Обе системы электропитания имеют свои преимущества и недостатки, которые меняются или становятся несущественными, когда мощность превышает 10-кВт предел. Я постараюсь перечислить их.
Однофазный и трехфазный ток в чем разница
Чаще всего потребитель не задумывается о том, какая энергосистема используется для электроснабжения его квартиры или дома. Он может быть однофазным или трехфазным. Основными потребителями электроэнергии являются электроприборы, рассчитанные на напряжение 220 В. Сегодня электробытовые приборы производятся и устанавливаются на напряжение 380 В. В основном это электрические плиты в многоэтажных домах. А в частных домах в оборудовании мастерских, где используются станки с подключением к трехпроводной линии питания. В этой статье рассматриваются различия между однофазным и трехфазным электричеством.
Большинство квартир и частных домов подключены к электросети с однофазным питанием. Общая нагрузка потребителя не превышает 10 кВт. На эти соединения приходится около 90 % всех приборов.
Остальные 10 % используют трехфазное подключение. Используется при подключении нагрузки более 10 кВт. Это осуществляется через сеть переменного тока напряжением 380 вольт.
Это также относится к жителям отдельно стоящих домов и владельцам квартир, которые установили электроплиты или другие приборы, рассчитанные на подключение 380 вольт.
Главные отличия
Общим фактором является количество проводов и напряжение. На этом различия заканчиваются. Однофазное подключение характеризуется наличием двух/трех проводников (фаза, нейтраль и земля), подведенных к дому или квартире. Обычно проводники имеют сечение от 4 до 6 мм2, в доме сечение составляет 1,5 — 2,5 мм2 .
Он ограничен максимальной потребляемой мощностью, которая не должна превышать десяти кВт. Подключение потребителей, рассчитанных на трехфазное напряжение, может быть затруднено. Для подключения необходимо дополнительное оборудование, и вы должны быть готовы к отключению электроэнергии.
В многоквартирном доме обычно имеется три фазы и только одна фаза на квартиру. Нагрузка должна быть распределена пропорционально, чтобы избежать перекоса фаз. Также считается, что 220 вольт менее опасны, чем 380 вольт, с точки зрения безопасности.
Если пользователь намерен подключить прибор к электросети с номинальной мощностью более десяти кВт, следует использовать трехфазное напряжение.
Разница в данном случае заключается в четырех/пятижильном кабеле до дома или коттеджа. Это отличается от двухжильного соединения. В этом случае потребитель получает два напряжения: сетевое напряжение 380 В и фазное напряжение 220 В.
Измерения проводятся следующим образом. Фазное напряжение измеряется поочередно между нейтральным проводом и каждой фазой, в то время как напряжение сети измеряется между фазами.
На следующей иллюстрации показано, как измеряются фазные и сетевые напряжения.
Обратите внимание, что в дачных домах с установленной мощностью более десяти киловатт, но без трехфазной нагрузки, активная мощность должна быть равномерно распределена между фазами.
В этом заключается отличие от однофазного подключения, при котором не требуется распределение мощности.
На рисунке ниже показана схема подключения однофазной равномерно распределенной трехфазной нагрузки и формула зависимости между напряжением сети и фазным напряжением.
Это устраняет необходимость в коммутационных устройствах (выключателях, пускателях) для больших токов. В основном, трехфазная сеть используется на промышленных предприятиях, в магазинах и офисных зданиях.
Почему мощное оборудование бывает зачастую трехфазным
Основной причиной использования трехфазных соединений для высоких нагрузок является передача большой мощности при меньшем сечении кабеля по сравнению с однофазными соединениями. Это значительно снижает стоимость электрических сетей и коммутаторов.
Этот тип соединения используется в промышленности, лабораториях и на фермах. Это относится к организациям, где основными потребителями являются трехфазные электрические системы.
Встречаются ли однофазные сети в чистом виде
Система электроснабжения нашей страны рассчитана на трехфазную сеть. Все генераторы на электростанциях вырабатывают три фазы. Это справедливо для гидроэнергетики, ядерной энергетики, тепловой энергетики, энергии приливов и отливов и т.д.
Эта система передачи электроэнергии на большие расстояния является наиболее экономичной. Для передачи аналогичной мощности по однофазной линии потребовались бы большие отрезки кабеля. Поэтому однофазные сети не используются для передачи электроэнергии.
На следующем рисунке показана схема передачи энергии от блока КУ к потребителю.
Однако однофазные источники питания часто используются в качестве аварийных источников питания. Для этого используются бензиновые или дизельные генераторы. Они устанавливаются на объектах, где перебои в подаче электроэнергии недопустимы. Например, они используются в больницах (в отделениях интенсивной терапии или операционных), центрах обработки вызовов, системах оповещения и т.д. Трехфазные дизельные генераторы используются для больших нагрузок.
Трехфазные и однофазные сети. Отличия и преимущества. Недостатки
Трехфазные и однофазные сети используются для электроснабжения промышленных предприятий, организаций и жилых домов, обеспечивая прямую подачу электроэнергии потребителю. Источником электроэнергии являются местные распределительные подстанции с трехфазными понижающими трансформаторами (6,3кВ/380В). В зависимости от требований защиты пользователей, линии электропередачи подключаются к одной из разрешенных законом систем (PUE).
Организация трехфазного и однофазного электроснабжения
При однофазной схеме требуется ответвление с подключением к одной из фаз и к нейтрали. В результате получается двухпроводной токоприемник, дополненный заземляющей шиной. Таким образом, электроэнергия подается от местной подстанции в помещения с потребителями 220 В (включая квартиры в жилых домах).
В каждой точке подключения имеется распределительная панель с тремя фазами (A, B и C). От распределительного щита подготавливаются электрические ответвления (с одной фазой и одной нейтралью) для организации распределения по рабочим местам, этажам и отдельным квартирам.
Особенности распределения фаз по отдельным потребителям
Действующие трехфазные и однофазные сети характеризуются специальным параметром, называемым нагрузочной способностью. Он относится к максимальной мощности, которую может рассеять конкретная ветвь. В зависимости от этого значения к фазным нагрузкам протекает соответствующее значение тока.
С другой стороны, линии 380 В эффективны только в том случае, если нагрузка равномерно распределена по отдельным фазовым ответвлениям. Это означает, что результирующий ток в нейтральном коллекторе практически отсутствует, что позволяет создавать его с меньшим сечением (т.е. экономить на расходных материалах).
Если токи в различных ветвях распределительной панели не сбалансированы, возникает перекос фаз, вследствие чего фазные напряжения отклоняются от номинальных значений.
В этом случае фазные напряжения могут упасть до 195 В для одних потребителей и подняться до 265 В для других.
Сдвиг фазы, который можно обнаружить с помощью приборов, требует быстрого изменения некоторых второстепенных линий на менее загруженные. В примере, показанном на рисунке выше, некоторые нагрузки необходимо переключить с фазы B на фазу C.
Как отличить трехфазную сеть от однофазной?
Чтобы определить тип сети, питающей конкретную установку, просто проверьте количество проводов в силовом кабеле, питающем установку. Если он имеет только два или три провода, то это однофазная система (с заземлением или без него).
Если силовой кабель имеет 3, 4 или 5 жил, то это трехфазная линия, к которой можно подключать приборы с рабочим напряжением 380 В. Три провода несут фазы A, B и C, а четвертый является рабочим нейтральным проводом. Пятый провод используется для повторного заземления со стороны потребителя.
Трехфазное питание используется в частных хозяйствах, в загородных домах, например, в мастерской. Для подключения 380 вольт в городском жилище необходимо подать заявку и оплатить дополнительные услуги. К ним относятся подключение четырехжильного силового кабеля, установка трехфазного счетчика и изменение тарифа на электроэнергию.
Сравнение трехфазных и однофазных сетей с точки зрения потребителя (преимущества и недостатки).
Преимущества однофазных сетей перед трехфазными включают:
- Удобство монтажа.
- Простоту обслуживания.
- Экономичность (низкие затраты на прокладку кабеля).
В однофазных сетях используются 3-проводниковые кабели, которые намного дешевле 5-проводниковых. Для защиты однофазных цепей используются недорогие однополюсные автоматические выключатели (вместо сравнительно дорогих трехполюсных изделий). Недостатками этого варианта являются невозможность установки источников питания, рассчитанных на работу при напряжении 380 В, и относительно низкая мощность, подаваемая на нагрузку.
Эти недостатки можно устранить, используя трехфазное подключение, к которому могут быть подключены потребители электроэнергии общей мощностью до 15 кВт. Положительным моментом является то, что однофазные нагрузки можно разделить на отдельные линии, что очень полезно для приборов на 220 В. Единственное ограничение в этом случае касается равномерного распределения нагрузки между фазами.
ТРЁХФАЗНЫЕ И ОДНОФАЗНЫЕ СЕТИ — сходство и различия
Трехфазные и однофазные сети — сходства и различия Как известно, трехфазный ток течет по кабелям, по которым электроэнергия передается на большие расстояния — он более эффективен. В камере протекает однофазный ток. Разделение трехфазной цепи на три однофазные цепи осуществляется в распределительном щите. Вам понадобится пятижильный кабель для входа и трехжильный кабель для выхода. На вопрос, куда деваются два других, есть простой ответ: они питают другие отсеки. Это не означает, что существует только 3 отделения, их может быть столько, сколько вы хотите, пока кабель выдерживает. Все, что вам нужно сделать, это установить цепь в распределительном щите для переключения трехфазной цепи на однофазную. К каждой фазе, входящей в плоскость, добавляется ноль …
Трехфазные и однофазные цепи — сходства и различия Онлайн журнал ^Стройка Мира^? () — это сайт, посвященный строительным проектам, которые вы можете сделать сами. Здесь вы можете узнать, как построить дом, гараж, ванную или…
Related posts:
Разница между трехфазной и однофазной сетью переменного тока … Разница между трехфазной и однофазной сетью. В трехфазной сети существует нулевая точка, когда фазы токов сдвигаются на одну треть по отношению друг к другу. … Различия между трехфазной и однофазной сетью переменного тока. Кабели, транспортирующие электроэнергию на большие расстояния, передают трехфазный ток — это более экономично. В домах электричество чаще всего подается по однофазной системе. Разделение трехфазной цепи на три однофазные цепи обычно выполняется на распределительном щите (в многоквартирных домах) или в других частях цепи. В трехфазной сети существует только одна рабочая нулевая точка, поскольку ток смещен на одну треть по сравнению с другим. Рабочая нулевая точка — это нейтральный проводник, на котором отсутствует напряжение.
