Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Трёхфазная система электроснабжения

Трёхфазная система электроснабжения

Трёхфазная система электроснабжения — частный случай многофазных систем электрических цепей переменного тока, в которых действуют созданные общим источником синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга во времени на определённый фазовый угол. В трёхфазной системе этот угол равен 2π/3 (120°).

Содержание

Описание [ править | править код ]

Каждая из действующих ЭДС находится в своей фазе периодического процесса, поэтому часто называется просто «фазой». Также «фазами» называют проводники — носители этих ЭДС. В трёхфазных системах угол сдвига равен 120 градусам. Фазные проводники обозначаются в РФ латинскими буквами L с цифровым индексом 1…3, либо A, B и C [1] .

Распространённые обозначения фазных проводов:

Россия, EC (выше 1000 В)Россия, ЕС (ниже 1000 В)ГерманияДания
АL1L1R
BL2L2S
CL3L3T

Кроме фазных проводников в сетях до 1000 вольт применяется нейтральный провод (N — «нейтраль» или «ноль»). Он позволяет использовать трехфазную сеть для питания однофазной нагрузки фазным напряжением.

Преимущества [ править | править код ]

  • Экономичность.
    • Экономичность передачи электроэнергии на значительные расстояния.
    • Меньшая материалоёмкость 3-фазных трансформаторов.
    • Меньшая материалоёмкость силовых кабелей, так как при одинаковой потребляемой мощности снижаются токи в фазах (по сравнению с однофазными цепями).

    Благодаря этим преимуществам, трёхфазные системы наиболее распространены в современной электроэнергетике.

    Схемы соединений трёхфазных цепей [ править | править код ]

    Звезда [ править | править код ]

    Звездой называется такое соединение, когда концы фаз обмоток генератора (G) соединяют в одну общую точку, называемую нейтральной точкой или нейтралью. Концы фаз обмоток потребителя (M) также соединяют в общую точку.

    Провода, соединяющие начала фаз генератора и потребителя, называются линейными. Провод, соединяющий две нейтрали, называется нейтральным.

    Трёхфазная цепь, имеющая нейтральный провод, называется четырёхпроводной. Если нейтрального провода нет — трёхпроводной.

    Если сопротивления Za, Zb, Zc потребителя равны между собой, то такую нагрузку называют симметричной.

    Линейные и фазные величины [ править | править код ]

    Напряжение между фазным проводом и нейтралью (Ua, Ub, Uc) называется фазным. Напряжение между двумя фазными проводами (UAB, UBC, UCA) называется линейным. Для соединения обмоток звездой, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:

    Несложно показать, что линейное напряжение сдвинуто по фазе на π / 6 относительно фазных:

    Мощность трёхфазного тока [ править | править код ]

    Для соединения обмоток звездой, при симметричной нагрузке, мощность трёхфазной сети равна P = 3 U F I F c o s φ = 3 U L 3 I L c o s φ = 3 U L I L c o s φ I_cosvarphi =3>>>I_cosvarphi =>U_I_cosvarphi >

    Последствия отгорания (обрыва) нулевого провода в трёхфазных сетях [ править | править код ]

    При симметричной нагрузке в трёхфазной системе питание потребителя линейным напряжением возможно даже при отсутствии нейтрального провода. Несмотря на это, при питании нагрузки фазным напряжением, когда нагрузка на фазы не является строго симметричной, наличие нейтрального провода обязательно. При его обрыве или значительном увеличении сопротивления (плохом контакте) происходит так называемый перекос фаз, в результате которого подключенная нагрузка, рассчитанная на фазное напряжение, может оказаться под произвольным напряжением в диапазоне от нуля до линейного (конкретное значение зависит от распределения нагрузки по фазам в момент обрыва нулевого провода). Это зачастую является причиной выхода из строя бытовой электроники в квартирных домах, который может приводить к пожарам. Пониженное напряжение также может послужить причиной выхода из строя техники.

    Проблема гармоник, кратных третьей [ править | править код ]

    Современная техника всё чаще оснащается импульсными сетевыми источниками питания. Импульсный источник без корректора коэффициента мощности потребляет ток узкими импульсами вблизи пиков синусоиды питающего напряжения на интервалах зарядки конденсатора входного выпрямителя. Большое количество таких источников питания в сети создаёт повышенный ток третьей гармоники питающего напряжения. Токи гармоник, кратных третьей, вместо взаимной компенсации, математически суммируются в нейтральном проводнике (даже при симметричном распределении нагрузки) и могут привести к его перегрузке даже без превышения допустимой мощности потребления по фазам. Такая проблема существует, в частности, в офисных зданиях с большим количеством одновременно работающей оргтехники. Решением проблемы третьей гармоники является применение корректора коэффициента мощности (пассивного или активного) в составе схемы производимых импульсных источников питания. Требования стандарта IEC 1000-3-2 накладывают ограничения на гармонические составляющие тока нагрузки устройств мощностью от 50 Вт. В России количество гармонических составляющих тока нагрузки нормируется стандартами ГОСТ Р 54149-2010, ГОСТ 32144-2013 (с 1.07.2014), ОСТ 45.188-2001.

    Треугольник [ править | править код ]

    Треугольник — такое соединение, когда конец первой фазы соединяется с началом второй фазы, конец второй фазы с началом третьей, а конец третьей фазы соединяется с началом первой.

    Соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями [ править | править код ]

    Для соединения обмоток треугольником, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:

    Мощность трёхфазного тока при соединении треугольником [ править | править код ]

    Для соединения обмоток треугольником, при симметричной нагрузке, мощность трёхфазного тока равна:

    Распространённые стандарты напряжений [ править | править код ]

    СтранаЧастота, ГцНапряжение (фазное/линейное), Вольт
    Россия [2]50230/400 [2] (бытовые сети)
    230/400, 380/660, 400/690, 3000, 6000, 10000 (промышленные сети) [ источник не указан 1215 дней ]
    Страны ЕС50230/400,
    400/690 (промышленные сети)

    Маркировка [ править | править код ]

    Проводники, принадлежащие разным фазам, маркируют разными цветами. Разными цветами маркируют также нейтральный и защитный проводники. Это делается для обеспечения надлежащей защиты от поражения электрическим током, а также для удобства обслуживания, монтажа и ремонта электрических установок и электрического оборудования — фазировка (чередование фаз, то есть очерёдность протекания токов по фазам) принципиальна, так как от неё зависит направление вращения трёхфазных двигателей, правильная работа управляемых трёхфазных выпрямителей и некоторых других устройств. В разных странах маркировка проводников имеет свои различия, однако многие страны придерживаются общих принципов цветовой маркировки проводников, изложенных в стандарте Международной Электротехнической Комиссии МЭК 60445:2010.

    Цвета фаз [ править | править код ]

    Каждая фаза в трёхфазной системе имеет свой цвет. Он меняется в зависимости от страны. Используются цвета международного стандарта IEC 60446 (IEC 60445).

    (зелёный в установках до 1970)

    (зелёный в установках до 1970)

    Тёмно синий (или серый)Чёрный (или голубой)Жёлто/зелёный (в полоску)

    (зелёный в очень старых установках)

    фиолетовый (в системе звезда)

    В моделизме [ править | править код ]

    В низковольтных высокочастотных электронных регуляторах хода, применяемых в транспортном моделизме, используются другие системы маркировки:

    UVW
    Красныйжёлтыйчёрный
    Оранжевыйжёлтыйсиний

    Нулевой и заземляющий проводники, как правило, отсутствуют по причине симметричности нагрузки и безопасности напряжения.

    Две фазы в розетке причины и решение проблемы

    две фазы в розетке причины

    При выходе из строя электропроводки иногда случается, что индикатор показывает в розетке две фазы, а электроприборы при этом не работают. Такая неисправность является достаточно распространенной, но начинающий или неопытный электрик может долго над этим ломать голову.

    Понятие в розетке две фазы может быть понято двояко. Либо на самом деле в розетке имеется две разные фазы, которые в сумме дают примерно 380 В, либо на каждой клемме розетки присутствует одна и та же фаза.

    Последствия от этого сильно разнятся, в первом случае электроприборы начинают выходить из строя, попросту сгорая. Во втором случае ничего не горит, но и не работает.

    Что предшествует таким неполадкам, как их устранить и предотвратить нежелательные последствия? Начнем с простого, когда в розетке появляется дубликат фазы.

    Основные причины почему в розетке две фазы

    В квартиру через счетчик и автоматы заходит только одна фаза. В розетке должна быть одна фаза и ноль, а в приведенной выше ситуации индикатор свидетельствует о наличии в обоих гнездах розетки одной и той же фазы.

    Наиболее вероятной причиной возникновения неисправности в данном случае является повреждение (обрыв) нулевого провода, идущего к розетке.

    Наличие фазы там, где должен быть ноль обусловлено тем, что она проходит через нагрузку – постоянно включенную лампочку или какой-нибудь другой электроприбор.

    причины почему в розетке две фазы

    Как правило, все нулевые провода в доме или квартире замыкаются на нулевую шину электрического щита, фаза будет появляться в розетке. Проверить это очень легко – нужно просто выключить все электроприборы, которые имеются в квартире.

    Чтобы лучше понять, почему в розетке две фазы, следует понимать принцип действия электрического тока. Рассмотрим однофазную схему. Электрический ток – это движение заряженных частиц по замкнутой цепи. Для произведения работы в эту цепь включают потребители электрической энергии.

    в розетке две фазы

    В домах производится параллельное подключение нагрузки, другими словами, каждый потребитель включается в фазу и ноль. После того как электрический ток проделал работу, например, отдав тепло утюгу, он попадает в нулевой провод и уходит к трансформатору на подстанции.

    1. Обрыв ноля в распредкоробке или щите

    Это классический случай, объясняющий, почему появляется в розетке две фазы. Поскольку отработанному току деваться некуда, он остается в нулевом проводнике, принимая такой же потенциал, что и фазный. Где может произойти такой обрыв?

    обрыв нулевого провода

    Если это квартира в многоквартирном доме, то поиск расширяется от этажного щитка до самой розетки, которая в этот момент не работает. В этом случае в розетке фазы будут одноименными.

    Проверить это можно мультиметром, поставив указатель напряжения на отметку не менее 400 В. Если фаза в розетке в двух отверстиях будет одной и той же, то мультиметр покажет 0. Если же прибор укажет напряжение около 380 В, то обрыв ноля произошел дальше этажного щитка.

    почему в розетке две фазы

    В этом случае следует отключить входные автоматы и вызвать электриков. Если квартира питается от трехфазной сети и розетка показывает две фазы, примерно 380 В , то обрыв ноля мог произойти внутри квартиры или в промежутке до этажного щита.

    В собственном доме, если появляются две фазы в розетке, причины те же самые, но вместо этажного щитка поиск ведут до гусака или вводного автомата. Рассмотрим еще одну причину, когда в розетке на двух контактах появляется одна и та же фаза .

    2. Ноль оборван и замкнут на фазу

    Итак, вы выключили из розеток все потребители электроэнергии, выключили все выключатели, а две фазы в розетке все равно присутствуют. Почему после отключения всех электроприборов от сети в розетке все равно наблюдается фаза в обоих отверстиях?

    В розетке две фазы появятся и тогда, когда ноль не только оборван, но и замкнут с фазным проводом. Это чаще происходит на воздушных линиях электропередач, тогда в дом придет та фаза, на которую упал ноль.

    обрыв ноля и замыкание на фазу

    Если повезет, то фазы будут одноименными, и тогда ничего не перегорит, просто ничто не будет работать. Но если фаза будет другая, перегорание электроприборов обеспечено.

    Однако ноль может закоротить и в самой квартире. Например, это может произойти при высверливании отверстия в стене. Если сверло оборвет ноль и слегка заденет фазу, то произойдет короткое замыкание, и провода могут спаяться. Обычно такое повреждение сразу обнаруживается, и его устраняют.

    В старых домах могут давно не менять провод, со временем изоляция его приходит в негодность, и также происходит замыкание фазы на ноль. Иногда могут постараться и грызуны, питаясь изоляцией. В любом случае на клеммах розетки будет одно и то же напряжение.

    3. Вместо автоматов установлены пробки

    В современных квартирных щитах устанавливают двойные вводные автоматы для однофазной цепи. Они срабатывают независимо от того, в какой цепи происходит неисправность. Отдельные автоматы могут иметь разбег по току срабатывания. Это же происходит и в старых домах, где все еще используются пробочные выключатели.

    Независимо от того, применяются плавкие вставки или автоматический расцепитель, порог срабатывания может сильно отличаться друг от друга.

    Если при возникновении неисправности или превышении мощности первой срабатывает пробка на нулевом проводе, то возникает ситуация, описанные выше – обрыв нуля.

    Если сеть однофазная, то ничего страшного не будет, достаточно повторно включить или заменить плавкую вставку, и снова все будет работать. Но если в дом проведено три фазы, и работает трехфазный прибор, то в розетке две фазы появятся, и напряжение будет выше 220 В.

    4. Ошибка электриков, в розетке действительно две фазы

    Такие вещи происходят довольно редко, и связаны они с невнимательностью, торопливостью или другими факторами. Всегда следует помнить, что электричество не терпит пренебрежительного к себе отношения и наказывает порой очень сурово.

    Также это всегда связано либо с ремонтом, либо со строительством. Поэтому после ремонта или при въезде в новый дом всегда лучше пройти с мультиметром и замерить напряжение во всех розетках.

    Времени много это не займет, но бытовые приборы будут защищены от повышенного напряжения.

    Но иногда перепутать фазы могут и сами электрики после аварии на линии и подключить вместо ноля другую фазу. Если свет отключили на длительное время, особенно после бури, то следует отключить все электроприборы, включенной можно оставить одну лампочку. Если произойдет ошибка, то пострадает только она одна. После этого обратиться в энергоснабжающую организацию.

    5. Перекос фаз

    Также по вине электриков может быть неправильно распределена нагрузка на каждую фазу. В идеале нагрузка на каждую фазу должна быть одинаковой.

    В этом случае в нулевом проводе отсутствует какое-либо напряжение. Однако добиться таких условий практически невозможно. В каждой квартире в одно и то же время включаются потребители разной мощности.

    Из-за этого общая нагрузка на одну фазу будет максимальной, на другую средней, а на третью минимальной. Чем больше нагрузка, тем большее напряжение попадает на нулевой провод.

    В трехфазной сети фазы сдвинуты относительно друг друга на 120º, это приводит к тому, что потенциал на нулевом проводнике будет увеличивать напряжение на других нагрузках.

    Причем чем меньше мощность этих нагрузок, а значит выше их сопротивление, тем большее напряжение будет действовать на них. При такой схеме самая нагруженная фаза будет иметь минимальное напряжение, а там, где нагрузки мало, напряжение повысится.

    Причины пропадания нуля

    Если говорить о неисправностях в квартире или доме, то можно выделить несколько причин:

    • разрушение электрического контакта;
    • отгорание;
    • отключение автомата;
    • механическое повреждение.

    В домашней сети могут использоваться провода с алюминиевыми или медными жилами. Если их соединить напрямую, то между ними образуется окислительная пленка, которая является изолятором.

    Вследствие этого нарушается электрический контакт, и ток не может пройти через этот участок. Тем не менее такие провода можно соединять между собой, используя переходной материал, например, используя винтовой зажим с промежуточной шайбой.

    Другой вариант – применение соединительных зажимов, предварительно надев и закрепив на многожильном проводе специальный наконечник.

    Использование наконечников тоже можно считать как одним из вариантов.

    причина появления двух фаз в розетке

    Пропадание нуля может произойти из-за перегорания провода. Это часто бывает в местах крепления, где контакт зажима ослаблен. Неплотное прилегание металлов ведет к появлению искры или дуговому разряду. Провод нагревается, и плавится жила. Обнаружить такую неисправность можно по обуглившейся изоляции.

    Если в сети используются одинарные автоматы, то автомат, поставленный на ноль, может отключиться при неисправности. Если номинал автомата выбран намного меньше требуемого, то он может выгореть. Редко, но бывают случаи ошибочного отключения ноля, или забывают включить его после устранения неисправности.

    И конечно же, при механическом повреждении нулевого провода вся последующая сеть оказывается без нуля. Часто начинающие электрики делают роковую ошибку, при снятии изоляции с провода они делают круговой надрез, повреждая внешнюю поверхность проводника. Со временем он ломается, особенно часто такое происходит с алюминиевыми жилами.

    В каком месте может отгореть ноль

    Чаще всего оплавление и перегорание провода происходит в местах с плохим электрическим контактом. Для нахождения неисправности потребуется мультиметр.

    Переключатель режимов устанавливают на переменное напряжение не менее 300 В. В первую очередь проверяют ближайший ко входу в домашнюю сеть зажим, до которого можно добраться.

    Это переключатели, автоматы, стоящие после счетчика. Замеряют напряжение между фазным и нулевым проводом, которое должно быть около 220 В. Если оно соответствует указанным параметрам, неисправность ищут дальше, если оно другое, необходимо вызвать электриков.

    Далее проверяют распределительные коробки. Обычно бывает достаточно снять крышку, чтобы увидеть обгоревший провод. Изоляция на таких проводах обуглившаяся.

    Нередко провод отгорает на самой розетке. Если проводка спрятана под штукатуркой, необходимо снять панель розеток и визуально осмотреть провода, подходящие к ним.

    Самым тяжелым случаем бывает обрыв ноля в самой магистрали. Обнаружить визуально его не получится. Рассмотрим три способа обнаружения такой неисправности.

    Неисправность в одной розетке, причины

    Такая неисправность возникает у розетки, расположенной в самом дальнем месте, или если к ней идет один провод.

    Это говорит о том, что нет либо фазы, либо ноля, либо она вовсе обесточена. Если она располагается в середине помещения и в соседней розетке, если таковая имеется, присутствует напряжение, то неисправна сама розетка.

    индикатор показывает две фазы в розетке

    Если соседней розетки нет, тогда проверяют напряжение на подводящем проводе, предварительно сняв крышку. Сразу осматривают розетку, чтобы в ней не было посторонних предметов, и она не была повреждена.

    При отсутствии напряжения проверяют индикаторной отверткой наличие фазы. Если фаза есть, значит оборван ноль, если фазы нет, значит обесточен весь провод или обрыв фазы.

    Обесточивают сеть, отключают все электроприборы и вставляют в розетку коротыш, это может быть вилка с коротким проводом, жилы которого очищены от изоляции и скручены.

    Открывают распределительную коробку и прозванивают провод, идущий к розетке. Сопротивление должно быть близко к нулю. При других значениях можно говорить о повреждении провода.

    Неисправность в нескольких розетках

    Если нерабочими оказываются несколько розеток, расположенных в разных местах, то нужно искать неисправность в магистральном проводе.

    Для этого отключают вводные автоматы, открывают распределительную коробку, которая запитывает неисправную розетку, расположенную ближе всего к счетчику.

    Отыскивают подводящий провод, он должен приходить со стороны предыдущей коробки. Разматывают или снимают изоляцию. Включают вводной автомат и измеряют напряжение на этом проводе. Его не нужно отсоединять от других проводов.

    фаза в розетке в двух отверстиях

    Если он располагается на клеммной колодке и на нем присутствует напряжение, причина может заключаться в плохом контакте. Снова отключают автомат, разбирают и осматривают соединения.

    Если используются медные и алюминиевые провода, то между ними должна быть стальная шайба. Если же на подводящем проводе напряжение не наблюдается, то можно говорить о неисправности провода между этой и предыдущей коробкой, идущей к счетчику.

    две фазы в розетке

    Неисправность во всех розетках

    Если в квартире есть свет и не работают только розетки, то сеть разделена, и неисправность нужно искать в автомате, к которому подключен питающий кабель данной розеточной группы.

    Проверить напряжение на его входе и выходе, хорошо ли затянуты контакты? Если нет напряжения на входе автомата, необходимо проверить цепь от вводного автомата до него.

    Обрыв нуля в трехфазной сети

    Почему обрыв нуля трехфазной системы самый опасный режим, и как от него защититься?

    При таком повреждении нельзя предугадать поведение напряжения, в любом случае оно не будет соответствовать номинальному, а это негативно скажется на электроприборах. Защититься от такой проблемы можно, использовав реле напряжения.

    Оно защитит домашнюю сеть от любого опасного напряжения. Недостатком является то, что оно может срабатывать при импульсном скачке напряжения.

    Владельцы собственного дома могут сделать для себя резервное питание от генератора: бензинового, дизельного или ветряного. Но это уже другая тема и здесь рассматриваться не будет.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Читайте так же:
    Внутренний ящик для электрического счетчика
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector