Трехфазная сеть: расчет мощности, схема правильного подключения

Не всякому обывателю понятно, что такое электрические цепи. В квартирах они на 99 % однофазные, где ток поступает к потребителю по одному проводу, а возвращается по другому (нулевому). Трехфазная сеть представляет собой систему передачи электрического тока, который течет по трем проводам с возвратом по одному. Здесь обратный провод не перегружен благодаря сдвигу тока по фазе. Электроэнергия вырабатывается генератором, приводимым во вращение внешним приводом.трехфазная сеть

Увеличение нагрузки в цепи приводит к росту силы тока, проходящего по обмоткам генератора. В результате магнитное поле в большей степени сопротивляется вращению вала привода. Количество оборотов начинает снижаться, и регулятор скорости вращения подает команду на увеличение мощности привода, например путем подачи большего количества топлива к двигателю внутреннего сгорания. Число оборотов восстанавливается, и генерируется больше электроэнергии.


Трехфазная система представляет собой 3 цепи с ЭДС одинаковой частоты и сдвигом по фазе 120°.трехфазная система

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 мм2, 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.

Воздушное подключение трехфазного питания дома

При расстоянии от ближайшей опоры более 15 м необходима установка еще одного столба. Это необходимо для снижения нагрузок, приводящих к провисанию или обрыву проводов.

Высота места присоединения составляет 2,75 м и выше.

Электрораспределительный шкаф

Подключение к трехфазной сети производится по проекту, где внутри дома производится разделение потребителей на группы:

  • освещение;
  • розетки;
  • отдельные мощные приборы.

Одни нагрузки можно отключать для ремонта при работающих других.подключение к трехфазной сети

Мощность потребителей рассчитывается для каждой группы, где выбирается провод необходимого сечения: 1,5 мм2 - к освещению, 2,5 мм2 - к розеткам и до 4 мм2 - к мощным приборам.

Проводка защищается от короткого замыкания и перегрузки автоматическими выключателями.

Электрический счетчик

При любой схеме подключения необходим прибор учета расхода электроэнергии. 3-фазный счетчик может подключаться непосредственно к сети (прямое включение) или через трансформатор напряжения (полукосвенное), где показания прибора умножаются на коэффициент.


Важно соблюдать порядок подключения, где нечетные номера – это питание, а четные – нагрузка. Цвет проводов указывается в описании, а схема размещается на задней крышке прибора. Вход и соответствующий выход 3-фазного счетчика обозначаются одним цветом. Наиболее распространен порядок присоединения, когда сначала идут фазы, а последний провод – ноль.3 фазный счетчик

3-фазный счетчик прямого включения для дома обычно рассчитан на мощность до 60 кВт.

Перед выбором многотарифной модели следует согласовать вопрос с энергоснабжающей компанией. Современные устройства с тарификаторами дают возможность подсчитывать плату за электроэнергию в зависимости от времени суток, регистрировать и записывать значения мощности во времени.

Температурные показатели приборов выбираются как можно шире. В среднем они составляют от -20 до +50 °С. Срок эксплуатации приборов достигает 40 лет с межповерочным интервалом 5-10 лет.

Счетчик подключается после вводного трех- или четырехполюсного автоматического выключателя.

Трехфазная нагрузка

К потребителям относятся электрокотлы, асинхронные электродвигатели и другие электроприборы. Преимуществом их использования является равномерное распределение нагрузки на каждой фазе. Если трехфазная сеть содержит неравномерно подключенные однофазные мощные нагрузки, это может привести к перекосу фаз. При этом электронные устройства начинают работать со сбоями, а лампы освещения тускло светятся.

Схема подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети

Работа трехфазных электродвигателей отличается высокой производительностью и эффективностью. Здесь не требуется наличие дополнительных пусковых устройств. Для нормальной эксплуатации важно правильно подключить устройство и выполнять все рекомендации.

Схема подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети создает вращающее магнитное поле тремя обмотками, соединенными звездой или треугольником.схема подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети

У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. Схема звезды позволяет плавно запускать двигатель, но его мощность снижается до 30 %. Эта потеря отсутствует в схеме треугольника, но при пуске токовая нагрузка значительно больше.

У двигателей есть коробка подключения, где находятся выводы обмоток. Если их три, то схема соединяется только звездой. При наличии шести выводов двигатель можно подключить любым способом.

Потребляемая мощность

Для хозяина дома важно знать, сколько потребляется энергии. Это легко подсчитать по всем электроприборам. Сложив все мощности и поделив результат на 1000, получим суммарное потребление, например 10 кВт. Для бытовых электроприборов достаточно одной фазы. Однако потребление тока значительно возрастает в частном доме, где есть мощная техника. На один прибор может приходиться 4-5 кВт.

Важно спланировать потребляемую мощность трехфазной сети на этапе ее проектирования, чтобы обеспечить симметрию по напряжениям и токам.

В дом заходит четырехжильный провод на три фазы и нейтраль. Напряжение электрической сети составляет 380/220 В. Между фазами и нулевым проводом подключаются электроприборы на 220 В. Кроме того, может быть еще трехфазная нагрузка.мощность трехфазной сети

Расчет мощности трехфазной сети производится по частям. Сначала целесообразно рассчитать чисто трехфазные нагрузки, например электрический котел на 15 кВт и асинхронный электродвигатель на 3 кВт. Суммарная мощность составит P = 15 + 3 = 18 кВт. В фазном проводе при этом протекает ток I = Px1000/(√3xUxcosϕ). Для бытовых электросетей cosϕ = 0,95. Подставив в формулу числовые значения, получим величину тока I = 28,79 А.

Теперь следует определить однофазные нагрузки. Пусть для фаз они составят PA = 1,9 кВт, PB = 1,8 кВт, PC = 2,2 кВт. Смешанная нагрузка определяется суммированием и составляет 23,9 кВт. Максимальный ток будет I = 10,53 А (фаза С). Сложив его с током от трехфазной нагрузки, получим IC = 39,32 А. Токи на остальных фазах составят IB = 37,4 кВт, IA = 37,88 А.

В расчетах мощности трехфазной сети удобно пользоваться таблицами мощности с учетом типа подключения.расчет мощности трехфазной сети

По ним удобно подбирать защитные автоматы и определять сечения проводки.

Заключение

При правильном проектировании и обслуживании трехфазная сеть идеально подходит для частного дома. Она позволяет равномерно распределить нагрузку по фазам и подключить дополнительные мощности электропотребителей, если позволяет сечение проводки.

Электричество для чайников. Школа для электрика
Что такое фаза в электричестве? Как подтвердить наличие в сети электрического тока? Вместе будем искать ответы на поставленные вопросы.
далее
Двигатель на 380 подключить на 220 В через конденсаторы и без ...
В статье вы узнаете о том, каким образом можно двигатель на 380 подключить на 220 В. В бытовой сети напряжение однофазное 220 В. А большая часть асинхронных моторов рассчитана на 380 В и три фазы. А при изготовлении самодельных сверлильных станков, ...
далее
Таблица нагрузок по сечению кабеля: выбор, расчет
Чтобы надежно защитить электропроводку от перегрева при длительном превышении номинального тока, сечение кабелей рассчитывают по длительно допустимым токам. Расчет упрощается, если применяется таблица нагрузок по сечению кабеля. Более точный ...
далее
Электросчетчик с дистанционным снятием показаний: модели, ...
Облегчить задачу по контролю и оплате коммунальных услуг поможет использование счетчиков дистанционного учета электроэнергии с функцией передачи данных компании-поставщику ресурса. Действительно ли электросчетчики позволяют сэкономить денежные ...
далее
Розетка 380 Вольт – виды, характеристики, схема и подключение
Розетки 380 вольт применяются для подачи напряжения к мощному электрооборудованию. В статье описаны их модификации, сферы применения, схемы подключения, и способы проверки. Приведена информация для самостоятельного монтажа электрических разъемов.
далее
Розетка 380 Вольт – виды, характеристики, схема и подключение
Подключение электродвигателя на три фазы
Подключение электродвигателя начинается вовсе не с подачи напряжения на выводы, а с осмотра спецификации устройства. На любом электромоторе (если, конечно, он не побывал в руках вандалов и не эксплуатировался в агрессивной среде) всегда присутствует небольшая табличка, в которой указаны тип, КПД, величина напряжения и тока, номинальная скорость вращения вала и пр.
далее
Подключение электродвигателя на три фазы
Подключение трехфазного напряжения 380 вольт
В каких случаях необходимо подключать 380 вольт: подробное описание специфики строения сетей с этим параметром напряжения, правил их эксплуатации. Порядок оформления разрешительной документации, которая дает возможность установить трехфазное напряжение 380 вольт.
далее
Подключение трехфазного напряжения 380 вольт
Схема соединения обмоток трансформатора тока
Что такое трансформаторы, их типы и описание. Схемы соединения обмоток трансформатора звездой, треугольником, зигзагом. Что такое группы трансформаторов. Для чего нужна третья гармоника.
далее
Схема соединения обмоток трансформатора тока
Электроснабжение частного дома: однолинейная схема. Схема электроснабжения частного дома
Электроснабжение частного дома обеспечивается трехфазными или однофазными сетями. При подключении к ЛЭП необходимо получить разрешение, обратившись в поставляющую компанию. При этом следует собрать пакет необходимых документов, в который обязательно должна быть включена однолинейная схема проводки.
далее
Электроснабжение частного дома: однолинейная схема. Схема электроснабжения частного дома