Трехфазный ток — это напряжение между фазами. Трехфазные и однофазные сети. Различия Преимущества Недостатки Что такое фаза? 27.08.2018 Так называемая трехфазная система переменного тока, изобретенная и разработанная в 1888 году русским электротехником Доливо-Добровольским, сегодня широко используется во всем мире. Он первым разработал и построил трехфазный генератор, трехфазный асинхронный двигатель и трехфазную линию электропередачи. Эта система обеспечивает наиболее благоприятные условия для передачи электрической энергии по проводам и позволяет производить электродвигатели с простой конструкцией и легким управлением…
Трехфазные и однофазные сети — сходства и различия По сравнению с однофазной сетью, трехфазная сеть позволяет получить большую мощность. Например, если линия электропередачи в дом приходит однофазная, сечение входящего проводника 16 мм, то ее максимальная мощность составляет всего 14 кВт, а если все три фазы — то целых 42 кВт, а это уже большая разница. Интересные статьи
Разница между трехфазной и однофазной электроэнергией, мощность … Основные различия между однофазными и трехфазными системами:- Однофазный ток протекает по одному проводнику, трехфазный — по трем Однофазный ток требует 2 проводников для завершения цепи: еще один нейтральный, для трехфазного тока 4 (плюс нейтраль)- Большая часть тока передается по трем фазам, в отличие от однофазных систем- Однофазный ток проще … Обычная распределительная сеть включает в себя переменное напряжение. Это напряжение можно легко отрегулировать до нужного значения с помощью встроенных или внешних трансформаторов. Однако многие …
Трехфазные и однофазные сети Трехфазная сеть — это тип передачи электроэнергии, при котором переменный ток проходит по трем проводам и возвращается по одному проводу. Провода, по которым течет ток, называются фазными, а провода, по которым он возвращается, называются нейтральными. Трехфазная цепь состоит из трех фазных проводников и одного нулевого проводника. Это возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов находится в 120° вне фазы с соседним. Переменный ток передается по трехфазным сетям. Это выгодно с экономической точки зрения — нет необходимости в двух дополнительных нулевых проводниках. Достигнув потребителя, ток передается на …
Разница между однофазными и трехфазными источниками питания
Теперь давайте рассмотрим разницу между однофазными и трехфазными источниками питания:
- В однофазном источнике питания питание подается по двум проводам, называемым фазой и нейтралью. При трехфазном питании питание подается по трем проводам (четыре провода, если включен нейтральный провод).
- Напряжение однофазного питания составляет 230 В, а трехфазного – 415 В.
- Для того же количества энергии однофазное питание требует больше проводов, чем трехфазное питание.
- КПД трехфазного источника питания значительно выше, чем у однофазного источника питания, и мощность передачи также больше.
- Поскольку в однофазном источнике питания используется только два провода, общая сложность сети меньше по сравнению с четырехпроводным трехфазным источником питания (включая нейтраль).
Сравнение однофазных и трехфазных источников питания
Давайте теперь сравним однофазную и трехфазную энергосистемы с помощью таблицы:
Однофазный источник питания | Трехфазный источник питания |
Для однофазного источника питания требуется два проводника. | Трехфазный источник питания требует трех проводников. |
Два провода (проводника) в однофазной схеме называются фазой и нейтралью. | Все три провода (проводника) в трехфазной схеме называются фазами. |
Поскольку есть только один провод, есть только один сигнал переменного тока (обычно синусоидальная волна). | Три провода в трехфазном источнике питания несут собственный сигнал переменного тока, и эти три сигнала разнесены на 120°. |
Подача электроэнергии при однофазном питании нестабильна из-за пиков и провалов напряжения. | Благодаря трем проводникам с разницей фаз 120° подача мощности в трехфазном питании всегда стабильна и постоянна (пики и провалы трех сигналов переменного тока компенсируются друг другом). |
Напряжение при однофазном питании ≈230В. | При трехфазном питании напряжение составляет ≈415 В. |
Однофазное питание относительно менее эффективно, чем трехфазное питание при той же мощности. | Трехфазный источник питания более эффективен, так как он может обеспечить в три раза большую мощность, чем однофазный источник питания, всего с одним дополнительным проводом. |
Обычно однофазное электропитание применяется для жилых и бытовых нужд. | Трехфазное электроснабжение обычно подается в крупные коммерческие центры и промышленные предприятия. |
Однофазное питание идеально подходит для небольших нагрузок, таких как освещение и отопление. | Трехфазное питание может работать с большими промышленными двигателями. |
Однофазные источники питания всегда имеют нейтральный провод (он действует как обратный путь от нагрузки). | Нейтральный провод является необязательным в трехфазных источниках питания (соединение треугольником не имеет нейтрального провода, но соединение звездой может иметь или не иметь нейтральный провод). |
Вероятность неисправности выше, так как однофазный источник питания имеет только одну фазу (если он выходит из строя, то нет питания). | Даже в случае неисправности одной или двух фаз оставшиеся фазы будут продолжать подавать питание в трехфазном источнике питания. |
Читать также: Фазовый сдвиг в компонентах переменного тока
Нужен ли вам трехфазный источник питания?
В зависимости от ваших потребностей энергокомпания предложит вам однофазное или трехфазное электроснабжение. Для небольших домов и предприятий достаточно однофазного источника питания.
Однако если у вас большой дом с тремя или четырьмя кондиционерами (которые могут работать одновременно), водонагревателями, большим погружным насосом, стиральной машиной, двухдверным холодильником и т.д., то вам может понадобиться трехфазный источник питания, чтобы нагрузка была правильно распределена на каждую фазу.
Если у вас нет электроприборов, питающихся непосредственно от трехфазной сети, энергоснабжающая компания делает следующее: Три фазы трехфазной сети питаются как три отдельных однофазных источника питания. Например, если у вас три спальни с тремя кондиционерами, то в каждой комнате будет своя фаза.
Обычно в домах стоят специальные трансформаторы, которые можно использовать для понижения напряжения 11 кВ, поступающего непосредственно с подстанции, до 240 В без необходимости использования уличного трансформатора.
С уважением, МониторБанк
Преимущества трехфазного подключения
Вот основные преимущества трехфазной сети.
Преимущества | Описание |
Универсальное использование | К трехфазной сети можно подключать как однофазные нагрузки (220 В), так и электроустановки, работающие на линейном напряжении (380 В) – станков, сварочных аппаратов и другого специализированного электрооборудования большой мощности. |
---|---|
Подключение большого количества приборов | Более высокая выходная мощность – от 15 кВт, что позволяет подключить большое количество электроприборов. |
Экономичное распределение фаз | Для большого хозяйства ввод в частный дом трехфазной сети более рационален. Так как появляется выбор распределения 3 фаз между помещениями или потребителями в доме. Например, для домашней электропроводки можно использовать одну фазу, для мощной бытовой техники – вторую, а для подсобных помещений – третью. |
Недостатки трехфазного ввода
Трехфазное подключение имеет свои существенные недостатки. Давайте рассмотрим недостатки.
Недостатки | Описание |
Равномерность распределения нагрузки между фазами | 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 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. |
Высокие затраты | 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. |
Перепады напряжения в сети | 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 нагрузок с трехфазными двигателями | 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. |
Вывод
Оба типа соединения безопасны только при соблюдении требований к установке.
В частном секторе пользователи, как правило, могут выбирать наиболее удобный для них тип сети. Однако есть один решающий фактор, а именно максимально допустимая мощность, указанная в технических условиях на подключение дома к электросети. Например, если есть ограничение мощности в 5 кВт (от самого СНТ или от сети), то оно будет установлено только для одной фазы. Обычно это делается для того, чтобы легче было разделить все дома в ТСЖ на три фазы (при 300 объектах недвижимости каждая фаза делится на 100 домов), прекрасно зная, что ни один из этих домов не будет потреблять более 5 кВт и может перегрузить одну из фаз, вызвав перегрузку.
Трехфазная сеть позволит использовать три фазы, но по 5 кВт каждая, что утроит мощность (всего 15 кВт), и опять же каждая фаза будет ограничена максимум 5 кВт, чтобы не перегружать конкретный дом.
Учитывая все положительные и отрицательные стороны трехфазной сети, ее установка в доме необходима только в том случае, если предусматривается подключение:
Что касается электрической защиты, многие пользователи устанавливают стабилизаторы напряжения как для трехфазных, так и для однофазных сетей, чтобы защитить нагрузку от нестабильного сетевого напряжения. Это особенно актуально для частных домов, дач и загородных коттеджей, где часто встречается сетевое напряжение низкого качества. Регулятор напряжения является такой же неотъемлемой частью электрической системы дома, как автоматический выключатель, устройство остаточного тока или счетчик электроэнергии.