В чем разница между трехфазным и однофазным напряжением; - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Конечно, можно, например, питать трехфазный двигатель от одной фазы с помощью конденсаторов. Однако следует отметить, что такой подход значительно снизит КПД двигателя и существенно увеличит потребление электроэнергии.

Содержание

В чем разница между трехфазным и однофазным напряжением?

Так, если к дому или квартире идут два провода (фаза и ноль), то такая система называется однофазной и рабочее напряжение составляет 220 В (фаза), а если четыре провода (три фазы и ноль), то такая система называется трехфазной и рабочее напряжение составляет 380 В (линия).

Давайте рассмотрим основные различия

Итак, как видно из вышеизложенного, оба имеют общий нейтральный провод. А если измерить напряжение каждой фазы относительно нуля в трехфазной системе, то во всех случаях получится 220 В. Только когда мы измеряем напряжение фаз друг относительно друга, мы получаем значение 380 В.

Так, если в дом или квартиру входят два провода (фаза и ноль), то система называется однофазной и рабочее напряжение составляет 220 В (фаза), а если четыре провода (три фазы и ноль), то система называется трехфазной и рабочее напряжение составляет 380 В (линия).

Давайте рассмотрим основные различия

Итак, как видно из вышеприведенного, оба имеют общий нейтральный провод. А если мы измерим напряжение каждой фазы относительно нейтрали в трехфазной сети, то во всех случаях получим значение 220 В. Только когда мы измеряем напряжения фаз относительно друг друга, мы получаем 380 В.

Это происходит потому, что векторы фаз симметрично смещены на 120 градусов, и, измеряя напряжение между фазами, мы видим геометрическую сумму двух векторов, которая в точности равна 380 В.

Из этого можно сделать вывод, что в трехфазной системе есть три однофазные системы, к которым можно легко подключить потребителей. Единственное условие – равномерно распределить нагрузку между фазами, чтобы избежать неприятного и даже опасного явления асимметрии фаз.

Преимущества и недостатки систем

Каждая из представленных систем имеет свои недостатки и явные преимущества, которые зависят от потребляемой мощности, пороговое значение которой составляет 10 кВт.

Преимущества однофазного

Относительно более низкого опасного напряжения 380 В

Недостатки однофазной фазы

Мощность такой системы ограничена пресловутыми 10 кВт.

Преимущества трех фаз

Выходная мощность ограничивается только выбранным сечением соответствующих кабелей.

Снижение потребления энергии.

Возможность поставки промышленного оборудования.

Наличие опции переключения электропитания на менее загруженную фазу.

Недостатки трехфазного

Стоимость установки выше по сравнению с однофазным подключением.

380 В потенциально опаснее, чем 220 В.

Напряжение однофазных нагрузок имеет свои ограничения.

Где находится 220 В, а где 380 В

Вероятно, у подавляющего большинства людей в домах имеется однофазное напряжение 220 В. Это связано с тем, что при мощности до 10 кВт (большинство квартир и домов потребляют меньше) более целесообразно однофазное подключение.

Трехфазная сеть также используется, когда планируемое потребление электроэнергии превышает порог в 10 кВт или когда есть электроприборы, для нормальной работы которых требуется именно три фазы.

Конечно, можно, например, питать трехфазный двигатель от одной фазы с помощью конденсаторов. Однако важно отметить, что такой подход значительно снизит КПД двигателя и существенно увеличит потребление электроэнергии.

Например, если максимальная потребляемая мощность в отдельно стоящем доме составляет 8 кВт, можно использовать двухжильный медный кабель диаметром 6 мм и установить на вводе автоматический выключатель на 40 А.

Если нагрузка составляет 15 кВт, то ток в однофазном кабеле может составлять 70 А. Это означает, что в данном случае вам понадобится 10-миллиметровый медный кабель и автоматический выключатель. А они уже стоят намного дороже. В этом случае гораздо экономичнее использовать трехфазное питание и “разделить” нагрузку 5 кВт на фазы. Именно поэтому большинство магазинов, офисов и тем более предприятий питаются от трехфазных установок.

Схемы соединения “звезда” и “треугольник” для трехфазных систем

Итак, чтобы получить обычное трехфазное напряжение, нужно взять одну из фаз и ноль (который является общим для всех фаз) – такое соединение называется “звезда”.

Если нам нужно 380 В, мы используем напряжение сети – такое соединение называется соединением треугольником.

Это все, что я хотел сказать о различиях между однофазной и трехфазной системами. Спасибо за внимание.

Если говорить о причинах отказа, то в большинстве случаев проблема связана с тем, что ближайшая к подключенному объекту линия является однофазной. А чтобы запустить три фазы, необходимо протянуть новый кабель через столбы. Это дополнительные расходы для электросети. И может оказаться, что энергосистема не справится с этим в данный конкретный момент. Поэтому они под разными предлогами пытаются навязать потребителям подключение к сети 220 В.

220 В или 380 В: какое напряжение необходимо для подключения к электросети в частном доме? Что делать, если его нет в наличии?

При подключении частного дома к электросети (вариант – участка, на котором будет построен дом) перед владельцем рано или поздно встает вопрос: какое напряжение необходимо, 220 В или 380 В? Или, другими словами, нужны ли им “три фазы” или они могут справиться с “обычным” электричеством? А если им нужны три фазы, должен ли я за это доплачивать? Можно ли им отказать?

Давайте попробуем ответить на эти вопросы.

Каковы три фазы?

Сначала несколько слов о том, о чем идет речь.

Когда мы говорим о сельских сетях, о линиях электропередачи, проходящих вдоль улиц, к которым подключены дома, мы говорим о линиях категории 0,4 кВ. В эту группу входят сети 220 В (0,22 кВ) и 380 В (0,38 кВ).

Рассматривая ситуацию в несколько большем масштабе, важно понимать, что 0,4 кВ – это самое низкое напряжение, которое подается в местные распределительные сети. Существуют также магистральные сети – они передают электроэнергию от электростанций через несколько понижающих трансформаторных подстанций (ПТП) к потребителям. Линии электропередач 500 кВ, 220 кВ, 110 кВ и т.д. Линия 6 кВ или 10 кВ обычно проходит до сельской трансформаторной подстанции, от которой запитана местная сеть. Выходная линия (линии) имеет напряжение 0,4 кВ.

Важно, что выход с подстанции на стороне низкого напряжения (т.е. в местную сеть) всегда составляет 380 В, или три фазы.

Похоже, что это четыре ядра. Три из них являются фазами, а одна – так называемая “нейтраль” или “ноль”. Если измерить напряжение между любыми двумя “фазами”, то получится 380 В, а если измерить между любой “фазой” и “нейтралью”, то получится 220 В.

Обычно в линиях 380 В используется так называемый самонесущий изолированный кабель (SSI), в котором четыре проводника покрыты черным изоляционным полиэтиленовым материалом и скручены в один пучок. Однако по-прежнему существуют линии 380 В с четырьмя отдельными неизолированными алюминиевыми проводами.

Теперь, если по улице проходит трехфазная линия, вы можете подключить 380 В к дому от любого столба. Или вы можете подключить его к 220 В. В первом случае к потребителю подключаются все четыре провода, во втором – только два, по одному из “фазы” и “нуля”.

Ситуация усложняется, когда к полюсам подключены только два провода – “фаза” и “нейтраль”. Еще несколько лет назад считалось, что бытовые потребители не нуждаются в 380 В. Поэтому три доступные фазы от деревенского трансформатора были распределены, скажем, по одной на каждую улицу. Это привело к убеждению, что через дом (или участок) проходит линия с двумя проводами – “фазой” и “нейтралью”. Это по-прежнему происходит во многих поместьях и в еще большем количестве СНТ, ДНТ и подобных объединений.

В этом случае для нового абонента, запрашивающего 380 В, необходимо будет заменить кабель на всем пути от трансформаторной подстанции до точки подключения. Это, конечно, будет стоить сетевой компании (или, в случае с СНТ, СНТ) больших денег. Кто должен им платить? Мы еще не раз вернемся к этому вопросу.

Почему необходимы три фазы?

Это действительно хороший вопрос.

Вообще говоря, существует не так много потребителей электроэнергии, которые можно использовать в частном доме и которые требуют 380 В.

Если не вдаваться во всевозможную экзотику, список может выглядеть следующим образом:

электрический отопительный котел мощностью (приблизительно) 9 кВт или более
погружной водяной насос
электрическая плита для сауны мощностью (примерно) 5 кВт
полупрофессиональное оборудование для мастерской (например, токарный или фрезерный станок и хорошая циркулярная пила)

В принципе, все вышеперечисленное можно найти и в версии на 220 В. Но 380 В было бы лучше – мощнее, проще, надежнее, экономичнее.

Поэтому, если вы не планируете делать ничего из вышеперечисленного, вам, вероятно, не нужно 380 В.

Если вы решили выбрать три фазы, исходя из соображений, а вдруг они пригодятся в будущем, вам нужно помнить о важном моменте – мощность, выделяемая домом, равномерно распределяется между тремя фазами. Если одна из фаз перегружена по отношению к другим, возникает явление, называемое “асимметрией фаз”. Следствием этого может быть выход из строя приборов, подключенных к домашней электросети. Чтобы избежать этого, важно равномерно нагружать каждую фазу.

Чтобы объяснить это, давайте рассмотрим схему электропроводки 380 В.

На входе находится общий выключатель для всех трех фаз. Затем по два провода – одна из фаз и “ноль”. – достаются примерно равным группам потребителей с точки зрения общей мощности. Нагрузка, которой требуется трехфазное питание (в данном случае электроплита в сауне), подключается к кабелю с четырьмя проводами.

Таким образом, если предположить, что дом имеет мощность 15 кВт, то выходит, что каждая из групп приемников, соединенных парой “фаза” плюс “ноль” на приведенной выше схеме, должна иметь не более 5 кВт. Или даже меньше, учитывая наличие “трехфазного” потребителя. В противном случае перегрузка одной из фаз приведет к “срабатыванию” автоматического выключателя и отключению электроснабжения всего дома.

Соответственно, имея в доме трехфазное электричество, вам нужно будет подумать о том, как сделать проводку так, чтобы нагрузка на каждую фазу была более или менее одинаковой.

Недостатком является то, что некоторые приборы, например, хорошая электрическая варочная панель или духовка, имеют мощность более 5 кВт. В этом случае выбирайте приборы, которые можно подключить к трехфазной сети. Вам потребуется провести отдельную линию с отдельным предохранителем. Это дополнительная плата.

Возникает вопрос, действительно ли все это необходимо? Может быть, было бы проще просто остаться с 220 В?

Однако, как обычно в таких случаях, можно найти и положительные моменты. Если вы спроектируете свою проводку таким образом, чтобы каждая линия была не более 5 кВт, вы повысите электробезопасность вашего дома. Меньшая мощность в каждой “ветви” означает меньший ток и меньший износ проводов и контактов. В общем, есть над чем подумать.

Что делать, если у вас нет 380 В?

В подавляющем большинстве случаев нет никаких препятствий для того, чтобы 380 В было доступно в электрической сети.

Уровень напряжения определяется заявителем при подаче заявки на техническое присоединение. Так выглядит подключение к электросети Московской объединенной электросетевой компании (МОЭСК, крупнейшая электросеть столичного региона).

А МРСК Урала (крупнейшая электросеть Уральского региона) в своем вопросе-ответе о выборе 220 В или 380 В пишет следующее:

Сеть 380 В обычно используется для подключения мощных электроприборов (например, водонагревателей) или электродвигателей. Для обычных бытовых целей используется напряжение 220 В.

Если вам необходимо подключить жилой дом на максимальную мощность 15 кВт, рекомендуется сделать подключение 380 В в доме, а затем оттуда распределить 220 В внутри здания. Если максимальная мощность вашего дома (сада) составляет около 5 кВт, достаточно подключения 220 Вт.

Согласно действующим правилам подключения (Постановление Правительства РФ от 27.12.2004. № 861), при подключении электроустановки с максимальной мощностью до 15 кВт включительно необходимо внести плату за подключение в размере 550 рублей, независимо от того, какой уровень напряжения вам необходим – 380 или 220 В. Это правило действует, если граница вашего участка находится на расстоянии не более 500 м от электросети компании в сельской местности и 300 м – в городской.

Итак, если рассматривать ситуацию в целом, то электросеть не ограничивает конкретно вашу возможность подключения 380 В.

Стоимость подключения, если при применении мощностью до 15 кВт граница участка проходит не далее 500 метров в сельской местности и 300 метров – в городской, должна составить 550 рублей (при условии, что вы не подключали к электросети оборудование по льготному тарифу в течение последних 3 лет).

Тем не менее, до сих пор бывают случаи, когда электросеть пытается отказать в подключении к 380В. В первой половине 2018 года только на сайте EnergoVOPROS.ru шесть человек обратились к нам с подобной проблемой. Самый популярный вопрос – что можно сделать, если 380 В отклоняется?

Что касается причин отказа, то в большинстве случаев проблема связана с тем, что линия, ближайшая к подключенному объекту, является однофазной. А чтобы запустить три фазы, необходимо протянуть новый кабель через столбы. Это дополнительные расходы для электросети. И может оказаться, что электросеть не справится с ним в этот конкретный момент. Поэтому под разными предлогами они пытаются заставить потребителя подключиться к сети 220 вольт.

Можно ли бороться с этим? В принципе, да. Если они откажут, вы можете обратиться в региональное отделение Федеральной антимонопольной службы. Вы также можете сразу обратиться в суд. Прецеденты такого рода имеются.

Прецедент: Федеральная антимонопольная служба признала незаконным отказ в подключении электросетей на 380 В.

В частности, управление ФАС по Белгороду вынесло решение в пользу потребителя по делу об отказе в подключении заявителей к электрическим сетям 380 В.

В данном случае электросеть отказалась принимать “три фазы”, указав, что Правила технологического присоединения (основной нормативный акт, регулирующий подключение к электросетям) не позволяют потребителю однозначно указать уровень напряжения – 220 В или 380 В? – при котором они должны быть подключены к электросети.

Оба относятся к классу напряжения 0,4 кВ, и электросеть сама решает, к какому напряжению подключить помещение. Заявитель в этой ситуации может определить только электрическую мощность, которую он хочет подключить к сети.

Управление ФАС не согласилось с этим утверждением. Решение было обосновано следующим образом:

… Пункт 14 “Правил технологического присоединения” фактически определяет в качестве заявителя физическое лицо, подавшее заявку на технологическое присоединение бытовых приборов с максимальной мощностью до 15 кВт включительно, которые используются для бытовых и иных непроизводственных нужд и электроснабжение которых осуществляется от одного источника …

Т.е. нет отдельной конкретной ссылки на то, что потребитель может настаивать на 380 В. Но!!! Далее в решении говорится, что на самом деле, исходя из общих требований закона, потребитель имеет такое право.

… Ссылаясь только на п. 14 “Правил технологического присоединения”, сетевая организация не учитывает, что, во-первых, все остальные пункты Правил, определяющие перечни документов и сведений, которые должны быть представлены другими категориями заявителей, также не содержат конкретного указания на класс напряжения.

Это объективно обусловлено достаточностью информации о количестве электроэнергии, запрашиваемой заявителем для присоединяемого объекта, уровень напряжения которого является неотъемлемым электрическим и физическим свойством объекта, не предполагающим и не требующим специального указания. Обязанность заявителя указывать класс напряжения в заявке следует из пункта 2(8) Правил и из положения статьи 26(1) Закона об энергетике.

Во-вторых, сетевая организация неверно интерпретирует пункт 14 самих Правил. Из положений данной нормы буквально следует, что в заявке, направляемой заявителем – физическим лицом в целях технологического присоединения объектов электропотребления, должны быть указаны следующие сведения, указанные в перечне, т.е. далее указывается только обязательная информация, подлежащая указанию, а сам перечень не является исчерпывающим. Необходимость определения класса напряжения объекта электросетевого хозяйства, к которому планируется подключение, вытекает из других отраслевых норм, обусловлена волей заявителя и имеет свое организационно-правовое обоснование.

В данном случае класс напряжения является основной качественной характеристикой ближайшего к участку заявителя объекта электросетевого хозяйства и служит основным критерием для определения удаленности этого объекта электросетевого хозяйства от границ участка (что влияет на размер технологического присоединения). Поэтому заявитель (будь то физическое лицо или нет) обязан указать в заявке не только класс напряжения объекта электросетевого хозяйства, но и соответствующий класс напряжения энергопотребляющего устройства.

Электросетевая компания не имеет права произвольно ограничивать заявителя в этом отношении, поскольку из действующего законодательства следует, что класс напряжения электросетевого объекта определяется как одно из условий договора технологического присоединения. …

После поиска можно найти и другие прецеденты решений в пользу владельцев, требующих подключения 380 В. Однако они касаются подключения к инфраструктуре сетевых организаций, т.е. сетевых компаний. Когда речь идет о товариществах собственников крыш и садов, проблема более серьезная.

380 В на садовых участках

Уровень напряжения в линиях электропередач, принадлежащих жилищным товариществам, регулируется самими товариществами. Она определяется внутренними документами, утвержденными решениями общего собрания и совета директоров ассоциации. Обычно их называют “правилами электроснабжения”. Он должен определить, все ли в ТСЖ работает должным образом, какое напряжение обеспечивается на участках членов ТСЖ и людей с индивидуальной деятельностью в ТСЖ.

Опять же, при наличии “стандартного” однофазного подключения к участкам, правила предусматривают возможность трехфазного подключения после индивидуального рассмотрения заявления советом (энергетической комиссией). Положительное решение может быть принято, если необходимость в 380 В будет обоснована и будет обеспечено финансирование.

Другими словами, все дело в деньгах – на замену линий электропередач, на изменения в электрической системе ТСЖ и т.д. Как показывает судебная практика, попытки обязать ассоциацию предоставлять 380 В бесплатно обычно заканчиваются неудачей. К сожалению…

Но, возвращаясь к тому, что было сказано в начале статьи, 380 В в современном доме не так уж и необходимо. В большинстве случаев достаточно напряжения 220 В. Однако три фазы в доме означают и некоторые трудности, о которых уже говорилось выше.

Трехфазные напряжения

Преимущества и недостатки

Обе системы электропитания имеют свои преимущества и недостатки, которые меняются местами или становятся несущественными, когда вы выходите за порог 10 кВт. Я постараюсь перечислить их.

Однофазная сеть 220 В, преимущества

Простота
Дешевые
Менее опасное напряжение

Однофазная сеть 220 В, недостатки

Ограниченные права потребителей

Трехфазная сеть 380 В, плюс

Мощность ограничена только размером провода
Экономия при трехфазной нагрузке
Электропитание для промышленного оборудования
Возможность переключения с однофазной на “хорошую” фазу в случае отключения электроэнергии или блэкаута

Трехфазный 380 В, недостатки

Более дорогое оборудование
Более опасные напряжения
Максимальная мощность однофазных потребителей ограничена

Нижним предельным порогом для стиральных машин считается 190 В. Ниже этого порога автоматика в лучшем случае отключит диски или заморозит их.

Трехфазные цепи. Как к ним подается напряжение

В трехфазной цепи напряжение может быть как фазным, так и линейным. Векторная диаграмма выглядит следующим образом:

В схеме есть три вектора напряжения (фазы) – Ua, Ub и Uc. Значение угла между ними равно 120°. Это наблюдается между обмотками в простейших электрических устройствах. Чтобы изменить знак вектора Ub, его нужно отразить таким образом, чтобы начало и конец вектора поменялись местами, а исходный угол наклона сохранился. Когда начало вектора Ub помещается в конец Ua, полученное расстояние будет рассматриваться как линейный вектор напряжения (Ul).

Поэтому в система распределения воды Необходимо предусмотреть защитное устройство – реле перенапряжения. Реле перенапряженияСистема распределения воды должна быть оснащена реле перенапряжения, которое отключает как фазные проводники, так и сам рабочий нулевой проводник в случае обрыва нулевого проводника. По этой же причине категорически запрещается устанавливать любые коммутационные элементы, защитные устройства или предохранители, которые отключают только рабочий нулевой проводник.

Где используется 220 В и 380 В

Большинство квартир, домов, отдельно стоящих домов и бунгало имеют и используют однофазную сеть, где напряжение составляет стандартные 220 В. Это обосновано тем, что уровень энергопотребления в типичном доме или квартире обычно не превышает 10 кВт.

Трехфазное электроснабжение осуществляется в местах, где планируемый уровень потребления электроэнергии превышает 10 кВт и устанавливаются и используются электроустановки, для нормального функционирования которых требуется трехфазное электроснабжение. Например, если для запуска трехфазного двигателя с помощью конденсатора используется только одна фаза, это значительно снижает эффективность электроустановки и одновременно увеличивает потребление электроэнергии.

С другой стороны, если максимальная потребляемая мощность домохозяйства не превышает 9 кВт, можно использовать двухжильный медный кабель диаметром 6 мм и выключатель на 40 А.

Если предположить, что максимальная нагрузка составляет 15 кВт, то значение проходящего тока составит 70 А для однофазного кабеля. Поэтому обязательно нужно будет установить медный провод диаметром 10 мм и автоматический выключатель. Однако стоимость такой сети гораздо выше. Решением может быть установка обычной трехфазной сети и равномерное распределение эффективной нагрузки между фазами, т.е. 5 кВт на каждую фазу. Сегодня большинство магазинов, предприятий и офисов используют этот тип питания.

Последний участок линии от вышки до входа в дом является либо надземным, либо подземным. Его также называют веткой. Она находится на балансе поставщика электроэнергии, поэтому вы должны получить разрешение от владельца линии электропередачи на подключение к вашему дому.

Частные дома и квартиры

В жилых домах рассчитывается потребление электроэнергии. На основании этой информации устанавливается соответствующее сечение проводников и предохранительные коробки. Однако, если по каким-то причинам происходит увеличение, рекомендуется подключение 380 В.

Это может быть связано со следующими факторами:

Установка эффективной бытовой техники – отопительного котла, системы кондиционирования и т.д.
Временные ремонтные работы, которые значительно увеличат потребление электроэнергии и нагрузку на сеть.

В зависимости от этого допускается временное или постоянное изменение параметров сети, в этом случае основным напряжением становится 380 В.

Читайте далее: