Статья адресована начинающим электрикам. Я тоже когда-то был начинающим, и всегда рад поделиться познаниями и поднять проф уровень моих читателей.
Итак, почему в некоторые электрощитки идёт напряжение 380 Вольт, а в некоторые – 220? Почему у одних потребителей напряжение трёхфазное, а у других – однофазовое? Было время, я задавался этими вопросами и находил на них ответы. На данный момент расскажу популярно, без формул и диаграмм, которыми изобилуют учебники.
Очень кратко, для тех, кто не будет читать далее: напряжение 380 В именуется линейным и действует в трехфазной сети между хоть какими из трёх фаз. Напряжение 220 В именуется фазным и действует между хоть какой из трёх фаз и нейтралью (нулём).
Другими словами. Если к потребителю подходит одна фаза, то потребитель именуется однофазовым, и напряжение его питания будет 220 В (фазное). Если молвят о трехфазном напряжении, то всегда идёт речь о напряжении 380 В (линейное). Какая разница? Дальше – подробнее.
Чем три фазы отличаются от одной?
В обоих видах питания находится рабочий нулевой проводник (НОЛЬ). Про защитное заземление я тщательно поведал тут, это широкая 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 выходит, так как напряжения (при активной нагрузке , и ток) на трёх фазных проводах отличаются на третья часть цикла, т.е. на 120°.
Подробнее можно ознакомиться в учебнике электротехники – про напряжение и ток в трехфазной сети, также узреть векторные диаграммы.
Выходит, что если у нас есть трехфазное напряжение, то у нас есть три фазных напряжения по 220 В. И однофазовых потребителей (а таких – практически 100% в наших жильях) можно подключать к хоть какой фазе и нулю. Только делать это нужно так, дабы потребление по каждой фазе было приблизительно одинаковым, по другому вероятен перекос фаз.
Подробнее о перекосе фаз, и от чего он бывает – тут.
А защититься от перекоса фаз идеальнее всего при помощи реле напряжения, к примеру Барьер либо ФиФ ЕвроАвтоматика.
Не считая того, чрезвычайно нагруженной фазе будет тяжело и грустно, что другие “отдыхают”)
Достоинства и недочеты
Обе системы питания имеют свои плюсы и минусы, которые изменяются местами либо становятся несущественными при переходе мощности через порог 10 кВт. Попробую перечислить.
Однофазовая сеть 220 В, плюсы
- Простота
- Дешевизна
- Ниже опасное напряжение
Однофазовая 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 однофазовой нагрузки на “неплохую” фазу при ухудшении свойства либо пропадании питания
Трехфазная сеть 380 В, минусы
- Дороже оборудование
- Более опасное напряжение
- Ограничивается наибольшая мощность однофазовых 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 наименее 10 кВт, обычно, подключают одну фазу. А это означает, что в дом вводится одна фаза и нейтральный (нулевой) проводник. В 99% квартир и домов конкретно так и происходит.
Однофазовый электрощиток в доме. Правый автомат – вводной, дальше – по комнатам. Кто найдёт ошибки на рисунке? Хотя, этот щиток – одна сплошная ошибка…
Но, если планируется потреблять мощность более 10 кВт, то лучше – трехфазный ввод. А если имеется оборудование с трехфазным питанием (содержащее трехфазные движки), то я категорически рекомендую заводить в дом трехфазный ввод с линейным напряжением 380 В. Это дозволит сберечь на сечении проводов, на безопасности, и на электроэнергии.
Трехфазный ввод. Вводной автомат на 100 А, дальше – на счетчик трехфазный прямого включения Меркурий 230.
Не глядя на то, что есть методы включения трехфазной нагрузки в однофазовую сеть, такие переделки резко понижают КПД движков, и время от времени при иных равных критериях можно за 220 В заплатить в 2 раза больше, чем за 380.
Однофазовое напряжение применяется в личном секторе, где потребляемая мощность, обычно, не превосходит 10 кВт. При всем этом на вводе используют кабель с проводами сечением 4-6 мм². Потребляемый ток ограничивается вводным автоматическим выключателем, номинальный ток защиты которого – менее 40 А.
Про выбор защитного автомата я уже писал тут. А про выбор сечения провода – тут. Там же – горячие обсуждения вопросов.
Но если мощность потребителя – 15 кВт и выше, то здесь непременно необходимо применять трехфазное питание. Даже, если в данном здании нет трехфазных потребителей, к примеру, электродвигателей. В таком случае мощность делится по фазам, и на электрическое оборудование (вводной кабель, коммутация) ложится не такая нагрузка, как если б ту же мощность брали от одной фазы.
Пример трехфазного электрощитка. Потребители и трехфазные, и однофазовые.
К примеру, если дом питается от одной фазы, и потребляет мощность 15 кВт – это ток около 70А, нужен медный провод сечением более 10 мм². Стоить кабель с такими жилами будет значительно. А автоматов на одну фазу (однополюсных) на ток больше 63 А на ДИН-рейку я не встречал.
Кстати, если вас интересует кабель ВВГ-нг-ls, рекомендую обратиться на веб-сайт xcabel.ru. Там вы найдёте самый широкий ряд разных кабелей по хорошим ценам.
Потому в кабинетах, магазинах, и тем паче на предприятиях используют только трёхфазное питание. И, соответственно, трёхфазные счетчики, которые бывают прямого включения и трансформаторного включения (с трансформаторами тока).
И на вводе (перед счетчиком) стоят приблизительно такие “ящички”:
Трехфазный ввод. Вводной автомат перед счетчиком.
Значимый минус трехфазного ввода (отмечал его выше) – ограничение по мощности однофазовых нагрузок. К примеру, выделенная мощность трехфазного напряжения – 15 кВт. Это означает, что по каждой фазе – максимум 5 кВт. А это означает, что наибольший ток по каждой фазе – менее 22 А (фактически – 25). И нужно вертеться, распределяя нагрузку.
Надеюсь, сейчас понятно, что такое трехфазное напряжение 380 В и однофазовое напряжение 220 В?
Схемы Звезда и Треугольник в трехфазной сети
Есть разные варианты включения нагрузки с рабочим напряжением 220 и 380 Вольт в трехфазную сеть. Эти схемы именуются “Звезда” и “Треугольник”.
Когда нагрузка рассчитана на напряжение 220В, то она врубается в трехфазную сеть по схеме “Звезда”, другими словами к фазному напряжению. При всем этом все группы нагрузки распределяются так, дабы мощности по фазам были приблизительно одинаковы. Нули всех групп соединены вкупе и подключены к нейтральному проводу трехфазного ввода.
В “Звезду” подключены все наши квартиры и дома с однофазовым вводом, другой пример – подключение ТЭНов в массивных калориферах и конвектоматах.
Когда нагрузка на напряжение 380В, то она врубается по схеме “Треугольник”, другими словами к линейному напряжению. Такое рассредотачивание по фазам более приемлимо для электродвигателей и другой нагрузки, где все три части нагрузки принадлежат к одному устройству.
Система рассредотачивания электроэнергии
Начально напряжение всегда является трехфазным. Под “начально” я подразумеваю генератор на электростанции (термический, газовой, атомной), с которого напряжение в много тыщ 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 личный жилой сектор.
На больших предприятиях с потреблением мощности более 100 кВт обычно есть собственные подстанции 10/0,4 кВ.
Трехфазное питание – ступени от генератора до потребителя
На рисунке упрощенно показано, как с генератора G напряжение (всюду речь идёт про трехфазное) 110 кВ (может быть 220 кВ, 330 кВ либо другое) поступает на первую трансформаторную подстанцию ТП1, которая понижает напряжение впервой до 10 кВ. Одна такая ТП устанавливается для питания городка либо района и может иметь мощность порядка от единиц до сотен мегаватт (МВт).
Дальше напряжение поступает на трансформатор ТП2 2-ой ступени, на выходе которого действует напряжение конечного потребителя 0,4 кВ (380В). Мощность трансформаторов ТП2 – от сотен до тыщ кВт. С ТП2 напряжение поступает к нам – на несколько многоквартирных домов, на личный сектор, и т.п.
Такие ступени преобразования уровня напряжения нужны для того, дабы уменьшить утраты 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 сущность от этого не изменяется. Только конечное напряжение потребителей одно – 380 В.
В итоге – ещё несколько фото с комментами.
Электрощит с трехфазным вводом, но все потребители – однофазовые.
Трехфазный ввод. Переход на наименьшее сечение проводов, дабы подключить их к счетчику.
Как подключить 380 вольт в личный дом?
Подключение электричества к личному дому – процесс, объединяющий юридическую и техно части дела. Трехфазный ввод в дом предоставляет некоторые достоинства в эксплуатации. Это удобство подключения впрямую асинхронных электродвигателей, и возможность подключения массивных энергопотребителей: электрокотлов, бойлеров, систем кондиционирования.
Оформление разрешительной документации
Выбирая тип ввода, нужно убедиться в технической способности трехфазного подключения. Если на техническом уровне это осуществимо, следует обратиться в ближайшую электроснабжающую компанию, за получением технических критерий. При всем этом потребуются следующие документы:
- заявка на подключение;
- план участка, с расположением энергоприемников, либо проект электроснабжения;
- документы, подтверждающие право принадлежности на дом (участок);
- разрешение на строительство, если технологическое подключение осуществляется на шаге строительства;
- доверенность, если документы подает представитель заказчика.
Энергоснабжающая организация выдает технические условия, которые должны быть выполнены домовладельцем. В границах участка, работы производятся без помощи других, либо за собственные средства, за его границами – сетевой компанией. После выполнения работ, обозначенных в техусловиях, представитель энергоснабжающей компании проводит осмотр и подключение дома к электросетям. Факт подключения подтверждается актом о его выполнении. Подходящим актом делится и эксплуатационная ответственность сторон. Заключение (либо изменение) контракта энергоснабжения, завершает юридическую функцию.
Ввод трехфазного напряжения в строение
Устройство трехфазного распределительного щита, труднее, чем однофазового, и востребует больше места. Счетчик и четырехполюсной вводной автомат, имеют огромные габариты, чем при вводе 220 В. Также следует предугадать место для установки УЗИП (устройств защиты от импульсных перенапряжений) и защиту от перенапряжения 380 В (животрепещуща при трагедиях на нулевом проводнике сети). В щит заводится и шина защитного заземления. Вводное УЗО делает противопожарную функцию, его номинал выбирается 300 мА.
Отходящие полосы
Отходящие полосы могут быть как однофазовыми, на 220 В, для питания бытовых устройств и сети освещения, так и трехфазными. Последними запитываются полосы питания асинхронных электродвигателей, электрокотлы, массивные системы кондиционирования. Такая линия может быть отведена для электропитания раздельно стоящего гаража либо мастерской.
Перед рассредотачиванием отходящих линий 220 В, проверьте напряжения на всех 3-х фазах. За городом, в сельской местности, нередки случаи, когда одна и фаз «просажена», и напряжение на ней ниже, чем на других. Не стоит перегружать ее, подключая массивные энергоприемники. Бытовые приборы, критические к пониженному напряжению (холодильник, стиральная машина), также лучше подключать к фазам со размеренным напряжением.
Для защиты однофазовых отходящих линий, используются однополюсные либо двухполюсные автоматические выключатели. Преимущество последних в том, что при срабатывании они отключают не только лишь фазный проводник, но и рабочий ноль. При некоторых трагедиях сети, на нулевой проводник может подаваться существенное напряжение.
Для разрыва ноля при трагедии, нельзя применять два независящих однополюсных автомата! При таком схемном решении, велика возможность того, что автоматический выключатель на нулевом проводнике сработает первым. В данном случае, токоведущие части устройств останутся под напряжением, что может привести к поражению электрическим током!
Выбирая между однофазовым и трехфазным подключением, оцените ваши потребности и способности энергоснабжающей компании. Подключение дома к сети 380 В, труднее на техническом уровне и дороже, а поэтому, не во всех случаях оправдано.
