Трехфазная сеть: Какая электросеть лучше для дома или квартиры: однофазная или трехфазная?

Особенности эксплуатации оборудования в трехфазных сетях

02.08.2021

Когда заходит речь об электрических сетях, большинство из нас, конечно, имеет в виду однофазные сети. Действительно, в многоквартирных домах используется однофазная цепь с напряжением 220В переменного тока. Да, и, практически все бытовые приборы рассчитаны на применение именно этого напряжения. Однако, использование однофазного тока целесообразно лишь для помещений, площадь которых не превышает 100м².  Для обеспечения электроэнергией частных домов и производственных помещений оптимальным решением будет использование трехфазных сетей. Такая схема позволит равномерно перераспределять нагрузку по всем потребителям и избегать скачков напряжения.

Не будем вдаваться в тонкости отличий однофазной сети от трехфазной. На данном этапе достаточно будет визуальных различий.
Однофазная сеть состоит из двух («фаза» и «ноль»), или трех («фаза», «ноль» и «земля») проводов:

Трехфазная же сеть имеет три фазных провода и один нулевой:

В данной структуре фазное напряжение составляет 220В (напряжение между любым фазным проводом и нулевым), а линейное  –  380В (напряжение между двумя фазными проводами):

Причем ЭДС на фазных проводах совпадают по частоте и амплитуде, но имеют фазовый сдвиг на величину 1/3 периода, или 120°.
График трехфазного тока:

Использование трехфазной сети имеет довольно значительный ряд преимуществ, по отношению к однофазной сети, например:

• экономичность передачи электроэнергии на значительные расстояния;
• меньшая материалоемкость силовых кабелей;
• уравновешенность системы;
• возможность получения в одной установке двух напряжений – фазного и линейного, и двух уровней мощности при соединении «звездой», или «треугольником»;
• возможность резкого уменьшения стробоскопического эффекта (мерцания) светильников на люминесцентных лампах, путем размещения в светильнике трех групп ламп, питающихся от разных фаз.

Но, как известно, чем больше компонентов имеет система, тем более она становится уязвимой. Не является исключением и трехфазная сеть. Едва ли не единственными причинами выхода из строя электрооборудования, а также возникновение несчастных случаев в однофазных сетях являются, как правило, превышение значения максимального тока и снижение величины сопротивления изоляции проводов. Для трехфазных же сетей к этим параметрам добавляются обрыв нулевого провода, «перекос» фаз, отсутствие напряжения в одной, или двух фазах, асимметрия напряжений в фазах. В большинстве случаев, это приведет к «обгоранию», или даже обрыву нулевого провода. При этом фазное напряжение может подскочить с 220 до 380В, что может вывести из строя электрооборудование. Нарушение чередования фаз способно привести к дополнительному износу электрооборудования, повышенному потреблению электроэнергии и даже к возникновению короткого замыкания, в случае параллельного включения в работу нескольких устройств. А в случае нарушения правильной фазировки электродвигателя, не исключено изменение направления движения элементов, механически связанных с ротором. Кроме того, возможно присутствие потенциала на самом нулевом проводе, что может привести к поражению электрическим током человека, или животных.

Таким образом, основой безопасности эксплуатации трехфазных сетей необходимо считать:

• правильный проект энергоснабжения с учетом возможных нагрузок;
• изменение в существующей цепи схемы потребления энергии (для случаев, когда каждая фаза ранее не рассчитывалась на перегрузку;
• изменение мощности потребителей в критических ситуациях.

В таких условиях особое значение имеет установка специального оборудования, которое отключает сеть при обнаружении несоответствий требований, предъявляемых к безопасной эксплуатации трехфазных сетей  –  т.н. «Реле контроля фаз». Одним из таких приборов является реле контроля фаз CKF- BR производства компании «Евроавтоматика».

Прибор предназначен для отключения электродвигателей и электроустановок, подключенных к трехфазной сети в случаях:

• отсутствия хотя бы одной из фаз;
• асимметрии напряжения;
• обрыва нулевого провода;
• нарушения чередования фаз.

Кроме того, прибор имеет функцию регулировки асимметрии напряжения в пределах от 40 до 80В, что позволяет отключать электроустановки, не дожидаясь, пока «перекос» напряжений не достигнет критических значений. При превышении заданных величин асимметрии, прибор отключит электроустановку (электросеть) с задержкой от 0.5 до 15 сек. (выбирается пользователем).

Во всех остальных случаях отключение происходит через 0.1 сек. Включение происходит автоматически после восстановления нормальных характеристик сетевого напряжения питания.

Подобные реле других производителей имеют сходные характеристики, и могут отличаться набором функций, способом монтажа и величинами регулировок. Так, например, аналогичный прибор того же производителя CKF-BT имеет дополнительную функцию отключения при падении напряжения ниже 160В и превышении 260В. А прибор производства ABB 1SVR730885R3300 имеет максимальное время задержки на выключение 30 сек. и диапазон отключения при падении напряжения ниже 180В и превышении напряжения 280В.

В целом, можно сказать, что безопасная эксплуатация трехфазных сетей достигается все-таки правильным проектированием и расчетом схемы потребления энергии. Использование же реле контроля фаз служит единственной цели  –  обеспечению безопасности в случае выхода параметров сети из допустимых норм.

Чем трехфазная сеть лучше однофазной сети?

23 ноября 2012 k-igor

Сегодня хотелось бы рассмотреть  основные достоинства и недостатки трехфазной сети по сравнению с однофазной сетью. Владение данной информацией, позволит легко аргументировать то или иное техническое решение при  проектировании объекта.

Согласно нормативным документам до 12 кВт рекомендуется применять однофазный ввод, при мощности более 12 кВт, как правило, должен быть предусмотрен трехфазный ввод (ТКП 45-4.04-149-2009. Системы электроснажбжения жилых и общественных зданий, п.9.13).

Достоинства однофазной сети по  сравнению с трехфазной сетью.

Самое главное достоинство – экономия средств. В однофазных сетях применяются трехжильные кабели, а в трехфазных – пятижильные. Как видим, экономия составляет 2 жилы кабеля. Для защиты сетей и оборудования в однофазных сетях достаточно применять однополюсные аппараты защиты, в трехфазных сетях обязательным условием является применение трехполюсных аппаратов. Поскольку аппараты в однофазных сетях – однополюсные, то и габаритные размеры их будут меньше. На одном автоматическом выключателе можно сэкономить 2 модуля или 36 мм в щите при установке на DIN-рейку, а в случае дифференциального автоматического выключателя – экономия может составить до 6 модулей или 108 мм, зависит от типа УЗО.

Преимущества трехфазной сети по сравнению с однофазной сетью.

Самым главным достоинством, на мой взгляд, является то, что при передаче одинаковой мощности падение напряжения в трехфазной линии в 6 раз меньше, чем в однофазной линии.

Формулы для расчета падения напряжения в однофазной и трехфазной сети представлены на картинке.

Формулы для расчета падения напряжения

Разделим формулу 25 на формулу 23.

dU1 / dU3=(2*/220*220)/(1/380*380)=6

А сейчас проверим мою программу для расчета падения напряжения 🙂  Пусть Р=10кВт необходимо передать на 100м. Сечение медного кабеля для однофазной сети 3×10, для трехфазной сети – 5×10, хотя по току достаточно и 5×2,5. Потери напряжения в однофазной линии составят 7,8%, а в трехфазной, 1,31%.  В действительности нужно было бы взять для передачи данной мощности на расстояние 100м по однофазной сети медный кабель 3×25, а трехфазный — 5×4. Потери напряжения при этом составят 3,1%. По стоимость пятижильный кабель (5×4) будет в 3,5 раза дешевле трехжильного (3×25).

Физический смысл того, что падение напряжения в трехфазной линии в 6 раз меньше чем в однофазной заключается в том, что  в трехфазной сети ток в фазном проводнике в 3 раза меньше по сравнению с током в однофазной линии и в нулевом проводнике ток практически отсутствует, следовательно и длина линии как бы уменьшается в 2 раза.

Трехфазная сеть

Еще одним важным достоинством можно назвать отсутствие перекоса фаз. При наличии однофазных приемников разной мощности может наблюдаться перекос фаз, т.е. разная нагрузка на фазы.

Может я что-нибудь пропустил?

Советую почитать:

3-фазные сети связи/развязки (CDN) — Магазин EMC

> Применение/Тип испытаний>Защита от кондуктивных помех>3-фазные сети связи/развязки (CDN)

3-фазные сети связи/развязки (CDN)

3-фазные сети связи/развязки (CDN)

• Вид:
• Сетка
• Список

Сортировать по –Цена: Самая низкая ценаСсылка на ZНаименование продукта: A Самая высокая цена Самый низкий первыйСсылка: Самый высокий первый

Показаны 1–11 из 11 позиций

• Teseq CDN 3083-Surge 620 В, 100–200 А Ручной ответвитель

  • Подходит для 3-фазной комбинированной волны и кольцевой волны 1: 03 E UT Surge Test
  • 1
  Ампер непрерывный
  • EUT Напряжение: 620 В среднеквадратичное значение
  • Ручной CDN, совместимый с большинством генераторов устойчивости к переходным процессам
  • Соответствует IEC / EN 61000-4-5 и ANSI C62. 45

  Запросить предложение
  Дополнительно

  Типичное время выполнения заказа: 4–6 недель

• Teseq CDN 3063-S63 3-фазный, 63 А, автоматический ответвитель CDN с перенапряжением для NSG 3040/3060 Ток: 3 x 63 А, непрерывный

• EUT Напряжение: 480 В между фазами, 280 В между фазой и нейтралью/землей
• EUT Частота: постоянный ток — 65 Гц без потерь, макс. 400 Гц. с потерей питания
• Автоматический CDN для использования с Teseq NSG 3040 и Teseq NSG 3060

Запросить цену
Подробнее

Типовое время выполнения: 4–6 недель

Teseq CDN 3063-X32 3-фазный, 32-амперный CDN-ответвитель для NSG 3040/NSG 3060 и комбинации фаз 30

900

EUT Ток: 3 x 32 А, непрерывный

EUT Напряжение: 480 В между фазами, 280 В между фазами, 280 В между нейтралью/землей

EUT Частота: постоянный ток – 65 Гц без потерь, макс. 400 Гц . с потерей мощности

Автоматический CDN для использования с TESEQ NSG 3040 & TESEQ NSG 3060

Запрос Цитата
Подробнее

в запасе

TESEQ CDN 3083-Burst 1000 Volt, 100-200 AMP COACLE для испытаний на устойчивость к 3-фазным импульсам/EFT

Ток ИО: 3 x 100/200 А, непрерывный

Напряжение ИО: 690 В переменного тока, среднеквадратичное значение; 1000 В пост. тока

Ручной CDN, совместимый с большинством генераторов с устойчивостью к переходным процессам

Соответствует IEC / EN 61000-4-4 редакция 3.0 до 8,8 кВ

Запросить цену
Подробнее

Типовое время выполнения заказа: 4–6 недель

• Соответствует IEC 61000-4-4 и 5
• Универсальные клеммы – специальные штекеры не требуются
• Безопасные высоковольтные вилки и клеммы
• Ручное/программируемое управление включением/выключением питания EUT
• Способность к кратковременным перенапряжениям

Запрос Цитата
Подробнее

в запасе

TESEQ CDN 3063 -S100 Автоматизированный Surge Coupler – 3 Фаза, 100 Amp, 480 Volts

• 101010101010101010101010111111111101110 годы. Испытание на перенапряжение кольцевой волной
• ИО Ток: 3 x 63 А, непрерывный
• ИО Напряжение: 480 В между фазами, 280 В между фазой и нейтралью/землей
• ИО Частота: постоянный ток — 65 Гц без потерь, макс. 400 Гц. с потерей мощности
• Автоматический CDN для использования с Teseq NSG 3040 и Teseq NSG 3060

Запросить цену
Подробнее

Стандартное время выполнения заказа: 4–6 недель

Мощность в трехфазной цепи | Технический блог STL

Ты может составлять два типа цепей переменного тока: однофазную и трехфазную. однофазные схемы проще в реализации, но менее эффективны чем трехфазный цепь с. С другой стороны, трехфазный схема ’s дизайн и настройка стоят дорого. Однако стоимость операции будет намного ниже из-за его эффективности передачи энергии. В этой статье вы можно прочитать о трехфазных силовых цепях и их отличиях от однофазная силовая цепь.

А Трехфазная цепь

Источник

Как это работает?

Содержимое

• 1 Как это работает?
• 2 Преимущества трехфазной цепи
• 3 Начальный Различия между однофазным и трехфазным питанием
• 4 Вывод
• 5 Часто задаваемые вопросы

Трехфазный схема системы означают, что вы получаете три различных колеблющихся переменного тока и напряжения. Все три колеблются от отрицательных до положительных пиков при разные времена. Таким образом, когда одно напряжение или ток имеет свое пиковое значение, два других не будут. А это означает, что мощность никогда не достигает нуля при в любое время цикла. Итак, в трехфазном

схема , вы получаете постоянную подачу электроэнергии.

В отличие от однофазной цепи, вам нужно более двух проводов для реализации трехфазная система. И в зависимости от конфигурации количество проводов нагрузки может быть три или четыре. Существуют две конструкции для трехфазный схема : Звезда и Дельта. В звездообразной конфигурации нужно четыре провода, три проводник провода и один нейтральный провод. Конфигурация Delta не нуждается в нейтральном провод, так что требуется только три.

Преимущества трехфазной цепи

Есть несколько преимуществ трехфазная цепь:

• А трехфазная система обеспечивает постоянную мощность. Таким образом, вы можете передать мощность на расстоянии точно.
• Для аналогичная выходная мощность, трехфазные устройства требуют меньше объем, экономя место и стоимость.
• трехфазный напряжение меньше падает из источника в систему.
• А трехфазный прибор будет менее шумным, так как мощность постоянна и не пульсирует, как однофазное устройство.
• Вы можно использовать однофазное устройство в трехфазной системе, используя только одна из фаз.
• Вы может автоматически запускать трехфазный двигатель в трехфазной системе. Они не требуют стартеров, в отличие от устройства, работающего на однофазное питание.
• преобразованное постоянное напряжение трехфазного переменного тока имеет только 4 % пульсации фактор. Коэффициент пульсаций измеряет составляющую переменного тока в постоянном. На наоборот, постоянное напряжение, преобразованное из однофазного переменного тока, имеет 48 % фактор пульсации.

Начальный Различия между однофазным и трехфазным питанием

однофазный и трехфазный блок питания

в основном различаются количеством отдельных электрических токов: однофазный имеет один; трехфазный имеет три. И из-за этого основного различия между ними существует множество других операционных различий.

• Одноместный фазное электропитание выдает 230 вольт; трехфазный блок питания может обеспечить до 415 вольт.
• Вы нужно два провода для замыкания цепи однофазной системы; а трехфазная система требует минимум трех проводов.
• Однофазный системы теряют больше мощности, чем однофазный источник питания во время передача инфекции.
• схема однофазной системы требует простой настройки; потому что вам нужно три или более проводов, трехфазная электрическая цепь сложная и дорогая в настройке.
• Отличие однофазный источник питания, имеющий более одной фазы, обеспечивает ваши процессы не остановятся полностью, если один из этапов выйдет из строя.
• устройства потребляющие трехфазные соединения стоят дороже, но более эффективны. Однофазные устройства дешевле производить, даже если они менее эффективны. Именно поэтому бытовые питание однофазное.

Источник: Разница между трехфазным и однофазным сигналом

Вывод

Традиционно трехфазные источники питания предназначались только для отраслей, где используются мощные машины. Но с развитием технологий потребность в более высокой мощности растет даже в киберпространстве. Теперь у вас есть более мощные компьютерные системы в том же объеме. Таким образом, стойка из 10 серверов, потреблявшая 5 кВт десять лет назад, теперь потребляет более 20 кВт. Передача такого большого объема мощности через однофазный источник питания будет стоить дороже. И в такой ситуации блок питания трехфазный будет более осуществимым. Они достаточно эффективны, чтобы покрыть стоимость первоначальной установки. А уменьшенный коэффициент пульсаций обеспечивает меньший нагрев, увеличивая срок службы электронного оборудования. Так что центрам обработки данных было бы лучше перейти на трехфазную схему , даже если ее внедрение будет стоить дороже.

Часто задаваемые вопросы

1. Как Вы измеряете мощность ? в трехфазной цепи ?
   1. Вы измеряйте мощность с помощью ваттметра, но вам может понадобиться более одного сложный контур. Согласно теории преобразования Блонделя, необходимое количество ваттметров на единицу меньше количества провода в электрической цепи. Итак, трехфазная трехпроводная электрическая цепи понадобятся два ваттметра, а трехфазный четырехпроводный электрической цепи понадобится три. Ваттметр измеряет мощность от входа тока и напряжения. Вы можете использовать Power Analyzer для устранить необходимость в нескольких ваттметрах. У них более один ваттметр в них и действуют как трехфазный ваттметр .
2. Банка мощность в трехфазной цепи измерять с использованием менее трех ваттметров?
   1. Преобразование Блонделя определяет количество необходимых ваттметров. и количество проводов в цепи. Количество ваттметров, которые вы require на единицу меньше, чем количество токоведущих частей в цепи. провода. Так что вам нужна трехпроводная система для измерения мощности в 3 фазовая цепь с тремя ваттметрами. Это означает, что 3-фазная система должен иметь Дельта схема конфигурации . Если он в конфигурации «Звезда», вам понадобится четыре ваттметра.
3. Делает 3-фазная мощность стоит дороже, чем однофазная?
   1. А Трехфазное питание обеспечивает более эффективную передачу энергии. Так оперативно стоимость значительно ниже, чем у однофазного источника питания. Однако первоначальная настройка сложна из-за трех проводов. Реализация обойдется дороже. Кроме того, устройства, использующие 3-фазный мощность расходные материалы могут стоить дороже. Так что трехфазное питание не будет стоить более. Многие предприятия и офисы предпочитают трехфазные двигатели, поскольку они более эффективны и экономят больше денег.
4. Что есть формула мощности в цепи?
   1. Для В цепях постоянного тока мощность — это просто напряжение, умноженное на ток.