Почему в сети только 1 или 3 фазы, а не 2 или 4?

Вы никогда не задумывались, почему подключение к электросети бывает однофазным и трехфазным? Почему не используют две или четыре? На самом деле все просто.

Взглянув в электрощиток или на опору, стоящую рядом с вашим домом, вы скорее всего увидите 2 или 4 провода, приходящие к вам, которые являются фазой и нулем или тремя фазами и нулем. Почему к нам чаще всего приходит именно такое количество фаз, а не 2, 4 или, например, 5? Ответ электрика в нашей статье.

Почему не хватает одной фазы?

На самом деле варианты и с двумя фазами тоже встречаются, но это довольно редкое явление. Как правило, это потребители, которые были подключены в конце девяностых – начале двухтысячных, когда появлялись мощные потребители и одной фазы сечением 1,5 мм 2 уже не хватало. Однако чаще мы все же встречаем 1 или 3 фазы. Одной фазы вполне хватает для работы большинства электроприборов (при достаточном сечении проводки). Для проведения трех фаз есть несколько причин.

Первая заключается в необходимости запитать трехфазные потребители, например, электрический котел отопления. Соответственно в этом случае ставится трехфазный счетчик (не путать с многотарифным), общий вводной автомат и несколько линейных автоматов.

Вторая причина такая же, как и в случае с двумя фазами — возможность разгрузить фазы при наличии большого количества мощных однофазных потребителей. В особенности это необходимо, когда есть сварочный аппарат. Или же нужно подключить на отдельную фазу варочную панель, водонагреватель или систему «теплый пол». Благодаря такому четкому распределению нет перекоса фаз и напряжение на каждой примерно одинаковое и в пределах нормы.

Почему не 4, 5 или больше фаз?

Тут ответ кроется в экономической целесообразности. В России подавляющее количество электроэнергии тратится на работу трехфазных двигателей. Для создания вращающегося электромагнитного поля необходимо минимум 3 фазы, каждая из которых смещается относительно другой на 120° (см. рис. ниже). При наличии трех фаз двигатель будет нормально и стабильно работать.

В теории можно подключить и 4 фазы, что кстати даст возможность двигателю работать «ровнее». Но для работы четвертой фазы необходимо будет вести дополнительный провод, что в масштабе страны составляет миллионы тонн цветного металла, дополнительные изоляторы, усиленные опоры и т.д. Все это несет колоссальные затраты, которые по факту не оправданы. Так что в этом случае три фазы — это «золотая середина».

Итак, три фазы НЕОБХОДИМЫ для работы трехфазных двигателей, а четыре, пять или больше — это лишняя трата денег.

Интересное из мира электрики:

Источник

Виды подключений

Типы подключений нагревателей к источнику питания.

В настоящее время типы подключений различаются по количеству фаз: одна, две или три. Отсюда и названия типов подключений:

однофазное;
двухфазное;
трехфазное.

Однофазное подключение предусматривает самый простой способ подключить нагреватель к источнику питания: на один из двух проводов, идущих от сердечника нагревателя, подается фаза, на другой провод – нейтраль или, как принято говорить, «ноль» (рис. 1).

Рисунок 1. Однофазное подключение.

Однофазный тип подключения широко применяется в типичной электросети, где напряжение составляет 220 – 240 Вольт, и в других сетях, которые имеют такие значения напряжения: 12, 24, 36, 48, 60 и 110 Вольт.

На рисунке 2 показана схема подключения к однофазному источнику питания.

Рисунок 2. Схема однофазного подключения.

В силу того, что нагреватель не предполагает наличие собственной полярности, фаза может подаваться на любой из проводов. Данный факт относится к преимуществам использования такого типа подключения: простота и универсальность.

Рисунок 3. Двухфазное подключение.

Двухфазное подключение используется в энергосетях, напряжение которых варьируется в пределах 380 – 400 Вольт.

На рисунке 4 показана схема подключения к двухфазному источнику питания. Как было сказано раннее, визуальных и конструктивных изменений, по сравнению с однофазным типом, данный тип подключения не имеет.

Рисунок 4. Схема двухфазного подключения.

Преимуществом такого типа подключения является возможность получить больше мощности от нагревательного элемента. Повышение мощности оказывает негативное влияние на надежность и ресурс нагревателя – это является единственным недостатком использования двухфазного подключения

Трехфазное подключение может быть реализовано двумя способами. На рисунке 5 показаны две схемы исполнения трехфазного подключения: звезда и треугольник.

Рисунок 5. Схемы исполнения трехфазного подключения.

Разница между этими схемами заключается только лишь в отличительном напряжении питания, которое будет подаваться нагревателю: либо фазные 220 вольт, либо линейные 380 вольт к источнику питания. Фазы будут иметь одинаковый ток, какой бы не была выбрана схема.

Трехфазное подключение по схеме звезда показано на рисунке 6.

Рисунок 6. Трехфазное подключение по схеме звезда.

Подключение по схеме звезда предусматривает наличие нулевого провода, который для визуальной разницы имеет синий цвет. Существует возможность не использовать нулевой провод, если его наличие в схеме не было предусмотрено клиентом. Однако, мы настоятельно не рекомендуем использовать подключение по схеме звезда без использования нулевого контакта.

На рисунке 7 представлен принцип подключения по схеме звезда.

Рисунок 7. Принцип подключения по схеме звезда.

Если нагреватель имеет вместо проводов для подключения контакты, то производитель отмечает нулевые контакты синим цветом так, как это показано на рисунке 8, 9.

Рисунок 8. Подключение по схеме звезда без проводов в нагревателе.

Рисунок 9. Подключение сухого ТЭНа по схеме звезда.

Трехфазное подключение по схеме треугольник показано на рисунке 10.

Рисунок 10. Трехфазное подключение по схеме треугольник.

Подключение по схеме треугольник используется при работе с линейным напряжением порядка 380 вольт. Поэтому каждый участок цепи нагревателя получает две фазы, чем отличается от подключения по схеме звезда, где на каждый участок цепи приходится лишь одна фаза.

Треугольное подключение, которое принято считать классическим, имеет 3 провода, на которые подается три фазы. Наличие нулевого провода данная схема подключения не предусматривает. На рисунке 11 и 12 показаны принципы подключения нагревателя и сухого ТЭНа по схеме треугольник.

Рисунок 11. Принцип подключения по схеме треугольник.

Рисунок 12. Подключение сухого ТЭНа по схеме треугольник.

Преимуществом такой схемы подключения является более высокие значения мощности, по сравнению со схемой звезда, а также более удобное подключение без использования лишних проводов. Недостатком такой схемы является лишь недостаток использования высокого напряжения, которое снижет ресурс нагревателя.

Заземление предназначено для предотвращения несчастных случаев на производстве, а зануление предназначено для выравнивания потенциалов в цепи – не стоит данные понятия считать синонимами.

Оборудование должно быть изначально заземлено, что требует техника безопасности, тем ниже риск несчастного случая (рис. 13). Исключениями являются нагреватели без металлического корпуса, которые не нуждаются в заземлении.

Рисунок 13. Влияние заземления на безопасность человека.

Источник

Особенности подключения варочных поверхностей к электросети

Содержание

Содержание

Необходимость проведения отдельного кабеля питания от распредщита квартиры (РЩ) до электрической варочной панели породила ряд проблем с подключением. В домах напряжение питания бывает одно-, двух-, и трехфазное. Мы покажем, как состыковать РЩ с клеммником панели.

Маркировка на клеммах

Обычно в электрических варочных поверхностях бывает шесть клемм, но никогда не применяется шестижильный кабель. Чаще всего трехжильный — в старых домах, пятижильный — в новых. Редко четырехжильный. Количество жил зависит от количества фаз в РЩ квартиры.

На рисунке показана шестиклеммная коробка, где:

Поведен трехжильный кабель от распредщита или от розетки. Розетка — промежуточное звено. Ставить ее или нет, смотрите здесь. На стыковку РЩ с клеммником она не влияет. Бывают коробки с меньшим числом клемм, но принцип стыковки их с кабелем остается одинаковым.

Приведенный пример — крайний случай. Меньше трех проводов от РЩ отходить не должно. Больше шести клемм у варочной поверхности не бывает. Также имеются варианты, когда наоборот жил в кабеле больше, чем клемм у плиты. Принцип соединения прост: фаза — ноль — заземление — необходимые атрибуты для правильного функционирования любой панели.

На нижней крышке изделия приклеивается инструкция-схема по подсоединению клемм поверхности к одно-, двух- и трехфазной сети.

— количество фаз подключения.

Если у вас шесть клемм и три фазы, то необходимо поставить перемычки, как показано красным цветом на рисунке. Перемычки обычно поставляются с комплектом.

Перемычки необходимы, чтобы плита работала правильно. Крепить нужно надежно, с усилием, но не перестарайтесь. Помните, что пластмасса хрупкая, а винтики маленькие.

Цветовая маркировка проводов

Существенно облегчает монтажные работы. Цвета проводов регламентированы ПЭУ (Правила устройства электроустановок) РФ и евростандартами.

Провод PEN — устаревшая система заземления, в которой нейтраль и заземление совмещены. Это упрощает электромонтажные работы, но повышает опасность поражения электротоком. Желто-зеленый цвет (как у PE) или синий как у N.

Однофазная сеть на 220 В

Самый распространенный вариант. От РЩ отходят три провода, которые приходят в клеммник варочной поверхности с тремя, четырьмя, пятью и шестью клеммами. С шестью клеммами мы разобрались — рисунок вверху.

Для четырехклеммной коробки, требующей две фазы, тот же принцип: ставим перемычку между фазными клеммами:

Провода от питания дома соединяем соответственно: L1 — с фазой, N с нулем, РЕ — заземление.

Пятиклеммная коробка. Ставим перемычку между фазными и между нулевыми клеммами:

Также как и в предыдущем примере соединяем L1 — с фазой, N с нулем, РЕ — заземление.

Трехклеммная коробка. Самый простой вариант, ибо тут без вариантов. Фаза с фазой, РЕ с РЕ, ноль с нулем.

Двухфазная сеть на 220 В

В двухфазной сети двухфазная поверхность присоединяется один к одному. В трехфазной панели ставиться одна перемычка. В однофазную панель идет одна фаза. Другая фаза — изолируется в монтажной коробке.

С щитка в квартиру приходят четыре провода

Показан клеммник индукционной панели Electrolux EHH56240IK. Здесь полное соответствие кабеля от РЩ и клеммника плиты. Мощность плиты — 6.5 кВт. Так как используется две фазы, то ток по ним будет в два раза меньше, чем по одной. За счет этого кабель можно брать с меньшим сечением.

Для трехклеммной коробки одна из фаз не подается, а изолируется.

Соединение с шестиклеммной поверхностью

Видим, как двухфазной сетью можно запитать панель электроплиты на 380 В. Показана схема с вилкой. Но провода те же самые, что идут от РЩ до розетки.

Трехфазная сеть на 380 В

Важно. Все поверхности работают от фазного напряжения 220 В. Применение нескольких фаз нужно, чтобы уменьшить нагрузку на электросеть. Линейное напряжение 380 В не используется.

Трехфазная сеть и трехфазная поверхность. Один к одному. Самый оптимальный вариант. Сечение пятижильного кабеля 2,5 мм² подойдет к плитам любой мощности.

До вилки идут те же провода, что и к соответствующей ей розетке от распредщита.

Двухфазная панель в трехфазной сети

Чтобы подключить такую панель к трехфазной сети, нужно не использовать фазу L3 — серый цвет жилы кабеля, идущего от щитка. Эту жилу нужно изолировать в монтажной коробке.

На схеме кабель идет от дифавтомата на РЩ в монтажную коробку. Вместо нее может быть розетка. Четыре кабеля двухфазной модели входят в ту же коробку или соединенные в вилке в розетку.

Некоторые модели идут с установленным четырехжильным кабелем. Чаще всего — это индукционные варочные поверхности на 4 конфорки. В этом случае кабель индукционки заводится в коробку или соединяется в вилке, как на рисунке выше.

Однофазная панель в трехфазной сети

Аналог предыдущей схемы двухфазной панели. Не использовать фазы L2 и L3. Две этих жилы нужно изолировать в монтажной коробке.

Выбор питающего кабеля

Согласно ПУЭ, п.7.1.34 кабель должен быть медным. Трехжильным, если у вас однофазное питание дома (рисунок вверху). Пятижильным для трехфазного.

Сечение кабеля — площадь поперечного сечения 1 медной жилы в мм².

Подробно выбор кабеля описан здесь. Добавим сводную таблицу:

Для двухфазной сети параметры жил кабеля и дифавтомата совпадают с параметрами однофазной сети. Хотя по логике, нагрузка на жилу в двухфазной сети в два раза меньше, чем таковая в однофазной сети. Но, посмотрим на схему соединения трехфазной поверхности к двухфазной сети, взятую отсюда

Видим, что две фазы панели 1 и 2 соединены перемычкой. То есть две конфорки будут запитываться от одной фазы двухфазной сети. Поэтому для поверхностей мощностью больше 3,5 кВт нужен кабель потолще. Кроме того, двухфазные сети большая редкость в домах. Ставили их давно в 90-х годах. Информации об их надежности мало. Лучше не рисковать и прировнять их к однофазной сети. Тогда можно спать спокойно!

Небольшой FAQ

Почему ноль трехфазной сети не перегружается, хотя через него стекает ток с трех фаз?

Если фазы нагружены симметрично, то по нулевой жиле ничего не течет. Потому что эти токи сдвинуты по фазе относительно друг друга на 120°. Речь идет не о сложении абсолютных величин токов, а об векторной (алгебраической) сумме.

Напряжение создает трехфазный генератор — три одинаковые обмотки, расположенные под углом 120° друг к другу.

U = Um​[sin(ωt) + sin(ωt+120°) + sin(ωt−120°)] = 0,

где Um — амплитуда ЭДС (электродвижущая сила)

Зачем нужен кабель заземления?

Главное — защитить человека от поражения электрическим током в случае пробоя фазы на корпус бытового прибора.

В Советских домах от распредщита в квартиру шло (и сейчас идут) два провода: фаза, ноль. То есть заземляющей жилы нет. Ее роль выполняет рабочий ноль — N. Если эта жила (ноль) случайно порвется (что бывает очень редко) в квартире или в щитке (в подъезде), то фаза 220 В попадет во все розетки квартиры и подключенные к ним приборы. Появится опасность удара током напряжения 220 В. Это произойдет, если человек дотронется до пробитого корпуса одной рукой, а другой или ногой докоснется до поверхности с естественным заземлением (трубы, раковина, пол влажный и не очень).

Поэтому в современных домах не бывает меньше трех жил от щитка в квартиру. Одна жила — заземление (защитный ноль, РЕ). По защитному нулю ток идет только при пробое на корпус прибора. По рабочему нулю ток течет во время работы приборов.

Некоторые электрики, используя евророзетки (для которых нужно три провода) подключают заземление на рабочий ноль. То есть ноль в «хрущобах» работает у них, как рабочий и как заземление. Это опасно, так как в случае обрыва жилы рабочего нуля все зануленые корпуса окажутся под напряжением 220 В вне зависимости от технического состояния бытового прибора — может ударить током от нового холодильника или новой стиральной машины. Этот «прием» категорически запрещен.

Нужна ли розетка?

Розетка же, перед вами — дома. Отключил и спокойно работай! Еще один аспект проблемы — стоимость работ. Без розетки дешевле на стоимость самой розетки, плюс работа. Если же учесть предполагаемый срок эксплуатации варочной панели, ее неизбежной замены со временем, то ответ очевиден — розетка нужна. Но последнее слово за вами.

Все описанные в статье способы подключения вы делаете на свой страх и риск. Автор не несет никакой ответственности. Самый надежный вариант — обратиться к специалисту.

Источник

Двухфазная система переменного тока

Чаще всего ток распределялся по четырем проводам, реже по трем, причем один из них имел больший диаметр (его нужно было рассчитать на 141% тока отдельных фаз).

Первый из этих генераторов имел два ротора, повернутых относительно друг друга на 90°, поэтому они больше походили на два соединенных однофазных генератора, настроенных для создания двухфазного переменного напряжения. Генераторы, установленные в 1895 году на Ниагарском водопаде, были двухфазными и были крупнейшими в свое время.

Упрощенная схема двухфазного генератора

Двухфазная система имела то преимущество, что позволяла работать асинхронным электродвигателям.

Вращающееся магнитное поле, которое создает двухфазный ток, обеспечивает ротор крутящим моментом, который способен вращать его из состояния покоя. Однофазная система не может этого сделать без использования пусковых конденсаторов. Конфигурация катушки двухфазного двигателя такая же, как и у однофазного двигателя с конденсаторным пуском.

Также было проще анализировать поведение системы с двумя полностью отдельными фазами. Фактически, так было до 1918 года, когда был изобретен метод симметричных составляющих, который позволил проектировать системы с несбалансированными нагрузками (в основном любая система, в которой по какой-либо причине невозможно сбалансировать нагрузки отдельных фаз, как правило, жилые).

Обмотка двухфазного электродвигателя около 1893 г.

Большинство шаговых двигателей также можно рассматривать как двухфазные двигатели.

Трехфазное распределение, по сравнению с двухфазным распределением, требует меньшего количества проводов при одинаковом напряжении и той же передаваемой мощности. Для этого требуется всего три провода, что значительно снижает затраты на установку системы.

В качестве источника двухфазного тока использовался специальный генератор генератор, который имел два набора катушек, повернутых друг относительно друга на 90°.

Обе системы, то есть двухфазные и трехфазные, могут быть подключены напрямую, используя два трансформатора в так называемом соединении Скотта, решение дешевле и эффективнее, чем использование вращающихся преобразователей.

В то время, когда переходил от двухфазной системы к трехфазной, необходимо было решить, как равномерно распределить нагрузку двухфазных машин на трехфазную систему, чтобы сбалансировать ее, т.к. отдельные фазы нельзя регулировать отдельно.

Кроме того, он может преобразовывать электроэнергию не только из трехфазной системы в двухфазную, но и наоборот, обеспечивая таким образом взаимосвязь между более крупными электрическими блоками и обмен энергией между ними.

Предполагая, что напряжение на трех- и двухфазной стороне должно быть одинаковым, на одном из них формируется отвод точно посередине, катушка делится 50:50 и ее концы подключаются к двум фазам, а другой имеет всего 86,6% намотки, соответственно там создается ответвление.

Этот второй трансформатор подключается к центру первого, а ответвление подключается к оставшейся фазе. Тогда на вторичных обмотках получается ток, смещенный на 90° относительно друг друга.

К сожалению, это соединение не способно сбалансировать несимметричную нагрузку отдельных фаз, дисбаланс двухфазной системы переносится на трехфазную и наоборот, в зависимости от того, какой источник подключен.

В настоящее время система почти везде в мире заменена более современной трехфазной системой, однако в некоторых частях Соединенных Штатов система все еще используется, например, в Филадельфии и Южном Джерси в США (где она находится в упадке). Причины, по которым эта система все еще работает, являются историческими.

Однофазная трехпроводная сеть для коммунального электроснабжения, которая особенно широко распространена в Северной Америке, иногда и неправильно называется двухфазной системой, хотя в базовой установке это однофазная система.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник