линейным напряжением 380 В. Это позволит сэкономить на сечении проводов, на безопасности, и на электроэнергии.

Трехфазный ввод. Вводной автомат на 100 А, далее – на счетчик трехфазный прямого включения Меркурий 230.

Не смотря на то, что есть способы включения трехфазной нагрузки в однофазную сеть, такие переделки резко снижают КПД двигателей, и иногда при прочих равных условиях можно за 220 В заплатить в 2 раза больше, чем за 380.

Однофазное напряжение применяется в частном секторе, где потребляемая мощность, как правило, не превышает 10 кВт. При этом на вводе применяют кабель с проводами сечением 4-6 мм². Потребляемый ток ограничивается вводным автоматическим выключателем, номинальный ток защиты которого – не более 40 А.

Про выбор защитного автомата я уже писал здесь. А про выбор сечения провода – здесь. Там же – жаркие обсуждения вопросов.

Но если мощность потребителя – 15 кВт и выше, то тут обязательно нужно использовать трехфазное питание. Даже, если в данном здании нет трехфазных потребителей, например, электродвигателей. В таком случае мощность разделяется по фазам, и на электрооборудование (вводной кабель, коммутация) ложится не такая нагрузка, как если бы ту же мощность брали от одной фазы.

Пример трехфазного электрощитка. Потребители и трехфазные, и однофазные.

Например, 15 кВт – это для одной фазы около 70А, нужен медный провод сечением не менее 10 мм². Стоить кабель с такими жилами будет существенно. А автоматов на одну фазу (однополюсных) на ток больше 63 А на ДИН-рейку я не встречал.

Поэтому в офисах, магазинах, и тем более на предприятиях применяют только трёхфазное питание. И, соответственно, трёхфазные счетчики, которые бывают прямого включения и трансформаторного включения (с трансформаторами тока).

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру?

Подписывайся, и читай статью дальше:

И на вводе (перед счетчиком) стоят примерно такие “ящички”:

Трехфазный ввод. Вводной автомат перед счетчиком.

Существенный минус трехфазного ввода (отмечал его выше) – ограничение по мощности однофазных нагрузок. Например, выделенная мощность трехфазного напряжения – 15 кВт. Это значит, что по каждой фазе – максимум 5 кВт. А это значит, что максимальный ток по каждой фазе – не более 22 А (практически – 25). И надо крутиться, распределяя нагрузку.

Надеюсь, теперь понятно, что такое трехфазное напряжение 380 В и однофазное напряжение 220 В?

Схемы Звезда и Треугольник в трехфазной сети

Существуют различные вариации включения нагрузки с рабочим напряжением 220 и 380 Вольт в трехфазную сеть. Эти схемы называются “Звезда” и “Треугольник”.

Когда нагрузка рассчитана на напряжение 220В, то она включается в трехфазную сеть по схеме “Звезда”, то есть к фазному напряжению. При этом все группы нагрузки распределяются так, чтобы мощности по фазам были примерно одинаковы. Нули всех групп соединены вместе и подключены к нейтральному проводу трехфазного ввода.

В “Звезду” подключены все наши квартиры и дома с однофазным вводом, другой пример – подключение ТЭНов в мощных калориферах и конвектоматах.

Когда нагрузка на напряжение 380В, то она включается по схеме “Треугольник”, то есть к линейному напряжению. Такое распределение по фазам наиболее типично для электродвигателей и другой нагрузки, где все три части нагрузки принадлежат к единому устройству.

Система распределения электроэнергии

Исходно напряжение всегда является трехфазным. Под “исходно” я подразумеваю генератор на электростанции (тепловой, газовой, атомной), с которого напряжение в много тысяч вольт поступает на понижающие трансформаторы, которые образуют несколько ступеней напряжения. Последний трансформатор понижает напряжение до уровня 0,4 кВ и подаёт его конечным потребителям – нам с вами, в квартирные дома и в частный жилой сектор.

На крупных предприятиях с потреблением мощности более 100 кВт обычно существуют собственные подстанции 10/0,4 кВ.

Трехфазное питание – ступени от генератора до потребителя

На рисунке упрощенно показано, как с генератора G напряжение (везде речь идёт про трехфазное) 110 кВ (может быть 220 кВ, 330 кВ или другое) поступает на первую трансформаторную подстанцию ТП1, которая понижает напряжение в первый раз до 10 кВ. Одна такая ТП устанавливается для питания города или района и может иметь мощность порядка от единиц до сотен мегаватт (МВт).

Далее напряжение поступает на трансформатор ТП2 второй ступени, на выходе которого действует напряжение конечного потребителя 0,4 кВ (380В). Мощность трансформаторов ТП2 – от сотен до тысяч кВт. С ТП2 напряжение поступает к нам – на несколько многоквартирных домов, на частный сектор, и т. п.

Такие ступени преобразования уровня напряжения необходимы для того, чтобы уменьшить потери при транспортировке электроэнергии. Подробнее о потерях в кабельных линиях – в другой моей статье.

Схема упрощённая, ступеней может быть несколько, напряжения и мощности могут быть другие, но суть от этого не меняется. Только конечное напряжение потребителей одно – 380 В.

Напоследок – ещё несколько фото с комментариями.

Электрощит с трехфазным вводом, но все потребители – однофазные.

Трехфазный ввод. Переход на меньшее сечение проводов, чтобы подключить их к счетчику.

“>

Если Однофазная Мощность 220 Вольт, Почему 3 Фазы 440 Вольт, А Не 660?

Напряжение:

Напряжение добавляются с векторным суммированием.

В однофазном, напряжение = 230 вольт

В 3-фазном, линейное напряжение в соединении звезда составляет √3 * фазное напряжение = √3 * 230 вольт = 400 вольт.

В 3-х фазном режиме линейное напряжение в треугольнике составляет только 230.

Сила:

Мощность прибавляется скалярным суммированием, значит напрямую добавляется.

Если однофазная мощность составляет 200 Вт.

Тогда трехфазная мощность (в треугольнике или звезде) будет равна 3 * фазной мощности = 3 * 200 Вт = 600 Вт.

Объяснение:

Напряжения - это не скалярное суммирование, а векторное суммирование. Таким образом, напряжения не добавляются напрямую, а добавляются с учетом угла между двумя фазами (120 ° в соединенной звезде)

Вы инженер-электрик? Должен ли я объяснить вам в электрическом плане. Или я должен объяснить вам общий пример?

Общее объяснение, чтобы понять напряжение линии:

Давайте возьмем общее объяснение. Если вы двигаетесь из точки А, 100 метров в восточном направлении и достигните точки N. После этого вы двигаетесь в юго-восточном направлении (60 градусов от востока) на расстояние 100 м и достигаете точки B. Таким образом, результирующее смещение между точками A и B не будет составлять 200 метров. Но векторное суммирование, которое составит до √3 * 100 метров.

Суммирование напряжения также может быть понято аналогичным образом.

Типы подключения:

Существует два типа подключения: соединение «звезда» и соединение «треугольник».

В соединении звезды,

Сетевое напряжение = √3 * фазное напряжение

Линейный ток = фазный ток

В соединении дельты

Сетевое напряжение = фазное напряжение

Линейный ток = √3 * фазный ток

Сила:

Мощность = 3 * фазное напряжение * фазный ток

= 3 * мощность в одной фазе

= 3 * фазное напряжение * фазный ток

Или же

Мощность = √3 * линейное напряжение * линейный ток

В звезде,

Мощность = √3 * (√3 * фазное напряжение) * Ток фазы.

В дельте,

Мощность = √3 * (фазное напряжение) * (√3 * фазный ток)

Номинальная мощность будет одинаковой для звезды и треугольника, если их напряжение на фазу и ток на фазу одинаковы.

Для детальной концепции:

Если вам нужно больше объяснений, посетите AssistBlog

Или посетите раздел контактов этого сайта и напишите мне.

Графики трёхфазного напряжения

Графики трёхфазного напряжения

Графики трёхфазного освещения:

   На рисунке 1 представлен трёхфазный синусоид. Трёхфазный синусоид состоит из трёх однофазных, со сдвигом по фазе относительно друг друга на 120 градусов каждый.
   Если максимальная величина любого однофазного синусоида относительно оси координат ОХ равна 220 Вольт, то максимальная величина любого синусоида относительно любого другого синусоида достигает 381 Вольт. Величина любого синусоида относительно оси координат ОХ, называется фазное напряжение (между любой фазой и нулевым проводом) и равняется 220 Вольт. Величина любого синусоида относительно любого другого синусоида, называется линейным напряжением (между любыми двумя фазами) и равняется 381 Вольт. Линейное напряжение всегда больше фазного на корень из трёх. Корень из трёх приблизительно равен 1.73 Если перемножить 220х1. 73=381. А если 127х1.73=220. По ГОСТу такое напряжение получило название 220/380.
   Ещё интересное качество трёхфазного тока: если сложить величины всех трёх синусоидов в какой-то любой точке оси координат ОХ, то полученная сумма всегда будит равняться нулю.

   Как мы уже говорили в графиках однофазного освещения, независимо в каком полупериоде (в положительном или отрицательном) находиться синусоид напряжения, световой поток всегда положителен. В трёхфазной системе так же, всё, что находиться ниже оси ОХ, мы переносим в верхнюю часть симметрично ОХ

   излучаемого света одной любой фазы (среднее арифметическое значение любой отдельно взятой фазы).
   Что бы получить график излучаемого потока света всех трёх фаз одновременно, нам нужно сложить величины всех трёх фаз в каждой точке ( sin(a)+ sin(a+120)+sin(a-120)). Мы получим зелёны график. А2 нам показывает амплитуду мигания общего потока света, а Р2 это средний отдаваемый поток света, всех трёх фаз одновременно (среднее арифметическое значение).
   Обратите внимание, что в однофазной сети амплитуда мигания выше чем средний излучаемый поток света (А1=100, Р1=63), Если вы применяете схему с трёхфазным освещением (при условии что на каждой фазе одинаковые по конструкции и мощности светильники) то Р2 по отношению к Р1 увеличивается в 3 раза (Р2=3*Р1=3*63=189) а амплитуда мигания трёхфазного света, наоборот, значительно уменьшается, и составляет всего лишь 28% от А1 (А2=28). Показатель лучше этого, наверное только в постоянного тока, там нет мигания. Обратите внимание что частота мигания увеличилась в 3 раза, по отношению частоты мигания любой одной фазы и составляет 300 Герц (в однофазной сети частота мигания светового потока равна 100 Герц, только не путайте с частотой переменного тока. Частота переменного тока у нас равна 50 Герц, но так как 1 Герц переменного тока состоит из положительного и отрицательного полупериода, светильник подключённый к такой сети будет излучать мигания и в положительном такте, и в отрицательном, поэтому частота мигания светового потока в 2 раза больше частоты переменного тока).




Что будет если соединить две фазы между собой в трехфазной сети

Жилой фонд городов и посёлков представлен не только современными зданиями. Большинство домов построены 60-е или 70-е годы ХХ века, до ВОВ и даже до революции. Соответственно, электропроводка в этих сооружениях выполнена без маркировки кабелей и диспетчерских надписей.

Поэтому при ремонте или модернизации проводки есть опасность неправильного подключения кабелей. В некоторых ситуациях это не приведёт к аварии, но что будет, если соединить две фазы между собой?

Особенности работы трехфазной сети

Несмотря на то, что большая часть бытовых электроприборов подключаются к однофазной сети, электропитание многоквартирных жилых зданий осуществляется по трёхфазным воздушным или кабельным линиям с заземлённой нейтралью.

Такие сети разделяются на однофазные во вводном щитке в доме. Питание частных домов осуществляется по аналогичной схеме, но разделение трёхфазных сетей на однофазные производится в месте подключения вводного кабеля к магистральной линии.

Информация! Питание некоторых частных домов, особенно оборудованных электроотоплением и электроплитами осуществляется трёхфазной электросетью.

Трёхфазная система электроснабжения жилых зданий используется для уменьшения тока и сечения кабелей при сохранении передаваемой мощности.

В промышленности такое питание позволяет применять трёхфазные электродвигатели, обладающие лучшими характеристиками по сравнению с однофазными.

Конструкция и работа трёхфазной электросети имеет ряд отличий от однофазной:

  • Количество питающих проводов. Для работы этой системе необходимы 4 токоведущих жилы - 3 фазных и 1 нейтральная. В однофазной схеме используются только 2 провода - ноль и фаза.
  • Разный ток в нейтральном проводнике. В однофазной сети он равен фазному, а в трёхфазной по нему протекает уравнительный ток. При равномерном распределении нагрузки по фазам этот ток отсутствует.
  • Уменьшенное падение напряжения в проводах. В однофазной схеме для расчёта потерь учитывается двойное расстояние до источника питания, в трёхфазной сети ток, протекающий по нейтральному проводу и потери меньше, чем в фазном.

Какое напряжение между фазами

В трёхфазной системе электроснабжения существуют два вида напряжений:

  • Линейное. Измеряется между двумя фазами в трехфазной сети (линиями L1, L2 или L3). Обозначается Uл.
  • Фазное. Между фазой L и нейтралью N. В формулах это напряжение обозначается Uф.

Согласно нормам, действующим с середины 60-х до 1993г, оно должно составлять 380 и 220В соответственно. Согласно ГОСТу 29322-92 (МЭК 38-83), введённому в действие 01.01.1993г. линейное напряжение составляет 400В, а фазное 230В.

По нормам этого документа допускаются отклонения от этих параметров, поэтому показания вольтметра могут колебаться от -10% до +10% от номинальных значений.

На самом деле напряжение в сети намного выше. В розетке имеется не постоянное, а переменное напряжение синусоидальной формы, и вольтметр измеряет действующее значение напряжения, которое в √2 меньше пикового значения.

Для расчёта мощности электроприборов достаточно знать именно действующее, но при определении параметров конденсаторов и изоляции необходимо учитывать пиковые величины, составляющие Uпф=325В и Uпл=566В.

Интересно! Линейное напряжение связано с фазным по формуле Uл=√3Uф.

Что будет при неправильном соединении проводов

Вопрос "можно ли соединить две фазы" в рамках данной статьи рассматривает аспект соединения подходящих проводов между собой напрямую, без использования дополнительных элементов. Результат этих действий зависит от того, какие именно кабеля были соединены неправильно.

Соединение двух фаз между собой

В трёхфазной сети используются три разных фаза, обозначающиеся А, В и С или L1, L2 и L3, поэтому, что будет, если соединить две фазы между собой зависит от того, какие именно замыкаются фазы:

  1. Соединение одноимённых (одинаковых) фаз. Фактически, это параллельное соединение двух автоматических выключателей. Приведёт к повышению тока срабатывания защиты и некорректной работе УЗО и дифавтоматов. В некоторых случаях, например, в панельных домах, в которых в одной переходной коробке находятся провода разных квартир, может неправильно работать прибор учёта электроэнергии.
  1. Подключение друг к другу разноимённых (разных) фаз. Такое соединение двух фаз между собой является аварийным режимом и приведёт к отключению одного из автоматических выключателей, причёт сработает автомат с меньшей уставкой.

Единственным условно-допустимым случаем замыкания двух фаз является включение двух и более одинаковых автоматов в параллельную работу. Это повысит ток уставки, но рекомендовать такую сборку для использования нельзя из-за нестабильных параметров конструкции.

Что будет если соединить фазу и ноль

Прямое соединение нулевого и фазного проводников - это режим короткого замыкания. В этом случае происходит срабатывание электромагнитной защиты автоматического выключателя, установленного в фазном проводе выше места подключения.

Что будет если соединить фазу и землю

Такое соединение аналогично подключению фаза-ноль, однако в этом случае вместо отключения автоматического выключателя может сработать УЗО или дифференциальный автомат. Это связано с нарушением равенства токов в фазном и нулевом проводниках.

Обрыв нуля в трехфазной сети

Питание потребителей в трёхфазной сети осуществляется по четырёх- или пятипроводной схеме - 3 фазных провода и нейтраль. В системе электроснабжения TN-S к ним может быть добавлен заземляющий провод.

Большинство бытовых потребителей подключаются только к одному из фазных проводов и к нулевому проводнику. Для уменьшения нагрузки и тока, протекающего по проводам, разные квартиры и частные дома подключаются к различным фазам и запитаны по схеме "звезда с нейтралью".

Нулевой проводник в этой системе необходим для обеспечения постоянного напряжения в однофазной розетке. Свою функцию он выполняет за счёт протекания по кабелю уравнительных токов.

При обрыве нулевого проводника однофазные потребители оказываются соединёнными по схеме "звезда без нейтрали".

Отсутствие уравнительных токов приводит к колебаниям напряжения в розетке в диапазоне 0-380В, причем, чем больше мощность включённых электроприборов, тем ниже напряжение.

Такой режим является опасным для электроприборов и для защиты от подобных ситуаций необходима установка реле напряжения РН. Это устройство перед включением и во время работы проверяет параметры сети и при выходе напряжения за допустимые пределы отключает линию.

Информация! Обмотки трёхфазных электродвигателей не подключаются к нейтрали. Равенство напряжения на каждой из катушек обеспечивается одинаковым числом витков в обмотках.

Почему в розетке появляется две фазы

В некоторых случаях при проверке наличия напряжения индикаторной отвёрткой инструмент вместо ноля и фазы показывает наличие на клеммах розетки двух фаз.

Это могут быть две одинаковые или две разные фазы. Основной причиной этого явления является обрыв нулевого провода, приводящий к разным результатам в зависимости от того, где именно произошло нарушение контакта.

Более точно можно определить место обрыва можно при использовании вольтметра или индикатора типа "Контакт", показывающего не только наличие напряжения, но и, хотя бы приблизительно, его величину:

  • Обрыв ноля в квартирной электропроводке. В этом случае на клеммах розетки появляются две одноимённые фазы. Одна из них приходит непосредственно с автоматического выключателя, а вторая через включённую лампочку или другой электроприбор. Вольтметр покажет отсутствие напряжения в розетке, а индикатор - короткое замыкание.
  • Установка однополюсного автомата в нулевом проводе. В некоторых домах отдельные линии к вводному автоматическому выключателю подключены через однополюсный автомат. При его отключении или срабатывании защиты в розетке появятся две одинаковые фазы. Напряжение между клеммами при этом отсутствует.
  • Нарушение контакта в нулевом проводе между вводом в дом и подстанцией. При этом через нейтраль перестаёт идти уравнительный ток и при мощности электроприборов, подключённых к фазе, от которой питается квартира меньшей, чем на других фазах, на нулевой клемме появляется напряжение. В зависимости от распределения нагрузки оно может достигать 220В по отношению к заземлению и 380В по отношению ко второй клемме розетки, но даже небольшое напряжение в розетке указывает на обрыв нейтрали в подходящем кабеле.
  • Замыкание фазного провода воздушной линии с нулевым. В этом случае возможны два варианта развития событий - срабатывание защитной аппаратуры на трансформаторной подстанции и отключение линии или отгорание ноля. Во втором случае в розетку придут не нулевой и фазный провода, а две разноимённых фазы и напряжение на клеммах составит 380В.
Важно! При появлении в розетке двух РАЗНЫХ фаз следует немедленно отключить вводной автомат и не включать его до устранения неисправности.

Вывод

Исходя из вышеизложенного на вопрос - что будет, если соединить две фазы между собой можно дать однозначный ответ. Такая ситуация даже если не приведёт к короткому замыканию и срабатыванию защиты, то в любом случае повлияет на её работу. Аналогичные последствия будут, если произвести подключение фаза-земля или фаза-ноль.

Исключением является соединение разных разноимённых фаз не напрямую, а через какие-либо электроприборы. В этом случае короткого замыкания не произойдёт, но это приведёт к выходу из строя включённых аппаратов из-за того, что вместо 220В на питание устройства будет подано 380В.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья - поделись с друзьями!

 

В чем разница между фазами электрического тока (фазы 1, 2, 3 )?

Часто можно слышать, как называют электрические сети трёхфазными, двухфазными, реже - однофазными, но иногда подразумевается под этими понятиями не одно и то же. Чтобы не запутаться, давайте разберёмся с тем, чем отличаются эти сети и что имеют в виду, когда говорят, например, про отличия трехфазного от однофазного тока.

Однофазные сети Двухфазные сети Трёхфазные сети
Прохождение тока возможно при замкнутой цепи. Поэтому ток нужно сначала подвести к нагрузке, а затем вернуть назад.

При переменном токе провод, подводящий ток — это фаза. Её схемное обозначение L1 (А).

Второй называют нулевым. Обозначение — N.

Значит, для передачи однофазного тока нужно использовать два провода. Называются они фазным и нулевым соответственно.

Между этими проводами напряжение 220 В.

Идёт передача двух переменных токов. Напряжение этих токов сдвинуто по фазе на 90 градусов.

Передают токи двумя проводами: двумя фазными и двумя нулевыми.

Это дорого. Поэтому теперь на электростанциях его не генерируют и по линиям электропередач (ЛЭП) не передают.

Передаётся три переменных тока. По фазе их напряжения сдвигаются на 120 градусов.

Казалось бы, для передачи тока нужно было задействовать шесть проводов, но, используя соединение источников по схеме «звезда», обходятся тремя (вид схемы похож на латинскую букву Y).

Три провода являются фазными, один — нулевой.

Экономична. Ток без труда передаётся на далёкие расстояния.

Любая пара фазных проводов имеет напряжение 380 В.

Пара фазный провод и нуль — напряжение 220 В.

Таким образом, электропитание наших домов и квартир может быть однофазным или трёхфазным.

Однофазное электропитание

Однофазноый ток подключают двумя методами: 2-проводным и 3-проводным.

  • При первом (двухпроводном) используют два провода. По одному течёт фазный ток, другой предназначен для нулевого провода. Подобным образом электропитание подведено почти во все, построенные в бывшем СССР, старые дома.
  • При втором — добавляют ещё один провод. Называется он заземление (РЕ). Его предназначение спасать жизнь человека, а приборы от поломки.

Трёхфазное электропитание

Распределение трёхфазного питания по дому выполняется двумя способами: 4-проводным и 5-проводным.

  • Четырёхпроводное подключение выполняется тремя фазными и одним нулевым проводом. После электрощитка для питания розеток и выключателей используют два провода — одну из фаз и нуль. Напряжение между этими проводами 220В.
  • Пятипроводное подключение — добавляется защитный, заземляющий провод (РЕ).

В трёхфазной сети фазы должны нагружаться максимально равномерно. Иначе произойдёт перекос фаз. Результат этого явления весьма плачевен и непредсказуем для человеческой жизни и техники.

От того, какая электропроводка в доме зависит и то, какое электрооборудование можно в неё включать.

Например, заземление, а значит и розетки с заземляющим контактом обязательны, когда в сеть включаются:

  • приборы с большой мощностью — холодильники, печи, обогреватели,
  • электронные бытовые приборы — компьютеры, телевизоры (оно необходимо для отвода статического электричества),
  • устройства, связанные с водой — джакузи, душевые кабины (вода проводник тока).

А для электропитания двигателей (актуальных для частного дома) нужен трёхфазный ток.

Сколько стоит подключение однофазного и трехфазного электричества?

Затраты на расходные материалы и монтаж оборудования планируются также, исходя из наиболее предпочтительного подключения. И если предсказать стоимость розеток, выключателей, светильников трудно (всё зависит от причуд вашей и дизайнерской фантазии), то цены на монтажные работы приблизительно одинаковы. В среднем это:

  • сборка электрощитка, в который устанавливаются автоматы защиты (12 групп) и счетчик стоит от 80$
  • монтаж выключателей и розеток 2-6$
  • установка точечных светильников 1,5-5$ за единицу.

***

Лично я также задумался про солнечные батареи - на http://220volt.com.ua поизучал немного, теперь пробую структурировать мысли, как и что делать с их подключением...

Трех фазное. Линейное и фазное напряжение

Получение трехфазного тока. Многофазной системой называют систему переменного тока, состоящую из нескольких цепей, в которых э.д.с. источников энергии имеют одинаковую частоту, но сдвинуты между собой по фазе. Однофазную цепь в такой системе называют фазой. Каждая э.д.с. может действовать в своей самостоятельной цепи и не быть связана с другими э.д.с. В этом случае электрическую систему называют несвязанной. Широкое применение на практике получили связанные многофазные системы, у которых отдельные фазы электрически соединены между собой.

По сравнению с однофазным многофазный ток имеет ряд преимуществ. Для передачи одной и той же мощности требуется меньшее сечение проводов. В работе двигателей и приборов переменного тока используется вращающееся магнитное поле, создаваемое неподвижными катушками или обмотками.

Рис. 1

Из всех систем многофазного тока широкое распространение на практике получил трехфазный ток. Цолучание трехфазного тока можно пояснить следующим образом. Если в однородном магнитном поле (рис. 1) поместить три витка, расположенных под углом 120° один к другому, и вращать их с постоянной угловой скоростью, в витках будут индуктироваться э.д.с., которые также будут сдвинуты по фазе на 120° . В промышленности для получения трехфазного тока на статоре генератора переменного тока делают три обмотки, сдвинутые одна относительно другой на 120° . Такие обмотки называют фазами генератора.


Рис. 2

Соединения звездой. Соединив фазные обмотки генератора или потребителя таким образом, чтобы концы обмоток были замкнуты в одну общую точку, а начала обмоток подключив к линейным проводам, получим соединение, называемое звездой (рис. 2). Таким образом, мы видим, что при образовании из трех однофазных систем переменного тока трехфазной системы, соединенной в звезду, вместо шести проводов требуются только четыре. Условно соединение звездой обозначается знаком Y . Точки, в которых соединены концы фазных обмоток, называют нулевыми, а провод, соединяющий их, - нулевым или нейтральным. Три провода, соединяющих свободные концы фаз генератора с концами фаз потребителя, называют линейными.

При равномерно нагруженной трехфазной симметричной системе нулевой провод не нужен; вся мощность может передаваться по трем проводам. Однако при включении в электрическую цепь однофазных потребителей нельзя достигнуть равномерной загрузки фаз. Поэтому в таких случаях нулевой провод необходим, хотя сечение его равняется половине сечения линейного провода.


Рис. 3

При таком соединении конец первой фазы соединяется с началом второй, конец второй - с началом третьей, а конец третьей - с началом первой фазы, а к точкам соединения фаз подключаются линейные провода (рис. 3). Соединение треугольником условно обозначают знаком Δ .

При соединении треугольником фазы генератора образуют замкнутый контур с небольшим сопротивлением. При неправильном соединении обмоток э.д.с. может увеличиться вдвое. При малом сопротивлении контура может установиться режим, близкий к короткому замыканию.

При соединении треугольником каждая фазная обмотка создает линейное напряжение. Фазное напряжение в данном случае равно линейному. Соединение треугольником применяют для осветительной и силовой нагрузок.

В двигателях трехфазного тока обычно выводят все шесть концов трех обмоток, которые по желанию можно соединить звездой или треугольником.

Содержание:

Одним из вариантов систем многофазных электрических цепей является трехфазная цепь. В многофазных электрических цепях происходит действие синусоидальных электродвижущих сил с одинаковой частотой. Они отличаются друг от друга по фазе и создаются от общего источника энергии. В трехфазных цепях важными параметрами являются фазное и линейное напряжение, отличающиеся своими электрическими характеристиками.

Что такое фаза

Каждая часть многофазной системы, имеющая одинаковую характеристику тока, называется фазой. Поэтому определение фазы имеет двоякое значение в электротехнике. Во-первых, как величина, изменяющаяся синусоидально, а во-вторых, как отдельная часть в системе многофазных электрических цепей. Количество фаз определяет наименование цепей: двухфазные, шестифазные и т.д.

Самыми распространенными цепями в современной энергетике являются трехфазные. Они имеют ряд преимуществ перед другими видами цепей, как однофазными, так и многофазными. Они более экономичны при производстве и передаче электроэнергии. Трехфазное напряжение возникает в результате вращения магнита внутри катушки. С его помощью достаточно просто образуется вращающееся круговое , обеспечивающее работу асинхронных двигателей. Данное явление известно, как ЭДС или по-другому, электродвижущая сила индукции.

Вращающийся магнит называется ротором, а катушки, расположенные вокруг него, образуют статор. Переменное напряжение получается путем преобразования постоянного напряжения, когда прямая линия принимает синусоидальную конфигурацию с изменяющимися положительными и отрицательными значениями.


Изменение магнитного потока происходит за счет вращения ротора, что и приводит к образованию переменного напряжения. В статоре имеется три катушки, в каждой из которых присутствует собственная отдельная электрическая цепь. Каждая катушка сдвинута относительно друг друга на 120 градусов по окружности. Под действием вращающегося магнита во всех катушках возникает одинаковое переменное напряжение между фазами в трехфазной сети.

Трехфазные цепи дают возможность получать два эксплуатационных напряжения на одной установке - фазное и линейное.

Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях

Фазное напряжение - возникает между началом и концом какой-либо фазы. По другому его еще определяют, как напряжение между одним из фазных проводов и нулевым проводом.

Линейное - определяется как межфазное или между фазное - возникающее между двумя проводами или одинаковыми выводами разных фаз.

Рассматривая фазные и линейные напряжения и токи, следует отметить, что показатель фазного напряжения составляет примерно 58% от параметров линейного. Таким образом, при нормальных условиях эксплуатации показатели линейных одинаковы и превышают фазные в 1,73 раза. То есть, если линейное напряжение 380, чему равно фазное можно определить с помощью этого коэффициента.

В трехфазной сети напряжение, как правило, оценивают по данным линейного напряжения. Для трехфазных линий, которые отходят от подстанции, устанавливается линейное напряжение номиналом 380 вольт. Это соответствует фазному в 220 вольт. В трехфазных четырех проводных сетях номинальное напряжение указывается с обозначением обеих величин - 380/220 В. Это означает, что в такую сеть подключаются как приборы с 380 вольт, так и однофазные - на 220 вольт.

Наибольшее распространение получила трехфазная система 380/220 вольт с заземленным нулевым проводом. Однофазные электроприборы на 220 вольт подключаются к линейному напряжению между любой парой фазных проводов. Трехфазные электроприборы подключаются к трем различным проводам фаз. В последнем случае не требуется использование нулевого провода, при этом повышает риск поражения током, когда нарушена изоляция.

Отличие линейного напряжения от фазного

Прежде чем рассматривать практическое значение этих параметров, необходимо точно знать, чем различаются между собой линейное и фазное напряжения. Определенное межфазное напряжение в трехфазной цепи может возникнуть либо между двумя фазами, либо между одной из фаз и нулевым проводом. Подобное взаимодействие становится возможным из-за использования в схеме четырехпроводной трехфазной цепи. Ее основными характеристиками являются напряжение и частота.


Напряжение, возникающее между двумя фазными проводниками, считается линейным, а между фазным и нулевым возникает фазное. Линейное напряжение используется для расчета токов и других параметров трехфазной цепи. К таким схемам возможно подключение не только трехфазных контактов, но и однофазных, например, различных бытовых приборов. Номинальное значение линейного напряжения составляет 380 В. Иногда оно изменяется под действием различных факторов, появляющихся в локальной сети. Таким образом, все основные различия между обоими видами напряжений заключаются в способах соединения обмоток.

Наибольшее распространение получило линейное напряжение, из-за безопасного использования и удобного распределения сетей. Для его замеров достаточно мультиметра, тогда как определение характеристик фазного напряжения требует использования вольтметров, датчиков тока и других специальных приборов.

Контроль и выравнивание данного параметра осуществляется с помощью . Этот прибор обеспечивает поддержание этого показателя на нормативном уровне, в том числе он нормализует и повышенное напряжение.

Использование линейного и фазного напряжения

Классическим примером использования линейного и фазного напряжения считаются соединения, используемые при запуске трехфазного генератора. В его конструкцию входят первичные и вторичные обмотки, которые могут соединяться звездой или треугольником.


Схема «треугольник» предполагает соединение конца первой фазы с началом второй. Кроме того, каждый фазный проводник соединяется с линейными проводами источника тока. В результате, происходит выравнивание токов, а фазное напряжение становится равным линейному. По такой же схеме подключаются электродвигатели и трансформаторы.

Другим вариантом является схема «звезда». В этом случае начала всех обмоток подключаются к одной сети при помощи перемычек. Таким образом, в обмотки будет поступать ток с характеристиками этой сети, а межфазное напряжение вступит во взаимодействие со всеми активными контактами.

В электрооборудовании жилых многоквартирных домов, а также в частном секторе применяются трехфазные и однофазные сети. Изначально электрическая сеть выходит от электростанции с тремя фазами, и чаще всего к жилым домам подключена сеть питания именно трехфазная. Далее она имеет разветвления на отдельные фазы. Такой метод применяется для создания наиболее эффективной передачи электрического тока от электростанции к месту назначения, а также для уменьшения потерь при транспортировке.

Чтобы определить количество фаз у себя в квартире, достаточно открыть распределительный щит, расположенный на лестничной площадке, либо прямо в квартире, и посмотреть, какое количество проводов поступает в квартиру. Если сеть однофазная, то проводов будет 2 – . Возможен еще третий провод – заземление.

Трехфазные сети в квартирах применяются редко, в случаях подключения старых электроплит с тремя фазами, либо мощных нагрузок в виде циркулярной пилы или отопительных устройств. Число фаз также можно определить по величине входного напряжения. В 1-фазной сети напряжение 220 вольт, в 3-фазной сети между фазой и нолем тоже 220 вольт, между 2-мя фазами – 380 вольт.

Отличия

Если не брать во внимание отличие в числе проводов сетей и схему подключения, то можно определить некоторые другие особенности, которые имеют трехфазные и однофазные сети.

В случае трехфазной сети питания возможен перекос фаз из-за неравномерного разделения по фазам нагрузки. На одной фазе может быть подключен мощный обогреватель или печь, а на другой телевизор и стиральная машина. Тогда и возникает этот отрицательный эффект, сопровождающийся несимметрией напряжений и токов по фазам, что влечет неисправности бытовых устройств. Для предотвращения таких факторов необходимо заранее распределять нагрузку по фазам перед прокладкой проводов электрической сети.
Для 3-фазной сети требуется больше кабелей, проводников и выключателей, а значит, денежные средства слишком не сэкономить.
Возможности однофазной бытовой сети по мощности значительно меньше трехфазной. Если планируется применение нескольких мощных потребителей и бытовых устройств, электроинструмента, то предпочтительно подводить к дому или квартире трехфазную сеть питания.
Основным достоинством 3-фазной сети является малое падение напряжения по сравнению с 1-фазной сетью, при условии одинаковой мощности. Это можно объяснить тем, что в 3-фазной сети ток в проводнике фазы меньше в три раза, чем в 1-фазной сети, а на проводе ноля тока вообще нет.


Преимущества 1-фазной сети

Основным достоинством является экономичность ее использования. В таких сетях используются трехпроводные кабели, по сравнению с тем, что в 3-фазных сетях – пятипроводные. Чтобы осуществить защиту оборудования в 1-фазных сетях, нужно иметь однополюсные защитные , в то время как в 3-фазных сетях без трехполюсных автоматов не обойтись.

В связи с этим габариты приборов защиты также будут значительно отличаться. Даже на одном электрическом автомате уже есть экономия в два модуля. А по габаритам это составляет около 36 мм, что значительно повлияет при размещении автоматов в . А при установке экономия места составит более 100 мм.

Трехфазные и однофазные сети для частного дома

Расход электроэнергии населением постоянно повышается. В середине прошлого столетия в частных домах было сравнительно немного бытовых устройств. Сегодня в этом плане совсем другая картина. Бытовые потребители энергии в частных домах плодятся не по дням, а по часам. Поэтому в собственных частных владениях уже не стоит вопрос, какие сети питания выбрать для подключения. Чаще всего в частных постройках выполняют сети питания с тремя фазами, а от однофазной сети отказываются.

Но стоит ли трехфазная сеть такого превосходства в установке? Многие считают, что, подключив три фазы, будет возможность пользоваться большим количеством устройств. Но не всегда это получается. Наибольшая допустимая мощность определена в техусловиях на подключение. Обычно, этот параметр составляет 15 кВт на все частное домовладение. В случае однофазной сети этот параметр примерно такой же. Поэтому видно, что по мощности особой выгоды нет.

Но, необходимо помнить, что если трехфазные и однофазные сети имеют равную мощность, то для 3-фазной сети можно применить , так как мощность и ток распределяется по всем фазам, следовательно, меньше нагружает отдельные проводники фаз. Номинальное значение тока автомата защиты для 3-фазное сети также будет ниже.

Большое значение имеет размер , который для 3-фазной сети будет иметь размеры заметно больше. Это зависит от размера трехфазного , который имеет габариты больше однофазного, а также автомат ввода будет занимать больше места. Поэтому распределительный щит для трехфазной сети будет состоять из нескольких ярусов, что является недостатком этой сети.

Но у трехфазного питания есть и свои преимущества, выражающиеся в том, что можно подключать трехфазные приемники тока. Ими могут быть , и другие мощные устройства, что является достоинством трехфазной сети. Рабочее напряжение 3-фазной сети равно 380 В, что выше, чем в однофазном типе, а значит, вопросам электробезопасности придется уделить больше внимания. Также дело обстоит и с пожарной безопасностью.

Недостатки трехфазной сети для частного дома

В результате можно выделить несколько недостатков применения трехфазной сети для частного дома:

  1. Нужно получать техусловия и разрешение на подключение сети от энергосбыта.
  2. Повышается опасность поражения током, а также опасность возгорания по причине повышенного напряжения.
  3. Значительные габаритные размеры распредщита ввода питания. Для хозяев загородных домов такой недостаток не имеет большого значения, так как места у них хватает.
  4. Необходим монтаж в виде модулей на вводном щитке. В трехфазной сети это особенно актуально.
Преимущества трехфазного питания для частных домов
  1. Есть возможность распределить нагрузку равномерно по фазам, во избежание возникновения перекоса фаз.
  2. Можно подключать в сеть мощные трехфазные потребители энергии. Это является наиболее ощутимым достоинством.
  3. Уменьшение номинальных значений аппаратов защиты на вводе, а также снижение ввода.
  4. Во многих случаях можно добиться разрешения у компании по энергосбыту на повышение допустимого наибольшего уровня мощности потребления электроэнергии.

В итоге, можно сделать вывод, что практически осуществлять ввод трехфазной сети питания рекомендуется для частных строений и домов с жилой площадью более 100 м 2 . Трехфазное питание особенно подходит тем хозяевам, которые собираются установить у себя циркулярную пилу, котел отопления, различные приводы механизмов с трехфазными электродвигателями.

Остальным владельцам частных домов переходить на трехфазное питание не обязательно, так как это может создать только дополнительные проблемы.

В этой краткой статье, не вдаваясь в историю сетей переменного тока, разберемся в соотношениях между фазными и линейными напряжениями. Ответим на вопросы о том, что такое фазное напряжение и что такое линейное напряжение, как они соотносятся между собой и почему эти соотношения именно таковы.

Ни для кого не секрет, что сегодня электроэнергия от генерирующих электростанций подается к потребителям по высоковольтным линиям электропередач с частотой 50 Гц. На трансформаторных подстанциях высокое синусоидальное напряжение понижается, и распределяется по потребителям на уровне 220 или 380 вольт. Где-то сеть однофазная, где-то трехфазная, однако давайте разбираться.

Действующее значение и амплитудное значение напряжения

Прежде всего отметим, что когда говорят 220 или 380 вольт, то имеют ввиду действующие значения напряжений, выражаясь математическим языком - среднеквадратичные значения напряжений . Что это значит?

Это значит, что на сомом деле амплитуда Um (максимум) синусоидального напряжения, фазного Umф или линейного Umл, всегда больше этого действующего значения. Для синусоидального напряжения его амплитуда больше действующего значения в корень из 2 раз, то есть в 1,414 раза.

Так что для фазного напряжения в 220 вольт амплитуда равна 310 вольт, а для линейного напряжения в 380 вольт амплитуда окажется равной 537 вольт. А если учесть, что напряжение в сети никогда не бывает стабильным, то эти значения могут быть как ниже, так и выше. Данное обстоятельство всегда следует учитывать, например выбирая конденсаторы для трехфазного асинхронного электродвигателя.

Фазное сетевой напряжение

Обмотки генератора соединены по схеме «звезда», и объединены концами X, Y и Z в одной точке (в центре звезды), которая называется нейтралью или нулевой точкой генератора. Это четырехпроводная трехфазная схема. К выводам обмоток A, B и C присоединяются линейные провода L1, L2 и L3, а к нулевой точке - нейтральный провод N.

Напряжения между выводом A и нулевой точкой, B и нулевой точкой, С и нулевой точкой, - называются фазными напряжениями, их обозначают Ua, Ub и Uc, ну а поскольку сеть симметрична, то можно просто написать Uф - фазное напряжение.

В трехфазных сетях переменного тока большинства стран стандартное фазное напряжение равно приблизительно 220 вольт - напряжение между фазным проводом и нейтральной точкой, которая обычно заземляется, и ее потенциал принимается равным нулю, потому она и называется еще нулевой точкой .

Линейное напряжение трехфазной сети

Напряжения между выводом A и выводом B, между выводом B и выводом C, между выводом C и выводом A, - называются линейными напряжениями, то есть это напряжения между линейными проводниками трехфазной сети. Их обозначают Uab, Ubc, Uca, или можно просто написать Uл.

Стандартное линейное напряжение в большинстве стран равно приблизительно 380 вольт. Легко заметить в данном случае, что 380 больше 220 в 1,727 раза, и, пренебрегая потерями, ясно, что это квадратный корень из 3, то есть 1,732. Безусловно, напряжение в сети все время в ту или другую сторону колеблется в зависимости от текущей загруженности сети, но соотношение между линейными и фазными напряжениями именно таково.

В электротехнике часто применяют векторный метод изображения . Метод основан на положении, что при вращении некоторого вектора U вокруг начала координат с постоянной угловой скоростью ω, его проекция на ось Y пропорциональна синусу ωt, то есть синусу угла ω между вектором U и осью Х, который в каждый момент времени определен.

График зависимости величины проекции от времени есть синусоида. И если амплитуда напряжения - это длина вектора U, то проекция, которая меняется со временем - это текущее значение напряжения, а синусоида U(ωt) отражает динамику напряжения.

Так вот, если теперь изобразить векторную диаграмму трехфазных напряжений, то получится, что между векторами трех фаз одинаковые углы по 120°, и тогда если длины векторов - это действующие значения фазных напряжений Uф, то чтобы найти линейные напряжения Uл, необходимо вычислить РАЗНОСТЬ любой пары векторов двух фазных напряжений. Например Ua – Ub.

Выполнив построение методом параллелограмма, увидим, что вектор Uл = Uа + (-Ub), и в результате Uл = 1,732Uф. Отсюда и получается, что если стандартные фазные напряжения равны 220 вольт, то соответствующие линейные будут равны 380 вольт.

Между двумя фазными проводами, иногда его упоминают как межфазное или междуфазное. Фазным считается напряжение между нулевым проводом и одним из фазных. В нормальных условиях эксплуатации линейные напряжения одинаковы и превосходят фазные в 1,73 раза.

Эксплуатационные напряжения трехфазной цепи

Трехфазные цепи обладают рядом преимуществ по сравнению с многофазными и однофазными, с их помощью можно легко получить вращательное круговое магнитное поле, которое обеспечивает работу асинхронных двигателей. Напряжение трехфазной цепи оценивают по ее линейному напряжению, для отходящих от подстанций линий его устанавливают 380 В, что соответствует фазному напряжению в 220 В. Для обозначения номинального напряжения трехфазной четырехпроводной сети используют обе величины - 380/220 В, подчеркивая этим, что к ней могут подключаться не только трехфазные устройства, рассчитанные на номинальное напряжение 380 В, но и однофазные - на 220 В.

Фазой называют часть многофазной системы, имеющую одинаковую характеристику тока. Вне зависимости от способа соединения фаз существуют три одинаковых по действующему значению напряжения трехфазной цепи. Они сдвинуты относительно друг друга по фазе на угол, составляющий 2π/3. У четырехпроводной цепи, помимо трех линейных напряжений, есть также три фазные.

Номинальные напряжения

Самыми распространенными номинальными напряжениями приемников переменного тока являются 220, 127 и 380 В. Напряжения 220 и 380 В чаще всего используются для питания промышленных устройств, а 127 и 220 В - для бытовых. Все они (127, 220 и 380 В) считаются номинальными напряжениями трехфазной сети. Их наличие в четырехпроводной сети дает возможность подключать однофазные приемники, которые рассчитаны на 220 и 127 В или 380 и 220 В.

Различия систем распределения электроэнергии

Наибольшее распространение получила трехфазная система 380/220 В с заземленной нейтралью, однако встречаются другие способы распределения электроэнергии. Например, в ряде населенных пунктов можно найти трехфазную систему с незаземленной изолированной нейтралью и линейным напряжением 220 В.

В данном случае нулевой провод не требуется, а вероятность поражения электрическим током при нарушении изоляции снижается за счет незаземленной нейтрали. Трехфазные приемники подключаются к трем фазным проводам, а однофазные - на линейное напряжение между любой парой фазных проводов.

Питающее напряжение 220/230 В однофазное и 380/400 В трехфазное в РФ. Почему 220 и 230 В, 380 В и 400В это одно и то же. 50Гц / 60Гц. Почему так. Жаргон электриков и здравый смысл.

Во первых, почему питающее напряжение в электрических сетях пременное, а не постоянное? Первые генераторы в конце 19-го века выдавали постоянное напряжение, пока кто-то (умный!) не сообразил, что производить переменное при генерации и выпрямлять при необходимости его в точках потребления проще, чем производить постоянное при генерации и рожать переменное в точках потребления.

Во вторых, почему 50 Гц? Да просто у немцев так получилось, в начале 20 века. Нет тут особого смысла. В США и некоторых других странах 60 Гц. (см. справку проекта dpva.ru)

В третьих, почему передающие сети (линии электропередач) имеют очень высокое напряжение? Тут смысл есть, если вспомнить основные формулы электротехники, то: потери мощности при транспортирове равны d(P)=I2*R, а полная передаваемая мощность равна P=I*U. Доля потерь от общей мощности выражается как d(P)/P=I*R/U. Минимальная доля потерь общей мощности, т.о. будет при максимальном напряжении. Трёхфазные сети, передающие большие мощности, имеют следующие классы напряжения:

  • от 1000 кВ и выше (1150 кВ, 1500 кВ) - ультравысокий
  • 1000 кВ, 500 кВ, 330 кВ - сверхвысокий
  • 220 кВ, 110 кВ - ВН, высокое напряжение
  • 35 кВ - СН-1, среднее первое напряжение
  • 20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 1 кВ - СН-2, среднее второе напряжение
  • 0,4 кВ, 220 В, 110 В и ниже - НН, низкое напряжение.

В четвертых: что такое номинальное обозначение В="Вольт" ( А="Ампер") в цепях переменного напряжения (тока)? Это действующее=эффективное=среднеквадратическое= среднеквадратичное значение напряжения (тока) , т.е. такое значение постоянного напряжения (тока) , которое даст такую-же тепловую мощность на аналогичном сопротивлении. Показывающие вольтметры и амперметры дают именно это значение. Максимальные амплитудные значения (например с осцилографа) по модулю всегда выше действующего.

В пятых, почему в в сетях потребителей напряжение ниже? Тут смысл тоже есть. Практически допустимые напряжения определялись доступными изоляционными материалами и их электрической прочностью. А потом уже ничего было не поменять.

Что такое "трехфазное напряжение 380/400 В и однофазное напряжение 220/230 В"? Тут внимание. Строго говоря, в большинстве случаев ( но не во всех) под трехфазной бытовой сетью в РФ понимают сеть 220(230)/380(400)В (изредка встречаются бытовые сети 127/220 В и промышленные 380/660 В!!!). Неправильные, но встречающиеся обозначения: 380/220В;220/127 В; 660/380 В!!! Итак, далее говорим об обычной сети 220(230)/380(400)Вольт, для работы с остальными - лучше бы Вам быть электриком. Итак для такой сети:

  • Наша домашняя (РФ, да и СНГ...) сеть 230(220)/400(380)В-50Гц, в Европе 230/400В-50Гц (240/420В-50Гц в Италии и Испании), в США - частота 60Гц, а номиналы вообще другие
  • К Вам придет как минимум 4 провода: 3 линейных ("фазы") и один нейтральный (вовсе не обязательно с нулевым потенциалом!!!)-если у Вас только 3 линейных провода, лучше зовите инженера-электрика.
  • 220(230)В - это действующее напряжение между любой из "фаз"=линейный провод и нейтралью (фазное напряжение).Нейтраль - это не ноль!
  • 380(400)В - это действующее значение между любыми двумя "фазами"=линейными проводами (линейное напряжение)

В шестых, почему  220В и 230В это одно и то же, почему 380В и 400В  - это одно и то-же? Да потому, что ПУЭ и ГОСТы на качество питающего напряжения принимают за качественное напряжение +/- 10% от номинала. Да и электрооборудование расчитано на это.

Проект dpva.ru предупреждает: если Вы не имеете представления о мерах безопасности при работе с электроустановками (см. ПУЭ), лучше сами и не начинайте.

  • Нейтраль (всех видов) не обязательно имеет нулевой потенциал. Качество питающего напряжения на практике не соответствует никаким стандартам, а должно бы соответствовать ГОСТ 13109-97 "Электрическая энергия. Совместимость технических средств. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения" (никто не виноват...)
  • Защитные автоматы (тепловые и КЗ) защищают цепь от перегрузки и пожара, а не Вас от удара током
  • Заземление вовсе не обязательно имеет низкое сопротивление (т.е. спасает от удара током).
  • Точки с нулевым потенциалом могут иметь бесконечно большое сопротивление.
  • УЗО установленное в подающем щите не защищает никого, кто получает удар током из гальванически развязанной цепи, запитанной от этого щита.

Удачи!

Трехфазный источник

- обзор

7.2.3 Метод модуляции прямого матричного преобразователя

В этом разделе представлена ​​матрица рабочего цикла для управления каждым переключателем трехфазного прямого матричного преобразователя и метод модуляции трехфазного преобразователя. будет описан преобразователь прямой матрицы, использующий матрицу рабочего цикла. Напряжение на входе и ток на выходе прямого матричного преобразователя даны как независимые переменные в формуле. (7.12).

(7.12) vi = vsavsbvsc = Vimcosωitcosωit − 2π / 3cosωit + 2π / 3, io = ioAioBioC = Iomcosωot − ϕocosωot − ϕo − 2π / 3cosωot − ϕo + 2π / 3.

В этом случае предположим, что операция генерирует выходное фазное напряжение и входной фазный ток в формуле. (7.13) контролем.

(7,13) vo = voAvoBvoC = Vomcosωotcosωot − 2π / 3cosωot + 2π / 3, ii = isaisbisc = Iimcosωit − ϕicosωit − ϕi − 2π / 3cosωit − ϕi + 2π / 3,

где cos14 ( ϕ 900 ) и cos ( ϕ i ) - коэффициенты мощности нагрузки и входного каскада, соответственно, а ω i и ω o - входная и выходная угловые частоты, соответственно.Опорный потенциал выходного фазного напряжения v oA , v oB и v oC является нейтральной точкой трехфазного источника напряжения входного каскада, как показано на рис. 7.3. .

Входная мощность прямого матричного преобразователя должна быть равна выходной мощности. Следовательно, уравнение. (7.14) определяется из v i T i i = v o T i o .

(7.14) VimIimcosϕi = VomIomcosϕo.

Когда коэффициент усиления по напряжению прямого матричного преобразователя определяется как q = V om / V im , Eq. (7.15) определяется как

(7.15) Vom = qVim, Iim = qIomcosϕocosϕi.

Когда уравнения. (7.12), (7.13) подставляются в уравнение. (7.10) матрица T заполнения, которая удовлетворяет ограниченному условию продолжительности включения, как в уравнении. (7.11) рассчитывается с использованием уравнения. (7.16).

(7.16) T = dAadAbdAcdBadBbdBcdCadCbdCc = p13d1d2d3d3d1d2d2d3d1 + p23d1′d2′d3′d2′d3′d1′d3′d1′d2 ′,

, где

d15 d15 , d 1 ′, d 2 ′ и d 3 ′ выражены в уравнении. (7.17).

(7.17) d1 = 1 + 2qcosω1t, d2 = 1 + 2qcosω1t + 2π3, d3 = 1 + 2qcosω1t − 2π3, d1 ′ = 1 + 2qcosω2t, d2 ′ = 1 + 2qcosω2t − 2π3, d3 ′ = 1 + 2qcosω2t + 2π3,

, где ω 1 и ω 2 составляют ω o - ω i и ω o + ω i соответственно, и p 1 и p 2 являются переменными управления коэффициентом мощности положительного и отрицательного направления, соответственно, которые выражены в формуле.(7.18).

(7,18) p1 = 121 + p, p2 = 121 − p, p = tanϕitanϕo.

Из уравнения. (7.18), p 1 + p 2 = 1 и p 1 - p 2 = p . Кроме того, p - это коэффициент передачи фазы между входом и выходом прямого матричного преобразователя. Среди переменных, которые определяют p, , ϕ o определяется характеристиками нагрузки, а ϕ i определяется желаемым значением команды.

Если входной каскад матричного преобразователя работает с единичным коэффициентом мощности ( ϕ i = 0), уравнение. (7.16) можно просто переписать, как это дает Ур. (7.19).

(7,19) djk = 131 + 2vojvskVim2j = ABCk = abc.

На рис. 7.10 показан диапазон значений трехфазного входного напряжения источника и выходного фазного напряжения прямого матричного преобразователя. Трехфазное выходное фазное напряжение не может выходить за пределы диапазона входного фазного напряжения, поскольку выходное фазное напряжение прямого матричного преобразователя синтезируется из входного напряжения.Следовательно, максимальная величина выходного фазного напряжения ограничена 50% от входного фазного напряжения. Другими словами, максимальное значение управляющего параметра q составляет 0,5 в матрице скважности уравнения. (7.16).

Рис. 7.10. Входное напряжение и выходное фазное напряжение ( q макс. = 0,5).

На рис. 7.11 показан способ получения большего выходного фазного напряжения, чем выходное фазное напряжение на рис. 7.10, путем добавления синфазного напряжения к выходному фазному напряжению по формуле.(7.13). Как упоминалось ранее, синфазное напряжение, приложенное к выходному фазному напряжению, не влияет на линейное напряжение выходного каскада прямого матричного преобразователя, поскольку опорные потенциалы выходного фазного напряжения v oA , v oB и v oC являются нейтральными точками трехфазного источника напряжения входного каскада.

Рис. 7.11. Входное напряжение и выходное фазное напряжение ( q max = 0.866) с использованием синфазного напряжения в модуляции.

Следовательно, фазные напряжения на выходе выражаются в формуле. (7.20) как

(7.20) vo = voAvoBvoC = Vomcosωot + vcmtcosωot − 2π / 3 + vcmtcosωot + 2π / 3 + vcmt,

, где v cm - синфазное напряжение, выраженное в уравнении . (7.21) как

(7.21) vcmt = −16cos3ωot + 36cos3ωit.

В результате максимальное значение q увеличивается до √ 3/2 (= 0,866). Дополнительно q max = 0.866 - это уникальная характеристика прямого матричного преобразователя, которая определяется независимо от метода модуляции управления прямого матричного преобразователя.

Если выходное фазное напряжение уравнения. (7.20) вместо уравнения. (7.13) окончательное решение обычно выражается сложным уравнением, полученным с помощью оптимального метода Вентурини. Кроме того, этот метод необходим для многих расчетов в реальном приложении. Однако, если входной каскад прямого матричного преобразователя работает с единичным коэффициентом мощности ( ϕ i = 0), окончательное решение может быть легко реализовано, как показано в уравнении.(7.22).

(7.22) djk = 131 + 2vojvskVim2 + 4q33sinωit + βksin3ωit, j = A, B, C, k = a, b, c, βa = 0, βb = −2π / 3, βc = 2π / 3.

В зависимости от оптимального метода анализа Вентурини, соотношение между передаточным отношением фазы на входе и выходе p прямого матричного преобразователя и коэффициентом усиления по напряжению q выбирается из уравнения. (7.23).

(7,23) 2qp⋅1 − signλ3 + sgnλ3≤1,

, где λ и sgn ( λ ) выражаются следующим образом в уравнении. (7.24).

(7.24) λ = 2q31 − p, signλ = 1, λ≥0−1, λ <0.

На рис. 7.12 показано изменение максимального усиления по напряжению q max в зависимости от значения p . Если p управляется для управления коэффициентом мощности входного каскада прямого матричного преобразователя, необходимо соблюдать осторожность, поскольку максимальное усиление напряжения q max изменяется, как показано на рис. 7.12.

Рис. 7.12. Максимальное усиление напряжения q max в зависимости от значения p .

Если требуется, чтобы q max было> 0,5, диапазон p должен быть ограничен в диапазоне - 1 < p <1. Кроме того, в диапазоне - 1 < p <1, диапазон регулировки угла коэффициента мощности входного каскада ограничен как - | ϕ o | < ϕ i <| ϕ o | из уравнения. (7.18).

На рис. 7.13 показан пример метода, который генерирует стробирующие сигналы, которые являются функцией присутствия переключателя ( S jk ), с использованием каждого матричного элемента ( d jk ) матрицы заполнения . Т матричного преобразователя.Стробирующие сигналы переключателей S Aa , S Ab и S Ac , подключенных к выходному каскаду фазы A, определяются путем сравнения несущего сигнала v tri треугольной формы. форма с d Aa и ( d Aa + d Ab ) мгновенно. Кроме того, они выражаются следующим образом в формуле. (7.25):

Рис. 7.13. Формирование стробирующих сигналов из дежурного сигнала (переключение фазы А).

(7.25) sAasAbsAc = 100,0≤vtri

, где s ij = 0 представляет состояние выключения переключателя и s ij = 1 представляет состояние включения. Методы, которые генерируют стробирующие сигналы переключателей ( S Ba , S Bb и S Bc ), подключенных к выходному каскаду фазы B и переключателям ( S Ca , S Cb и S Cc ), подключенные к выходному каскаду C-фазы, аналогичны методу для переключателей, подключенных к выходному каскаду A-фазы.

Разница между линейным и фазным напряжениями с решенными примерами

Линейное напряжение в трехфазной системе - это разность потенциалов между любыми двумя линиями или фазами, присутствующими в системе, обозначенная как V line или V L-L. Присутствующие здесь фазы являются проводниками или обмотками катушки. Если R, Y и B - три фазы (красная фаза, желтая фаза, синяя фаза), то разница напряжений между R и Y, Y и B или B и R образует линейное напряжение.С другой стороны, фазовое напряжение - это разность потенциалов между одной фазой (R, Y или B) и точкой соединения нейтрали, обозначенная как V фаза = VR (напряжение в красной фазе) = VY (напряжение в желтой фазе) = VB ( напряжение в синей фазе).

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Точно так же линейный ток - это ток в одной фазе, а фазный ток - это ток внутри трехфазного соединения.

Чтобы понять соотношение линейного напряжения и фазного напряжения, первое, что нам нужно понять, это различные типы трехфазных систем подключения.

Соотношение между линейным напряжением и фазным напряжением при соединении звездой

Рассмотрим три катушки провода или обмотки трансформатора, соединенные общей точкой соединения. Три провода, идущие от каждой катушки к нагрузке, называются линейными проводами, а сами проводники являются фазами. Эта система представляет собой типичную трехфазную трехпроводную систему соединения звездой. Если нейтральный провод присоединяется к общей средней точке, это называется трехфазной четырехпроводной системой соединения звездой.

Термины линейное напряжение и фазное напряжение уже объяснялись ранее, и они связаны следующим образом:

\ [V_ {line} = \ sqrt {3} V_ {phase} \];

Пока линейный ток = фазный ток.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Соотношение между линейным напряжением и фазным напряжением при соединении треугольником

При соединении треугольником все три конца фаз соединены в замкнутый треугольник шлейф, и у него нет общей нейтральной точки, как при соединении звездой.Здесь линейное и фазное напряжение связаны следующим образом:

\ [V_ {line} = V_ {phase} \];

Пока линейный ток = √3 × фазный ток.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Разница между фазным напряжением и линейным напряжением определяется следующим образом:

Разница между линейным напряжением и фазным напряжением

Sl No.

Напряжение сети

Фазное напряжение

1.

Напряжение сети выше, чем напряжение фазы при соединении звездой.

Фазное напряжение меньше линейного напряжения при соединении звездой.

2.

Линейное напряжение - это разность потенциалов между двумя фазами или линиями.

Фазное напряжение - это разность потенциалов между фазой и нейтралью.

3.

При соединении звездой линейное напряжение в √3 раз больше фазного напряжения.

При соединении звездой фазное напряжение в 1 / √3 раза больше линейного напряжения.

При соединении треугольником линейное и фазное напряжение равны.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Решенные примеры

1. Рассчитайте фазное напряжение, если линейное напряжение составляет 460 вольт, учитывая, что система представляет собой трехфазную сбалансированную систему, соединенную звездой.

Ответ: Мы знаем,

Vphase = Vline / √3 = 460 / √3 = 265.59 вольт.

2. В какой из следующих цепей линейное и фазное напряжение равны? А как насчет соотношения линейного напряжения и фазного напряжения в другой цепи?

(изображение скоро будет загружено)

Ответ: Как мы знаем, при соединении треугольником (второй рисунок) линейное и фазное напряжение равны. В то время как для соединения звездой линейное напряжение выше, чем фазное напряжение, которое определяется соотношением: Vline = √3 Vphase.

Интересные факты

  • В любой проблеме или вопросе обычно указывается напряжение сети.Об этом следует упомянуть в случае фазного напряжения. Если не указано иное, считайте это линейным напряжением.

  • Наш бытовой трехфазный блок питания или 440 вольт - это сетевое напряжение.

  • Однофазный источник переменного тока 230 В - это разница напряжений между фазой и нейтральным переходом или, скорее, фазное напряжение.

  • Многофазная система, в которой все линейные напряжения и линейные токи равны, известна как трехфазная сбалансированная система.В случае несимметричных нагрузок система, как правило, неуравновешенная.

Что такое трехфазная система? Определение и типы

Определение: Система с тремя фазами, т.е. ток будет проходить по трем проводам, и будет один нейтральный провод для передачи тока короткого замыкания на землю, известна как трехфазная система. Другими словами, система, которая использует три провода для генерации, передачи и распределения, известна как трехфазная система.Трехфазная система также используется как однофазная, если от нее отсоединены одна из их фазы и нейтральный провод. Сумма линейных токов в 3-х фазной системе равна нулю, а их фазы различаются под углом 120º

Трехфазная система состоит из четырех проводов, т. Е. Трех токоведущих проводов и одной нейтрали. Площадь поперечного сечения нейтрального проводника составляет половину живого провода. Ток в нейтральном проводе равен сумме линейного тока трех проводов и, следовательно, равен √3, умноженному на составляющие тока нулевой последовательности фаз.

Трехфазная система имеет несколько преимуществ, например, она требует меньше проводов по сравнению с однофазной системой. Он также обеспечивает непрерывное питание нагрузки. Трехфазная система имеет более высокий КПД и минимальные потери.

Трехфазная система индуцирует в генераторе трехфазное напряжение одинаковой величины и частоты. Он обеспечивает бесперебойное питание, то есть, если одна фаза системы нарушена, то оставшиеся две фазы системы продолжают подавать питание.Величина тока в одной фазе равна сумме тока в двух других фазах системы.

Разность фаз трех фаз 120º необходима для правильной работы системы. В противном случае система выйдет из строя

Типы соединений в трехфазной системе

Трехфазные системы подключаются двумя способами: звездой и треугольником. Их подробное объяснение показано ниже.

Звездное соединение

Для соединения звездой требуется четыре провода, в которых есть три фазных провода и один нейтральный провод. Такой тип подключения в основном используется для передачи на большие расстояния, поскольку он имеет нейтральную точку. Нейтральная точка передает несимметричный ток на землю и, следовательно, уравновешивает систему.

Трехфазные системы, соединенные звездой, выдают два разных напряжения, то есть 230 В и 440 В. Напряжение между одной фазой и нейтралью составляет 230 В, а напряжение между двумя фазами равно 440 В.

Соединение треугольником

Соединение в треугольник имеет три провода, нейтральная точка отсутствует. Соединение треугольником показано на рисунке ниже. Линейное напряжение при соединении треугольником равно фазному напряжению.

Подключение нагрузок в трехфазной системе

Нагрузки в трехфазной системе также могут подключаться по схеме звезды или треугольника. Трехфазные нагрузки, подключенные по схеме треугольник и звезда, показаны на рисунке ниже.

Трехфазная нагрузка может быть сбалансированной или несбалансированной.Если три нагрузки (импедансы) Z 1 , Z 2 и Z 3 имеют одинаковую величину и фазовый угол, тогда трехфазная нагрузка называется сбалансированной. В состоянии баланса все фазы и линейные напряжения равны по величине.

Типы систем распределения питания переменного тока

Как мы все знаем, электроэнергия почти исключительно генерируется, передается и распределяется в форме переменного тока. Распределительная система обычно начинается с подстанции, где мощность доставляется по сети передачи.В некоторых случаях распределительная система может начинаться с самой генерирующей станции, например, когда потребители находятся рядом с генерирующей станцией. Для больших территорий или промышленных зон также можно использовать первичное и вторичное распределение.

Типы систем распределения питания переменного тока

В зависимости от используемых фаз и проводов распределительную систему переменного тока можно классифицировать как -
  1. Однофазная 2-проводная система
  2. Однофазная, 3-проводная система
  3. Двухфазная, 3-проводная система
  4. Двухфазная, 4-проводная система
  5. Трехфазная, трехпроводная система
  6. Трехфазная, 4-проводная система

Однофазное, 2-проводное распределение

Эта система может использоваться на очень коротких расстояниях.На следующем рисунке показана однофазная двухпроводная система с заземленным - рис. (A) одним из двух проводов и рис. (б) средняя точка фазной обмотки заземлена.

Однофазная, 3-проводная система

Эта система в принципе идентична 3-проводной системе распределения постоянного тока. Нейтральный провод отводится от вторичной обмотки трансформатора и заземляется. Эта система также называется двухфазной системой распределения электроэнергии . Он обычно используется в Северной Америке для бытовых нужд.

Двухфазная, 3-проводная система

В этой системе нейтральный провод отводится от места соединения двух фазных обмоток, напряжения которых находятся в квадратуре друг с другом. Напряжение между нулевым проводом и любым из внешних фазных проводов составляет V. В то время как напряжение между внешними фазными проводами составляет √2V. По сравнению с двухфазной 4-проводной системой эта система страдает дисбалансом напряжений из-за несимметричного напряжения в нейтрали.

Двухфазная, 4-проводная система

В этой системе 4 провода взяты от двух фазных обмоток, напряжения которых находятся в квадратуре друг с другом.Середины обеих фазных обмоток соединены вместе. Если напряжение между двумя проводами одной фазы равно В, то напряжение между двумя проводами разной фазы будет 0,707 В.

Трехфазная, 3-проводная система распределения

Трехфазные системы очень широко используются для распределения питания переменного тока . Три фазы могут быть соединены треугольником или звездой с заземлением нейтрали. Напряжение между двумя фазами или линиями для соединения треугольником равно V, где V - напряжение на фазной обмотке.При соединении звездой напряжение между двумя фазами составляет √3В.

Трехфазная, 4-проводная система распределения

В этой системе используются фазные обмотки, соединенные звездой, а четвертый провод или нейтральный провод отводится от звезды. Если напряжение каждой обмотки равно V, то линейное напряжение (линейное напряжение) равно √3V, а линейное напряжение (фазное напряжение) равно V. Этот тип распределительной системы широко используется в Индия и многие другие страны. В этих странах стандартное фазное напряжение составляет 230 вольт, а линейное напряжение √3x230 = 400 вольт.Однофазные бытовые нагрузки, однофазные двигатели, работающие от 230 В и т. Д., Подключаются между любой одной фазой и нейтралью. Трехфазные нагрузки, такие как трехфазные асинхронные двигатели, подключаются ко всем трем фазам и нейтрали.

Классификация по схеме подключения

Распределительную систему можно классифицировать по схеме подключения или топологии следующим образом -
  1. Радиальная система
  2. Кольцевая основная система
  3. Объединенная система
Вы можете узнать больше об этом здесь.

Трехфазный источник питания - что такое линейное напряжение

Трехфазный источник питания - что такое линейное напряжение - Электротехнический стек
Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 177 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange
  1. 0
  2. +0
  3. Авторизоваться Зарегистрироваться

Electrical Engineering Stack Exchange - это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил

Просмотрено 129k раз

\ $ \ begingroup \ $

Ну, это кажется основным принципом, но я не могу его понять.(Мы ожидаем, что это уже "знаем").

В трехфазной ситуации мне дают напряжение источника 230 В. - Таким образом, форма волны для каждой из фаз будет: \ $ v_s = \ sqrt2 \ cdot 230 \ cdot \ sin (\ omega t + \ theta_i) \ $

.

Где \ $ \ theta_i \ $ - \ $ 0, \ tfrac {2} {3} \ pi, \ tfrac {4} {3} \ pi \ $ для каждой фазы.

Итак, теперь я мог рассчитать межфазное напряжение по формуле: $$ v_ {ll} = 2 \ cdot \ left (\ sqrt2 \ cdot 230 \ cdot \ sin (\ tfrac {2} {3} \ pi) \ right) $$

Это правильно?

Создан 04 дек.

paul23paul23

29322 золотых знака44 серебряных знака1111 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ \ $ \ begingroup \ $

Нет необходимости в сложной формуле.

Если у вас сбалансированная трехфазная сеть, где все три фазных напряжения равны по величине и разнесены по фазе на 120 °, то:

$ V_ {L-L} = \ sqrt {3} \ times V_ {L-N}

$

Чтобы понять почему, рассмотрим векторную диаграмму:

Применение базового триггера:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *