Чем отличается 220в от 380в

Чем трехфазное напряжение отличается от однофазного

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

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

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

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

В чем отличие трёхфазного напряжения от однофазного?

Практически все жильцы квартир и домов знают, что в розетке напряжение величиной в 220 В. И это считается довольно серьёзным показателем электросети, так как подобная разница потенциалов пропустит силу тока, опасную для жизни. Но также существует и промышленное напряжение – 380 В, которое применяется реже. Что такое однофазное и трёхфазное напряжение, знают немногие и данная статья доходчиво и понятно разъяснит эти два понятия.

380 Вольт постоянный или переменный ток

Житель современного города давно уже не мыслит свою жизнь без электричества. Оно окружает нас повсюду, мы даже не замечаем его повсеместного присутствия, вспоминаем о том, как оно нам необходимо лишь тогда, когда на электроподстанциях случаются аварии.

Неудивительно, что максимум, что может вспомнить про электричество средний неспециалист – это то, что «оно измеряется в вольтах», что в обычной пальчиковой батарейке – полтора вольта, что это совсем мало и безопасно. В автомобильном аккумуляторе – 12 вольт, это уже заметно больше, но все еще безопасно. А вот в бытовой электророзетке – 220в, это уже немало, неосторожное обращение может кончиться печально. Однако, такое высокое напряжение необходимо для того, чтобы приводить в действие всю бытовую технику, которая потребляет значительную мощность.

Те, кому приходилось иметь дело с промышленной техникой, знают, что на производстве принят стандарт 380в, ведь для работы промышленного оборудования требуется еще большая мощность, чем в быту.

Но многие замечали, что на шильдиках или в паспортах значение питающего напряжения зачастую обозначается через дробь 220/380в:

Это уже вызывает удивление – так какое же напряжение подходит к данному электрическому щиту или необходимо для питания данного электрического прибора? Почему оба значения стоят рядом? В чем разница между тем и другим значением?

Как провести 380 Вольт в частный дом и какие документы нужны

Стандартным бытовым напряжением является 220 В 50 Гц, однако некоторые домашние мастера в своих гаражах и мастерских используют трёхфазные электродвигатели. Такое электропитание может использоваться так же в насосах, подающих воду из скважин или водоёмов на приусадебные участки и в частные дома.

Существуют различные способы подключения этих электродвигателей к бытовой сети, но при этом падает мощность аппарата, поэтому многие владельцы этих устройств задаются вопросом — как из 220 сделать 380 вольт?

Зачем нужны 380 вольт и как подключить?

При строительстве дома в частном секторе перед домашним мастером встает вопрос, какое напряжение к нему подвести. Для бытовой техники достаточно 220 В, но ведь возможна и установка различных станков. К тому же, если дом достаточно велик, большой будет и нагрузка на фазу. В этом случае рациональным решением будет подключение к сети 380 вольт. Это позволит разделить группы питания бытовых приборов на линии или подключить оборудование, требующее более высокого, чем в бытовой сети, напряжения.

Трехфазная или однофазная сеть в доме: что лучше?

При прокладке электропроводки в частном доме или на даче пользователи часто утверждают, что трехфазный тип электропитания гораздо лучше однофазного, так как можно подключить больше электрической техники. Многие специалисты спорят на эту тему, находя в трехфазной электропроводке как положительные, так и отрицательные стороны.

В нашей статье мы разберем плюсы и минусы использования трехфазной и однофазной сети в частном доме. И определим, в каких случаях нужна именно трехфазная.

От какой сети питаются наши дома и квартиры

Большинство квартир и частных домов используют однофазное подключение к электросети. При этом общие нагрузки потребителя не превышают 10 кВт. На долю таких подключений приходится порядка 90% всех электроприемников.

Остальные 10% используют трехфазное подключение. Его используют если необходимо подсоединить нагрузку мощностью более 10 кВт. Для этого применяют сети переменного тока на 380 Вольт.

К ним относятся жители коттеджей или частных домов и владельцы квартир, где установлены электроплиты или другие приборы, рассчитанные на подключение 380 В.

Что такое однофазное напряжение?

В любом жилом помещении присутствует электрический ток, для появления которого необходимо приложить к проводнику определённое напряжение – или создать на его концах разницу потенциалов. И если заглянуть в стандартную розетку, то в старых домах там будет всего 2 провода – «фаза» и «ноль». В новых домах к ним ещё присоединиться провод заземления, с жёлто-зелёной изоляцией.

Когда в домашней сети только один фазный провод и нулевой, то такая электросеть получила название однофазной, а напряжение между этими двумя проводниками составляет 220 В. Обычная разница потенциалов, рассчитанная на работу маломощных бытовых приборов. Например, для некоторых разновидностей электрических плит недостаточно одной фазы и к ним приходится подводить 380 В.

Рисунок 2: Схема однофазной сети

Плюсы однофазного напряжения:

• Однофазные сети очень просты в своей прокладке и их легче поддерживать в работоспособном состоянии. Достаточно вывести 2 провода – и любой маломощный бытовой прибор будет работать.
• При грамотном монтаже быстрее проходит ремонт именно однофазных сетей, основной проблемой которых является повреждение нулевого проводника.
• Учитывая тот факт, что однофазная сеть заводится в дома и квартиры с суммарным потреблением электроэнергии не более 10 кВт, то и сечение вводного кабеля может быть заведомо меньше. Чаще всего используют проводник сечением 4-6 мм2. А внутренняя проводка может не превышать 1,5-2,5 мм2.

51 тыс. дочитываний

64 тыс. просмотров. Уникальные посетители страницы.

51 тыс. дочитываний, 80%. Пользователи, дочитавшие до конца.

3 мин. Среднее время дочитывания публикации.

Что показывает электрическое напряжение

Из школьного курса физики известно, что электрическое поле – это особый вид материи, который возникает вокруг электрических зарядов. Его можно наблюдать, создав заряд, например, с помощью трения – после расчесывания расческа начинает притягивать мелкие кусочки бумаги. Если заряженные частицы будут двигаться по проводнику – то в проводнике возникнет ток, а вокруг проводника – магнитное поле, с помощью которого можно будет совершать полезную работу. Это явление лежит в основе работы электродвигателей. И наоборот – если двигать магнит рядом с проводником (или внутри проводящей катушки) – то в проводнике возникнет электрический ток – на этом явлении основаны электрогенераторы.

Создать движение заряженных частиц по проводнику можно также с помощью особых химических реакций – на этом явлении базируются химические источники тока — батареи и аккумуляторы.

«Сила», с которой заряды будут двигаться по проводнику, называется электрическим напряжением, единица измерения — вольт. А количество этих зарядов, движущихся по проводнику – электрическим током, единица измерения — ампер.

Обычной батарейки достаточно для зажигания фонарика, но для совершения большой работы необходимо гораздо большее напряжение, которое создается специальными генераторами больших размеров.

Особенности трехфазного: отличия от привычных 220 В

В отличие от обычной двухпроводной системы, подключение 380 вольт требует использования кабеля с четырьмя жилами, не считая заземления, которое монтируется отдельно. В этом случае 3 провода будут фазными, а один нулевым (нейтралью). Многие не понимают, как связаны 220 и 380 В, считая, что для их выработки используются разные генераторы. На самом деле все намного проще. Любую трехфазную систему можно разделить на 3 линии с привычным для всех бытовым напряжением. Используя одну из фаз и нулевой провод, получают 220 В.

Полезный совет! Если требуется ненадолго подключить оборудование, работающее от сети 380В в многоквартирном доме, можно запитаться в распределительного щита на лестничной клетке – в каждом из них имеется 3 фазы. Однако стоит помнить, что подобные действия будут расцениваться коммунальными службами как воровство электроэнергии, а через бытовой счетчик такая коммутация невозможна.

Подключение 380В в квартире вполне можно оформить официально, но только при отсутствии подведенной к дому газовой магистрали. В этом случае, при установке электроплиты, работающей от трехфазного тока, необходимо оформить необходимую документацию. Однако это дело не одного дня, к тому же многое зависит от того, есть ли такая возможность в принципе.

Специфика подачи напряжения

По типу электрического тока напряжение бывает переменным и постоянным. При разной форме переменного тока изменяется его величина и значение. В то время, как у постоянного тока сохраняется одна и та же полярность знака, а вот величина может изменяться.

Напряжение, присутствующее в современных розетках, имеет переменную синусоидальную форму. Его значение бывает следующих видов:

• Амплитудным – указывает на размер размаха синусоиды по отношению к нулю в вольтах;
• Действующим – это значение, которое в √2 или 1,41 раз меньше предыдущего;
• Мгновенным – значение указывает на интенсивность напряжения в вольтах в определенные моменты времени.

Особенности однофазной сети

Любой коттеджный или дачный поселок, а также многоквартирный дом перед вводом в эксплуатацию подключается к местной электросети, которая является трехфазной. Далее на конкретного потребителя (на участок с домом или квартиру) выделяется одна из трех фаз или все три фазы. Давайте разберемся, что представляют собой эти два типа электропроводки. Начнём с однофазной.

Как правило, в квартирах или дачных домах электропитание потребителей выполняется через однофазную сеть мощностью 5 кВт. При этом в дом вводится электрическая цепь, состоящая из трех проводов: фазного (L), нейтрального (N) и защитного (РЕ) или заземляющего. По фазному проводу ток поступает к потребителю, а по нейтрали возвращается. Защитный проводник служит для предотвращения удара током.

Преимущества и недостатки

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

Однофазная сеть 220 В, плюсы

• Простота
• Дешевизна
• Ниже опасное напряжение

Однофазная сеть 220 В, минусы

• Ограниченная мощность потребителя

Трехфазная сеть 380 В, плюсы

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

Трехфазная сеть 380 В, минусы

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

Преимущества трехфазной системы в частном секторе

В сельской местности часто возникают перебои с подачей электроэнергии. Виноваты здесь не энергосбытовые компании, а изношенность трансформаторных подстанций и низкий уровень квалификации электриков, обслуживающих район. Чаще всего проблема заключается в перекосе фаз, вызванном слишком большой нагрузкой на одну из них при минимальной на другую. В этом случае, при вводе в дом 380 вольт домашний мастер самостоятельно может проверить напряжение на каждой из линий и решить, какие из них можно использовать для питания бытовых приборов.

Еще одним преимуществом является экономичность. Счета за электроэнергию у пользователей трехфазной сети обычно ниже. Но стоит помнить, что помимо более сложного подключения 380 вольт, потребуется оформление определенной документации. Придется немного побегать по инстанциям, прежде чем будет получено разрешение.

Главные отличия

Общим фактором является количество проводов и напряжение. На этом отличия и заканчиваются. Однофазное подключение характеризуется подведением к дому или квартире двух/трех проводов (фаза, ноль, заземление). Обычно сечение проводников составляет 4-6 мм 2 . А в доме используют проводку 1,5-2,5 мм 2 .

При этом оно ограничено по максимальной мощности потребления, которая не должна превышать десяти кВт. Могут возникнуть трудности с подключением потребителей, рассчитанных на трехфазное напряжение. При подключении потребуются дополнительные устройства, а также нужно быть готовым, что произойдет потеря мощности.

Обычно к многоквартирному дому подводится три фазы, а в каждую квартиру приходит только одна фаза. При этом стараются распределять нагрузку пропорционально, исключая перекос фаз. Так же учитывают то, что напряжение 220В является менее опасным чем 380В, с точки зрения техники безопасности.

Если потребитель планирует подключение к электрической сети с выделенной мощностью более десяти кВт — необходимо использовать трехфазное напряжение.

Отличие в этом случае заключается в подведении к дому или коттеджу кабеля с четырьмя/пяти жилами. В чем состоит отличие от двухпроводного подключения. В этом случае потребитель получает две величины напряжения: линейное будет равно 380 В, а фазное — 220 В.

Замер производят следующим образом. Фазное напряжение меряют между нулевым проводником и каждой фазой попеременно, линейное замеряют между фазами.

На рисунке снизу показано, как измерить фазное и линейное напряжение.

Следует учитывать, что в коттеджах, где установленная мощность превышает десять киловатт, но отсутствует трехфазная нагрузка, активная мощность должна распределяться между фазами равномерно.

В этом состоит разница при однофазном подключении, распределять мощности нет необходимости.

На нижеприведенном рисунке представлена схема подсоединения однофазной равномерно распределенной по трём фазам нагрузки и формула зависимости линейного напряжения от фазного.

При этом не требуется использовать коммутационное оборудование (автоматы, пускатели) на большие токи. Чаще трехфазная сеть применяется для промышленных предприятий, магазинов, офисных помещений.

Меры безопасности

Основные правила безопасности при преобразовании энергии:

• Необходимо работать только с проверенными и технически исправными приборами во избежание короткого замыкания или пожара;
• Минимальная мощность в приборах должна быть больше 400 Вт для корректного преобразования напряжения;
• В процессе преобразования необходимо пользоваться мультиметром, для того чтобы отслеживать результат;
• В щитке необходимо установить устройство защитного отключения, чтобы при скачках напряжения бытовые приборы не вышли из строя;
• При работе по подключению все помещения должны быть обесточены, а щиток отключен;
• Если на проводах есть скрутки, то их необходимо заменить, чтобы они не закоротили в процессе работы;
• Не должно быть оголенной изоляции в проводах, так как при соприкосновении может случиться короткое замыкание или электротравмы.

Преобразователь 220 в 380 своими руками с конденсатором
Внимание! Нельзя пренебрегать правилами безопасности, иначе это может привести не только к выходу из строя бытовых приборов, но и к возгоранию, порче проводки и щитка оборудования.

Вам это будет интересно Все об пайке

Подобной работой должен заниматься только опытный электромонтер, либо человек, обладающий достаточными познаниями в электрике. Чтобы понять, как с 380 взять 220, необходимо изучить принцип действия всех приборов для преобразования энергии. Опытные мастера рекомендуют применять только трансформаторы или двигатели с конденсаторами. С данными устройствами сможет справиться даже новичок, при соблюдении всех правил безопасности.

Устройство защитного отключения

Итак, было расмотрено несколько методик преобразования тока. В заключении необходимо отметить, что процесс это достаточно сложный. В некоторых случаях необходимо специальное разрешение и допуск для работы. Некачественно выполненная работа может привести к КЗ и пожарам, нарушению целостности изоляции. Считается, что для подключения стандартных электроприборов в квартирах достаточно 220 В.

Среднее значение и частота [ править | править код ]

Основные параметры сети переменного тока — напряжение и частота — различаются в разных регионах мира. В большинстве европейских стран низкое сетевое напряжение в трёхфазных сетях составляет 230/400 В при частоте 50 Гц, а в промышленных сетях — 400/690 В. В Северной, Центральной и частично Южной Америке низкое сетевое напряжение в сетях с раздёлённой фазой составляет 115 В при частоте 60 Гц.

Более высокое сетевое напряжение (от 1000 В до 10 кВ) уменьшает потери при передаче электроэнергии и позволяет использовать электроприборы с большей мощностью, однако, в то же время, увеличивает тяжесть последствий от поражения током неподготовленных пользователей от незащищённых сетей.

Для использования электроприборов, предназначенных для одного сетевого напряжения, в районах, где используется другое, нужны соответствующие преобразователи (например, трансформаторы). Для некоторых электроприборов (главным образом, специализированных, не относящихся к бытовой технике) кроме напряжения играет роль и частота питающей сети.

Современное высокотехнологичное электрооборудование, как правило, содержащее в своём составе импульсные преобразователи напряжения, может иметь переключатели на различные значения сетевого напряжения либо не имеет переключателей, но допускает широкий диапазон входных напряжений: от 100 до 240 В при номинальной частоте от 50 до 60 Гц, что позволяет использовать данные электроприборы без преобразователей практически в любой стране мира.

Использовать преобразователь напряжения (инвертор)

Самый простой способ, как сделать 380 Вольт, — это приобрести и установить трёхфазный преобразователь напряжения (инвертор). На вход этого аппарата подаётся однофазное напряжение 220В, а на выходных клеммах устройства появляются три фазы 380 В. Это самый лучший, хотя и самый дорогой метод получения трёхфазного питания.

Конструктивно инвертор состоит из четырёх узлов — выпрямителя и трёх преобразователей, превращающих постоянное напряжение 220 В в переменное. За счёт соответствующих настроек и соединений узлов отдельные фазы сдвинуты на 120°, что даёт в итоге линейное напряжение 380 В.

В большинстве инверторов имеются встроенные стабилизатор напряжения и различные виды защит, отключающие питание при перегрузке, коротком замыкании или повышенном входном напряжении.

Информация! Кроме преобразователей напряжения, которые подключаются к сети 220 В 50Гц, существуют инверторы, работающие от автомобильного аккумулятора =12В.

Встречаются ли однофазные сети в чистом виде

Энергосистема нашей страны рассчитана на использование трехфазной сети. Все генераторы на электростанциях вырабатывают три фазы. Это относится к гидроэлектростанциям, АЭС, тепловым, приливным и т.д.

Такая схема передачи энергии на большие расстояния наиболее экономична. Для передачи аналогичной мощности при однофазной линии, потребуются провода большого сечения. Поэтому однофазные сети для передачи электроэнергии не применяются.

На нижеприведенном рисунке представлена схема передачи электроэнергии от ТЭЦ к потребителю.

Однако, однофазные электросети широко используются как аварийные источники питания. Для этого применяются бензиновые или дизельные электростанции. Устанавливают на объектах, где недопустимо отключение электроэнергии. Например, для запитывания электроэнергией больниц (это отделения реанимации или операционные), телефонных станций, систем оперативного оповещения и т.п. Для мощных потребителей используются трехфазные дизельные генераторы.

Оформление разрешительной документации для подключения

Для начала необходимо подготовить проект, в котором будет прописано оборудование, требующее более высокого, чем в обычной домашней сети, напряжения. Основываясь на характеристиках оборудования, планируемого к подключению, УК составляет технические условия, в которых прописываются сечения кабелей, параметры заземления и прочие данные, обязательные для исполнения. После этого составляется акт, в который входят отчеты сотрудников, осуществлявших проверку оборудования и подтверждающих необходимость подачи питания 380 вольт в дом.

Но есть и исключения из этих правил. Если от частного дома до ближайшей трехфазной силовой линии более 500 м, то подключение высокого напряжения невозможно – никто не даст подобного разрешения, даже при условии, что владелец самостоятельно установит дополнительные столбы. В этом случае, если подобное питание необходимо, единственным выходом остается установка генератора 380 вольт, работающего на дизельном топливе или бензине.

Отличие трёхфазного напряжения от однофазного

Трёхфазное напряжение, следуя из своего названия, подразумевает использование трёх фазных проводников и одного рабочего нуля. Но основное отличие не в количестве проводов, а в том, что разница потенциалов между двумя «фазами» составляет не 220 В, а 380 В. И к потребителю подключают не «фазу» и «ноль», а две фазы, прикладывая к его выводам необходимое, повышенное напряжение

В чём плюсы трёхфазного напряжения:

Однофазное напряжение, также, как и трёхфазное, хорошо только при определённых условиях эксплуатации электрической сети. Для квартиры подойдут стандартные «фаза» и «ноль», а вот, чтобы установить в эту саму квартиру электрическую печь, может понадобиться 2 рабочие «фаза». Поэтому следует чётко разграничивать условия работы электросети: 220 В – для жилых помещений, 380 В – для промышленных.

Также следует помнить, что для ввода 380 В необходимо разрешение соответствующей службы по энергетическому контролю.

Но трёхфазная сеть не идеальна, так как при её монтаже необходимо более количество провода чем при однофазной, а рабочее напряжение более опасно чем 220 В.

Разница между напряжением 220 и 380 Вольт

Житель современного города давно уже не мыслит свою жизнь без электричества. Оно окружает нас повсюду, мы даже не замечаем его повсеместного присутствия, вспоминаем о том, как оно нам необходимо лишь тогда, когда на электроподстанциях случаются аварии.

Неудивительно, что максимум, что может вспомнить про электричество средний неспециалист – это то, что «оно измеряется в вольтах», что в обычной пальчиковой батарейке – полтора вольта, что это совсем мало и безопасно. В автомобильном аккумуляторе – 12 вольт, это уже заметно больше, но все еще безопасно. А вот в бытовой электророзетке – 220в, это уже немало, неосторожное обращение может кончиться печально. Однако, такое высокое напряжение необходимо для того, чтобы приводить в действие всю бытовую технику, которая потребляет значительную мощность.

Те, кому приходилось иметь дело с промышленной техникой, знают, что на производстве принят стандарт 380в, ведь для работы промышленного оборудования требуется еще большая мощность, чем в быту.

Но многие замечали, что на шильдиках или в паспортах значение питающего напряжения зачастую обозначается через дробь 220/380в:

Это уже вызывает удивление – так какое же напряжение подходит к данному электрическому щиту или необходимо для питания данного электрического прибора? Почему оба значения стоят рядом? В чем разница между тем и другим значением?

Причины возникновения необходимости подключения 380 В

Если планируется лишь разделение трехфазной линии на три однофазных и использование его только для освещения и питания бытовой техники, никакого смысла в оформлении документации нет. К тому же сотрудники управляющей компании, производящие проверку оборудования, не дадут разрешения на подобное подключение. Другое дело, если в одной из построек у владельца оборудована небольшая мастерская. Та же циркулярная пила, для привода которой установлен электродвигатель 380 вольт, может стать поводом к подводке трехфазной линии. А как владелец будет производить дальнейшее расключение, после прибора учета электроэнергии, уже никого не касается.

Домашнюю сеть, по обслуживанию управляющей компании, можно сравнить с водопроводной. Все, что подключено до счетчика является собственностью коммунальных служб и ими же обслуживается. Коммуникации, расположенные после прибора учета, т. е. со стороны владельца, принадлежат хозяину помещения. Он и отвечает за их состояние.

Чем отличаются между собой

Однофазные сети

В таких сетях ток может проходить и по замкнутым цепям. При подключении рекомендуется в первую очередь подвести напряжение к эффективной нагрузке и только после этого вернуть его обратно. Провод, который подводит ток в условиях переменного тока, является фазой. Второй провод является нулевым. Между этими двумя проводами, передающими однофазный ток, величина напряжения составляет 220B.

Двухфазные сети

Этот тип электросетей предусматривает осуществление передачи двух переменных токов, по которым их напряжение сдвигается по фазе на 90°. Для передачи токов используются два фазных и два нулевых провода. Из-за дороговизны такой способ передачи напряжения сейчас не используется.

Трехфазные сети

В таких электросетях одновременно передаются три переменных тока со сдвигом напряжения по фазе на 120°. Источники соединяются по схеме «звезды», что позволяет использовать только три провода – 3-х фазных и одного нулевого. Преимуществом таких сетей признана экономичность и возможность передачи тока на большие расстояния. В любой паре проводов фаз присутствует напряжение в 380B, а в парах одного фазного и нулевого провода – 220B.

Исходя из вышеперечисленного, для электропитания городских квартир и частных домов оборудуются однофазные или трехфазные сети.

Система распределения электроэнергии

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

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

Трехфазное питание – ступени от генератора до потребителя

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

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

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

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

Напоследок – ещё несколько фото с комментариями.

Электрощит с трехфазным вводом, но все потребители – однофазные.

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

Подводя итоги

Однофазное напряжение, также, как и трёхфазное, хорошо только при определённых условиях эксплуатации электрической сети. Для квартиры подойдут стандартные «фаза» и «ноль», а вот, чтобы установить в эту саму квартиру электрическую печь, может понадобиться 2 рабочие «фаза». Поэтому следует чётко разграничивать условия работы электросети: 220 В – для жилых помещений, 380 В – для промышленных.

Также следует помнить, что для ввода 380 В необходимо разрешение соответствующей службы по энергетическому контролю.

Фазы переменного тока

Щеточно-коллекторный узел или электронное управление — это достаточно сложные и дорогие устройства. Но, существует другая возможность, гораздо проще. На двигатель можно сразу подавать электричество так, чтобы в нем создавалось вращающееся поле. И переменный ток для этого подходит как нельзя лучше. Только надо подавать его особым образом – «по очереди», с помощью нескольких линий, которые называются фазами. А двигатель будет содержать несколько обмоток, на каждую линию – своя.

Получится очень удобно – по одной линии заряды движутся с максимальной скоростью, и эта линия создает в своей обмотке наибольшее магнитное поле, ротор двигателя будет максимально притягиваться к ней. В это время по другим линиям заряды движутся медленнее, и магнитное поле, создаваемое ими, меньше. А за то время, пока ротор повернется к первой обмотке, наибольшая скорость движения зарядов (и наибольшее магнитное поле) будет в следующей обмотке, ротор начнет притягиваться к ней. Когда ротор повернется дальше, наибольшее магнитное поле возникнет в следующей обмотке – и так по кругу, ротор постоянно будет притягиваться к обмотке с наибольшим магнитным полем, которое постоянно будет возникать в следующей, по ходу вращения, обмотке.

Для организации такого, постоянно сдвигающегося по кругу, магнитного поля необходимо несколько линий. Если их две, то возникает неопределенность направления вращения – угол между обмотками в оба направления равен 180⁰. При трех обмотках такой неопределенности нет, угол между обмотками составит 120⁰. Такой переменный ток называется трехфазным.

При этом оказывается удобно соединить обмотки вместе одной стороной, получив соединение «звезда».

Если измерить напряжение между и концом любой из обмоток – мы получим те самые 220в, которые подходят к обычным бытовым розеткам. Фактически, два полюса штекера электрической розетки – это и есть центр и одна из фаз промышленной «звезды» переменного тока.

Метод использования трех фаз

Ещё один способ получения трёхфазного напряжения — это замена вводного кабеля и электросчётчика. В этом случае однофазное питание квартиры или частного дома меняется на трёхфазное с подключением дополнительных фаз от подъездного щитка или уличной линии электропередач.

Эту работу допускается выполнять только после согласования с электрокомпанией, самовольное подключение считается хищением электроэнергии и влечёт за собой наложение штрафа.

Замену электропитания целесообразно выполнять при установке электроплиты или электроотопления и выполняется для разделения нагрузки по разным фазам и уменьшения потребляемого тока и сечения подводящего кабеля.

Подключение к трёхфазной сети электродвигателей в этом случае будет дополнительным бонусом. Подача питания к одному электродвигателю является финансово невыгодной.

Недостатки трехфазного ввода

У трехфазного подключения есть и свои существенные недостатки. Рассмотрим их подробнее.

Недостатки	Описание
Равномерное распределение нагрузки по фазам	Чтобы не случилось перекоса фаз, необходимо равномерно распределять однофазных потребителей по трем фазам. Поэтому при проектировании трехфазной электропроводки в частном доме требуется уделять большое внимание правильному распределению нагрузки.
Ограничение по мощности однофазных нагрузок.	Например, если выделенная мощность на дом составляет 15 кВт, то каждая фаза будет иметь по 5 кВт с максимальным током не более 22 А. В этом случае возникнет проблема в подключении более мощной однофазной нагрузки.
Высокая стоимость	Проложить внутри дома трехфазную сеть будет значительно дороже, чем однофазную. Применение кабелей и проводов с большим количеством жил (каждая фаза должна разводиться отдельным кабелем), установка более модернизированного электрощита, трехфазного счетчика, автоматических выключателей, а также специальных аппаратов защиты – все это скажется на итоговой стоимости.
Просадки сетевого напряжения	Некоторые пользователи считают, что при просадке одной из фаз, можно свободно пользоваться двумя другими. Но в этом случае их запросто можно перегрузить. Для безопасного переключения фаз понадобится электронный переключатель.
Особенности подключения потребителей с трехфазными моторами	Для подключения потребителей с трехфазными моторами потребуется специальный прибор для поиска правильного чередования фаз (фазировки). Правда данную фазировку нужно соблюсти только на самом моторе при подключении.

Эволюция напряжения в сети – с чего все началось

Уровень стандартных напряжений за последние 100 лет постоянно изменялся, для отечественных бытовых сетей в зависимости от степени технологического развития. Так, на заре электрификации стран советского лагеря для потребителей электрической энергии устанавливался номинал на 127 В. Такая система номинальных параметров вошла в обиход благодаря разработкам Доливо-Добровольского, который и предложил трехфазную генерацию вместо устаревшей двухфазной. Следует отметить, что еще в конце 30-х годов прошлого века норма напряжения 127 В уже слабо соответствовала возросшим производственным нуждам, именно тогда возникли первые попытки заменить ее, но с началом Второй мировой войны эти планы так и не реализовались.

Подключение розетки трехфазного питания

Перед тем как подключить 380 вольт потребуется произвести некоторые вычисления. Необходимо правильно подобрать сечение провода, материал его изготовления. Расчеты производятся, исходя из потребляемой мощности оборудования. Первое, что необходимо сделать – это выписать данные бытового прибора, которые можно найти на шильдике или в технической документации. Формула расчета будет выглядеть так – I= P/(√3×U×cos(φ)), где:

• I – ток. Именно по этому параметру будут сделаны выводы по сечению провода;
• U – напряжение одной фазы. В случае трехфазной бытовой системы этот параметр равен 220 В;
• cos(φ) – показатель угла сдвига по фазам. Он также отмечен на шильдике;
• P – потребляемая мощность электроплиты или другого оборудования.

Высчитав силу тока нужно определиться с материалом кабеля (более рациональным будет применение медного провода), после чего следует воспользоваться таблицей сечений. Подобную информацию легко найти в сети интернет, а потому нет смысла останавливаться на ней подробно.

Подключение розетки 380 вольт никаких сложностей не представляет. Все контакты подобных изделий промаркированы, а значит ошибиться при монтаже практически невозможно. Главное – розетка не должна находиться ближе 60 см от водопроводного крана, чтобы попадание влаги на нее было исключено.

Вывод

Оба варианта электросети являются безопасными только при соблюдении всех необходимых требований при установке.

Как правило, в частном секторе пользователь может выбрать, какой тип электросети ему более приемлем. Но есть основной определяющий фактор – максимально разрешенная мощность, которая указывается в технических условиях на подключение дома к электросети. Например, если в СНТ есть ограничение на 5 кВт мощности (от самого СНТ или питающих сетей), то оно регламентировано исключительно на одну фазу. Как правило, это делается, чтобы было проще все дома СНТ разделить на 3 фазы (например, при 300 участках каждая фаза распределяется на 100 домов), точно зная, что ни один из этих домов не сможет потреблять более 5 кВт и перегружать какую-либо из фаз, вызывая перекос.

Трехфазная сеть позволить получить три фазы, но уже с каждой по 5 кВт, что втрое увеличит возможности (суммарно 15 кВт), и, опять же, каждая фаза остается ограниченной потреблением не более 5 кВт, что не позволит конкретному дому вызывать перекос.

Учитывая все положительные и отрицательные стороны трехфазной сети, её установка в доме необходима лишь в случаях, если планируется подключение:

• большого количества однофазных потребителей;
• мощных трехфазных нагрузок (например, отопительного оборудования или варочной панели);
• трехфазных электроинструментов (например, для организации в доме мастерской).

Если говорить об электрозащите, то как для трехфазной, так и однофазной сети многие пользователи устанавливают стабилизаторы напряжения, которые защищают нагрузку от нестабильного сетевого напряжения. Особенно это актуально для частных домов, коттеджей и дач, где часто встречается некачественное сетевое напряжение. Стабилизатор напряжения становится таким же неотъемлемым элементом электросистемы дома, как вводной автомат, УЗО или электросчетчик.

Дальнейшее увеличение номинальных напряжений – 230/400 В

Потребление электрического тока постоянно росло и в конце ХХ века в Европе было принято решение о дальнейшем увеличении номинальных напряжений в трехфазной системе переменного тока: линейного с 380 В до 400 В и, как следствие, фазного с 220 В до 230 В. Это позволило повысить пропускную способность существующих цепей питания и избежать массовой прокладки новых кабельных линий.

В целях унификации параметров электрических сетей новые общеевропейские стандарты были предложены Международной электротехнической комиссией и другим странам мира. Российская Федерация согласилась их принять и разработала ГОСТ 29322-92, предписывающий электроснабжающим организациям перейти на 230 В к 2003 году. ГОСТ 29322-2014, как уже выше упоминалось, устанавливает значение номинального напряжения между фазой и нейтралью в трехфазной четырехпроводной или трехпроводной системе равным 230 В, однако допускает применение и систем с 220 В.

Пятипроцентное изменение их номинала не должно сказаться на функционировании привычных бытовых электроприборов, так как они имеют определённый диапазон допустимых значений питающего напряжения. Обе величины, 220 и 230 В, в большинстве случаев, входят в этот диапазон. Однако определённые трудности при переходе на европейские стандарты всё-таки могут возникнуть. Они, в первую очередь, коснутся работы осветительного оборудования с лампами накаливания, рассчитанными на 220 В. Увеличение входного напряжения вызовет перенакал вольфрамовой нити, что негативно скажется на её долговечности – такие лампы будут чаще перегорать. Поэтому покупателям следует быть внимательнее и выбирать электролампы, допускающие включение в сеть 230 В (номинальное напряжение обычно указывается в маркировке прибора).

В заключение следует сказать, что различные нештатные ситуации, возникающие в отечественных электросетях (резкие перепады напряжения или прекращение подачи электричества), представляют для электрооборудования намного большую опасность, чем плановый переход на европейские стандарты электропитания. Кроме того, энергоснабжающие компании часто не соблюдают требования к качеству электроэнергии, допуская сильные отклонения от установленных номинальных значений.

Как делается преобразователь из 220в в 380 самостоятельно с помощью трансформатора

Преобразователь энергии – одно из самых распространенных устройств, которое может применяться как новичками, так и опытными мастерами. При помощи трансформаторов можно добиться любого напряжения в пределах допустимого ресурса устройства, в том числе и 380 Вольт. Что касается использования конденсатора для накопления энергии, то его необходимость всегда остаётся на усмотрение самого потребителя.

Для того, чтобы обеспечить стабильное электропитание на трёх фазах, следует использовать специальный трёхфазный трансформатор. Основная функция агрегата, помимо изменения напряжения, – это преобразование однофазного тока в трехфазный. Подобные приборы в ассортименте представлены в большинстве магазинах электротехники.

Катушки преобразователя напряжения скреплены треугольным зажимом. Напряжение будет подаваться на обе первичные катушки напрямую, а на последнюю с помощью накопительного устройства. Конденсатор должен выбираться исходя из 7 мкФ, которые приходятся на каждые 100 Ватт мощности.

Процесс работы без конденсатора

Внимание! Важно, чтобы минимальная заводская мощность прибора была не менее 400 Ватт. Кроме того, следует учесть, что подобные устройства запрещено переводить в рабочий режим без нагрузки.

Если подобное случается, то требуемое напряжение будет достигнуто, но мощность электромотора при этом будет понижена, а коэффициент полезного действия, в свою очередь, начнёт резко стремиться к нулю.

Подключение трехфазного питания в распределительном шкафу

После того как 380 В заведены в щит, следует выполнить правильную коммутацию. Ввод производится через мощный автомат или фидерный выключатель. После него подключается прибор учета электроэнергии, питание с которого идет на защитную автоматику домашней сети. Выглядит она следующим образом (элементы могут отличаться, в зависимости от пожеланий владельца):

1. Общий автомат, способный выдержать нагрузку, потребляемую всеми электроприборами дома.
2. Три АВ меньшей номинальной мощности, по группам. Это может быть кухня, остальные розетки дома, группа освещения.
3. 3 устройства защитного отключения, от которых производится разводка питания раздельно по комнатам.

Применение трёхфазного трансформатора

В том случае, если из электродвигателя выходить только три вывода, переключить обмотки в «треугольник» без разборки невозможно, а при схеме «звезда» слишком велики потери мощности. В этом случае для получения напряжения 380 вольт используется повышающий трёхфазный трансформатор или автотрансформатор.

При этом к двум клеммам первичной обмотки однофазное питание подаётся напрямую, а к третьей через конденсатор. Его параметры рассчитываются аналогично включению в однофазную сеть трёхфазной электромашины.

Такая схема применяется достаточно редко из-за необходимости использовать дополнительное устройство.

Фазное и линейное напряжение – что опаснее для человека

Поражение электрическим током всегда несет в себе вред здоровью или даже летальный исход. Однако величина опасности при соприкосновении с токоведущими частями фазного и линейного напряжения отличается. Так что же страшнее? Разобравшись в том, что означают эти термины, можно легко ответить на данный вопрос.

Как изменение повлияло на ресурс бытовых электроприборов

После нескольких лет эксплуатации можно сделать некоторые выводы о влиянии “нового электричества” на бытовые электроприборы, основанные на практическом опыте.

Холодильник

На шильдике, который находится внутри, внизу, слева, есть указание 220–240 вольт переменного тока, частотой 50 Гц. Что это значит? Диапазон номинальных напряжений. Если применить допустимое отклонение 10%, для нижнего значения со знаком минус, а для верхнего со знаком плюс, то получим коридор, ограниченный 198–264 вольтами. Как видите, он вполне укладывается в диапазон, предусмотренный стандартом.

Впрочем, для того кто знает об особенностях асинхронных электродвигателей, в это нет ничего удивительного.

Водонагреватель, электроплита

В моём случае, в руководствах по эксплуатации указывается номинальное значение 220 В и только для водонагревателя допуск ±10%.

Пониженное напряжение для бытовой техники, в которой используются ТЭНы, вообще, не страшно. ТЭН будет медленнее нагреваться, только и всего. Верхний предел зависит от максимальной температуры нагрева спирали, которая, в свою очередь, зависит от длины проволоки нихрома, её сечения и ещё много отчего.

Стиральная машина

Порогом нижнего предела для стиральных машин считается 190 В. При падении ниже этого порога автоматика в лучшем случае отключит привода или зависнет.

Телевизоры, компьютер

На шильдеке пишут разное: AC 230 V, 220 – 230 В, а на телевизоре (Samsug), даже так 100 – 240 В, но если кто-то сталкивался с импульсными блоками питания которыми оснащена современная аппаратура, тот знает, что перепады напряжения даже более значительные чем предусмотренные стандартом, для импульсников не проблема.

Проблема в выходной мощности, но это совсем другая история.

Приборы освещения

Единственно действительно уязвимыми для 230 вольт оказались приборы освещения. Причём все: лампы накаливания, лампы КЛЛ и драйвера светодиодов.

Видимо, в понимании производителей приборов освещения, обозначение 220–240 не означает диапазон номинальных значений, а их предел. В самом деле, что будет делать производитель, если каждая лампочка, им произведенная, будет светить 5–10 лет.

Схемы подключения ЗВЕЗДА и ТРЕУГОЛЬНИК

Производители предлагают трехфазные электродвигатели как с возможностью изменять схему подключения, так и без таковой.

Более раннему обозначению выводов обмоток С1 — С6 соответствует современное U1 — U2, W1 — W2 и V1 — V2. В распред. коробке выведены провода в количестве трёх (заводом изготовителем по умолчанию осуществлена схема подключения *звезда*) или шести (двигатель можно подключать к трехфазной сети как звездой, так и треугольником). В первом случае необходимо начала обмоток (W2, U2, V2) соединить в единой точке, три оставшихся провода (W1, U1, V1) подключить к фазам питающей сети (L1, L2, L3).

Преимущество метода звезда — плавный запуск мотора и мягкая работа (обусловленная щадящим режимом и благоприятно сказывающаяся на эксплуатационном сроке агрегата), а также меньший пусковой ток. Недостаток — потеря по мощности примерно в полтора раза и меньший крутящий момент. Применяется для оборудования, имеющего на валу свободно вращающуюся нагрузку – вентиляторы, центробежные насосы, валы станков, центрифуг и другого оборудования, не требовательного к крутящему моменту. Схему треугольник применяют для электродвигателей, изначально имеющих на валу неинерционную нагрузку, такую как вес груза лебедки или сопротивление поршневого компрессора. Для снижения пускового тока осуществляют комбинированный тип включения

(применим для электромоторов мощностью от 5 кВт) — сочетающий в себе преимущества первых двух схем — пуск происходит по схеме звезда, а после вхождения электромотора в рабочее состояние происходит автоматическое (реле времени) или ручное переключение (пакетник) — мощность возрастает до номинальной.

Возможно ли сделать из 220В 380В

На различных промышленных предприятиях или в помещениях со специальным функционалом генераторы выдают в основном трёхфазный ток, что позволяет увеличить его напряжение в несколько сотен раз при использовании особого оборудования. По установкам ДЭП энергия подаётся потребителям, но перед этим она должна попасть на силовой трансформатор, который увеличит напряжение до 380 В. Из распределительной подстанции энергия будет перемещаться на потребительскую линию.

Подключение двигателя

На трех фазах ток передается таким образом, что его частички движутся по перпендикулярным траекториям. Внутри проводника величина напряжения 380 Вольт, а между фазами — 220 Вольт, что является нормальным показателем для жилых помещений. Учитывая, что подавляющее большинство квартир электрифицируются по однофазной схеме, две недостающие фазы можно завести в помещение с ближайшего распределительного щита.

Внимание! На сегодняшний день на рынке доступно множество преобразователей, способных повысить мощность электрического тока. Но при работе с ними необходимо придерживаться определённых правил безопасности.

Многих обывателей, не изучавших особенности преобразования электрического тока, волнует вопрос, как из 380 вольт получить 220 вольт и наоборот, какие типы переходников необходимо при этом использовать? Cовременный рынок электротехники предлагает массу устройств для преобразования напряжения. В зависимости от мощности подключаемого оборудования, каждый потребитель может выбрать как простой бытовой инвертор, так и высокотехнологичную промышленную установку.

Линейное напряжение: определение и последствия поражения

Оно возникает между одним из фазных проводов и нейтралью или заземлением. Поражения таким током наиболее распространены. Они влекут за собой повреждения внутренних органов, нервной системы (вплоть до остановки сердца и дыхания), а также ожоги кожных покровов различных степеней.

По каким схемам потребители подключаются к трехфазным электросетям

Для подключения электродвигателей, нагревателей и других трехфазных мощностей используется схема «звезда» или «треугольник». Большинство установок оснащены перемычками, которые в зависимости от положения обмоток формируют вышеуказанные схемы.

Соединение звездой

Схема предусматривает соединение концов обмоток генерирующего устройства в одну точку и подключение к началу этих же обмоток нагрузки. В электродвигателях получается, что линейное напряжение в 380B, при условии соединения обмоток по схеме звезды, прикладывается к двум обмоткам для каждой фазной пары.

Соединение треугольником

В этой схеме предусмотрено прикладывание линейного напряжения к каждой обмотке. Эти элементы, как правило, рассчитаны именно на такие подключения.

Калькулятор перевода силы тока в мощность

Для расчёта нагрузки на электрическую сеть и затрат электроэнергии можно использовать специальный калькулятор перевода силы тока в мощность. Такая функция появилась недавно, значительно облегчив ручное определение.

Хотя формулы известны давно, далеко не все хорошо знают физику, чтобы самостоятельно определять силу тока в сети. Калькулятор помогает с этим, поскольку для работы достаточно знать напряжение и мощность.

Электродвигатель в качестве генератора

Кроме разного способа преобразований есть ещё один метод, как из 220 Вольт сделать 380. Это получение такого питания по системе двигатель-генератор.

При этом в качестве двигателя используется однофазная машина, например, от стиральной машины или пылесоса, а в качестве генератора необходимо установить синхронный генератор или двигатель. Вместо синхронной машины можно использовать асинхронную, но для этого в роторе необходимо разместить постоянные магниты большой мощности.

Такой способ реализовать достаточно сложно из-за трудности согласования скорости вращения электромашин и невозможности регулировки выходного напряжения.

На практике намного проще взять готовый дизельный или бензиновый генератор, предназначенный для резервного питания при отключении электроэнергии, а при наличии такого аппарата с неисправным двигателем его просто заменить новым или отремонтировать.

Фазное напряжение: опаснее или нет?

Последствия те же, что и при линейном, но в более тяжелых формах при меньшем времени воздействия тока на организм человека. Напряжение между двумя фазами таит в себе и другие, еще более страшные последствия, причиной которых может стать дуга. Подобное явление не требует прямого контакта с проводником или иной токоведущей частью. Достаточно оказаться в опасной близости от них. Дуга вырывает часть кожного и мышечного покрова человека с сопутствующими поражениями, присущими обычному удару электрического тока.

Некоторые нормы безопасности при обслуживании трехфазной сети

В основном все правила схожи с работой по обслуживанию двухпроводных систем. Однако напомнить их лишним не будет. Самое первое, что следует знать – это неоправданность производства любых ремонтных работ без наличия определенных навыков. Здесь последствия могут быть более серьезными, чем при ошибках в обслуживании 220 В. Все работы производятся исключительно при снятом с вводного автоматического или фидерного выключателя напряжении. Если он находится на улице (часто монтируется на столбе), обязательно размещение на нем запрещающей таблички «Не включать! Работают люди». Это убережет от несанкционированной подачи питания.

Довольно часто приходится выполнять работы без снятия напряжения. В этом случае обязательно использование диэлектрических перчаток, защитных очков. Инструмент, при помощи которого производится ремонт или обслуживание, должен быть исправен. Трещины или сколы на изолированных частях являются обязательным поводом к отказу от его использования.

И главное. При появлении малейших сомнений в способности выполнить планируемые работы самостоятельно, лучше оплатить работу специалиста – в итоге выйдет дешевле.