Распределение нагрузки по фазам нормы

Пример расчёта мощностных показателей

Расчёт электрической и акустической проводок

Наиболее простым примером может считаться расчет потребления энергии симметричной нагрузкой. Сколько будет потреблять электроэнергии трехфазный асинхронный двигатель, подключенный в сеть с линейным напряжением 380 В, и потребляющий ток 10 А по каждой фазе? Коэффициент мощности cosϕ=0.76. Тогда потребляемая мощность равна:

P=√3Uл∙Iл∙cosϕ=√3∙380∙10∙0,76=5000 ВА.

Более сложный расчет бытовой сети:

  • Фазное напряжение – 220 В;
  • Потребление по линиям – 10 А, 5 А, 2 А;
  • Первые две фазы подключены к активной нагрузке (электроплита, чайник);
  • Третья нагружена на люминесцентные светильники с cosϕ=0,5.

Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc=220∙10+220∙5+220∙2∙0,5=3520 ВА.

Используя онлайн калькулятор расчетов, можно избавиться от большинства ошибок и сократить время вычислений. Требуется лишь правильно ввести данные по текущим параметрам

Перекос фаз в трехфазной сети: причины, защита и способы устранения

При эксплуатации силовых сетей 380 Вольт возможны нарушения, существенно влияющие на качество поставляемой потребителю электроэнергии. Одно из таких отклонений – перекос фаз, проявляющийся в неравномерном их распределении по подключенным к линии нагрузкам.

Результатом этого эффекта является существенное снижение мощности включенного в промышленную трехфазную сеть оборудования (трансформаторов или двигателей, в частности). В домашних условиях оно чревато повреждением бытовой техники, подключенной к одной из фаз электросети загородного дома.

Это объясняется тем, что напряжение в ней становится сильно заниженным или наоборот – превышает допустимую норму. Для предупреждения негативных последствий разного напряжения на фазах 380 Вольт разработан ряд организационных и технических мер.

Допустимые нормы перекоса

Для ограничения допустимых отклонений напряжений из-за перекоса фаз разработаны нормативы, регламентирующие их значения для промышленных силовых сетей. При превышении этих норм появляется реальная опасность выхода из строя силового оборудования, подключенного к данной линии. Их точные значения приводятся в соответствующих ГОСТах и других документах, определяющих порядок эксплуатации электрооборудования (в ПУЭ, например).

В соответствие с нормативами устанавливаются фиксированные соотношения между номиналами напряжений и токов в наименее и наиболее нагруженных участках линий. Для силовых распределительных щитов оно не должно превышать 30%, а для вводов в частные дома (ВРУ) – 15%. Согласно действующим ГОСТам допустимый перекос фаз по отдельным линиям с обратными токами не может быть более 2-х процентов, а по нейтральной жиле трансформатора – 4 процентов.

Нарушение симметрии в высоковольтных сетях

Инверторные сварочные аппараты способны нарушить распределение нагрузки тока

В сетях высокого напряжения появление нежелательной асимметрии связано с наличием мощных однофазных нагрузок или трехфазных потребителей с неодинаковым распределением по фазам.

Источниками перекоса в промышленных сетях 0,38-10 кВ являются различные типы плавильных электропечей (рудотермические, индукционные и подобные им нагревательные установки).

К перечню создающего асимметрию оборудования следует отнести инверторные сварочные аппараты, отличающиеся высокими токами потребления и способными нарушить равномерность распределения по нагрузкам.

Мощными источниками опасной асимметрии являются тяговые подстанции железнодорожного транспорта, поскольку современные электровозы представляют собой однофазные потребители электрической энергии. Их мощность достигает нескольких сотен киловатт, что только увеличивает вероятность нарушений при распределении нагрузок.

Убедиться в их наличии можно с помощью специальных токоизмерительных клещей, посредством которых удается проверить цепи, работающие с перегрузкой. При обнаружении в одной из фаз токовых значений, заметно превышающих допустимые величины, можно смело говорить о наличии опасного перекоса.

Негативное влияние перекоса напряжений и токов

Перекос фаз может привести в негодность электрооборудование

На появление фазной асимметрии необходимо оперативно реагировать по таким причинам:

  • В этом случае реальна угроза повреждения подключенных к данной сети приборов или же ухудшение их рабочих показателей.
  • Это приводит к нарушениям в работе источников электроэнергии (трансформаторов подстанции, в частности).
  • Еще одно следствие ненормального распределения фаз – уменьшение срока эксплуатации станционного оборудования.

Для рядового потребителя последствия асимметрии выливаются в увеличение расходов на электричество, ремонт бытовых приборов, а также в возможность получения травм. Если перекос в линии вызван разрушением нулевого провода, условия для защиты от электрического удара заметно ухудшаются. Обрывается шина устройства заземления (ЗУ), смонтированного на трансформаторной подстанции, в отсутствии местного контура пользователь остается абсолютно беззащитным.

Примечания

Как распределить нагрузку по фазам в частном доме?

Теперь давайте вместе подумаем, что из этого будет работать совместно, а что вряд ли. И сделаем некую виртуальную модель как распределить нагрузку по фазам в частном доме. Для этого посчитаем возможную максимальную мощность.

Итак, как мы видим самое нагруженное помещение в доме — кухня.

Самая мощная в доме — варочная поверхность. Для загородного дома использовать необходимо трехфазную плиту, причем подключаем мы ее только на две фазы «В» и «С». Если мы задействуем только одну фазу, то мощности нам хватит только на две конфорки. Дальше поймете почему мы будем использовать только две фазы, а не три.

Все остальные розетки на кухне мы распределяем на фазу «А». Больше эту фазу мы не будем задействовать вообще. Это будет самая нагруженная фаза.

Однако и другую фазу мы не будем использовать на кухне. Исключение составит варочная поверхность, которая соединена по двухфазной схеме.

Это сделано для того, чтобы исключить появление двух разных фаз в соседних розетках. Тем самым мы обезопасим себя от возможности встречи с линейным напряжением. Это те 380 вольт, которые могут серьезно навредить здоровью. 220 вольт вообще не страшны по сравнению с 380 В. Запомните это.

Осталось совсем чуть-чуть. Бойлер вместе со стиральной машинкой подключаем через устройство защитного отключения на фазу «В».

Оставшееся оборудование вешаем на фазу «С».

Вот примерно так и распределяем нагрузку по фазам в частном доме.

Конечно, это приведена типовая схема распределения. Возможно, вы вообще не любите готовить и у вас есть только микроволновка. Также все относительно по поводу котельного оборудования, но результат везде должен получаться одинаковый. Мощность электроприборов распределяется равномерно по трем фазам, желательно, чтобы двух разных фаз не было в одной комнате. Если так не получается разводите их по противоположным сторонам помещения.

Если при сборке распределительного щита поставить устройства защиты от перенапряжения с индикаторами напряжения и тока: можно в режиме онлайн увидеть какая фаза перегружена, а где нет нагрузки. Тоже самое можно сделать с помощью токовых клещей.

Однако правильно собрать щит на этапе строительства выйдет гораздо дешевле и лучше, чем перекраивать его после.

Добавляйте статью к себе в закладки и делитесь с друзьями. Готов ответить на ваши вопросы.

Общие сведения о величинах напряжений

Если речь идёт об электромонтаже в частном доме, то здесь чаще всего используется трёхфазное напряжение сети, величина которого составляет 380 В. Однако подобный параметр используется лишь для электродвигателей и прочего оборудования промышленного типа. Единственным исключением можно назвать некоторые варочные плиты старого образца. Именно поэтому, даже если к вводному распределительному щитку дома подходят 3 фазы, их делят на группы. Дело в том, что если при делении с каждой из них в паре пускать нейтраль (ноль), то напряжение снизится до привычных всем 220 В.


Пример того, как трёхфазную линию можно разделить на три однофазных

Подобные системы можно наблюдать в большинстве многоквартирных домов. Ведь к каждому из них подходит 3 фазы, которые уже в подъездных щитках распределяются по квартирам. В результате, в каждую подводится только одна фаза, ноль и заземление. Только при таком подключении привычные всем бытовые приборы (холодильник, стиральная и посудомоечная машина, микроволновая печь) смогут нормально функционировать.


А это схема подключения одной квартиры в распределительном шкафу на лестничной клетке

Особенности подключения питания к частному дому

Многие считают, что трехфазная сеть в доме повышает потребляемую мощность. На самом деле лимит устанавливается электроснабжающей организацией и определяется факторами:

  • возможностями поставщика;
  • количеством потребителей;
  • состоянием линии и оборудования.

Для предупреждения скачков напряжения и перекоса фаз их следует нагружать равномерно. Расчет трехфазной системы получается примерным, поскольку невозможно точно определить, какие приборы в данный момент будут подключены. Наличие импульсных приборов в настоящее время приводит к повышенному энергопотреблению при их пуске.

Распределительный электрощит при трехфазном подключении берется больших размеров, чем при однофазном питании. Возможны варианты с установкой небольшого вводного щитка, а остальных — из пластика на каждую фазу и на надворные постройки.

Подключение к магистрали реализуется по подземному способу и по воздушной линии. Предпочтение отдают последней благодаря небольшому объему работ, низкой стоимости подключения и удобству ремонта.

Сейчас воздушное подключение удобно делать с помощью самонесущего изолированного провода (СИП). Минимальное сечение алюминиевой жилы составляет 16 мм 2 , чего с большим запасом хватит для частного дома.

СИП крепится на опорах и стене дома с помощью анкерных кронштейнов с зажимами. Соединение с главной воздушной линией и кабелем ввода в электрощит дома производится ответвительными прокалывающими зажимами. Кабель берется с негорючей изоляцией (ВВГнг) и проводится через металлическую трубу, вставленную в стену.

Бирки на кабель

Перекос фаз: определение, причины его возникновения и способы защиты

В однофазном режиме значение напряжения должно составлять 220 вольт, а при трёхфазном — 380 вольт. Но в реальности эти числа практически не встречаются.

Поэтому проверив значение напряжения в розетке, можно наглядно убедиться в существовании перекоса фаз.

Чтобы приблизить значение напряжения к стандартным значениям, необходимо понимать, что подразумевается под словосочетанием «перекос фаз», его причинами и возможными способами устранения.

  • Суть понятия
  • Причины возникновения
  • Способы защиты
  • Последствия перекоса

Фаза — это электрическая цепь с некоторым значением синусоидальной электродвижущей силы.

Трёхфазная цепь, в свою очередь, состоит из трёх электрических цепей, которые владеют синусоидальной электродвижущей силой с одинаковой амплитудой и частотой тока.

Трёхфазная сеть состоит из трёх синусоидальных токов или напряжений, которые имеют одну частоту и сдвинуты по фазе на угол, равный 120 градусам.

Перекос фазПерекос фаз

Если потребителей электрической энергии подключить к фазам сети неравномерно — например, большинство сосредоточить в одной, а в двух других их будет гораздо меньше — это приведёт к асимметрии напряжения. При этом в трёхфазных четырёхпроводных сетях несимметричность параметров будет менее заметна, так как нулевой провод выравнивает неравномерность напряжения по фазам.

Причины возникновения

Нарушение симметричности напряжений в трёхфазной цепи — нежелательная ситуация. Поэтому для того чтобы её устранить, необходимо понять, почему она может возникнуть. Причины перекоса фаз в трёхфазной сети сводятся к основным трём обстоятельствам:

  • неравномерное группирование потребителей;
  • отсоединение нулевого провода;
  • замыкание фазного провода на землю.

При неправильном распределении потребителей в трёхфазной трёхпроводной цепи, напряжение на них будет существенно отличаться. Потребители, обладающие наименьшим сопротивлением, окажутся под повышенным напряжением. Токоприёмники с большим значением сопротивления будут иметь напряжение, не достигающее оптимального значения.

На источниках электроэнергии неравномерное распределение напряжения по фазам скажется в виде увеличенного потребления энергии, повреждений изоляции, износа, сокращение срока службы. При использовании автономного дизельного генератора увеличится расход топлива и охлаждающего вещества.

Снижение качества электрической изоляции для потребителей чревато такими последствиями:

  • повреждение, поломка бытовых приборов или электрической проводки;
  • возникновение пожара;
  • получение травм;
  • выход из строя электроприборов.

Способы защиты

Устранить нежелательное явление перекоса можно с помощью организационных мероприятий и установкой защитной аппаратуры.

К организационным мероприятиям относится правильное распределение нагрузки по всем фазам с учётом мощности. Недостатком является тот факт, что при всём желании проектировщика произвести очень точное размещение, особенно при подключении квартир, домов, невозможно.

Защитная аппаратура, которую можно установить:

  • Трёхфазный автоматический выключатель.
  • Трёхфазный стабилизатор напряжения.
  • Реле контроля фаз. Особенно целесообразно использовать реле совместно со стабилизаторами напряжения.
  • Симметрирующие трансформаторы. По строению они отличаются от силовых тем, что имеют дополнительную обмотку, которая включается между заземлением средней точки и нулём.

Недостатки трёхфазных стабилизаторов:

  • излишний расход электроэнергии;
  • низкая надёжность работы из-за частой смены деталей;
  • принцип работы, способствующий появлению перекоса фаз.

Последствия перекоса

Наиболее просто обнаружить неравномерность напряжения даже без вольтметра в быту. При его пониженном значении бытовые приборы могут не включаться, осветительные приборы будут гореть очень тускло.

Последствия неравномерного распределения нагрузки:

  • ухудшение качества электроэнергии;
  • появление уравнительных токов, из-за которых потери электроэнергии увеличиваются;
  • неэффективная работа электрооборудования, снижение качества электрической изоляции и, как следствие, уменьшение срока службы аппаратуры.

Перекос фаз — явление крайне нежелательное, но, к сожалению, довольно распространённое при работе электрооборудования. Полностью искоренить его почти невозможно. Поэтому необходимо следить, чтобы отклонения значения напряжений всегда находились в допустимых пределах. Это обеспечит длительный срок службы электроприборов и сохранит здоровье и жизнь обслуживающему персоналу.

Видео: Как сделать контур заземления в доме своими руками

Перекос фаз

Фактически распределение нагрузки по фазам в частном доме, выполненное с перекосом фаз не несёт серьёзных проблем для техники. Но периодическое отключение автоматического выключателя вам гарантировано.

Перед распределением нагрузки необходимо разобраться в устройстве трёхполюсного автомата. Рассмотрим ситуацию на примере автомата С 25. Он состоит из 3 однофазных автоматов, каждый из которых способен выдерживать 25 А. Таким образом, каждая фаза получает по 5 кВт мощности, откуда и выходит, что присоединение коттеджа мощностью в 15 кВт. Автоматы при этом могут разрывать питание одним выключателем (рычагом).

Пример распределения нагрузки на трёхфазном электропитании коттеджаИсточник mastergrad.com

Если вы рассматриваете вопрос, как распределить нагрузку по фазам в случайном (хаотичном) порядке, обратите внимание на следующий пример:

  • Фаза № 1 подключена к освещению коттеджа.
  • Фаза № 2 запитывает электроснабжение на розетки 1-го этажа.
  • Фаза № 3 питает розетки на 2-ом этаже.

В результате произойдёт следующее:

  • На 2-ом этаже несколько спален и санузел. Мощных энергопотребителей здесь нет. В результате Фаза № 3 не будет работать на полную мощность.
  • Аналогичная ситуация произойдёт и с фазой № 1. Современное светодиодное освещение потребляет мало электричества.
  • Последняя фаза № 2 окажется перегруженной, из-за того, что на неё «повешены» основные, мощные потребители: стиральная машина, микроволновка, холодильник и прочая техника, находящаяся в помещениях первого этажа.

Схема электропроводки в доме

По действующим нормам при подключении электричества без трансформатора потребляемая мощность для частного дома не должна превышать 15 кВт. Ее находят, сложив мощность всех электроприборов, которые могут быть включены одновременно. Если найденная цифра меньше 15 кВт, вводный автомат ставят на 50 А. Если мощность больше, необходим еще трансформатор. Его параметры вам укажут в проекте, так как в этом случае, без него не обойтись.

Надо продумать проводку так чтобы было удобно пользоваться и чтобы одинаковые потребители были на одном автомате

Где ставить вводный щит, требования к корпусу

В последнее время представители организаций энергоснабжения требуют устанавливать счетчики (и вводные автоматы, соответственно) на улице. Это делается для того, чтобы была возможность проконтролировать потребление даже в том случае, если хозяев нет дома. Но это требование ничем не подкреплено, и, если вы желаете, можете все устанавливать внутри дома. Но чаще, чтобы не препираться с контролерами, требования выполняют, и устанавливают автомат и счетчик на улице.

Вариант построения схемы электроснабжения дома

Для установки на улице автомат защиты (АЗ) и счетчик должны быть в герметичном корпусе, защищенном от попадания пыли, грязи и влаги. Класс защиты для установки  должен быть не ниже IP-55. Для удобства контроля показаний в дверце бокса для электросчетчика должно быть окошко. Для установки внутри деревянного дома требования несколько ниже:  IP-44, но корпус обязательно должен быть металлический.

Организация ввода в дом

После вводного автомата устанавливается электрический счетчик, затем устанавливается еще УЗО — для аварийного отключения электропитания при наличии короткого замыкания, а потом кабель заводится на электрощит внутри дома. Номинал автомата внутри дома должен быть на одну ступень ниже, чем установленный снаружи. В этом случае при наличии проблем, первым сработает автомат в доме и вам не придется каждый раз карабкаться на стену к установленному там вводному автомату.

Схема электропроводки в деревянном доме при однофазном подключении (220 В)

В щитке установлены однополюсные автоматы, к которым подключены провода, расходящиеся по помещениям. Они крепятся на DIN-рейки, их количество набирается в зависимости от того, сколько потребуется отдельных «веток»  электроснабжения. Чтобы узнать, сколько автоматов должно стоять в вашем щитке, считаете количество необходимых  групп, добавляется «на развитие» два-три свободных автомата. Это и будут «ветки». По полученному количеству подбираете электрощит по размерам.

Разбиваем потребителей на группы

При планировании схемы электропроводки в деревянном доме, все точки подключения разбиваются на отдельные группы (их часто называют группами потребления). Например, все розетки на первом этаже запитываются от одного автомата, отдельное устройство ставят на осветительные приборы в доме, еще один — на освещение улицы. Если будет использоваться какое-то мощное электрооборудование — бойлер, электрокотел, электроплита и т.п.  — для них желательно провести отдельные ветки электроснабжения и установить персональные автоматы. Отдельные устройства защиты устанавливаются и для электропитания хозяйственных построек (если не хотите тянуть к ним отдельные вводы и устанавливать отдельный счетчик, но только при условии, что мощность всех электроприборов не превышает 15 кВт).

Можно представить схему проводки в деревянном доме в таком виде. Так проще понять, какие устройства и кабели потребуются. Если дописать длину кабелей, можно будет высчитать и метраж кабелей/проводов

С точки зрения безопасности, лучше сделать как можно больше отдельных ветвей электропитания. Это увеличит количество автоматов и увеличит стоимость проекта, но уменьшит количество потенциально опасных мест соединения. Именно в местах отвода проводников чаще всего возникают проблемы: контакты окисляются, нагреваются, затем начинают искрить. Потому лучше количество соединений сделать как можно меньше.

Пример нарисованной на плане схема электропроводки в деревянном доме

И, на последнем этапе, желательно на плане дома нарисовать схему разводки электричества по помещениям. Группы потребителей при этом проще рисовать разными цветами. Так вы сможете более полно представить себе, как будет выглядеть схема электропроводки в деревянном доме, ее будет проще делать своими руками. Например, все может выглядеть так, как на фото ниже.

Перекос фаз в трехфазной сети

Наиболее распространенную схему соединений нагрузок в трехфазной сети, называемой «звездой», которую дополняют нейтральным проводом, подключенным к центральной точке и электрически связанным с заземлением. Для простоты понимания трехфазную электрическую сеть можно представить с помощью равностороннего треугольника с нейтральной точкой в его середине. Треугольник визуализирует работу силового трансформатора на подстанции, которая установлена в каждом поселке и предназначена для равномерного распределения электричества по всем потребителям. Обозначив вершины треугольника точками A, B, C а середину N (нейтраль), можно составить формулу напряжений и зависимость между ними:

AB=BC=CA=380 В;

AN=BN=CN=220 В.

При этом напряжения AB, BC, CA в 1,73 раза больше напряжений AN, BN, CN.

Трехфазный генератор, который используется для питания всех бытовых приборов и промышленных сетей, должен обеспечивать эти уровни напряжений в широком диапазоне нагрузок.

Планировка разводки проводки в частном доме

При неумелом обращении электричество становится смертельно опасным. Выполнение работ лучше доверить профессионалам. Но при определенных знаниях и умениях самостоятельная разводка проводки вполне допустима.

Разводка проводки в особняке может быть разного вида

В первую очередь необходимо определить, какой тип ввода нужен — трехфазный или однофазный:

  • если предполагается использование мощных устройств, оправдано подведение трёхфазной сети. В этом случае будет проще избежать перекоса фаз, равномерно распределив нагрузку. К тому же появится возможность подключения трёхфазных бытовых приёмников: водонагревательных котлов, электрических плит, станков, других механизмов, имеющих электропривод;
  • если же общее энергопотребление менее 10 кВт и не планируется использование трёхфазных потребителей, выгоднее применить однофазную сеть питания.

Трехфазный ввод

Следующий этап — расчет мощности потребителей, разбивка их на группы, определение схемы подключения, подача документов и получение готового проекта.

Важно! Если необходимо произвести реконструкцию существующей проводки, заказывать новый проект не обязательно. Далее предстоит выбрать и закупить комплектующие: счетчик, автоматы, УЗО, выключатели, розетки, кабели, коробки и другие необходимые для монтажа материалы и оборудование

Далее предстоит выбрать и закупить комплектующие: счетчик, автоматы, УЗО, выключатели, розетки, кабели, коробки и другие необходимые для монтажа материалы и оборудование.

Ввод электричества от опоры в дом осуществляет специализированная организация. Домовладельцу предстоит позаботиться об установке автомата ввода, счетчика, распределительного щитка и осуществить прокладку электропроводки внутри дома, подключение розеток, выключателей, светильников, монтаж контура заземления.

Обратите внимание! Подача электроэнергии к домовладению осуществляется после того, как уполномоченная организация протестирует систему и выдаст соответствующий акт

Положительные отзывы о суперконденсаторах

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий