Трехфазный ввод: Что лучше для частного дома – однофазный или трехфазный ввод?

Что лучше для частного дома – однофазный или трехфазный ввод?

Главная

Обзоры и советы

Статьи

Что лучше для частного дома – однофазный или трехфазный ввод?

Если вы планируете подключить частный дом к электрическим сетям, то стает вопрос о том, какой ввод в дом выбрать. В данной статье рассмотрим, что лучше для частного дома – однофазный или трехфазный ввод.

Если сравнивать нагрузку современных бытовых электроприборов с нагрузкой электроприборов двадцатилетней давности, то можно сделать вывод, что количество потребляемой электроэнергии сегодня выросло в несколько раз. Причем наблюдается тенденция постоянного увеличения потребляемой электрической энергии на душу населения. Это связано, прежде всего, с тем, что в каждом доме появилось огромное количество бытовых электроприборов, характеризующихся большой мощностью и соответственно большим количеством потребляемой электрической энергии.
Если раньше лимит нагрузки электропроводки одной квартиры (дома) был 8-10 А, то сейчас такого лимита хватит для одного электрического чайника, нагрузка которого составляет 10 А.

Чем отличает однофазный электрический ввод от трехфазного? Практически все бытовые электроприборы рассчитаны для работы в однофазной сети переменного тока. То есть для подключения бытового электроприбора необходимо одна фаза и нулевой проводник. Однофазный ввод – одна фаза и нулевой проводник, трехфазный ввод – соответственно три фазы и нулевой проводник. Исходя из этого, можно сделать вывод, что принципиальное отличие трехфазного ввода от однофазного ввода – это количество фаз.

Преимущества трехфазного ввода в частном доме очевидны. Вы можете одну фазу использовать для питания электропроводки дома, вторую фазу для питания наиболее мощный бытовых приборов дома, например кухни, а третью для электроснабжения гаража и других вспомогательных помещений на территории частного дома. Кроме того, у вас есть еще одно преимущество – возможность подключения трехфазных потребителей электрической энергии, что особенно актуально для частного дома. Например, трехфазный сварочный аппарат, электрическая плита, обогреватель, водяной насос, а также другие устройства с асинхронными трехфазными двигателями (молотилки для зерна, компрессоры и т. п.). Основное преимущество использования трехфазных электроприборов – это отсутствие перекоса фаз в электрической сети, так как нагрузка данных электроприборов равномерно распределяется на три фазы электрической сети.
Следует отметить, что при использовании трехфазного ввода стает вопрос о равномерном распределении нагрузки однофазных бытовых электроприборов частного дома. В противном случае, то есть при значительной несимметричности нагрузок, возможен перекос фаз, в частности перекос фазных напряжений. Следовательно, при проектировании трехфазной электропроводки частного дома необходимо произвести правильное распределение нагрузки бытовых однофазных электроприборов.
Кроме вышеперечисленного следует выделить еще одну характерную особенность трехфазного ввода в частный дом – значительно больший размер учетно-распределительного электрического щитка по сравнению с однофазным щитком. В первую очередь это связано с тем, что трехфазный счетчик значительно больше однофазного. Что касается модульных защитных аппаратов, то для трехфазных автоматических выключателей, устройств защитного отключения необходимо значительно больше модульных мест в распределительном электрическом щите. Кроме того, схема электропроводки частного дома с трехфазным вводом характеризуется большим, по сравнению с однофазной проводкой, количеством линий и соответственно защитных аппаратов, для которых также необходимо предусмотреть место в квартирном щитке.
Проблема большого размера трехфазного учетно-распределительного щитка частного дома решаема. Не обязательно устанавливать щиток внутри дома, его можно установить на улице.
Если вы решили установить распределительный щиток на улице, то обратите особое внимание на степень защиты корпуса IP. Как правило, степень защиты корпуса щитка, предназначенного для монтажа вне помещений – IP31 или IP54.
Для обеспечения удобства обслуживания электропроводки частного дома можно предусмотреть установку нескольких распределительных щитков. Например, на улице можно установить щиток типа ЩРУН-3/12, в котором будет расположен прибор учета электрической энергии, а также вводные аппараты защиты. В доме будет установлен небольшой пластиковый бокс Тусо 68112 СП 12, рассчитанный на 12 модульных мест, в котором будут расположены аппараты защиты линий электропроводки дома. В гараже или другом сооружении на территории частного дома может быть установлен еще одни аналогичный щиток. В общем, вы можете спроектировать схему электропроводки частного дома в соответствии со своими потребностями и удобством дальнейшего обслуживания.
Что касается лимитов потребляемой мощности, то в данном случае существует заблуждение о том, что трехфазный ввод – это значительно больший лимит потребляемой мощности. В данном случае все зависит от установленных норм энергоснабжающей компании, которая осуществляет подключение частных домов к электрическим сетям. В соответствии с действующими техническими условиями подключения частных домов, может быть установлен одинаковый лимит потребления мощности, как для однофазного ввода, так и для трехфазного.
Какой все-таки выбрать ввод  одно- или трехфазный? Если лимит потребления мощности одинаковый, как для однофазного, так и трехфазного ввода, то следует руководствоваться потребностью в использовании трехфазных бытовых электроприборов. Если в хозяйстве у вас нет трехфазных бытовых электроприборов, и в будущем вы не планируете их использовать, то проводить в дом трехфазный ввод не имеет смысла.
Кроме вышесказанного, следует отметить, что подключение трехфазного ввода – это довольно кропотливый процесс, который несколько сложнее процедуры подключения однофазного ввода электрической сети. Это, в первую очередь обусловлено тем, что использование трехфазного ввода предусматривает большие требования к пожарной безопасности дома и других сооружений на его территории.

Однофазный или трехфазный ввод? | Проектирование электроснабжения

3 октября 2014 k-igor

При проектировании мелких объектов многие задаются вопросом: какие брать ТУ для электроснабжения, однофазное или трехфазное подключение? В этой статье я расскажу, как поступать в подобных ситуациях и про особенности однофазного и трехфазного ввода.

Раньше я занимался проектированием только крупных объектов и данная тема меня не волновала. Сейчас порой приходится подключать частные дома, стройплощадки и другие мелкие объекты небольшой мощности.

Для начала нужно знать, что из себя представляет однофазный ввод, а что – трехфазный.

В качестве примера возьмем частный дом, который подключается к воздушной ЛЭП.

Многие думают, что если трехфазный ввод, то мы может подключить в 3 раз больше мощность.

Что тяжелее? Килограмм  ваты или килограмм железа? =)

Здесь такая же ситуация. Допустим в первом варианте нам предлагают запитать дом однофазным вводом на 6кВт, а по второму –трехфазным на 6кВт. Какой вариант выберите вы?

Первый вариант позволит вам подключить 3 чайника по 2кВт (L1=2кВт+2кВт+2кВт), второй  — те же 3 чайника по 2кВт (L1=2кВт, L2=2кВт, L3=2кВт).

Предпочтительнее посадить дом на трехфазный ввод, т.к. при таком варианте потери напряжения в питающей сети будет в 6 раз меньше по сравнению с однофазным вводом.

Но, в таком случае возникает проблема равномерной загрузки всех фаз, поскольку электроприемники  в таких объектах имеют разную мощность и разные коэффициенты спроса.

Пример из моего опыта. Подключал так называемый дом отдыха с бассейном. Основные потребители: освещение 0,3кВт, телевизор 0,1кВт и система управление бассейном около 3,5кВт. Заказчик изначально взял ТУ на трехфазный ввод. Как в таком случае добиться равномерной загрузки фаз?  Пришлось менять технические условия.

Я считаю, что объекты до 6кВт  должны иметь однофазный ввод.

Это упростит распределение нагрузки по фазам, позволит сэкономить на счетчике, питающем кабеле, вводном автоматическом выключателе, поскольку трехфазные стоят дороже.  При однофазном вводе проще расставлять защитные автоматы.

Например, стройплощадка 3 фазный ввод 6кВт. 6кВт это около 12А.  При таком раскладе на вводе у нас будет  с учетом селективности 20-25А. А это соответствует мощности в 2 раз больше. В случае однофазного ввода 6кВт на вводе будет автомат на 40А при расчетном токе 34А. В данном случае автомат в некоторой степени можно рассматривать как устройство ограничения мощности.

Разумеется, если имеются трехфазные электроприемники, то об однофазном вводе не может заходить и речи.

А по поводу больших потерь в однофазных сетях могу сказать следующее. Потери напряжения в однофазной сети длиной 80м  и передаваемой мощностью 6кВт составляют около 4%, что является вполне допустимым. Сечение алюминиевого кабеля должно быть не менее 2×16. Меньше брать не допускается.

В ТКП 45-4.04-149-2009 есть требование:

9.13 Схемы электрических сетей жилых домов следует выполнять, исходя из следующего:

— при расчетной нагрузке на вводе в квартиру до 12 кВт рекомендуется применять однофазный ввод, при расчетной нагрузке более 12 кВт, как правило, — трехфазный ввод;

Но я думаю оно относится к жилым многоэтажным домам. В СП 31-110-2003  такого требования не нашел.

Теперь думаю будет понятно, когда следует проектировать однофазный ввод, а когда трехфазный.

Или вы не согласны со мной?

Советую почитать:

Объяснение трехфазного питания

| Объяснение трехфазного питания

В этом видео подробно рассматривается трехфазное питание и объясняется, как оно работает. Трехфазную электроэнергию можно определить как общий метод производства, передачи и распределения электроэнергии переменного тока. Это тип многофазной системы, который является наиболее распространенным методом, используемым электрическими сетями во всем мире для передачи энергии.

 

 Дополнительные ресурсы Raritan

---

Стенограмма:
Добро пожаловать в это анимационное видео, которое быстро объясняет 3-фазное питание. Я также объясню загадку, почему 3 линии электропередач находятся на расстоянии 120 градусов друг от друга, потому что это ключевой момент для понимания трехфазного питания.

Электроэнергия, поступающая в центр обработки данных, обычно представляет собой трехфазную электроэнергию переменного тока, что означает трехфазную электроэнергию переменного тока.

Давайте рассмотрим упрощенный пример того, как генерируется трехфазное питание.

Этот пример отличается от того, что я использовал для описания того, как трехфазный двигатель использует мощность. В видео с переменным током мы показали, как вращение магнита вокруг одного провода заставляет ток течь туда и обратно. Теперь мы пропустим магнит через 3 провода и посмотрим, как это повлияет на ток в каждом проводе.

В этом трехфазном примере северный положительный конец магнита направлен прямо вверх на первую линию.

Чтобы упростить объяснение концепции, давайте воспользуемся циферблатом и скажем, что первая линия находится в положении «двенадцать часов». Электроны в линии 1 будут течь к северному полюсу магнита. Что произойдет, если магнит повернется на 90 градусов?

Как мы видели на видео с переменным током, поскольку магнит перпендикулярен линии 1, электроны в линии 1 перестанут двигаться. Затем, когда магнит качается, более 90 градусов и южный полюс магнита приближается к первой линии, и электроны меняются местами, что означает, что направление тока меняется на противоположное. Об этом было подробно рассказано в видео о переменном токе. Если вы нажали на это видео, не имея полного представления о переменном токе, сначала просмотрите это видео.

Глядя на таблицу, вы можете понять, почему я выбрал аналоговый циферблат. Круг равен 360 градусам, и часы делят круг на 12 частей, так что каждый час покрывает 30 градусов круга. Переход с 12 на 3 равен 90 градусов, а переход от 12 к 4 составляет 120 градусов.

При выработке трехфазного питания медные линии располагаются под углом 120 градусов друг к другу. Итак, когда вы находитесь в положении «четыре часа» в нашем примере, это 120 градусов от первой линии. А положение «8 часов» находится на 120 градусов от положений «4 часа» и «12 часов». 3 линии равномерно распределены по кругу.

Если северный полюс находится ближе к одному из 3-х проводов, то электроны движутся в этом направлении. Чем ближе южный полюс подходит к каждому проводу, тем больше электроны удаляются от южного полюса. В каждой из этих трех линий электроны движутся вперед и назад, но они не всегда движутся в том же направлении или с той же скоростью, что и две другие линии.

Давайте снова посмотрим на пример. Когда магнит вращается, когда северный полюс находится в положении 1 час, он становится перпендикулярным линии 2, поэтому, конечно, электроны перестают двигаться по линии 2. Но они все еще движутся по линии 1, притягиваясь к более близкому северному полюсу, и они двигаются по линии 3, отталкиваясь от южного полюса. Когда северный полюс магнита повернут на 2 часа, на линию 1 и [линию] 2 влияет северный полюс, но южный полюс находится прямо напротив линии 3, поэтому теперь он имеет пиковый ток. В 3 часа магнит перпендикулярен линии 1, поэтому электроны перестают двигаться, но на линию 2 влияет северный полюс, а на линию 3 — южный полюс, поэтому ток течет по линиям 2 и 3.

Надеюсь, этот пример показывает вам, что в любой момент времени ток всегда течет как минимум по 2 линиям. Он также показывает взаимосвязь между тремя линиями, когда магнит вращается по кругу. Когда магнит движется вокруг циферблата, на каждую из трех линий будет влиять либо северный, либо южный полюс, за исключением случаев, когда магнит перпендикулярен линии.

Давайте сосредоточимся на линии 1. Она достигает своего пикового значения, когда северный полюс указывает на 12-часовую и 6-часовую позиции. Это при нулевом токе, когда северный полюс указывает на 3 и 9.час. Только 1 из 3 линий всегда находится на пике, но поскольку линий 3, для каждого цикла есть 3 положительных пика и 3 отрицательных пика. В 6 различных положениях на циферблате одна из линий находится на пике. Позиции 12 и 6 — чередующиеся пики линии 1, позиции 2 и 8 — чередующиеся пики линии 3, а позиции 4 и 10 — чередующиеся пики линии 2.

Теперь давайте объясним эти запутанные формы сигналов, которые часто используются для изображения трех фаз. Если вы посмотрите на пример сигнала, вы увидите, что первая линия выделена синим цветом, и она начинается с нуля. Это означает, что магнит перпендикулярен этой линии. Когда магнит движется, вы можете видеть, что ток достигает своего пика. Затем, когда положительный полюс проходит мимо этого провода, ток начинает ослабевать, пока магнит снова не станет перпендикулярным, что приводит к нулевому току. Когда отрицательный полюс начинает приближаться, ток меняет направление и движется в другом направлении к другому пику, прежде чем вернуться к нулевому току. Это завершает 1 полный цикл для этой строки.

Чтобы двумерная диаграмма показывала взаимосвязь между линиями, теперь в ней показан промежуток, который означает время, за которое магнит повернется на 120 градусов. Это когда красная линия находится на нулевом токе. По мере того, как магнит продолжает вращаться, красная линия будет двигаться к своему пиковому положительному току, а затем вернется к нулю, после чего ток изменит направление. График также показывает, что третья линия начинается при нулевом токе через 120 градусов после второй линии. Итак, если вы посмотрите на эти 3 линии, вы увидите, что, когда одна линия находится на пике, другие 2 линии все еще генерируют ток, но не в полную силу, то есть они не на пике. Так как электроны текут от положительного пика к отрицательному, ток отображается как текущий от положительных значений к отрицательным. Помните, что положительные и отрицательные стороны не исключают друг друга. Положительная и отрицательная коннотация используется только для описания того, как чередуется ток.

В 3-фазной цепи вы обычно берете одну из 3-х токонесущих линий и подключаете ее к другой из 3-х токонесущих линий. Одно исключение из этого описано в видео «Дельта против звезды».

В качестве примера возьмем 3-фазную линию 208 вольт. Каждая из трех линий будет иметь напряжение 120 вольт. Если вы посмотрите на график, вы легко увидите выходную мощность любых двух линий. Если одна линия находится на пике, другая линия не находится на пике. Вот почему в трехфазной цепи неправильно умножать 120 вольт на 2, чтобы получить 240 вольт.

Итак, если вам интересно, почему у вас дома есть 110/120 вольт для ваших обычных розеток, но у вас также есть приборы на 220/240 вольт, что дает? Ну, это не трехфазное питание. На самом деле это 2 однофазные линии.

Итак, как рассчитать мощность объединения двух линий в трехфазной цепи? Формула представляет собой вольт, умноженный на квадратный корень из 3, который округляется до 1,732. Для 2 линий, каждая из которых несет 120 вольт, расчет для этого равен 120 вольт, умноженному на 1,732, и результат округляется до 208 вольт.

Вот почему мы называем это трехфазной цепью на 208 В или трехфазной линией на 208 В. Трехфазная цепь на 400 вольт означает, что каждая из 3 линий несет 230 вольт.

Последняя тема, о которой я расскажу в этом видео: почему компании и центры обработки данных используют 3 фазы?

Прямо сейчас позвольте мне дать вам простой обзор. Для трехфазной сети вы соединяете линию 1 с линией 2 и получаете 208 вольт. В то же время вы [можете] подключить линию 2 к линии 3 и получить 208 вольт. И вы [можете] соединить линию 3 с линией 1 и получить 208 вольт. Если провод способен подавать 30 ампер, то передаваемая мощность составляет 208 вольт, умноженных на 30 ампер, умноженных на 1,732, что дает общую доступную мощность 10,8 кВА.

Для сравнения, для однофазной цепи на 30 ампер с напряжением 208 вольт вы получите только 6,2 кВА. По сути, 3 фазы обеспечивают большую мощность.

Существуют и другие факторы, по которым гораздо лучше подавать трехфазное питание к стойке центра обработки данных, а не использовать однофазное питание, и эти факторы обсуждаются в видео о вольтах и ​​амперах, а также в видео 208 и 400 вольт.

3-фазные блоки питания переменного и постоянного тока

3-фазные блоки питания переменного тока, предназначенные для приложений с высокой мощностью

Наши трехфазные источники питания предназначены для работы от различных трехфазных источников, включая 208 В переменного тока, 380/400/415 В переменного тока и 480 В переменного тока. Ассортимент продукции включает блоки питания для монтажа на DIN-рейку мощностью 120, 240, 480 и 960 Вт, блоки питания мощностью до 5 кВт и конфигурируемые блоки питания мощностью от 1500 Вт до 3 кВт с выходным напряжением от 3,3 В до 400 В постоянного тока.

Просмотрите продукты для трехфазного переменного и постоянного тока

Наши 3-фазные возможности

Эти базовые продукты также используются в комбинации для создания заказных, мощных, автономных и стоечных 3-фазных систем питания мощностью до 30 кВт.

Справочное руководство по 3 фазам

Трехфазный переменный ток

Мощность, выдаваемая однофазной системой, пульсирует и падает до нуля во время каждого цикла, в то время как мощность, выдаваемая трехфазной цепью, также пульсирует, но никогда не достигает нуля. В сбалансированной трехфазной системе размер проводников должен составлять всего около 75 % от размера проводников однофазной двухпроводной системы той же номинальной мощности в кВА.

Если три отдельные катушки расположены на расстоянии 120° друг от друга, то три напряжения будут сдвинуты по фазе на 120° друг относительно друга, когда магнитное поле проходит через катушку.

На схеме показаны два основных трехфазных соединения.

Соединение звездой или звездой

Соединив один конец каждой катушки вместе, как показано слева, получится соединение звездой или звездой. Фазное напряжение (или напряжение между фазой и нейтралью) — это напряжение, измеренное на одной катушке. Линейное напряжение (фазное напряжение) измеряется на двух катушках.

В системе, соединенной звездой или звездой, линейное напряжение выше фазного на коэффициент квадратного корня из 3 (1,732).

• VLINE = VPHASE x √3
• ВФАЗА = ВЛИН / √3

На схеме показана 4-проводная система с заземлением:

Соединение треугольником 

Три отдельные катушки соединены в треугольник в системе, соединенной треугольником, которая получила свое название из-за того, что схематическая диаграмма этого соединения напоминает греческую букву дельта (∆).

• VLINE = VPHASE

Однако линейный ток выше фазного тока на коэффициент квадратного корня из 3 (1,732). Причина такой разницы в токе заключается в том, что в трехфазной цепи ток протекает через разные обмотки в разное время.

Иногда ток течет только между двумя линиями, а иногда ток течет от двух линий к третьей.

Трехфазное напряжение и частота

Несмотря на то, что однофазное питание более распространено, для многих применений предпочтительнее использовать трехфазное питание. Как обсуждалось ранее, электростанции поставляют трехфазное электричество, и оно часто используется в промышленности для привода двигателей и других устройств. Трехфазное электричество является более плавной формой питания, чем однофазные или двухфазные системы, что позволяет машинам работать более эффективно и продлевает срок их службы.

Однофазные источники питания на 220–240 В переменного тока получаются из трехфазных систем на 400 В переменного тока, а однофазные источники на 100–127 В переменного тока — на трехфазные системы на 200 В переменного тока. В США также существует трехфазная система 480 В переменного тока, используемая для некоторых приложений с высокой мощностью, что приводит к номинальному однофазному питанию 277 В переменного тока, часто используемому для таких приложений, как уличная мебель и уличное освещение.