Какое напряжение лучше подключить к частному дому
Что лучше для частного дома – однофазный или трехфазный ввод?
Потребление электроэнергии в жилых домах непрерывно растет. Каждый житель нашей страны в пересчете на душу населения ежедневно потребляет количество энергии в разы большее по сравнению с данными, например пятидесятилетней давности.
В середине двадцатого века в каждом частном доме всего то и было электроприборов, что электроплита, несколько лампочек и, в лучшем случае, телевизор или радиоприемник. Сегодня бытовых электроприемников просто тьма в любом жилом помещении, и в частных домах стали все чаще выполнять трехфазные кабельные вводы. От традиционной однофазной сети многие отказываются.
Но в чем же преимущества трехфазной сети? И стоит ли безусловно отдавать ей предпочтение?
Многие полагают, что трехфазная сеть позволит потреблять больше мощности, то есть включать больше приборов. Это не совсем так. Максимально разрешенная мощность указывается в технических условиях на подключение. Как правило, для трехфазной сети это 15 кВт на домохозяйство, а для однофазной – 10 или те же 15 кВт. Очевидно, что выгода по мощности небольшая, а может и вовсе отсутствовать.
Однако следует не забывать, что при одинаковой мощности для трехфазной сети можно использовать вводной кабель существенно меньшего сечения. Причина находится буквально на поверхности: мощность, а, следовательно, и ток распределяется по трем фазам, в меньшей степени нагружая фазный провод в отдельности. Номинал вводного автоматического выключателя в трехфазной сети, соответственно, тоже будет меньшим.
Но эти преимущества не имеют существенного значения. Разве так уж важно, какое сечение у вводного кабеля и номинал у вводного автомата? Гораздо важнее тот факт, что вводной распределительный щит для трехфазной сети будет иметь большие габариты.
Это недостаток трехфазного ввода в частный дом. А вот возможность непосредственного подключения в сеть трехфазных электроприемников – электрических котлов, асинхронных электроприводов – это несомненное преимущество. Любой счастливый владелец частного дома с трехфазным вводом охотно пользуется этой «форой». Ведь асинхронные двигатели, включенные в трехфазную сеть, работают с лучшими энергетическими и механическими параметрами. А мощные электроприемники – котлы, электроплиты, обогреватели – не вызывают «перекоса фаз».
«Перекос фаз» в этом вопросе вообще тема очень щекотливая. Поскольку магистральная сеть всегда трехфазная, а обеспечить одинаковую нагрузку во всех трех фазах практически невозможно, то напряжение по фазам никогда не будет одинаковым. Выполнение трехфазного ввода не поможет изменить ситуацию к лучшему – ведь кроме вас в этой сети еще очень много разных потребителей. Но в своей сети после прибора учета необходимо распределить нагрузку максимально равномерно. Это возлагает дополнительную ответственность на электрика, выполняющего монтаж.
В однофазной электрической сети «перекос фаз» часто становится причиной того, что потребители, подключенные к неудачной фазе, вынуждены мириться со слишком низким сетевым напряжением. Обладателям трехфазного ввода подобные проблемы неведомы, поскольку они могут подключать важные, ответственные однофазные электроприемники к той фазе, которая не подверглась просадке из-за «перекоса».
Рабочее напряжение трехфазной сети составляет 380 вольт. Это ощутимо выше привычных 220 вольт. Поэтому при работе и эксплуатации трехфазной сети необходимо больше внимания уделять электробезопасности.
С позиций норм пожарной безопасности трехфазный ввод также является более опасным, так как ток короткого замыкания при напряжении 380 вольт будет намного выше.
Таким образом, к недостаткам трехфазного ввода в частный дом можно отнести:
1. Необходимость получения разрешения и технических условий на подключение от местной энергосбытовой компании. Это дело довольно хлопотное и может потрепать нервы, а то и совсем закончиться неудачей.
2. Повышенная опасность поражения электрическим током и пожарная опасность из-за более высокого напряжения. Это повышение опасности не очень велико и заметно. Однако не лишним будет установить дополнительный трехполюсный автомат большого номинала непосредственно перед вводом в здание, особенно если дом деревянный. Это спасет от короткого замыкания на вводе.
3. Большие габариты распределительного вводного щита. Для владельцев больших загородных резиденций этот недостаток не критичен – им места всегда хватает. Остальным следует принять этот фактор во внимание.
4. Необходимость установки модульных ограничителей перенапряжения во вводном щите. Вообще-то такая мера и для однофазного ввода будет не лишней, но в «трехфазке» это еще актуальнее. Ведь ваш индивидуальный рабочий ноль с большой вероятностью может оборваться, а это будет чревато перенапряжением как минимум в одной, наименее нагруженной фазе.
Достоинствами же трехфазного ввода являются:
1. Возможность перераспределять нагрузку между фазами, избегая эффекта «перекоса фаз».
2. Возможность непосредственного включения в сеть трехфазных мощных электроприемников. Это самое важное преимущество трехфазного ввода.
3. Снижение токовых номиналов вводной защитной аппаратуры и сечения вводного кабеля.
4. В некоторых случаях, при лояльном отношении со стороны энергосбытовой компании, – возможность увеличить максимальную разрешенную мощность потребления электроэнергии.
Таким образом, на практике выполнение трехфазного ввода становится целесообразным для частных домов с жилой площадью 100 кв. метров и более. Тогда однофазных электроприемников бывает очень много, и нагрузку можно будет распределить максимально симметрично. Также трехфазный ввод подойдет для тех, кто планирует включать в сеть мощные трехфазные электроприемники.
220В или 380В: какое напряжение нужно при подключении к электросетям частного дома? И что делать, если его не дают?
Подключая частный дом к электросетям (вариант – земельный участок, где будет построен дом), его хозяин рано или поздно упирается в вопрос: какое напряжение нужно, 220 вольт (В ) или 380В? Или, другими словами, нужные ему «три фазы» или можно обойтись «обычным » электричеством? А если все-таки три фазы нужны, то придется ли за это доплачивать? Могут ли в них отказать?
Попробуем на эти вопросы ответить.
Что такое три фазы?
Сперва несколько слов о том, что, собственно, имеется ввиду.
Если взглянуть на ситуацию чуть в большем масштабе, то надо понимать, что 0,4кВ – это самое низкое напряжение, оно подается на местные, распределительные сети. Есть еще сети магистральные – по ним электроэнергия подается от электростанций через несколько понижающих трансформаторных подстанций (ТП ) к потребителям. Мощные ЛЭП имеют напряжение 500кВ, 220кВ, 110кВ и т.д. К деревенской подстанции, от которой протянута местная сеть, обычно идет линия напряжение 6кВ или 10кВ. А выходит линия (линии ) напряжением 0,4кВ.
Выглядит это как четыре жилы. Три из них – те самые фазы, а одна – так называемая «нейтральная », или «ноль ». Если замерить напряжение между любыми двумя «фазами », то получим 380В, а если между любой из «фаз » и «нолем » — то 220В.
Обычно для линий 380В используется так называемый самонесущий изолированный провод (СИП ), где четыре жилы покрыты черным изолирующим полиэтиленовым материалов и скручены в один жгут. Впрочем, встречаются до сих пор и линии напряжением 380В, где протянуты четыре отдельных неизолированных алюминиевых провода.
Так вот, если по улице идет трехфазная линия, то от любого столба можно подключить к дому 380В. А можно и 220В. В первом случае потребителю заводят все четыре провода, во втором – лишь два, одну из «фаз » и «ноль ».
Сложнее ситуация в том случае, если по столбам идет лишь две жилы – ноль и «фаза ». До некоторых пор считалось, что бытовым потребителям 380В не нужны. Поэтому от деревенского трансформатора три имеющиеся фазы распределяли, допустим, по одной на каждую улицу. Так и возникла ситуация, когда мимо дома (участка ) идет линия с двумя проводами, «фазой » и «нулевым ». Она до сих пор имеет место быть во многих населенных пунктах и в еще большем количестве СНТ, ДНТ и тому подобных объединений.
Зачем нужны «три фазы»?
Это действительно хороший вопрос.
Вообще говоря, не такое уж и больше количество потребителей электроэнергии, которые могут быть использованы в частном доме, требуют напряжение в 380В.
Если не ударятся в разного рода экзотику, то список этот может выглядит так:
В принципе, все вышеперечисленное можно найти и в варианте 220В. Однако 380В будет лучше – мощнее, проще, надежнее, экономичнее.
Так вот, если вы не планируете в доме ничего из вышеперечисленного, то 380В, видимо, вам не нужны.
Ну а если все-таки решаете выбрать три фазы исходя из соображений, а вдруг в будущем пригодится, то стоит иметь ввиду одно важное обстоятельство – выдаваемая на дом мощность делится равномерно между тремя фазами. И если одна из фаз будет перегружена относительно остальных, возникает явление под названием «перекос фаз». Последствием может быть выход из из строя электроприборов, подключенных к сети дома. Чтобы этого избежать, необходимо равномерно загружать каждую из фаз.
Чтобы было понятнее, рассмотрим схему подключения 380В.
На вводе здесь общий автомат на все три фазы. Далее по два провода – одна из фаз и «ноль », идут к примерно равным по совокупной мощности группам потребителям. Потребитель, который нуждается в трехфазном питании (в рассматриваемом случае это электронагреватель в сауне), подключен к кабелю с четырьмя проводами.
Так вот, если исходить из того, что на дом выделено 15 кВт мощности, то выходит, что мощность каждой из групп потребителей, подключенную через пару «фаза » плюс «ноль » приведенной выше схемы, должна быть не больше 5 кВт. Или даже меньше, если учитывая наличие «трехфазного » потребителя. В противном случае, при перегрузке одной из фаз будет «выбивать » вводной автомат и отключаться электричество во всем доме.
Соответственно, проведя в дом трехфазное электричество, дальше надо будет подумать, как грамотно сделать разводку кабеля, чтобы нагрузка на каждую из фаз была бы примерно одинаковой.
Неприятным обстоятельством здесь является то, что некоторые потребители, например хорошая электрическая варочная поверхность или духовой шкаф имеют мощность больше 5 кВт. В таком случае надо выбирать оборудование, которое может быть подключено к трехфазной линии. Придется протянуть отдельную линию с отдельным автоматом. А это дополнительные расходы.
Тут и возникает вопрос, а нужно ли это все? Может быть проще ограничиться 220В?
Впрочем, как обычно в таких случаях, можно найти и положительные моменты. Если вы продумаете разводку так, чтобы на каждую из линий приходилось не более 5 кВт, то это улучшит электробезопасность дома. Меньшая мощность на каждой из «веток » означает и меньшую силу тока, меньший износ проводов и контактов. В общем, есть над чем подумать.
А если не дают 380В?
В подавляющем большинстве случае каких-то препятствий в выдаче 380В электросети не чинят.
А МРСК Урала (крупнейшая электросеть уральского региона) в разделе Вопрос-Ответ относительно выбора напряжения 220В или 380В пишет следующее:
Сеть 380 вольт используется обычно для подключения энергоемких электроустановок (таких как водогрейные котлы) или электродвигателей. Для обычных бытовых нужд применяется сеть 220 В.
Если Вам надо присоединить жилой дом 15 кВт максимальной мощности, то целесообразнее ввод в щиток дома сделать 380 В, а оттуда — внутреннюю разводку 220 В. Если максимальная мощность Вашего дома (сад ) около 5 кВт, достаточно сети 220 В.
В соответствии с действующими Правилами ТП (Постановление Правительства РФ от 27.12.2004 №861), если Вы подключаете электроустановку с максимальной мощностью до 15 кВт включительно, Вы платите за присоединение 550 руб. вне зависимости от того, какой уровень напряжения Вам нужен 380 или 220 В. Данное правило действует, если граница Вашего земельного участка находится не далее 500 м от сетей электросетевой компании в сельской местности и 300 м в городской черте.
Таким образом, если рассматривать ситуацию в целом, то электросети специально не ограничивают возможность подключить 380В.
Стоимость подключения, если вы запрашиваете мощность до 15 кВт, граница земельного участка проходит не далее 500 метров в сельском населенном пункте и 300 метров – в городском, должна составить 550 рублей (при условии, что вы не подключали к электросетям объектов по льготной ставке в предыдущие 3 года).
Тем не мене, случаи, когда электросеть пытается отказаться от подключения 380В, все-таки имеются. Только к нам, на сайт ЭнергоВОПРОС.ру за первую половину 2018 года, с такого рода проблемами обратилось шесть человек. Самый популярный вопрос – что можно предпринять, если отказывают в 380В?
Если говорить о причинах отказов, то в большинстве случае проблема связана с тем, что ближайшая к подключаемому объекту линия – однофазная. И для того, чтобы провести три фазы, необходимо тянуть по столбам новый кабель. Это дополнительные расходы для электросети. И может так складываться, что понести их именно в данный момент электросеть не может. Поэтому под разными предлогами пытается навязать потребителю подключение с напряжением 220В.
Можно ли с этим бороться? В принципе, да. В случае отказа можно подать заявление в региональное управление Федеральной антимонопольной службы. Или сразу обратиться в суд. Прецеденты такого рода имеются.
Прецедент: ФАС признало незаконным отказ электросетей подключить 380В
В частности, Белгородское управление ФАС вынесло положительное для потребителя решение по делу об отказе подключить заявителей к электросетям с напряжением 380В.
В этом случае электросеть отказала в «трех фазах», указав, что Правила технологического присоединения (основной нормативный акт, регулирующий подключение к электросетям) не содержат прямого разрешения потребителю самому определять уровень напряжения – 220В или 380В? – с которым его подключают к электросетям.
И то и другое относится к классу напряжения 0,4кВ, и уже, мол, самая электросеть определяет, по какому из них подключать конкретный объект. Заявитель в данной ситуации может указать лишь электрическую мощность, которую он хочет присоединить к электросети.
Управление ФАС с этим не согласилось. Решение было мотивировано следующим образом:
… В пункте 14 «Правил технологического присоединения» действительно в качестве заявителя указано физическое лицо, обратившееся с заявкой на технологическое присоединение энергопринимающих устройств, максимальная мощность которых составляет до 15 кВт включительно, которые используются для бытовых и иных нужд, не связанных с осуществлением предпринимательской деятельности, и электроснабжение которых предусматривается по одному источнику …
Т.е. отдельного специального упоминания о том, что потребитель может настаивать на 380В вроде бы действительно нет. Но!! Дальше в решении говорится о том, что на самом деле исходя из общих требований законодательства, такое право у потребителя есть.
… Ссылаясь исключительно только на 14 пункт «Правил технологического присоединения», сетевая организация не учитывает, что, во-первых, и все остальные пункты Правил, устанавливающие перечни документов и сведений, представляемых другими категориями заявителей, точно также не содержат специального указания класса напряжения.
Это объективно обусловлено достаточностью сведений о размере запрашиваемой заявителем для подключаемого объекта электрической мощности, уровень напряжения которого является его неотъемлемым электрофизическим свойством, не предполагающим и не требующим его специального выделения. Обязательность указания любым заявителем в своей заявке класса напряжения установлена абзацем 2 пункта 8 Правил и положением части 1 статьи 26 Закона «Об электроэнергетике».
Во-вторых, сетевой организацией неправильно трактуется сам пункт 14 Правил. Из положений нормы буквально следует, что в заявке, направляемой заявителем — физическим лицом в целях технологического присоединения энергопринимающих устройств, должны быть указаны следующие данные, поименованные в перечне, то есть далее предусмотрена лишь обязательная информация для указания, а сам перечень не является исчерпывающим. Необходимость указания класса напряжения объекта электросетевого хозяйства, к которым планируется подключение, вытекает из других отраслевых норм, характеризуется волеизъявлением заявителя и имеет свои организационно-правовые причины.
Самовольно ограничивать заявителя в этом электросетевая компания не имеет права, так как из действующего законодательства следует, что класс напряжения объекта электросетевого хозяйства устанавливается как одно из условий договора об осуществлении технологического присоединения. …
Поискав, можно найти и другие прецеденты решений в пользу собственников, требующих подключения напряжения 380В. Впрочем, касаются они подключения к инфраструктуре сетевых организаций, т.е. сетевых компаний. Если же речь идет об объединениях дачников или садоводов, то тут проблема серьезнее.
Напряжение 380В на участках в СНТ
Уровень напряжения в линиях электропередач, принадлежащих СНТ, регулируется самими объединениями. Определяется он внутренними документами, утвержденными решениями общего собрания и правления объединений. Обычно он имеет название вроде «Положение об электроснабжении». В нем, если дела в СНТ поставлены правильно, должно быть прописано, какое напряжение выдается на участки членов СНТ и лиц, ведущих на территории СНТ индивидуальную деятельность.
Опять же, обычно, при подключении в «стандартном » случае к участкам одной фазы, в положениях прописывается норма, согласно которой подключение трех фаз допускается после индивидуального рассмотрения заявки правлением (комиссии по энергоснабжению). Положительное решение может быть принято при обосновании необходимости 380В и обеспечении финансирования.
Иными словами, дело упирается в деньги – на замену проводов ЛЭП, внесение изменений в систему электроснабжения СНТ и проч. Попытки обязать объединение провести 380В бесплатно, как показывается судебная практика, обычно безрезультатны. Увы…
Впрочем, возвращаясь к уже сказанному в начале статьи, 380В в современном доме не является вещью действительно необходимой. Для большинства ситуаций вполне хватает и 220В. При том, том, что три фазы в доме означают и некоторые сложности, о которых уже шла речь выше.
15 важных вопросов об электроснабжении загородного дома
Организация электроснабжения дома — дело, требующее грамотного подхода и неукоснительного соблюдения правил, так как любые допущенные здесь ошибки могут привести к поистине трагическим последствиям. А поскольку незнание не освобождает от ответственности, давайте задавать вопросы и отвечать на них
Что такое СИП и где их применяют?
СИП — это самонесущие изолированные провода, применяемые сегодня в воздушных электролиниях вместо традиционных «голых» проводов, закрепленных на изоляторах. В качестве изолирующего материала в них использован полиэтилен, устойчивый к ультрафиолету, атмосферным воздействиям и агрессивным средам. Такие кабели исключают возникновение короткого замыкания при соприкосновении друг с другом, например, при сильном ветре и обеспечивают надежный электрический контакт. Также СИП с алюминиевой жилой 2 × 16 или 4 × 16 мм² (для одно- или трехфазной сети соответственно) используют для ввода кабеля в дом.
Крепление СИП на промежуточной опоре
Соединение магистральной линии СИП с силовым кабелем и ее переход в кабельную линию
Как выполняют ввод электрокабеля в дом?
Для ввода в дом проводá тянут от ближайшего столба электролинии, который должен находиться не далее чем в 25 м, иначе, чтобы не допустить их провисания, придется ставить промежуточную опору. На высоте не менее 3,5 м через ограждающую стену пропускают медный кабель марки ВВГнг сечением 10 или 6 мм² и соединяют его с СИП прокалывающими зажимами или обычными «орехами». Кабель марки ВБбШв, заключенный в защитную трубу, может быть проложен в земле на глубине как минимум 0,7 м.
Прокладка кабеля воздушным путем
Подземная прокладка кабеля
Что должно быть установлено сразу после ввода?
Введенный в дом кабель соединяют с автоматическим выключателем, рассчитанным на выделенную для объекта электрическую мощность (номинальный ток защиты у входного автомата для однофазной сети — до 40 А). Он сработает в экстренном случае, таком как превышение выделенной мощности, короткое замыкание или пожар. После автомата ставят счетчик, а далее, согласно схеме, выполняют разводку сети.
Схему внутренней разводки электросети специалисты советуют сначала детально прорисовать на компьютере или на бумаге
Когда нужна система питания с напряжением 220 В, а когда 380 В?
При решении этого вопроса надо учитывать площадь здания и то, какое электрооборудование в нем имеется (кухонная плита, бойлер, котел, насос и др.). Для дома менее 120 м², как правило, достаточно однофазного напряжения 220 В, так как подавляющее большинство потребителей в частных жилищах однофазные, с потребляемой мощностью менее 10 кВт. Если же речь идет о внушительных размеров особняке или в доме есть устройства с трехфазным питанием (скажем, электродвигатель), то тогда потребуется линейное напряжение 380 В, то есть трехфазный ввод. Стоит иметь в виду, что из-за высокой электроопасности добиться разрешения на подключение к сети 380 В будет сложнее, зато появится возможность экономнее расходовать электроэнергию и даже получить большую выделенную мощность.
Как заземлить электросеть?
Для частных домов в основном используют схемы заземления ТТ или TN-С-S. Оба варианта востребованы, но к схеме ТТ (в частности, из-за сложности ее реализации) прибегают только в случае, если схема TN не позволяет обеспечить условия электробезопасности.
Розетки и вилки в однофазной сети имеют 3 контакта: фаза (L), «ноль» (N) и «земля» (PE). В заземлении нуждаются и все без исключения стационарные электроприборы.
Редко бывает, чтобы к дому с подстанции были протянуты все три провода при однофазном подключении или пять — при трехфазном: фазы L1, L2 и L3, «ноль» и «земля». Обычно в первом случае их только два (L и зануления/заземления PEN), а во втором четыре (L1, L2, L3 и зануления/заземления PEN), то есть «земля» отсутствует. Тогда на участке создают заземляющее устройство (ЗУ) в виде мощного металлического электрода, зарытого на глубину залегания грунтовых вод и соединенного проводом с шиной заземления РЕ в распределительном щитке (схема ТТ). Обязательное условие: соединение должно иметь низкое сопротивление. Однако при надежном заземлении на электроподстанции провода PEN его можно разделить в щитке на заземление РЕ и зануление N.
Подсоединение потребителей внутри дома
к трехфазной сети по схеме ТТ
220В или 380В: какое напряжение нужно при подключении к электросетям частного дома? И что делать, если его не дают?
Чем три фазы отличаются от одной?
В обоих видах питания присутствует рабочий нулевой проводник (НОЛЬ). Про защитное заземление я подробно рассказал здесь, это обширная тема. По отношению к нулю на всех трёх фазах – напряжение 220 Вольт. А вот по отношению этих трёх фаз друг к другу – на них 380 Вольт.
Напряжения в трёхфазной системе
Подробнее можно ознакомиться в учебнике электротехники – про напряжение и ток в трехфазной сети, а также увидеть векторные диаграммы.
Получается, что если у нас есть трехфазное напряжение, то у нас есть три фазных напряжения по 220 В. И однофазных потребителей (а таких – почти 100% в наших жилищах) можно подключать к любой фазе и нулю. Только делать это надо так, чтобы потребление по каждой фазе было примерно одинаковым, иначе возможен перекос фаз.
Подробнее о перекосе фаз, и от чего он бывает – здесь.
А защититься от перекоса фаз лучше всего с помощью реле напряжения, например Барьер или ФиФ ЕвроАвтоматика.
Кроме того, чрезмерно нагруженной фазе будет тяжело и обидно, что другие “отдыхают”)
Как подключить линию 380 вольт
При подключении дома рассчитывается проектная мощность потребления. Дело в том, что при подключении энергоснабжающая организация выделяет ограниченное количество мощности. К примеру, 3 кВт с 220 В и 3 кВт с 380 В, которые берутся с ближайшей опоры. Все, что выше, подключается непосредственно с ближайшего трансформатора. Кабели от трансформатора до вашего дома обычно прокладываются за счет заказчика, то есть оплачиваете вы.
Если вам необходимы в доме и хозяйстве 380 В, вы должны протянуть линию или проложить кабель по земле. Расчетом сечений, проектом и прокладкой занимаются специализированные фирмы. Вы лишь оплачиваете все работы. Это значит, что вы тщательно должны подготовить перечень возможного оборудования, требующего подключения 380 В. Это минимизирует ваши затраты в дальнейшем.
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
Однофазная сеть 220 В, минусы
Трехфазная сеть 380 В, плюсы
Трехфазная сеть 380 В, минусы
СамЭлектрик.ру в социальных сетях
Подписывайтесь! Там тоже интересно!
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.
Когда 380, а когда 220?
Так почему же в квартирах у нас напряжение 220 В, а не 380? Дело в том, что к потребителям мощностью менее 10 кВт, как правило, подключают одну фазу. А это значит, что в дом вводится одна фаза и нейтральный (нулевой) проводник. В 99% квартир и домов именно так и происходит.
Однофазный электрощиток в доме. Правый автомат – вводной, далее – по комнатам. Кто найдёт ошибки на фото? Хотя, этот щиток – одна сплошная ошибка…
Однако, если планируется потреблять мощность более 10 кВт, то лучше – трехфазный ввод. А если имеется оборудование с трехфазным питанием (содержащее трехфазные двигатели), то я категорически рекомендую заводить в дом трехфазный ввод с линейным напряжением 380 В. Это позволит сэкономить на сечении проводов, на безопасности, и на электроэнергии.
Трехфазный ввод. Вводной автомат на 100 А, далее – на счетчик трехфазный прямого включения Меркурий 230.
Не смотря на то, что есть способы включения трехфазной нагрузки в однофазную сеть, такие переделки резко снижают КПД двигателей, и иногда при прочих равных условиях можно за 220 В заплатить в 2 раза больше, чем за 380.
Однофазное напряжение применяется в частном секторе, где потребляемая мощность, как правило, не превышает 10 кВт. При этом на вводе применяют кабель с проводами сечением 4-6 мм². Потребляемый ток ограничивается вводным автоматическим выключателем, номинальный ток защиты которого – не более 40 А.
Про выбор защитного автомата я уже писал здесь. А про выбор сечения провода – здесь. Там же – жаркие обсуждения вопросов.
А если Вам вообще интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!
Но если мощность потребителя – 15 кВт и выше, то тут обязательно нужно использовать трехфазное питание. Даже, если в данном здании нет трехфазных потребителей, например, электродвигателей. В таком случае мощность разделяется по фазам, и на электрооборудование (вводной кабель, коммутация) ложится не такая нагрузка, как если бы ту же мощность брали от одной фазы.
Пример трехфазного электрощитка. Потребители и трехфазные, и однофазные.
Например, если дом питается от одной фазы, и потребляет мощность 15 кВт – это ток около 70А, нужен медный провод сечением не менее 10 мм². Стоить кабель с такими жилами будет существенно. А автоматов на одну фазу (однополюсных) на ток больше 63 А на ДИН-рейку я не встречал.
Поэтому в офисах, магазинах, и тем более на предприятиях применяют только трёхфазное питание. И, соответственно, трёхфазные счетчики, которые бывают прямого включения и трансформаторного включения (с трансформаторами тока).
И на вводе (перед счетчиком) стоят примерно такие “ящички”:
Трехфазный ввод. Вводной автомат перед счетчиком.
Существенный минус трехфазного ввода (отмечал его выше) – ограничение по мощности однофазных нагрузок. Например, выделенная мощность трехфазного напряжения – 15 кВт. Это значит, что по каждой фазе – максимум 5 кВт. А это значит, что максимальный ток по каждой фазе – не более 22 А (практически – 25). И надо крутиться, распределяя нагрузку.
Надеюсь, теперь понятно, что такое трехфазное напряжение 380 В и однофазное напряжение 220 В?
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).
Если вы рассматриваете вопрос, как распределить нагрузку по фазам в случайном (хаотичном) порядке, обратите внимание на следующий пример:
В результате произойдёт следующее:
Важно! В результате, одновременное включение нескольких элементов бытовой техники перегрузит автомат, что станет результатом его отключения.
Схемы Звезда и Треугольник в трехфазной сети
Существуют различные вариации включения нагрузки с рабочим напряжением 220 и 380 Вольт в трехфазную сеть. Эти схемы называются “Звезда” и “Треугольник”.
Когда нагрузка рассчитана на напряжение 220В, то она включается в трехфазную сеть по схеме “Звезда”, то есть к фазному напряжению. При этом все группы нагрузки распределяются так, чтобы мощности по фазам были примерно одинаковы. Нули всех групп соединены вместе и подключены к нейтральному проводу трехфазного ввода.
В “Звезду” подключены все наши квартиры и дома с однофазным вводом, другой пример – подключение ТЭНов в мощных калориферах и конвектоматах.
Когда нагрузка на напряжение 380В, то она включается по схеме “Треугольник”, то есть к линейному напряжению. Такое распределение по фазам наиболее типично для электродвигателей и другой нагрузки, где все три части нагрузки принадлежат к единому устройству.
Откуда берется 380 вольт
По воздушным линиям между населенными пунктами, городами и крупными предприятиями стоят высоковольтные линии высокого напряжения. При таком напряжении передача электроэнергии сопряжена с меньшими потерями. Даже с учетом работы понижающих трансформаторов. На КТП, стоящих в поселках с жилыми домами, в кварталах многоэтажек (на заводах обычно целые подстанции), высокое напряжение преобразуется в напряжение 380 вольт.
Везде проходят 4 провода, иногда используется система из пяти проводов. Три провода – отдельные фазы. Один провод – нулевой. Напряжение между любыми отдельными фазами составляет 380 вольт. Это линейное напряжение. Напряжение между одной отдельной фазой и нулевым проводом – 220 вольт. Это фазное напряжение. Фазы никогда не соединяются, даже не соприкасаются, иначе будет короткое замыкание.
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.
Разбивка на группы
Перед тем, как распределить нагрузку по фазам в частном доме, займитесь разбивкой отдельных линий вышеупомянутых энергопотребителей. На этом этапе необходимо подготовить отдельную линию электропроводки для розеток в каждую комнату и отдельно для света.
Верное распределение нагрузки по фазе в частном доме выполняется прокладкой отдельной магистрали к самым мощным энергопотребителям из вышеупомянутого списка. Для наглядного и понятного разбора ситуации, обратите внимание на приведённую чуть выше план-схему.
Чертёж показывает, как распределить нагрузку по фазам в частном доме и разбить потребителей на группы. Вводным кабелем, идущим от счётчика, здесь выступает ВВнг 5*10 (5 жил с сечением 10 мм2). Защита от перегрузок и коротких замыканий возложена на автомат ВА 40 А.
Полезно! Допускается использование УЗО с допустимым большим значением силы тока, но не более 30 А.
Важно! Перед тем, как распределить нагрузку по фазам в частном доме, по вышеуказанной схеме, имейте в виду, что она приведена в качестве примера. Для каждой отдельной ситуации она может отличаться по тем или иным признакам.
Пример разводки по одному этажу
Рассмотрим пример технологической схемы для 1-го этажа коттеджа. Такой вариант ещё одно верное решение того, как распределить нагрузку по фазе в частном доме. Этот вариант связан с тем, что максимальное количество энергопотребителей сконцентрировано именно на этом этаже.
Для более наглядного понятия того, как распределить нагрузку по фазам в частном доме, приведена следующая план-схема. Такой проект является необходимым при прокладке новой линии, строящегося или ремонтирующегося коттеджа. В дальнейшем изображение значительно облегчит поиск возможной неисправности, внесение изменений или добавление новых точек.
Постоянный и переменный ток
Но есть еще одна очень важная разница между электричеством из батарейки и из бытовой розетки.
Заряды, создаваемые батарейкой, всегда выходят из одного полюса, и приходят к другому. Проводники соединяют полюса через какую-то нагрузку, заряды текут по ним в одну сторону, выполняя полезную работу. Такой ток называется постоянным.
Однако, это не единственный вариант движения зарядов по проводнику. Частицы, несущие заряды (как правило, это электроны), могут менять направление своего движения. Сперва переместиться в одну сторону, а потом – в другую, а потом обратно, и так далее. Причем, делать это очень часто (для российских линий – 50 раз в секунду). Фактически, при этом заряды не движутся, а лишь колеблются вокруг какого-то среднего положения. Однако, при этом они также могут совершать полезную работу. Такой ток называется переменным.
Его напряжение также измеряется вольтами, но, при этом имеется ввиду среднее значение, которое по действию было бы равно действию постоянного тока такого же напряжения. В моменты наибольшей силы мгновенное напряжение сети 220 достигает 310в!
Переменный ток имеет ряд очень важных особенностей, которые обусловили его широкое применение в жизни человека. Наиболее важными являются две:
Последняя особенность имеет ключевое значение. Для вращения электродвигателя необходимо создать вращающееся магнитное поле. Если подавать на двигатель постоянный ток – то вращающееся магнитное поле придется создавать конструктивными элементами самого двигателя. Раньше это делалось с помощью специального щеточно-коллекторного узла, который по мере поворота ротора двигателя переключал его обмотки так, чтобы магнитное поле поворачивалось на необходимый угол. Современные двигатели постоянного тока применяют для этого специальные электронные схемы, но суть их работы не меняется – они поворачивают магнитное поле по мере поворота ротора.
Пусковой конденсатор при наличии нагрузки на валу двигателя
В случае, если на валу имеется нагрузка, либо мощность превышает 1,5 кВт, движок может не запуститься или медленно набирать обороты. *Поправить* это можно применением рабочего и пускового конденсатора, служащих для сдвига фазы и разгона. Кнопку разгона нужно удерживать пока обороты не достигнут примерно 70% от номинальных (2 — 3 секунды), после чего отпустить.
Ёмкость пускового кондера должна превышать рабочую в 2..3 раза в зависимости от нагрузки на валу. Если проблематично достать вышеуказанные конденсаторы нужной ёмкости, возможно применение электролитических, спаянных по особой схеме с диодами. Однако для работы мощных станков следует избегать подобной замены и рекомендовать её лишь для временного включения.
Важно!
Не рекомендуется подключать электродвигатель мощностью более 3 кВт к домашней сети ввиду её невысокой нагрузочной способности. Автоматический выключатель в цепи питания электродвигателя должен быть с время — токовой характеристикой C или D ввиду существенного кратковременного пускового тока, превышающего номинальный в 3 и 5 раз (звезда / треугольник) соответственно. Если 3 — фазный электродвигатель будет долго работать без нагрузки от однофазной сети, он сгорит! Выбирая правильное соединение или переключение, необходимо учитывать особенности электрической сети, силовой мощности электродвигателя и варианты подключения. В каждом случае следует ознакомиться с техническими характеристиками мотора и оборудования, для которого он предназначен.
Стоимость подключения электродвигателя специалистом — Перейти на станицу с подробными ценами на услуги