Одна фаза или три?
Владимир Еремеев ЭлектротехникаПостараемся ответить на это весьма актуальный вопрос. Проблемы трехфазного или однофазного подключения постоянно преследуют владельцев дач, загородных домов, коттеджей. Некоторые из них имеют решение, некоторые – нет.
Итак, какое подключение лучше, трехфазное или однофазное? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Любое подключение имеет плюсы и минусы.
Однофазное подключение
Имеет бесспорный плюс – дешевизну входных защитных элементов электрощитка и кабелей. Учтем также, что качество поставляемой электроэнергии по-прежнему низкое, а в случае воздушного ввода лучше иметь систему молниезащиты. Всё это требует применения дорогой дополнительной защиты электроустановки по входу. В однофазном варианте эта защита в три раза дешевле.
Еще один плюс – при питании от одной фазы вводной ограничивающий автомат имеет большой номинал (ток срабатывания), что позволяет использовать в хозяйстве мощные потребители – сауны, электросварочные аппараты и т.п.
Однако, у однофазного подключения есть один существенный минус. Это – возможное падение напряжения в сети.
Например, в некоторых подмосковных поселках, напряжение практически не поднимается выше 180 Вольт. Обычный уровень – 160 Вольт.
При таком низком напряжении энергосберегающие лампы работают плохо или вообще не работают. Холодильники, стиральные машины и другое оборудование, имеющее в своем составе электродвигатели, быстро выходит из строя – из-за перегрева сгорают обмотки двигателя. Электроника часто вообще не включается…
Куда девается напряжение? Это достаточно просто. Не только вы один хотите включить электросварку. Сосед, подключенный к той же фазе, что и вы, тоже хочет включить сварку. И еще один сосед, еще…
Так образуется неравномерность напряжения по фазам. Одна фаза перегружена, другая работает нормально, третья – что-то среднее. При однофазном подключении всего поселка, такая ситуация встречается сплошь и рядом.
Решение проблемы – применение стабилизатора напряжения и более толстых вводных кабелей. Причем, от стабилизатора лучше питать электроприборы, требовательные к напряжению питания. Это позволит сэкономить на стабилизаторе, ведь чем он мощнее – тем дороже.
Трехфазное подключение
Используется обычно, когда единовременная выделенная мощность приближается к 10 кВт.
Трехфазное подключение требует трехфазных защитных элементов на вводе и в сумме чуть дороже однофазного. Кроме того, оно более надежно.
Трехфазная сеть имеет один, весьма существенный минус – вы не можете подключить к этой сети мощную однофазную нагрузку. Дело в том, что ток срабатывания вводного ограничивающего автомата оказывается в три раза ниже по сравнению с однофазным включением. Мощность распределяется по фазам равномерно, т.е. при выделенной мощности 10 кВт на каждую фазу приходится лишь 3,3 кВт. Соответственно, на вводе установлен автомат на 16А. К такому уже не подключить электросварку на 4,5кВт!
Что же делать? Проблема решается с помощью мощного трехфазного трансформатора, который преобразует трехфазную сеть в однофазную, причем так, что качество напряжения оказывается выше нежели при однофазном подключении. Значительное падение напряжения на одной внешней фазе не приводит к столь значительному падению напряжения во внутренней питающей сети. Кроме того, такой трансформатор дешевле стабилизатора напряжения равной мощности.
Как видите, ситуация неоднозначная. В большинстве случаев, вы не можете выбирать фазность питающей электросети. Это прерогатива Управляющей компании. И все же, по возможности постарайтесь добиться трехфазного подключения и выделенной мощности больше 10кВт.
Владимир Еремеев
<< Назад
В чем разница между генераторами с 1 и 3 фазами? Какой вариант выбрать?
Главное различие между однофазными и трехфазными генераторами заключается в величине выдаваемого напряжения. В то время как к первым можно подключать только электроприборы с напряжением 220 В, вторые при соблюдении правил подключения способны обеспечить питание устройств, рассчитанных как на 220, так и на 380 вольт.
В чем же отличие между однофазным и трехфазным генератором? В действительности все просто. Достаточно понять, для чего предназначены установки, в зависимости от количества генерируемых фаз. К примеру, однофазный генератор переменного тока предназначен для обеспечения энергией однофазных потребителей (приборов). К этой группе относятся практически все бытовые приборы, которые мы привыкли использовать у себя дома. Исключение могут составлять только мощные двигатели старого образца, тены в сауне и т.д.
