Определение фаз в трехфазной сети

Как и чем определить порядок чередования фаз в трехфазной сети?

При подключении различного оборудования к электросети часто возникает проблема в том, что провода и обозначения фаз могут быть ошибочными, а маркировка фаз утерянной или стертой.

Если подключить оборудование неправильно — возникнет риск серьезных аварий и поломок, поскольку неверный порядок последовательности фаз приводит к тому, что двигатели вращаются в обратную сторону. Чем это чревато на транспорте, на стройках или в крупном промышленном производстве объяснять не стоит.

Для определения последовательности фаз можно применять осциллограф, но это не совсем удобно и не всегда применимо к производственным условиям.

Существуют специальные приборы: индикаторы последовательности чередования фаз, которые бывают электромеханические, электронные и бесконтактные.

Данные приборы имеют множество названий: индикаторы фазовращения, указатели последовательности фаз, индикаторы очередности фаз, индикаторы порядка следования фаз и т.д. однако суть от этого не изменяется.

Электромеханические индикаторы

Это самые распространенные и простые приборы, которые уже давно применяются и отличаются простотой и наглядностью. Они представляют из себя небольшой трехфазный двигатель с вращающимся диском, по направлению вращения которого можно определить порядок чередования фаз. Самые известные приборы : ЭИ5001 или И517М.

Прибор следует подключить к 3-м фазам и кратковременно нажать на кнопку. Вращение диска покажет правильно ли определен порядок чередования фаз.

Есть одна тонкость — нажатие на кнопку должно быть кратковременным, достаточно 1-2 секунды, чтобы диск начал вращение. Если держать кнопку нажатой слишком долго, то
прибор может выйти из строя за счет перегрева.

Более современный электромеханический прибор — 8PK-ST850.

Устроен по принципу предыдущего, однако снабжен штатным проводами, мягким чехлом и неоновыми индикаторами фаз. Если контакта с какой-либо фазой нет — то это будет сразу понятно по отсутствию свечения индикатора данной фазы.

К недостаткам таких приборов следует отнести относительно большие габариты и массу, а также наличие подвижных частей.
К достоинствам — высокая помехоустойчивость и практически нулевая вероятность ошибки измерений.

Электронные контактные индикаторы

UT261A — удобный малогабаритный прибор на ЖК индикаторах, позволяющий отслеживать наличие каждой фазы и порядок их чередования.

Прибор не требует внутреннего источника питания, т к питается исследуемым напряжением.

UT261B — электронный прибор , который показывает так же как и предыдущий наличие фаз неоновыми индикаторами и порядок чередования фаз светодиодами. Питание прибора — 9 вольт от батареи Крона.

Особенность прибора — не только определение порядка чередования фаз напряжения, но и порядка чередования обмоток двигателя. Это работает так: прибор подключается к отключенному от сети двигателю. Вал двигателя вращают вручную и при этом светодиоды покажут порядок чередования фаз обмоток — L (левый) или R (правый).

К достоинствам приборов следует отнести простоту использования, малые габариты и массу, отсутствие подвижных частей и вследствие этого большую надежность.

К недостаткам — более высокую чувствительность к помехам и искажениям в сети по сравнению с электромеханическими приборами. В случае очень сильных помех прибор может давать неопределенные показания, однако уровень помех или искажений должен быть очень большим.

Бесконтактные электронные индикаторы

Довольно новые приборы UT262A и UT262C, которые позволяют определить порядок чередования фаз без разрыва цепи и гальванического контакта с сетью.

Для измерений клипсы с датчиками тока крепятся на проводах и светодиодные индикаторы показывают направление вращения фаз. Естественно, при этом, по проводам должен течь ток.

К достоинствам прибора относится простота и безопасность использования.

К недостаткам — слишком высокая чувствительность к электромагнитным помехам и нелинейным искажениям. В производственных условиях избежать такого рода помех сложно, т к в наше время к сети подключены частотные приводы, инверторы и т.д., использующие технологии ШИМ и синтеза частоты.

Однако, для первичных вводов приборы вполне подходят, то есть там, где уровень помех и несинусоидальности относительно невелик.

В кратком обзоре мы рассмотрели 3 основных типа индикаторов последовательности чередования фаз, которые поставляются ТОО Test instruments, являющегося официальным дистрибьютором заводов производителей.

Определение фаз в трехфазной сети

Трехфазные цепи являются частным случаем многофазных систем , под которыми понимают совокупность нескольких нагрузок и источников питания, имеющих одинаковую частоту и смещенных по фазе на некоторый угол друг относительно друга . Каждая пара источник-нагрузка может рассматриваться как отдельная цепь и называется фазой системы .

Если отдельные фазы системы не соединены между собой электрически (рис. 1 а)), то такую систему называют несвязанной . Несвязанная система не обладает никакими особыми свойствами, и если между фазами отсутствует и магнитная связь, то такая совокупность цепей вообще не может рассматриваться как многофазная.

Соединение фаз системы между собой (рис. 1б)) придает ей особые качества, благодаря которым многофазные системы ( в особенности трехфазные) получили исключительное распространение в области передачи и преобразования электрической энергии. Одним из очевидных преимуществ связанной системы (рис. 1) является сокращение с шести до четырех числа проводников, соединяющих источники с нагрузкой. При благоприятных обстоятельствах это число может быть уменьшено до трех. В дальнейшем мы отметим целый ряд других преимуществ, которым обладают связанные системы.

Любая многофазная система может быть симметричной и несимметричной. Симметрия системы определяется симметрией ЭДС, напряжений и токов. Под симметричной многофазной системой ЭДС, напряжений или токов понимают совокупность соответствующих величин, имеющих одинаковые амплитуды и смещенных по фазе на угол 2 p /m по отношению друг к другу, где m — число фаз системы . Если для обозначения фаз трехфазной системы использовать первые буквы латинского алфавита, то симметричную систему ЭДС можно записать в виде

Аналогичные выражения можно написать и для токов и падений напряжения в симметричной трехфазной системе.

Основное свойство симметричных многофазных систем заключается в том, что сумма мгновенных значений величин образующих систему в каждый момент времени равна нулю . Для изображений величин образующих систему это свойство означает равенство нулю суммы фазных векторов . В справедливости этого утверждения легко убедиться на примере трехфазной системы, если в области изображений сложить числа в скобках в правой части выражений (1).

Многофазная система симметрична только тогда, когда в ней симметричны ЭДС, токи и напряжения. Если принять равными нулю внутренние сопротивления источников питания или включить их значения в сопротивления нагрузки, то условие симметрии системы сводится к симметрии ЭДС и равенству комплексных сопротивлений нагрузки. Это условие для трехфазной системы записывается в виде

Z a = Z b = Z c .

В дальнейшем мы будем считать, что источники питания являются источниками ЭДС и использовать условия симметрии системы в виде выражений (1) и (2).

В многофазные системы объединяют источники ЭДС и нагрузки. Для обеспечения правильного соотношения сдвига фаз при соединения или связывании системы в общем случае необходимо определить выводы элементов, по отношению к которым выполняются условия (1). Они называются начало и конец фазы источника или нагрузки. Для источников многофазной системы принято за положительное направление действия ЭДС от начала к концу.

На электрических схемах, если это необходимо, начало и конец обозначают буквами латинского алфавита. На рис. 1 а) начала элементов соответствуют индексам XYZ , а концы — ABC . В дальнейшем мы будем использовать строчные буквы для нагрузки, а прописные для источников ЭДС.

Существуют два способа связывания элементов в многофазную систему — соединение звездой и соединение многоугольником. Звезда это такое соединение, в котором начала всех элементов объединены в один узел, называемый нейтральной точкой . Подключение к системе при этом осуществляется концами элементов (рис. 2 а)). Многоугольник это соединение, в котором все элементы объединены в замкнутый контур так, что у соседних элементов соединены между собой начало и конец . С системой многоугольник соединяется в точках соединения элементов. Частным случаем многоугольника является треугольник рис. 2 б).

Источники питания и нагрузки в многофазных системах в общем случае могут быть связаны разными способами.

При анализе многофазных систем вводится ряд понятий, необходимых для описания процессов. Проводники, соединяющие между собой источники и нагрузку, называются линейными проводами , а проводник соединяющий нейтральные точки источников и нагрузки — нейтральным проводом .

Электродвижущие силы источников многофазной системы ( e A , E A , E A , e B , E B , E B , e C , E C , E C ), напряжения на их выводах ( u A , U A , U A , u B , U B , U B , u C , U C , U C ) и протекающие по ним токи ( i A , I A , I A , i B , I B , I B , i C , I C , I C ) называются фазными . Напряжения между линейными проводами ( U AB , U AB , U BC , U AC , U CA , U CA ) называются линейными .

Связь линейных напряжений с фазными можно установить через разность потенциалов линейных проводов рис. 1 б) как u AB = u AN + u NB = u AN — u BN = u A — u B или в символической форме

U AB = U A — U B ; U BC = U B — U C ;

U CA = U C — U A .

Построим векторную диаграмму для симметричной трехфазной системы фазных и линейных напряжений (рис. 3). В теории трехфазных цепей принято направлять вещественную ось координатной системы вертикально вверх.

Каждый из векторов линейных напряжений представляет собой сумму одинаковых по модулю векторов фазных напряжений ( U ф = U A = U B = U C ), смещенных на угол 60 ° . Поэтому линейные напряжения также образуют симметричную систему и модули их векторов ( U л = U AB = U BC = U CA ) можно определить как .

Читайте также  Кто изобрел трехфазную систему переменного тока?

Выражения (3) справедливы как для симметричной системы, так и для несимметричной. Из них следует, что векторы линейных напряжений соединяют между собой концы фазных (вектор U CA рис. 3). Следовательно, при любых фазных напряжениях они образуют замкнутый треугольник и их сумма всегда равна нулю . Это легко подтвердить аналитически сложением выражений (3) — U AB + U BC + U CA = U A — U B + U B — U C + U C — U A = 0.

Тот факт, что геометрически векторы линейных напряжений соединяют концы векторов фазных, позволяет сделать заключение о том, что любой произвольной системе линейных напряжений соответствует бесчисленное множество фазных . Это подтверждается тем, что для создания фазной системы векторов при заданной линейной, достаточно произвольно указать на комплексной плоскости нейтральную точку и из нее провести фазные векторы в точки соединения многоугольника линейных векторов.

Из уравнений Кирхгофа для узлов a , b и c нагрузки соединенной треугольником ( рис. 2 б) ) можно представить комплексные линейные токи через фазные в виде

I A = I ab — I ca ; I B = I bc — I ab ; I C = I ca — I bc .

В случае симметрии токов I A = I B = I C = I л и I ab = I bc = I ca = I ф , поэтому для них будет справедливо такое же соотношение, как для линейных и фазных напряжений в симметричной системе при соединении звездой, т.е . Кроме того, их сумма в каждый момент времени будет равна нулю, что непосредственно следует из суммирования выражений (4).

Перейдем теперь к рассмотрению конкретных соединений трехфазных цепей.

Пусть фазы источника и нагрузки соединены звездой с нейтральным проводом (рис. 4а)). При таком соединении нагрузка подключена к фазам источника и U A = U a , U B = U b и U C = U c. , а I A = I a , I B = I b и I C = I c . Отсюда по закону Ома токи в фазах нагрузки равны

I a = U A / Z a ; I b = U B / Z b и

I c = U C / Z c .

Ток в нейтральном проводе можно определить по закону Кирхгофа для нейтральной точки нагрузки. Он равен

I N = I a + I b + I c .

Выражения (5) и (6) справедливы всегда, но в симметричной системе Z a = Z b = Z c = Z , поэтому I N = I a + I b + I c = U A / Z a + U B / Z b + U C / Z c = ( U A + U B + U C )/ Z = 0, т.к. по условию симметрии U A + U B + U C =0. Следовательно, в симметричной системе ток нейтрального провода равен нулю и сам провод может отсутствовать. В этом случае связанная трехфазная система будет передавать по трем проводам такую же мощность, как несвязанная по шести. На практике нейтральный провод в системах передачи электроэнергии сохраняют, т.к. его наличие позволяет получать у потребителя два значения напряжения — фазное и линейное (127/220 В, 220/380 В и т.д.). Однако сечение нейтрального провода обычно существенно меньше, чем у линейных проводов, т.к. по нему протекает только ток, создаваемый асимметрией системы.

При симметричной нагрузке токи во всех фазах одинаковы и смещены по отношению друг к другу на 120 ° . Их модули или действующие значения можно определить как I = U ф / Z .

Векторные диаграммы для симметричной и несимметричной нагрузки в системе с нейтральным проводом приведены на рис. 4 б) и в).

При отсутствии нейтрального провода сумма токов в фазах нагрузки равна нулю I a + I b + I c =0. В случае симметричной нагрузки режим работы системы не отличается от режима в системе с нейтральным проводом.

При несимметричной нагрузке между нейтральными точками источника и нагрузки возникает падение напряжения. Его можно определить по методу двух узлов, перестроив для наглядности схему рис. 5 а). В традиционном для теории электрических цепей начертании она будет иметь вид рис. 5 б). Отсюда

где Y a =1/ Z a , Y b =1/ Z b , Y c =1/ Z c — комплексные проводимости фаз нагрузки.

Напряжение U nN представляет собой разность потенциалов между нейтральными точками источника и нагрузки. По схеме рис. 5 б) его можно представить также через разности фазных напряжений источника и нагрузки U nN = U A — U a = U B — U b = U C — U c . Отсюда фазные напряжения нагрузки

U a = U A — U nN ; U b = U B — U nN ; U c = U C — U nN .

Токи в фазах нагрузки можно определить по закону Ома

I a = U a / Z a ; I b = U b / Z b ; I c = U c / Z c .

Векторные диаграммы для симметричной и несимметричной нагрузки приведены на рис. 6. Диаграммы симметричного режима (рис. 6 а)) ничем не отличаются от диаграмм в системе с нулевым проводом.

Диаграммы несимметричного режима (рис. 6 б)) иллюстрируют возможность существования множества систем фазных напряжений для любой системы линейных. Здесь системе линейных напряжений U AB U BC U CA соответствуют две системы фазных. Фазные напряжения источника U A U B U C и фазные напряжения нагрузки U a U b U c. .

В трехфазных цепях нагрузка и источник могут быть соединены по-разному. В частности нагрузка, соединенная треугольником, может быть подключена к сети, в которой источник питания соединен звездой (рис. 7 а)).

При этом фазы нагрузки оказываются подключенными на линейные напряжения

U ab = U AB ; U bc = U BC ; U ca = U CA .

Токи в фазах можно найти по закону Ома

I ab = U ab / Z ab ; I bc = U bc / Z bc ;

I ca = U ca / Z ca ,

а линейные токи из уравнений Кирхгофа для узлов треугольника нагрузки

I A = I ab — I ca ; I B = I bc — I ab ; I C = I ca — I bc .

Векторы фазных токов нагрузки на диаграммах для большей наглядности принято строить относительно соответствующих фазных напряжений. На рис. 7 б) векторные диаграммы построены для случая симметричной нагрузки. Как и следовало ожидать, векторы фазных и линейных токов образуют симметричные трехфазные системы.

На рис. 7 в) построена векторная диаграмма для случая разных типов нагрузки в фазах. В фазе ab нагрузка чисто резистивная, а в фазах bc и ca индуктивная и емкостная. В соответствии с характером нагрузки, вектор I ab совпадает по направлению с вектором U ab ; вектор I bc отстает, а вектор I ca опережает на 90 ° соответствующие векторы напряжений. После построения векторов фазных токов можно по выражениям (10) построить векторы линейных токов I A , I B и I C .

Трехфазная цепь является совокупностью трех однофазных цепей, поэтому ее мощность может быть определена как сумма мощностей отдельных фаз.

При соединении звездой активная мощность системы будет равна

P = P a + P b + P c = U a I a cos j a + U b I b cos j b + U c I c cos j c =

= I a 2 R a + I b 2 R b + I c 2 R c ,

Q = Q a + Q b + Q c = U a I a sin j a + U b I b sin j b + U c I c sin j c =

= I a 2 X a + I b 2 X b + I c 2 X c .

Если нагрузка соединена треугольником, то активная и реактивная мощности будут равны

P = P ab + P bc + P ca = U ab I ab cos j ab + U bc I bc cos j bc + U ca I ca cos j ca =

= I ab 2 R ab + I bc 2 R bc + I ca 2 R ca ,

Q = Q ab + Q bc + Q ca = U ab I ab sin j ab + U bc I bc sin j bc + U ca I ca sin j ca =

= I ab 2 X ab + I bc 2 X bc + I ca 2 X ca .

Полную мощность можно определить из треугольника мощностей как

Следует обратить внимание на то, что полная мощность трехфазной цепи не является суммой полных мощностей фаз .

При симметричной нагрузке мощности всех фаз одинаковы, поэтому полная мощность и ее составляющие для соединения звездой будут равны

При соединении нагрузки треугольником

Из выражений (16) и (17) следует, что полная мощность трехфазной сети и ее составляющие при симметричной нагрузке могут быть определены по линейным токам и напряжениям независимо от схемы соединения .

Фазы А В С как определить

Добрый день.Уважаемые господа электрики все чаще встает проблема определить где у меня фаза А а где В и С.Приборы конечно в продаже видел только все не купишь. Может кто в теме как это сделать народными средствами,может что самодельное не сильно сложное изготовить можно для такого определения. Спасибо.

электрикваня написал :
Уважаемые господа электрики все чаще встает проблема определить где у меня фаза А а где В и С.

Определить одноименность фаз можно только прозвонкой жил от источника питания или поочередной подачей напряжения на одну фазу.
Но,- подобное мероприятие требуется лишь для сетей 35 кВ и выше. В остальных случаях речь идет лишь о порядке чередования фаз.

электрикваня написал :
Приборы конечно в продаже видел только все не купишь.

Наиболее простое решение приборы подобные этому » >
Вот выбор » >
Вот наиболее дешевое решение вопроса » > 800 рублей.

электрикваня написал :
Может кто в теме как это сделать народными средствами,может что самодельное не сильно сложное изготовить можно для такого определения.

Народ определяет правильность чередования фаз направлением вращения трехфазного асинхронного электродвигателя.

А для чего вам это требуется, если не секрет?

Тоже столкнулся с такой проблемой. В провинции что простой и дешевый что навороченный типа токовые клещи с мультиметром и такой функцией как определение чередования фаз не купишь.А вот станочки на заводе что не купят так там обязательно стоит коробочка которая на чистом японском или китайском языке чета там пишет и не включается.Эти паразиты даже в печку такую хрень засунули,уж зачем ТЭНам нужно то чередование правильное нам в жизни не понять.Короче нашел на другом форуме спаял за пол часа,деталей купил в телемастерской на пару сотен вместе с коробочкой в которую все и засунул. Работает прекрасно.Да неонки поставил какие попались кондер тоже немножко не такой,резисторы правда как в схеме.
» >

ПPOPAБ написал :
Но,- подобное мероприятие требуется лишь для сетей 35 кВ и выше. В остальных случаях речь идет лишь о порядке чередования фаз.

Иногда проверять соответствие фаз приходится даже в сетях 0,4кВ. Например в кольцевых сетях, в системах АВР и т.п. Но для обычного конечного оборудования важно именно чередование

Так же что можно добавить с четырех купленных мной неонок (больше в мастерской не было) две оказалось светятся зеленым а две оранжевым цветом (колбы у всех матовые) так я вывел три провода с коробочки фаза А желтый,остальные сделал так.Зеленый провод отвечает за зеленую неонку красный за оранжевую,а теперь какая неонка светится на том проводе значит фаза В и будет.Так же нужно тщательно следить чтобы все три провода имели четкий контакт с фазами, иначе можно нарваться. Если например желтый не подключили то светятся обе неонки это не беда конечно. А вот если один из проводов что на неонки идет не подключили тогда светится неонка на другом не взирая «В» у вас там в реале или «С» Это нужно помнить и для спокойствия я просто эти провода меняю при определении. Лучше два раза убедится что не ошибся.

ksiman написал :
Но для обычного конечного оборудования важно именно чередование

Не мужики простите написал наверно не совсем правильно.Естественно меня интересует именно ЧЕРЕДОВАНИЕ фаз.
Ылектрик схемку посмотрел спасибо это действительно не сложно,даже и покупать мне ничего не надо на работе думаю найду в сгоревших блоках.Разве что неонки нужно найти где купить.
Я правильно понял что вы поставили не те что в схеме а те что подвернулись?

Читайте также  Переключатель резервного ввода трехфазный на два направления

Да мы же земляки,приезжаешь в Ростов на радио-рынок там этих неонок море разливное,есть такие типа для индикации в своем корпусе разноцветные и красивые,только цена 250 рублей штука. А в теле-мастерской где я покупал они типа валялись несколько лет и продали мне их по 15 рублей,как никому не нужную запчасть.
Да те что мне продали 70 годов прошлого века не имели никаких опознавательных буковок (все стерлось)на одной предположительно написано 25 типа вольт и все.Конденсатор я поставил один но на 0,047 мкф,просто забыл их (те что в схеме) в той мастерской купить.Один черт все работает прекрасно,тут мужики приезжали нам промышленный кондишен устанавливали и там чередование нужно знать и у них был прибор. Так я по тому прибору проверял, и главное насколько эта хрень с неонками в работе проще. Ткнул три конца и узнал а прибор там несколько кнопок нажать, так он еще и думает зараза пока результат напишет.

электрикваня написал :
Ылектрик схемку посмотрел спасибо это действительно не сложно,даже и покупать мне ничего не надо на работе думаю найду в сгоревших блоках.Разве что неонки нужно найти где купить.

Мне так думается, что ЭИ-5001 проще купить.

avmal , Вы не поверите но купить невозможно,это возможно проще в Москве.Я например сегодня обойдя все известные мне магазины так и не смог купить НВИ на 4-6мм2 и чтобы сама вилочка была под винтик 5мм. Сильно вы там в Москве далеки от понимания нашей жизни и наших проблем. Толи мы инопланетяне толи вы,это без обид просто живем мы в разных странах и говорим на разных языках,только буквы в сообщениях похожие и все.Я искренне сожалею что Москва это не Россия,обидно но факт.

электрикваня написал :
Вы не поверите но купить невозможно

Собрал себе сам. Работает великолепно. Себестоимость 0 руб. 00 коп.

Схема простого фазоуказателя показана на рис. 1. Он позволяет определить порядок следования фаз в трехфазных электросетях с нулевым проводом, с которым соединяют клемму ХТЗ прибора, а клеммы ХТ1 и ХТ2 подключают к двум из трех фазных проводов.
Предположим, напряжение, приложенное к клемме ХТ1, отстает по фазе на 120° от напряжения на клемме ХТ2. Этой ситуации соответствуют графики на рис. 2. Благодаря диоду VD1 ток Iуе в цепи управляющего электрода тиристора VS1 течет только в течение положительных полупериодов напряжения на клемме ХТ2. В момент t1 когда напряжение на клемме ХТ1 и аноде тиристора становится положительным, последний открывается и остается открытым до окончания полупериода (момента t2).
Номинал резистора R1 выбран таким образом, что лампа HL1 светится в полный накал, сигнализируя, что порядок следования фаз соответствует маркировке клемм (ХТ2 — «А», ХТ1 — «В», фаза, оставшаяся неподключенной, — «С»).
Если фазные провода соединены с прибором в обратном порядке («А» — к ХТ1, «В» — кХТ2), фаза тока управляющего электрода тиристора отстает на 120° от фазы анодного напряжения (рис. 3). Теперь тиристор открывается в момент и закрывается в момент t4. Среднее значение тока, протекающего через лампу HL1, значительно меньше, чем в предыдущем случае, поэтому она светится очень слабо или вовсе не светится Интервалы, в течение которых через лампа HL1 течет ток, на рис. 2 и 3 заштрихованы В качестве VS1, кроме указанного на схеме, пригодны тиристоры T112-10-5, КУ202Н. Диод КД105В можно заменит любым из серии КД209. HL1 — лампа накаливания на 26 В, 0,12 А, однако по дойдет и другая с номинальным TOKOМ не менее тока удержания использованного тиристора.
Необходимо лишь подобрать резистор R1 соответствующего номинала и мощности. Подборка резистора потребуется и в том случае если номинальное линейное напряжение в сети отличается от 220 В.
Детали фазоуказателя смонтированы в корпусе из изоляционного матери ала подходящих размеров, на передней панели которого установлены клеммы ХТ1 —ХТЗ и патрон с лампой HL1.

Расчет трехфазной цепи для жилого дома

Вам необходимо сделать трехфазное питание для дома? О том, как это сделать, читайте описание ниже.

Прежде всего, нужно провести расчет трехфазной цепи.

Порядок распределения нагрузки по фазам

1. Симметрично распределить нагрузку на три фазы. Мощность на каждой фазе будет равна мощности трехфазной нагрузки, кратная трем.

2. Рассчитать нагрузку на каждую фазу.

3. В результате, нужно добиться того, чтобы на каждой фазе, в момент полной загрузки сети, была примерно одинаковая мощность.

4. Определить ток на самой загруженной фазе. После этого необходимо проверить, чтобы при максимальной мощности ток был меньше тока срабатывания входного трехфазного автомата.

Расчет нагрузки по фазам

Допустим, у вас имеется трехфазный двигатель мощностью 1500 Вт. Соответственно, на каждую фазу приходится по 500 Вт активной мощности. Предположим, что cos фи=0,8. Полная мощность равна: 500/0,8. Получается, что 625 Вт нужно распределить на каждую фазу.

Кроме двигателя к фазам, вероятно, подключены и другие потребители. Например, кроме 500 Вт подключается освещение на 200 Вт и конвектор на 300 Вт. Все мощности суммируются по горизонтали. Реактивная мощность остается без изменений (если не используются нагрузки с реактивной составляющей).

По теореме Пифагора можно определить реактивную мощность.

Но на практике это довольно сложные расчеты. Поэтому, это рассчитывается приближенно: 625 Вт + 500 Вт = 1150 Вт. Эта сумма получается больше точных расчетов по формуле, но страшного ничего нет. Расчет произведен с небольшим запасом.

На практике для приблизительных расчетов достаточно сложить все полные мощности и по ним определить мощность автомата для требуемой нагрузки.

Разводка однофазного щитка

Например, к щиту подключаются — плита (варочная панель) 7,2 кВт; духовой шкаф 4,3 кВт; кухня 5,5 кВт; комната 3,5 кВт; ванная 3,5 кВт; двигатель 3-фазный 1,5 кВт; розетка 3-фазная.

Рассмотрим такую ситуацию: у вас была однофазная сеть и теперь дали разрешение на проведение трехфазной. В этом случае нужно все потребители распределить по фазам.

Самый мощный прибор это варочная панель (плита) 7,2 кВт, которую нужно посадить на первую фазу. На вторую подключить духовой шкаф и комнату. В итоге получается 7,8 кВт. А на третью фазу подключить кухню и ванную комнату. Общая мощность получится 9 кВт. Прибавим еще мощность двигателя, разделив ее на каждую фазу одинаково. В итоге получилось: на первой фазе 7,8 кВт; на второй фазе 9,4 кВт; на третьей — 9,6 кВт. Приблизительно распределили нагрузку по фазам по возможности равномерно. Посмотрим, какой в результате получился щиток.

  • Итак, трехфазный щиток состоит из входного автомата и трехфазного счетчика. Далее, на первую фазу подключен автомат 40 Ампер, через который питается плита мощностью 7,2 кВт. Если просуммировать с двигателем, будет 7,8 кВт.
  • Ко второй фазе через автомат 25 Ампер подключен духовой шкаф и микроволновая печь. Через второй автомат 16 Ампер подсоединена комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность получилась 8,4 кВт.
  • К третьей фазе подключен ДИФ автомат и обычный автомат. Через обычный автомат на 25 Ампер подключена кухня проектной мощностью 5,5 кВт. Через ДИФ автомат подключена ванная комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность на третью фазу получается 9,6 кВт.

Распределение полной мощности двигателя на три фазы по 0,6 кВт:

  • первая фаза: 7,2+0,6=7,8 кВт;
  • вторая фаза: 4,3+3,5+0,6=8,4 кВт;
  • третья фаза: 5,5+3,5+0,6=9,6 кВт.

По всем трем фазам максимальная мощность составляет 9,6 кВт. Если проектная мощность 8,8 кВт и входной автомат на 40 Ампер, а у нас проектная мощность на одной из трех фаз 9,6 кВт, то такой автомат не выдержит нагрузку. Если третью фазу загрузить на полную мощность, то этот автомат отключится. Поэтому, входной автомат нужно ставить на 50 Ампер.

Читайте также  Частотник для трехфазного электродвигателя своими руками

Из этого примера видно, что при небольшом количестве потребителей можно полноценно загрузить трехфазную цепь. Иногда возникает необходимость подключить кондиционеры, электрический теплый пол и другие потребители высокой мощности.

Прежде чем покупать электрическое оборудование, надо рассчитать потребляемую мощность. Потянет ли входной автомат и разрешенный лимит по току на электроснабжение дома?

После подсчета всех нагрузок по фазам можно определить, какой мощности нужен входной автомат. Узнать в энергосбыте, какой резерв по току вам дадут. Возможно, разрешение дадут только на 25 Ампер. Придется покупать приборы из расчета на эти 25 Ампер. На фазу дается только 5,5 кВт.

В этом случае, что делать с электроплитой на 7,2 кВт? Современные электроплиты и варочные панели имеют подключение к двухфазной цепи, а иногда и к трехфазной. Кроме земляного и нулевого вывода имеется L1 и L2 (иногда L1, L2, L3). В первом случае для подключения двухфазной цепи, а во втором – подключение трехфазной цепи. Такие мощные нагрузки предусмотрены специально, чтобы можно было их распределить.

Когда делаете проект и запрашиваете проектную мощность, пытайтесь получить разрешение на мощность с запасом.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

В чем главные отличия линейного и фазного напряжения?

Одним из видов систем с множеством фаз, представлены цепи, состоящие из трех фаз. В них действуют электродвижущие силы синусоидального типа, возникающие с синхронной частотой, от единого генератора энергии, и имеют разницу в фазе.

Электрическое напряжение трехфазных сетей

  • Виды напряжения ↓
  • Отличия ↓
  • Соотношение ↓
  • Схема ↓
  • Расчет линейного и фазного напряжения ↓

Под фазой, понимаются самостоятельные блоки системы с множеством фаз, имеющие идентичные друг другу параметры тока. Поэтому, в электротехнической области, определение фазы имеет двойное толкование.

Во-первых, как значение, имеющее синусоидальное колебание, а во-вторых, как самостоятельный элемент в электросети с множеством фаз. В соответствии с их количеством и маркируется конкретная цепь: двухфазная, трехфазная, шестифазная и т.д.

Сегодня в электроэнергетике, наиболее популярными являются цепи с трехфазным током. Они обладают целым перечнем достоинств, выделяющих их среди своих однофазных и многофазных аналогов, так как, во-первых, более дешевы по технологии монтажа и транспортировки электроэнергии с наименьшими потерями и затратами.

Во-вторых, они имеют свойство легко образовывать движущееся по кругу магнитное поле, которое является движущей силой для асинхронных двигателей, которые используются не только на предприятиях, но и в быту, например, в подъемном механизме высотных лифтов и т.д.

Электрические цепи, имеющие три фазы, позволяют одновременно пользоваться двумя видами напряжения от одного источника электроэнергии – линейным и фазным.

Виды напряжения

Знание их особенностей и характеристик эксплуатации, крайне необходимо для манипуляций в электрощитах и при работе с устройствами, питаемыми от 380 вольт:

  1. Линейное. Его обозначают как межфазный ток, то есть проходящий между парой контактов или идентичными клеймами разных фаз. Оно определяется разностью потенциалов пары фазных контактов.
  2. Фазное. Оно появляется при замыкании начального и конечного выводов фазы. Также, его обозначают как ток, возникающий при замыкании одного из контактов фазы с нулевым выводом. Его величина определяется абсолютным значением разности выводов от фазы и Земли.

Отличия

В обычной квартире, или частном доме, как правило, существует только однофазный тип сети 220 вольт, поэтому, к их щиту электропитания, подведены в основном два провода – фаза и ноль, реже к ним добавляется третий – заземление.

К высотным многоквартирным зданиям с офисами, гостиницами или торговыми центрами, подводится сразу 4 или 5 кабелей электропитания, обеспечивающих три фазы сети 380 вольт.

Почему такое жесткое разделение? Дело в том, что трехфазное напряжение, во-первых, само отличается повышенной мощностью, а во-вторых, оно специфически подходит для питания особых сверхмощных электродвигателей трехфазного типа, которые используются на заводах, в электролебедках лифтов, эскалаторных подъемниках и т.д.

Такие двигатели при включении в трехфазную сеть вырабатывают в разы большее усилие, чем их однофазные аналоги тех же габаритов и веса.

Соединяя проводники не нужно монтировать нулевой контакт, ведь вероятность пробоя очень мала, благодаря не занятой нейтрали.

Но такая схема сети имеет и свое слабое место, так как в линейной схеме монтажа крайне сложно найти место повреждения проводника в случае аварии или поломки, что может повысить риск возникновения пожара.

Таким образом, главным отличием между фазным и линейным типами являются разные схемы подключения проводов обмоток источника и потребителя электроэнергии.

Соотношение

Значение напряжения фазы равняется около 58% от мощности линейного аналога. То есть, при обычных эксплуатационных параметрах, линейное значение стабильно и превосходит фазное в 1,73 раза.

Оценка напряжения в сети трехфазного электрического тока, в основном производится по показателям его линейной составляющей. Для линий тока этого типа, подающегося с подстанций, оно, как правило, равняется 380 вольтам, и идентично фазному аналогу в 220 В.

В электросетях с четырьмя проводами, напряжение трехфазного тока маркируется обоими значениями – 380/220 В. Это обеспечивает возможность питания от такой сети устройств, как с однофазным потреблением электроэнергии 220 вольт, так и более мощных агрегатов, рассчитанных на ток 380 В.

Самой доступной и универсальной стала система трехфазного типа 380/220 В, имеющая нулевой провод, так называемое заземление. Электрические агрегаты, работающие на одной фазе 220 В., могут быть запитаны от линейного напряжения при подключении к любой паре фазных выводов.

В этом случае, применение нулевого вывода в качестве заземления, не является обязательным, хотя в случае повреждения изоляции проводов, его отсутствие серьезно повышает вероятность удара током.

Схема

Агрегаты трехфазного тока имеют две схемы подключения в сеть: первая – «звезда», вторая – «треугольником». В первом варианте, начальные контакты всех трех обмоток генератора замыкаются вместе по параллельной схеме, что, как и в случае с обычными щелочными батарейками не даст прироста мощности.

Вторая, последовательная схема подключения обмоток источника тока, где каждый начальный вывод подключается к конечному контакту предыдущей обмотки, дает трехкратный прирост напряжения за счет эффекта суммирования напряжений при последовательном подключении.

Кроме того, такие же схемы подключения имеют и нагрузку в виде электродвигателя, только устройство, подключенное в трехфазную сеть по схеме «звезда», при токе в 2,2 А будет выдавать мощность 2190Вт, а тот же агрегат, подключенный «треугольником», способен выдать в три раза большую мощность – 5570, за счет того, что благодаря последовательному подключению катушек и внутри двигателя, сила тока суммируется и доходит до 10 А.

Расчет линейного и фазного напряжения

Сети с линейным током нашли широкое применение за счет своих характеристик меньшей травмоопасности и легкости разведения такой электропроводки. Все электрические устройства в этом случае соединены только с одним фазным проводом, по которому и идет ток, и только он один и представляет опасность, а второй – это земля.

Рассчитать такую систему несложно, можно руководствоваться обычными формулами из школьного курса физики. Кроме того, для измерения этого параметра сети, достаточно использовать обычный мультиметр, в то время как для снятия показаний подключения фазного типа, придется задействовать целую систему оборудования.

Для подсчета напряжения линейного тока, применяют формулу Кирхгофа:

Уравнение которой гласит, что каждой из частей электрической цепи, сила тока равна нулю – k=1.

И закон Ома:

Используя их, можно без труда произвести расчеты каждой характеристики конкретного клейма или электросети.

В случае разделения системы на несколько линий, может появиться необходимость рассчитать напряжение между фазой и нулем:

Эти значения являются переменными, и меняются при разных вариантах подключения. Поэтому, линейные характеристики идентичны фазовым.

Однако, в некоторых случаях, требуется вычислить чему равно соотношение фазы и линейного проводника.

Для этого, применяют формулу:

  • Uл=Uф∙√3, где:

Uл – линейное, Uф – фазовое. Формула справедлива, только если – IL = IF.

При добавлении в электросистему дополнительных отводящих элементов, необходимо и персонально для них рассчитывать фазовое напряжение. В этом случае, значение Uф заменяется на цифровые данные самостоятельного клейма.

При подключении промышленных систем к электросети, может появиться необходимость в расчете значения реактивной трехфазной мощности, которое вычисляется по следующей формуле:

  • Q = Qа + Qb + Qс;

Идентичная структура формулы активной мощности:

  • P = Pа + Pb + Pс;

Примеры расчета:

Например, катушки трехфазного источника тока подключены по схеме «звезда», их электродвижущая сила 220В. Необходимо вычислить линейное напряжение в схеме.

Линейные напряжения в этом подключении будут одинаковы и определяются как:

  • U1=U2=U3= √3 Uф=√3*220=380 В.