Чем отличется однофазное напряжение от трёхфазного

От какой сети питаются наши дома и квартиры

Большинство квартир и частных домов используют однофазное подключение к электросети. При этом общие нагрузки

потребителя не превышают 10 кВт. На долю таких подключений приходится порядка 90% всех электроприемников.

Остальные 10% используют трехфазное подключение. Его используют если необходимо подсоединить нагрузку мощностью

более 10 кВт. Для этого применяют
сети переменного тока
на 380 Вольт.

К ним относятся жители коттеджей или частных домов и владельцы квартир, где установлены электроплиты или другие приборы, рассчитанные на подключение 380 В.

Элементы цепи однофазного электрического тока

Определение 1
Однофазный переменный ток – это электрический ток, который изменяется по закону косинуса или синуса.

Закон изменения однофазного тока выглядит следующим образом:

$I(t) = Im * sin(w * t + ф).$

где: Im — амплитуда колебаний электрического тока; w — циклическая частота колебаний электрического тока; ф — начальная фаза колебаний электрического тока.

Источниками однофазного тока являются генераторы переменного тока, напряжение которых изменяется по такому же закону. Цепи однофазного переменного тока соединяют потребителей и источники электроэнергии. Они могут быть сложными и простыми, разветвленными и неразветвленными, а также с несколькими или одним источниками напряжения. Для напряжений и токов таких цепей справедливы следующие законы:

Готовые работы на аналогичную тему

• Курсовая работа Однофазные цепи переменного тока 400 руб.
• Реферат Однофазные цепи переменного тока 220 руб.
• Контрольная работа Однофазные цепи переменного тока 230 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

1. Первый и второй закон Кирхгофа.
2. Законы Джоуля-Ленца.
3. Законы Ома.

Но физические процессы, которые происходят в однофазных цепях, гораздо сложнее и разнообразнее, чем в цепях постоянного тока. Основными элементами данных цепей являются:

1. Катушки индуктивности.
2. Резисторы.
3. Конденсаторы емкости.
4. Источники переменного напряжения.

Источники напряжения и резисторы используются в цепях постоянного тока. Конденсаторы используются для разрыва цепи и не пропускания постоянного тока. Катушки индуктивности пропускают постоянный ток, но обладают нулевым сопротивлением и не оказывают воздействия на распределение напряжения и электрического тока.

Если в электрическую цепь однофазного переменного тока подключить конденсатор, то измерительные приборы зарегистрируют наличие тока. Обусловлено это тем, что разрыв, созданный конденсатором, не представляет собой препятствия для электрического поля, через которое заряды на пластинах конденсатора оказывают воздействие друг на друга. Такое взаимодействие поддерживает электрический ток, так как приводит в движение заряды по другую сторону созданного разрыва.

— — Требуется помощь в составлении плана учебной работы? — Укажи тему и получи ответ через 15 минут — — — — — — получить помощь — —

Если в однофазную цепь включить катушку, то вольтметром будет зарегистрировано падение напряжения, что является признаком появления сопротивления. Обусловлено это таким явлением, как электромагнитная индукция. При изменении электрического тока, изменяется и магнитное поле катушки, что становится причиной появления вихревого электрического поля, а по правилу Ленца — вихревое поле электромагнитной индукции, которое противофазно создающему току, оказывает ему сопротивление. Наличие в однофазных цепях конденсатора и катушек изменяется их свойства, что проявляется в виде реактивного потребления энергии и рассогласовании колебаний напряжения и тока.

Главные отличия

Общим фактором является количество проводов и напряжение. На этом отличия и заканчиваются. Однофазное подключение характеризуется подведением к дому или квартире двух/трех проводов (фаза, ноль, заземление). Обычно сечение проводников составляет 4-6 мм2. А в доме используют проводку

1,5-2,5 мм2.

При этом оно ограничено по максимальной мощности потребления, которая не должна превышать десяти кВт. Могут возникнуть трудности с подключением потребителей, рассчитанных на трехфазное напряжение. При подключении потребуются дополнительные устройства, а также нужно быть готовым, что произойдет потеря мощности.

Обычно к многоквартирному дому подводится три фазы, а в каждую квартиру приходит только одна фаза. При этом стараются распределять нагрузку пропорционально, исключая перекос фаз. Так же учитывают то, что напряжение 220В является менее опасным чем 380В, с точки зрения техники безопасности.

Если потребитель планирует подключение к электрической сети

с выделенной мощностью более десяти кВт — необходимо использовать трехфазное напряжение.

Отличие в этом случае заключается в подведении к дому или коттеджу кабеля с четырьмя/пяти жилами. В чем

состоит
отличие
от двухпроводного подключения. В этом случае потребитель получает две величины напряжения: линейное будет равно 380 В, а фазное — 220 В.

Замер производят следующим образом. Фазное напряжение меряют между нулевым проводником и каждой фазой попеременно, линейное замеряют между фазами.

На рисунке снизу показано, как измерить фазное и линейное напряжение.

Следует учитывать, что в коттеджах, где установленная мощность превышает десять киловатт, но отсутствует трехфазная нагрузка, активная мощность должна распределяться между фазами равномерно.

В этом состоит разница

при однофазном подключении, распределять мощности нет необходимости.

На нижеприведенном рисунке представлена схема подсоединения однофазной равномерно распределенной по трём фазам нагрузки и формула

зависимости линейного напряжения от фазного.

При этом не требуется использовать коммутационное оборудование (автоматы, пускатели) на большие токи. Чаще трехфазная сеть

применяется для промышленных предприятий, магазинов, офисных помещений.