С точки зрения целесообразности выбор 1-фазной электростанции очевиден при соответствующей разводке электрической сети. Если планируется подавать нагрузку только на приборы с одной фазой (а такая потребность в бытовых условиях возникает чаще всего), применение 1-фазного генератора более рационально и с позиции минимизации финансовых затрат, и для упрощения схемы подключения. В случае, если в электрической сети присутствуют приборы, требующие напряжения 380 В, 3-фазное устройство соответствующей мощности способно полностью обеспечить все потребности объекта в электроснабжении.
Присутствие на объекте трехфазных потребителей подводит к единственному решению – установке трехфазного генератора. Однако в этой ситуации необходимо предусмотреть возможность обеспечения напряжением от генератора не только трехфазных, но и однофазных потребителей. Это требует определенной подготовки и опыта, а также понимания принципов работы станции. Принципиальным отличием трехфазного генератора переменного тока от однофазного является наличие у него двух выходов – на 230В и 400В. В однофазном генераторе выход только один – на 230В.
Важным условием подключения приборов с 1 фазой к приборам с 3 фазами является принцип равномерного распределения фаз, т.е. величины потребляемых мощностей, приходящиеся на каждую из них, должны быть приблизительно равны. Разница не должна превышать 20%, иначе это приведет к выходу генератора из строя. Помимо этого, необходимо помнить, что суммарная нагрузка от потребителей такой сети не может превышать 1/3 номинальной мощности устройства.
Учитывая сложности подключения и контроля за распределением электрической нагрузки, в бытовых условиях и в сетях с энергопотреблением менее 20 кВт использование трехфазных электрогенераторов нецелесообразно. Большинство современных бытовых электроустройств рассчитано на напряжение 220 В, поэтому, если не планируется расширение сети с использованием более мощных приборов, однофазные электростанции в полной мере справятся с возложенной на них задачей.
Подведем промежуточный итог:
- Электрогенераторы бывают однофазными или трехфазными, соответственно на 220В и 380В;
- Если на объекте отсутствуют трехфазные потребители, оптимальным решением будет выбор именно однофазной установки, что позволит сэкономить бюджет и максимально эффективно использовать ресурс генератора;
- Однофазные генераторы могут обеспечивать электроэнергией только однофазных потребителей;
- Трехфазные генераторы на 380В устанавливают, если на объекте имеется трехфазное оборудование;
- Трехфазные станции могут обеспечивать электроснабжение, как однофазных (220В), так и трехфазных (380В) потребителей;
- Установка трехфазных генераторов возможна в частном секторе – в загородных домах и коттеджах, где проектом предусмотрена трехфазная разводка сети.
Нестандартные ситуации
Не исключена ситуация, когда ваш дом, согласно проекта, имеет трехфазный ввод, но в нем нет ни одного трехфазного потребителя. Как поступить в такой ситуации, и какой генератор лучше устанавливать? Вариантов решения может быть два:
- Установка трехфазного генератора. В этом случае важным моментом будет равномерное распределение нагрузки по всему дому между тремя фазами от генерирующей станции. Теоретически сделать это просто, на практике чаще всего возникают определенные сложности. Дело в том, что такой способ подключения подразумевает, что для нормальной работы генератора в штатном режиме на каждой фазе должна быть одинаковая нагрузка. Недопустимо превышение разницы в нагрузке между фазами более чем на 25%. Это может привести к такому явлению, как «перекос фаз», что может стать причиной преждевременного выхода генератора из строя. Допустим, для простоты расчетов, что общая нагрузка в доме составляет 3 кВт. Значит, на каждой фазе должно быть потребителей на 1 кВт. Конечно, допускаются небольшие отклонения. Но если на одной фазе потребление составляет 1 кВт, то на других фазах 0,5 кВт или 1,5 кВт уже будут недопустимы, поскольку это приводит к перекосу фаз.
- Вторым решением в такой ситуации может быть установка однофазного генератора. Подключить такую установку и согласовать ее работу с трехфазным вводом для опытных профессионалов не проблема. Наша компания такие работы проводит постоянно. Преимущество такого решения – исключается возможность «перекоса фаз», который актуален только для трехфазных установок.
Если в вашем доме предусмотрен трехфазный ввод, но вы не имеете трехфазных потребителей, оптимальным решением будет установка однофазного генератора. Но если вы принимаете решение об установке трехфазной станции, важно правильно выбрать модель, организовать подключение и рассчитать нагрузку, чтобы исключить вероятность возникновения перекоса фаз.
Не лишним будет отметить, что трехфазные генераторы отличаются более высокими показателями КПД, в сравнении с однофазными установками. Поэтому, если вы уверены в том, что сможете обеспечить равную нагрузку потребителей по трем фазам, выбор трехфазной станции может быть вполне обоснованным и верным решением.
www.sklad-generator.ru
В чем разница между фазами электрического тока (фазы 1, 2, 3 )? Дом из соломы
Соломенный экодом — личный опыт строительства
Этот проект посвящен строительству дома из соломы. Описывается личный опыт, который не является прямым руководством к действию. Автор пытается построить собственный экодом и описывает все этапы строительства, начиная с рождения идеи, выбора участка, создания проекта, изучения технологии, заканчивая расстановкой мебели (в будущем:)
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 .
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.
Поделиться “В чем разница между фазами электрического тока (фазы 1, 2, 3 )?”
http://biodoma.ru
legkoe-delo.ru
Линейное и фазное напряжение – соотношение и формулы, схема соединения звездой и треугольником
Одним из видов систем с множеством фаз, представлены цепи, состоящие из трех фаз. В них действуют электродвижущие силы синусоидального типа, возникающие с синхронной частотой, от единого генератора энергии, и имеют разницу в фазе.
Электрическое напряжение трехфазных сетейПод фазой, понимаются самостоятельные блоки системы с множеством фаз, имеющие идентичные друг другу параметры тока. Поэтому, в электротехнической области, определение фазы имеет двойное толкование.
Во-первых, как значение, имеющее синусоидальное колебание, а во-вторых, как самостоятельный элемент в электросети с множеством фаз. В соответствии с их количеством и маркируется конкретная цепь: двухфазная, трехфазная, шестифазная и т.д.
Сегодня в электроэнергетике, наиболее популярными являются цепи с трехфазным током. Они обладают целым перечнем достоинств, выделяющих их среди своих однофазных и многофазных аналогов, так как, во-первых, более дешевы по технологии монтажа и транспортировки электроэнергии с наименьшими потерями и затратами.
Во-вторых, они имеют свойство легко образовывать движущееся по кругу магнитное поле, которое является движущей силой для асинхронных двигателей, которые используются не только на предприятиях, но и в быту, например, в подъемном механизме высотных лифтов и т.д.
Электрические цепи, имеющие три фазы, позволяют одновременно пользоваться двумя видами напряжения от одного источника электроэнергии – линейным и фазным.
Виды напряжения
Знание их особенностей и характеристик эксплуатации, крайне необходимо для манипуляций в электрощитах и при работе с устройствами, питаемыми от 380 вольт:
- Линейное. Его обозначают как межфазный ток, то есть проходящий между парой контактов или идентичными клеймами разных фаз. Оно определяется разностью потенциалов пары фазных контактов.
- Фазное. Оно появляется при замыкании начального и конечного выводов фазы. Также, его обозначают как ток, возникающий при замыкании одного из контактов фазы с нулевым выводом. Его величина определяется абсолютным значением разности выводов от фазы и Земли.
Отличия
В обычной квартире, или частном доме, как правило, существует только однофазный тип сети 220 вольт, поэтому, к их щиту электропитания, подведены в основном два провода – фаза и ноль, реже к ним добавляется третий – заземление.
К высотным многоквартирным зданиям с офисами, гостиницами или торговыми центрами, подводится сразу 4 или 5 кабелей электропитания, обеспечивающих три фазы сети 380 вольт.
Почему такое жесткое разделение? Дело в том, что трехфазное напряжение, во-первых, само отличается повышенной мощностью, а во-вторых, оно специфически подходит для питания особых сверхмощных электродвигателей трехфазного типа, которые используются на заводах, в электролебедках лифтов, эскалаторных подъемниках и т.д.
Такие двигатели при включении в трехфазную сеть вырабатывают в разы большее усилие, чем их однофазные аналоги тех же габаритов и веса.
Проводить разводку проводки такого типа можно без использования профессионального оборудования и приборов, достаточно обычных отверток с индикаторами.
Соединяя проводники не нужно монтировать нулевой контакт, ведь вероятность пробоя очень мала, благодаря не занятой нейтрали.
Но такая схема сети имеет и свое слабое место, так как в линейной схеме монтажа крайне сложно найти место повреждения проводника в случае аварии или поломки, что может повысить риск возникновения пожара.
Таким образом, главным отличием между фазным и линейным типами являются разные схемы подключения проводов обмоток источника и потребителя электроэнергии.
Соотношение
Значение напряжения фазы равняется около 58% от мощности линейного аналога. То есть, при обычных эксплуатационных параметрах, линейное значение стабильно и превосходит фазное в 1,73 раза.
Оценка напряжения в сети трехфазного электрического тока, в основном производится по показателям его линейной составляющей. Для линий тока этого типа, подающегося с подстанций, оно, как правило, равняется 380 вольтам, и идентично фазному аналогу в 220 В.
В электросетях с четырьмя проводами, напряжение трехфазного тока маркируется обоими значениями – 380/220 В. Это обеспечивает возможность питания от такой сети устройств, как с однофазным потреблением электроэнергии 220 вольт, так и более мощных агрегатов, рассчитанных на ток 380 В.
Самой доступной и универсальной стала система трехфазного типа 380/220 В, имеющая нулевой провод, так называемое заземление. Электрические агрегаты, работающие на одной фазе 220 В., могут быть запитаны от линейного напряжения при подключении к любой паре фазных выводов.
Электрические агрегаты трехфазного питания работают только при подключении сразу к трем выводам разных фаз.
В этом случае, применение нулевого вывода в качестве заземления, не является обязательным, хотя в случае повреждения изоляции проводов, его отсутствие серьезно повышает вероятность удара током.
Схема
Агрегаты трехфазного тока имеют две схемы подключения в сеть: первая – «звезда», вторая – «треугольником». В первом варианте, начальные контакты всех трех обмоток генератора замыкаются вместе по параллельной схеме, что, как и в случае с обычными щелочными батарейками не даст прироста мощности.
Вторая, последовательная схема подключения обмоток источника тока, где каждый начальный вывод подключается к конечному контакту предыдущей обмотки, дает трехкратный прирост напряжения за счет эффекта суммирования напряжений при последовательном подключении.
Кроме того, такие же схемы подключения имеют и нагрузку в виде электродвигателя, только устройство, подключенное в трехфазную сеть по схеме «звезда», при токе в 2,2 А будет выдавать мощность 2190Вт, а тот же агрегат, подключенный «треугольником», способен выдать в три раза большую мощность — 5570, за счет того, что благодаря последовательному подключению катушек и внутри двигателя, сила тока суммируется и доходит до 10 А.
Имея источник трехфазного напряжения и двигатели, имеющие аналогичную схему подключения, можно получить в разы больше мощности просто за счет эффективного подключения всех агрегатов.
Расчет линейного и фазного напряжения
Сети с линейным током нашли широкое применение за счет своих характеристик меньшей травмоопасности и легкости разведения такой электропроводки. Все электрические устройства в этом случае соединены только с одним фазным проводом, по которому и идет ток, и только он один и представляет опасность, а второй — это земля.
Рассчитать такую систему несложно, можно руководствоваться обычными формулами из школьного курса физики. Кроме того, для измерения этого параметра сети, достаточно использовать обычный мультиметр, в то время как для снятия показаний подключения фазного типа, придется задействовать целую систему оборудования.
Для подсчета напряжения линейного тока, применяют формулу Кирхгофа:
Уравнение которой гласит, что каждой из частей электрической цепи, сила тока равна нулю — k=1.
И закон Ома:
Используя их, можно без труда произвести расчеты каждой характеристики конкретного клейма или электросети.
В случае разделения системы на несколько линий, может появиться необходимость рассчитать напряжение между фазой и нулем:
Эти значения являются переменными, и меняются при разных вариантах подключения. Поэтому, линейные характеристики идентичны фазовым.
Однако, в некоторых случаях, требуется вычислить чему равно соотношение фазы и линейного проводника.
Для этого, применяют формулу:
Uл – линейное, Uф – фазовое. Формула справедлива, только если — IL = IF.
При добавлении в электросистему дополнительных отводящих элементов, необходимо и персонально для них рассчитывать фазовое напряжение. В этом случае, значение Uф заменяется на цифровые данные самостоятельного клейма.
При подключении промышленных систем к электросети, может появиться необходимость в расчете значения реактивной трехфазной мощности, которое вычисляется по следующей формуле:
Идентичная структура формулы активной мощности:
Примеры расчета:
Например, катушки трехфазного источника тока подключены по схеме «звезда», их электродвижущая сила 220В. Необходимо вычислить линейное напряжение в схеме.
Линейные напряжения в этом подключении будут одинаковы и определяются как:
- U1=U2=U3= √3 Uф=√3*220=380 В.
househill.ru
Разбираемся в разнице между фазным и линейным напряжениями
Фазное напряжение и линейное, соединение звездой и треугольником. В разговорах профессиональных электриков можно нередко слышать эти слова. Но даже не всякий электрик знает точное их значение. Так что же означают эти термины? Попробуем разобраться.
На заре развития электротехники энергия электрических генераторов и батарей передавалась потребителям по сетям постоянного тока. В США главным апологетом этой идеи был знаменитый изобретатель Томас Эдисон и крупнейшие на то время энергетические компании, подчиняясь авторитету «гиганта инженерной мысли», беспрекословно внедряли её в жизнь.
Однако, когда встал вопрос о создании разветвлённой электрической сети потребителей, питающейся от расположенного на большом расстоянии генератора, что потребовало создания первой линии электропередачи, победил проект никому тогда неизвестного сербского эмигранта Николы Теслы.
Он кардинально изменил саму идею системы электроснабжения, применив в ней вместо постоянного, генератор и электрические линии переменного тока. что позволило значительно снизить потери энергии, расход материалов и повысить энергоэффективность.
В этой системе использовался созданный Теслой трёхфазный генератор переменного тока, а передача энергии осуществлялась с помощью трансформаторов напряжения, изобретённых русским учёным П. Н. Яблочковым.
Другой русский инженер М. О. Доливо‑Добровольский уже через год не только создал подобную систему электроснабжения в России, но и значительно усовершенствовал её.
У Теслы для генерации и передачи энергии использовались шесть проводов, Добровольский предложил путём видоизменения подключения генератора сократить это количество до четырех.
Экспериментируя над созданием генератора, он попутно изобрёл асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, находящий и поныне самое широкое применение в промышленности.
Что такое фаза: определяемся в значении
Понятие фазы существует только в цепях синусоидального переменного тока. Математически такой ток можно представить и описать уравнениями вращающегося вектора, закреплённого одним концом в начале координат. Изменение величины напряжения цепи с течением времени будет представлять собой проекция этого вектора на ось координат.
Значение этой величины зависит от угла, под которым находится вектор к координатной оси. Строго говоря, угол вектора — это и есть фаза.
Значение напряжения измеряется относительно потенциала Земли, всегда равного нулю. Поэтому провод, в котором существует напряжение переменного тока, называют фазным, а другой, заземлённый, — нулевым.
Фазовый угол одиночного вектора не представляет большого практического значения — в электрических сетях он за 1/50 сек совершает полный оборот в 360°. Куда большее применение имеет относительный угол между двумя векторами.
В цепях с так называемыми реактивными элементами: катушками, конденсаторами, он образуется между векторами значений напряжения и тока. Такой угол называют фазовым сдвигом.
Если величины реактивных нагрузок не меняются во времени, то и фазовый сдвиг между током и напряжением будет постоянным. А уже с его помощью можно производить анализ и расчёт электрических цепей.
В XIX веке, когда ещё не было научной теории электричества, и все разработки нового оборудования осуществлялись опытным путем, экспериментаторы заметили, что виток провода, вращающийся в постоянном магнитном поле, создаёт на своих концах электрическое напряжение.
Затем выяснилось, что оно изменяется по синусоидальному закону. Если намотать катушку из многих витков, напряжение пропорционально увеличится. Так появились первые электрические генераторы, которые могли обеспечивать потребителей электрической энергией.
Тесла в генераторе, разрабатываемом для крупнейшей тогда в США Ниагарской гидроэлектростанции, для более эффективного использования магнитного поля, разместил в нем не одну катушку, а три.
За один оборот ротора магнитное поле статора пересекали сразу три катушки благодаря чему отдача генератора увеличилась в корень из трёх раз и от него можно было запитать одновременно трёх различных потребителей.
Экспериментируя с такими генераторами, первые инженеры‑электрики заметили, что напряжения в обмотках изменяются не одновременно. Когда, например, в одной из них оно достигает положительного максимума, в двух других оно будет равным половине отрицательного минимума и так периодически для каждой обмотки, а для математического описания такой системы уже нужна была система трёх вращающихся векторов с относительным углом между ними в 120°.
В дальнейшем оказалось, что если нагрузки в цепях обмоток сильно отличались друг от друга, это значительно ухудшало работу самого генератора. Выяснилось, что в больших разветвлённых сетях выгоднее не тащить к потребителям три различных линии электропередач, а подвести к ним одну трёхфазную и уже на конце её обеспечивать равномерное распределение нагрузок по каждой фазе.
Именно такую схему и предложил Доливо‑Добровольский, когда по одному выводу от каждой из трёх обмоток генератора соединяются вместе и заземляются, вследствие чего их потенциал становится одинаковым и равным нулю, а электрические напряжения снимаются с других трёх выводов обмоток.
Эта схема получила наименование «соединения звездой». Она и поныне является основной схемой организации трёхфазных электрических сетей.
Разберёмся что такое фазное напряжение
Для создания таких сетей требуется провести от генератора к потребителям линию электропередачи, состоящую из трёх проводов фазных и одного нулевого. Конечно, в реальных сетях для уменьшения потерь в проводах на обоих концах линий подключаются ещё и повышающие и понижающие трансформаторы, но реальной картины работы сети это не меняет.
Нулевой провод нужен, чтобы зафиксировать передать к потребителю потенциал общего вывода генератора, ведь именно по отношению к нему создаётся напряжение в каждом фазном проводе.
Таким образом, фазное напряжение образуется и измеряется относительно общей точки соединения обмоток — нулевого провода. В хорошо сбалансированной по нагрузкам трёхфазной сети через нулевой провод течет минимальный ток.
На выходе трёхфазной линии электропередачи имеются три фазных провода: L1, L2, L3 и один нулевой — N. По существующим евростандартам они должны иметь цветовые обозначения:
- L1 — коричневый;
- L2 — чёрный;
- L3 — серый;
- N — синий;
- Жёлто‑зелёный для защитного заземления.
Такие линии подводятся к большим серьёзным потребителям: предприятиям, городским микрорайонам и т. п. Но маломощным конечным потребителям, как правило, не нужны три источника напряжения, поэтому они подключаются к однофазным сетям, где имеется только один фазный и один нулевой провод.
Равномерным распределением нагрузок в каждой из трёх однофазных линий обеспечивается баланс фаз в трёхфазной системе электроснабжения.
Таким образом, для организации однофазных сетей используется напряжение одного из фазных проводов относительно нулевого. Такое напряжение и называется фазным.
Что такое линейное напряжение сети
Преимущества однофазной сети в том, что один из проводов имеет потенциал, близкий к потенциалу Земли.
Это, во‑первых, помогает обеспечивать электробезопасность оборудования, когда риск поражения электротоком представляет только один, фазный провод.
Во‑вторых, такая схема удобна для разводки сетей, расчета и понимания их работы, проведения измерений. Так, для нахождения фазного провода не нужны специальные измерительные приборы, достаточно иметь индикаторную отвёртку.
Но от трёхфазных сетей можно получить и ещё одно напряжение, если подключить нагрузку между двумя фазными проводами. Оно будет по значению выше фазного напряжения, потому что будет представлять собой проекцию на координатную ось не одного вектора, а двух, расположенных под углом в 120° друг к другу.
Этот «довесок» и будет давать прирост примерно в 73%, или √3–1. По существующему стандарту линейное напряжение в трёхфазной сети должно быть равно 380 В.
Каково основное отличие этих напряжений
Если к такой сети подключить соответствующую нагрузку, например, трёхфазный электродвигатель, он будет давать механическую мощность, значительно большую, чем однофазный такого же размера и веса. Но подключить трёхфазную нагрузку можно двумя способами. Один, как уже было сказано — «звезда».
Если же начальные выводы всех трёх обмоток генератора или линейного трансформатора не соединять вместе, а подключить каждый из них к конечному выводу следующей, создав из обмоток последовательную цепочку, такое соединение называется «треугольником».
Особенность его в отсутствии нулевого провода, и для подключения к таким сетям нужно соответствующее трёхфазное оборудование, у которого нагрузки также соединены «треугольником».
При таком соединении в нагрузке действуют только линейные напряжения 380 В. Один пример: электродвигатель, включённый в трёхфазную сеть по схеме «звезда», при токе в обмотках 3,3 А будет развивать мощность 2190 Вт.
Тот же двигатель, включенный «треугольником», будет в корень из трёх раз мощнее — 5570 Вт за счёт увеличения тока до 10 А.
Получается, что, имея трёхфазную сеть и такой же электродвигатель, мы можем получить значительно больший выигрыш по мощности, чем при использовании однофазных, а просто изменив схему подключения, мы увеличим выходную мощность двигателя ещё втрое. Правда, его обмотки также должны быть рассчитаны на повышенный ток.
Таким образом, основное отличие между двумя видами напряжений в сетях переменного тока, как мы выяснили, — это величина линейного напряжения, которая в 3 раза больше фазного. За величину фазного напряжения принимается абсолютное значение разности потенциалов фазного провода и Земли. Линейное же напряжение — это относительная величина разности потенциалов между двумя фазными проводами.
Ну и в завершении статьи два видео о соединении звездой и треугольником, для тех кто хочет разобраться подробнее.
elektrik24.net
Однофазный и трехфазный шинопровод – в чем разница
Уникальные потребительские характеристики трековых систем освещения обеспечили их широкое распространение, а стремление к дальнейшему совершенствованию определило появления трехфазных шинопроводов.
Выбор между однофазным и 3-х фазным шинопроводом определяется особенностями стоящих перед светотехником задач, а универсальный характер монтажа трековых светильников на светодиодах упрощает проектирование осветительных систем.
Конструктивные особенности трековых шинопроводов
Шинопровод для трековых светильников представляет собой алюминиевый короб прямоугольной конструкции, внутри которого, в зависимости от количества фаз, проложено 2 или 4 токопроводника. Двухфазное подключение обеспечивают 2 проводника, а трехфазное — 4.
Соединение шинопроводов в одну конструкцию обеспечивают простые, угловые, крестовые и гибкие соединители, а концевые участки закрываются специальными заглушками. Для подключения внешнего кабеля электропитания служат сетевые адаптеры специальной конструкции.
Трековые светильники для обычных и 3-х фазных шинопроводов имеют разную конструкцию и не взаимозаменяемы. Как правило, каждый светильник однофазной модификации имеет встроенный выключатель и переключатель фаз для 3-х фазного варианта.
Различие однофазных и трехфазных шинопроводов
Особенность эксплуатации трековых светильников в однофазной сети 220 В и в трехфазной сети 380 В состоит в том, что напряжение между фазой и нолем в любой из этих сетей составляет одну и ту же величину — 220 В. Поэтому к любой из разновидностей шинопровода можно подключать светодиодные светильники на 220 В.
Еще одной особенностью 3-х фазных систем выступает возможность подключения к токоведущим проводникам одной и той же фазы обычной сети 220 вольт. Такая возможность предоставляет проектировщику формировать группы светильников для их раздельного управления.
Преимущества трехфазных шинопроводов
Появление трехфазных шинопроводов для светодиодных трековых систем освещения связано с двумя основными преимуществами:
-
трехфазное подключение снижает общую нагрузку на систему освещения, и дает возможность проектировать протяженные осветительные линии с общим управлением и одним подводящем кабелем питания. Особенно это достоинство оправдывает себя в больших торговых залах супермаркетов и крупных выставочных экспозициях;
-
три разных фазы подключения трековых светильников определяют независимость подключения к системе трех разных групп, подключенных к разным фазам. Включение в сеть любой из групп происходит с помощью своего выключателя.
Косвенным преимуществом 3-х фазной системы выступает встроенный переключатель конкретного светильника на одну из трех действующих фаз, что расширяет возможности проектировщика системы освещения.
Из недостатков трехфазной системы стоит отметить ее более высокую стоимость, по сравнению с однофазными аналогами.
Купить однофазные и трехфазные светодиодные светильники и шинопроводы для них вы можете на странице выбранной модели. Также для удобства клиентов оформлена клавиша «Купить в один клик».
inventrade.ru
Чем отличается одна фаза от трех. Три фазы или одна
Если вы планируете подключить частный дом к электрическим сетям, то стает вопрос о том, какой ввод в дом выбрать. В данной статье рассмотрим, что лучше для частного дома – однофазный или трехфазный ввод. Если сравнивать нагрузку современных бытовых электроприборов с нагрузкой электроприборов двадцатилетней давности, то можно сделать вывод, что количество потребляемой электроэнергии сегодня выросло в несколько раз. Причем наблюдается тенденция постоянного увеличения потребляемой электрической энергии на душу населения. Это связано, прежде всего, с тем, что в каждом доме появилось огромное количество бытовых электроприборов, характеризующихся большой мощностью и соответственно большим количеством потребляемой электрической энергии. Если раньше лимит нагрузки электропроводки одной квартиры (дома) был 8-10 А, то сейчас такого лимита хватит для одного электрического чайника, нагрузка которого составляет 10 А. Чем отличает однофазный электрический ввод от трехфазного? Практически все бытовые электроприборы рассчитаны для работы в однофазной сети переменного тока. То есть для подключения бытового электроприбора необходимо одна фаза и нулевой проводник. Однофазный ввод – одна фаза и нулевой проводник, трехфазный ввод – соответственно три фазы и нулевой проводник. Исходя из этого, можно сделать вывод, что принципиальное отличие трехфазного ввода от однофазного ввода – это количество фаз.
Преимущества трехфазного ввода в частном доме
Преимущества трехфазного ввода в частном доме очевидны. Вы можете одну фазу использовать для питания электропроводки дома, вторую фазу для питания наиболее мощный бытовых приборов дома, например кухни, а третью для электроснабжения гаража и других вспомогательных помещений на территории частного дома. Кроме того, у вас есть еще одно преимущество – возможность подключения трехфазных потребителей электрической энергии, что особенно актуально для частного дома. Например, трехфазный сварочный аппарат, электрическая плита, обогреватель, водяной насос, а также другие устройства с асинхронными трехфазными двигателями (молотилки для зерна, компрессоры и т.п.). Основное преимущество использования трехфазных электроприборов – это отсутствие перекоса фаз в электрической сети, так как нагрузка данных электроприборов равномерно распределяется на три фазы электрической сети. Следует отметить, что при использовании трехфазного ввода стает вопрос о равномерном распределении нагрузки однофазных бытовых электроприборов частного дома. В противном случае, то есть при значительной несимметричности нагрузок, возможен перекос фаз, в частности перекос фазных напряжений. Следовательно, при проектировании трехфазной электропроводки частного дома необходимо произвести правильное распределение нагрузки бытовых однофазных электроприборов. Кроме вышеперечисленного следует выделить еще одну характерную особенность трехфазного ввода в частный дом – значительно больший размер учетно-распределительного электрического щитка по сравнению с однофазным щитком. В первую очередь это связано с тем, что трехфазный счетчик значительно больше однофазного. Что касается модульных защитных аппаратов, то для трехфазных автоматических выключателей , устройств защитного отключения необходимо значительно больше модульных мест в распределительном электрическом щите. Кроме того, схема электропроводки частного дома с трехфазным вводом характеризуется большим, по сравнению с однофазной проводкой, количеством линий и соответственно защитных аппаратов, для которых также необходимо предусмотреть место в квартирном щитке. Проблема большого размера трехфазного учетно-распределительного щитка частного дома решаема. Не обязательно устанавливать щиток внутри дома, его можно установить на улице. Если вы решили установить распределительный щиток на улице, то обратите особое внимание на степень защиты корпуса IP. Как правило, степень защиты корпуса щитка, предназначенного для монтажа вне помещений – IP31 или IP54. Для обеспечения удобства обслуживания электропроводки частного дома можно предусмотреть установку нескольких распределительных щитков. Например, на улице можно установить щиток типа ЩРУН -3/12, в котором будет расположен прибор учета электрической энергии , а также вводные аппараты защиты. В доме будет установлен небольшой пластиковый бокс Тусо 68112 СП 12 , рассчитанный на 12 модульных мест, в котором будут расположены аппараты защиты линий электропроводки дома. В гараже или другом сооружении на территории частного дома может быть установлен еще одни аналогичный щиток. В общем, вы можете спроектировать схему электропроводки частного дома в соответствии со своими потребностями и удобством дальнейшего обслуживания. Что касается лимитов потребляемой мощности, то в данном случае существует заблуждение о том, что трехфазный ввод – это значительно больший лимит потребляемой мощности. В данном случае все зависит от установленных норм энергоснабжающей компании, которая осуществляет подключение частных домов к электрическим сетям. В соответствии с действующими техническими условиями подключения частных домов, может быть установлен одинаковый лимит потребления мощности, как для однофазного ввода, так и для трехфазного. Какой все-таки выбрать ввод одно- или трехфазный? Если лимит потребления мощности одинаковый, как для однофазного, так и трехфазного ввода, то следует руководствоваться потребelectricianf.ru