В чем отличие трехфазного напряжения от однофазного

Итак, если в дом или квартиру заходят два провода (фаза и ноль), то эта система называется однофазной и рабочим напряжением считается 220В (фазное), а если четыре провода (три фазы и ноль), то такая система называется трехфазной и рабочим напряжением является 380В (линейное). Давайте рассмотрим основные различия

Итак, как видно из вышеописанного и там и там присутствует общий нулевой провод. И если вы в трехфазной сети будете мерить напряжение каждой фазы относительно нуля, то во всех случаях вы получите значение в 220В. И только когда вы измерите напряжение фаз друг относительно друга, то получите значение в 380 вольт.

Итак, если в дом или квартиру заходят два провода (фаза и ноль), то эта система называется однофазной и рабочим напряжением считается 220В (фазное), а если четыре провода (три фазы и ноль), то такая система называется трехфазной и рабочим напряжением является 380В (линейное).

Давайте рассмотрим основные различия

Итак, как видно из вышеописанного и там и там присутствует общий нулевой провод. И если вы в трехфазной сети будете мерить напряжение каждой фазы относительно нуля, то во всех случаях вы получите значение в 220В. И только когда вы измерите напряжение фаз друг относительно друга, то получите значение в 380 вольт.

Это происходит из-за того, что вектора фаз симметрично сдвинуты на 120 градусов, а измеряя напряжение между фазами, мы видим геометрическую сумму двух векторов оная как раз и равняется 380 Вольтам.

Из этого можно сделать вывод, что в трехфазке есть три однофазных системы к которым можно легко подсоединить потребителей. Единственным условием будет равномерное распределение нагрузки по фазам, дабы избежать такого неприятного и даже опасного явления как перекос фаз.

Плюсы и минусы систем

У каждой из представленных систем существуют свои недостатки и явные преимущества оные напрямую зависят от потребляемой мощности, пороговым значением которого является 10 кВт.

Плюсы одной фазы

Предельная простота

Низкая стоимость

Относительно 380В более низкое опасное напряжение

Минусы одной фазы

Мощность такой системы ограничена как раз пресловутыми 10 кВт

Плюсы трехфазки

Мощность ограничивается исключительно избранным сечением подходящих проводников.

Сниженное потребление энергии.

Возможность запитать оборудование промышленного назначения.

Доступность варианта переключения мощности на менее загруженную фазу.

Минусы трехфазки

Стоимость монтажа выше по сравнению с однофазным подключением.

Напряжение 380 Вольт является потенциально более опасным по сравнению с параметром в 220 Вольт.

Напряжение однофазных нагрузок имеет свое ограничение.

Где 220 В, а где 380 В

Наверное, у подавляющего числа обычных жителей в квартире и в доме присутствует именно однофазная сеть с напряжением в 220 В. И связано это с тем, что до мощности в 10 кВт (у большинства квартир и домов потребление меньше) целесообразней подключать именно однофазку.

Трехфазную сеть же применяют в том случае, если планируется потребление мощности превышающее порог в 10 кВт или же присутствует электрическое оборудование, требующее именно три фазы для корректной работы.

Конечно, можно, например, трехфазный двигатель запустить и от одной фазы путем использования конденсаторов. Но помните, что такой подход значительно снизит КПД двигателя и значительно увеличит расход электроэнергии.

Например, максимальная потребляемая мощность частного дома равна 8 кВт, значит на ввод можно пустить двужильный медный кабель сечением 6 миллиметров, а на вводе поставить автомат на 40А.

Если же нагрузка будет равняться 15 кВт, то получается для однофазного провода величина тока уже будет равняться 70 А. И значит, в таком случае потребуется провод сечением в 10 миллиметров меди и силовой автоматический выключатель. А стоят они уже существенно дороже. В этом случае гораздо выгоднее уже использовать трехфазку и «раскидать» нагрузку по 5 кВт на фазу. Именно поэтому большинство магазинов, офисов и тем более предприятий запитаны именно от трехфазных систем.

Схемы включения «звезда» и «треугольник» в трехфазке

Итак, для того чтобы получить из трехфазки обычное фазное напряжение, нужно взять одну из фаз и ноль (оный для всех фаз является общим) – такое соединение и носит название «Звезда».

Если же нам нужно напряжение 380 В то мы используем именно линейное напряжение – такое соединение именуется Треугольник

Это все что я хотел вам рассказать об основных различиях между однофазной и трехфазной системы электроснабжения. Спасибо за внимание.

Источник

Встречаются ли однофазные сети в чистом виде

Энергосистема нашей страны рассчитана на использование трехфазной сети. Все генераторы на электростанциях вырабатывают три фазы. Это относится к гидроэлектростанциям, АЭС, тепловым, приливным и т.д.

Такая схема передачи энергии на большие расстояния наиболее экономична. Для передачи аналогичной мощности при однофазной линии, потребуются провода большого сечения. Поэтому однофазные сети для передачи электроэнергии не применяются.

На нижеприведенном рисунке представлена схема передачи электроэнергии от ТЭЦ к потребителю.

Однако, однофазные электросети широко используются как аварийные источники питания. Для этого применяются бензиновые или дизельные электростанции. Устанавливают на объектах, где недопустимо отключение электроэнергии. Например, для запитывания электроэнергией больниц (это отделения реанимации или операционные), телефонных станций, систем оперативного оповещения и т.п. Для мощных потребителей используются трехфазные дизельные генераторы.
Материал взят с сайта: ​https://samelectrik.ru/​​​