Распределение нагрузки по фазам: Распределение нагрузки по фазам нормы — БилдоМан

Содержание

Распределение нагрузки по фазам нормы

Автор Евгения На чтение 17 мин. Опубликовано 08.02.2020

Распределение нагрузки по фазам нормы

Как правильно распределить нагрузку по фазам

Что важно знать

Данная диаграмма условно иллюстрирует трехфазную сеть:

Напряжение между фазами 380 вольт обозначено синим цветом. Зеленым цветом обозначено равномерное распределенное линейное напряжение. Красным — перекос напряжений.

Новым, трехфазным абонентам электросети в частном доме или квартире, при первом подключении, не стоит сильно надеяться на изначально равномерно распределенную нагрузку на вводной линии. Поскольку от одной линии могут быть запитаны несколько потребителей, а у них с распределением могут возникать проблемы.

Первым делом нужно выяснить напряжение между фазами, а также между L1-L3 и нулем, измерив их измерительным прибором. Если вы начали обзор нашего портала с этой статьи, рекомендуем также ознакомиться с инструкцией по использованию мультиметра.

Если после измерений вы увидели, что есть отклонения от номинальных напряжений (более 10%, согласно ГОСТ 29322-92), необходимо обратиться в электроснабжающую организацию для принятия соответствующих мероприятий по восстановлению симметрии фаз. Более подробно о том, что такое перекос фаз в сети, можете узнать из нашей статьи.

Согласно договору между абонентом и РЭС (о пользовании электроэнергией), последние должны поставлять качественную электроэнергию в дома, с указанным фазным и линейным напряжением. Частота также должна соответствовать 50 Герц.

Правила распределения

При проектировании схемы проводки необходимо максимально одинаково подбирать предполагаемые группы потребителей и распределить их по фазам. К примеру, каждая группа розеток по комнатам в доме подключена к своему фазному проводу и сгруппирована таким образом, чтобы нагрузка на сеть была оптимальна. Таким же образом организовывают линии освещения, выполняя их распределение по разным фазным проводника и так далее: стиральная машина, печь, духовка, котел, бойлер.

На схеме ниже изображены рекомендации, которые позволят вам правильно распределить нагрузку по фазам в частном доме либо коттедже:

Также советуем просмотреть видео, на котором наглядно демонстрируется пример сборки трехфазного электрощита:

Теперь вы знаете, как должно выполняться распределение нагрузки по фазам в частном доме и квартире. Надеемся, предоставленная информация была для вас интересной и полезной!

Рекомендуем также прочитать:

Перекос фаз в трехфазной сети — чем опасен и когда возникает?

Самая распространенная проблема, порождающая массу деструктивных последствий – перекос фаз в трехфазной сети (до 1,0 кВ) с глухозаземленной нейтралью. При определенных условиях такое явление может вывести из строя электрические приборы и создать угрозу для жизни. Учитывая актуальность проблемы, будет полезным узнать, что представляет собой несимметрия токов и напряжений, а также причины ее возникновения. Это позволит выбрать наиболее оптимальную стратегию защиты.

Что такое перекос фаз?

Данный термин используется для описания состояния сети, при котором возникают неравномерные нагрузки между фазами, что приводит к возникновению перекоса. Если составить векторную диаграмму идеальной трехфазной сети, то она будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже.

Диаграмма напряжений в идеальных трехфазных сетях

Как видно из рисунка, в данном случае равны как линейные напряжения (АВ=ВС=СА=380,0 В), так и фазные (АN=ВN=СN=220,0 В). К сожалению, на практике добиться такого идеального равенства нереально. То есть, линейные напряжения сети, как правило, совпадают, в то время как в фазных наблюдаются расхождения. В некоторых случаях они могут превысить допустимый предел, что приведет к возникновению аварийной ситуации.

Пример диаграммы напряжений при возникновении перекоса

Допустимые нормы значений перекоса

Поскольку в трехфазных сетях предотвратить и полностью устранить перекосы невозможно, существуют нормы несимметрии, в которых установлены допустимые отклонения. В первую очередь это ГОСТ 13109 97, ниже приведена вырезка из него (п. 5.5), чтобы избежать разночтения документа.

Нормы несимметрии напряжения ГОСТ 13109-97

Поскольку, основная причина перекоса фаз напрямую связана с неправильным распределением нагрузок, существуют нормы их соотношения, прописанные в СП 31 110. Вырезку из этого свода правил также приведем в оригинале.

Вырезка из СП 31-110 (п 9.5)

Здесь необходимы пояснения в терминологии. Для описания несимметрии используются три составляющих, это прямая, нулевая и обратная последовательность. Первая считается основной, она определяет номинальное напряжение. Две последние можно рассматривать в качестве помех, которые приводят к образованию в цепях нагрузки соответствующих ЭДС, которые не участвуют в полезной работе.

Причины перекоса фаз в трехфазной сети

Как уже упоминалось выше, данное состояние электросети чаще всего вызвано неравномерным подключением нагрузки на фазы и обрывом нуля. Чаще всего это проявляется в сетях до 1, кВ, что связано с особенностями распределения электроэнергии, между однофазными электроприемниками.

Обмотки трехфазных силовых трансформаторов подключаются «звездой». Из места соединения обмоток отводится четвертый провод, называемый нулевым или нейтралью. Если происходит обрыв нулевого провода, то в сети возникает несимметрия напряжений, причем перекос напрямую будет зависеть от текущей нагрузки. Пример такой ситуации приведен ниже. В данном случае R_Н это сопротивления нагрузок, одинаковые по значению.

Перекос фаз, вызванный обрывом нейтрали

В данном примере напряжение на нагрузке, подключенной к фазе А, превысит норму и будет стремиться к линейному, а на фазе С упадет ниже допустимого предела. К подобной ситуации может привести перекос нагрузки, выше установленной нормы. В таком случае напряжение на недогруженных фазах повысится, а на перегруженных упадет.

К перекосу напряжений также приводит работа сети в неполнофазном режиме, когда происходит замыкание фазного провода на землю. В аварийных ситуациях допускается эксплуатация сети в таком режиме, чтобы обеспечить электроснабжение потребителям.

Исходя из вышесказанного, можно констатировать три основные причины перекоса фаз:

Неравномерная нагрузка на линии трехфазной сети.
При обрыве нейтрали.
При КЗ одного из фазных проводов на землю.

Несимметрия в высоковольтных сетях

Вызвать подобное состояние в сети 6,0-10,0 кВ иногда может подключенное к ней оборудование, в качестве характерного примера можно привести дугоплавильную печь. Несмотря на то, что она не относится к однофазному оборудованию, управление тока дуги в ней производится пофазно. В процессе плавки также могут возникнуть несимметричные КЗ. Учитывая, что существуют дугоплавильные установки запитывающиеся от напряжения 330,0 кВ, то можно констатировать, что и в данных сетях возможен перекос фаз.

В высоковольтных сетях перекос фаз может быть вызван конструктивными особенностями ЛЭП, а именно, разным сопротивлением в фазах. Чтобы исправить ситуацию выполняется транспозиция фазных линий, для этого устанавливаются специальные опоры. Эти дорогостоящие сооружения не отличаются особой прочностью. Такие опоры не особо стремятся устанавливать, предпочитая пожертвовать качеством электроэнергии, чем надежностью ЛЭП.

Опасность и последствия

Считается, что наиболее значимые последствия несимметрии связаны с низким качеством электроэнергии. Это, безусловно, так, но нельзя забывать и о других негативных воздействиях. К таковым относится образование уравнительных токов, вызывающих увеличение расхода электрической энергии. В случае с трехфазным автономным электрическим генератором это также приводит к повышенному расходу дизеля или бензина.

При равномерном подключении нагрузки, геометрическая сумма проходящих через нее токов была бы близкой к нулю. Когда возникает перекос, растет уравнительный ток и напряжение смещения. Увеличение первого приводит к росту потерь, второго – к нестабильному функционированию бытовых приборов или другого оборудования, срабатыванию защитных устройств, быстрому износу электроизоляции и т.д.

Перечислим, какие последствия можно ожидать, когда появляется перекос:

Отклонение фазного напряжения. В зависимости от распределения нагрузок возможно два варианта:

Напряжение выше номинального. В этом случае большинство электрических устройств, оставленных включенными в бытовые розетки, с большой вероятностью выйдут из строя. При срабатывании защиты результат будет менее трагическим.
Напряжение падает ниже нормы. Увеличивается нагрузка на электродвигатели, происходит падение мощности электромашин, растут пусковые токи. Наблюдаются сбои в работе электроники, устройства могут отключиться и не включаться пока перекос не будет устранен.

Увеличивается потребление электричества оборудованием.
Нештатная работа электрооборудования приводит к уменьшению эксплуатационного срока.
Снижается ресурс техники.

Не следует забывать, что перекос может создать угрозу для жизни. При превышении номинального напряжения вероятность КЗ в проводке не велика, при условии, что она не ветхая, а кабель подобран правильно. Более опасны в этом случае электроприборы, подключенные к сети. Когда появляется перекос, может произойти КЗ на корпус или возгорания электроприбора.

Защита от перекоса фаз в трехфазной сети

Наиболее простой, но, тем не менее, эффективный способ минимизировать негативные последствия описанного выше отклонения — установить реле контроля фаз. С внешним видом такого устройства и примером его подключения (в данном случае после трехфазного счетчика), можно ознакомиться ниже.

Реле контроля фаз (А) и пример схемы его подключения (В)

Данный трехфазный автомат может обладать следующими функциями:

Производить контроль амплитуды электротока. Если параметр выходит за установленные границы, нагрузка отключается от питания. Как правило, диапазон срабатывания прибора можно настраивать в соответствии с особенностями сети. Данная опция имеется у всех приборов данного типа.
Проверка очередности подключения фаз. Если чередование неправильное питание отключается. Данный вид контроля может быть важен для определенного оборудования. Например, при подключении трехфазных асинхронных электромашин от этого зависит, в какую сторону будет происходить вращение вала.
Проверка обрыва на отдельных фазах, при обнаружении такового нагрузка отключается от сети.
Функция отслеживает состояние сети, как только появляется перекос, происходит срабатывание.

Совместно с реле контроля фаз можно использовать трехфазные стабилизаторы напряжения, с их помощью можно несколько улучшить качество электроэнергии. Но данный вариант не отличается эффективностью, поскольку такие приборы сами могут взывать нарушение симметрии, помимо этого на стабилизаторах возникают потери.

Лучший способ симметрировать фазы – использовать для этой цели специальный трансформатор. Этот вариант выравнивания фаз может дать результаты, как при неправильном распределении однофазных нагрузок на автономный 3-х фазный генератор электроэнергии, так и в более серьезных масштабах.

Защита в однофазной сети

В данном случае повлиять на внешние проявления системы электроснабжения не представляется возможным, например, если фазы перегружены, потребители электроэнергии не могут исправить ситуацию. Все, что можно сделать, это обезопасить электрооборудование путем установки реле напряжения и однофазного стабилизатора.

Имеет смысл установить общее стабилизирующее устройство на всю квартиру или дом. В этом случае необходимо высчитать максимальную нагрузку, после этого добавить запас 15-20%.. Это запас на будущее, поскольку со временем количество электрооборудования может увеличиться.

Совсем не обязательно подключать к стабилизатору сети все оборудование, некоторые виды приборов (например, электропечи или бойлеры), могут быть подключены к реле напряжения (через АВ) напрямую. Это позволит сэкономить, поскольку устройства меньшей мощности стоят дешевле.

Распределение нагрузки по фазам нормы

электроизмерения

проектирование

электромонтаж

Электролаборатория

Эти люди доверяют нам

Facebook
ВКонтакте

Настоятельно рекомендуем избегать перекоса фаз на строящихся объектах, и особенно на объектах, которые реконструируются. Очень просто этого избежать ещё на стадии проектирования, когда проектировщик исходя из данных мощностей электрооборудования, распределяет нагрузки равномерно. Бывают случаи, когда расчёты оказываются неверными по тем или иным причинам и происходит перекос фаз. Нужно очень внимательно следить за соблюдением нормативных документов для исключения аварийных ситуаций.
Баланс нагрузок между фазными проводниками питающей сети зданий общественного назначения должно быть распределено таким образом, чтобы соотношение между токами наиболее загруженных и наименее загруженных фазных проводников не выходило за пределы 30% в распределительных щитах или щитках и 15% в панелях ВРУ. Прочитать данный норматив вы можете в СП 31-110, редакции 2003 года, пункт 9.5.
Так-же рекомендуем Вам ознакомиться с ГОСТ 13109-97 – О КАЧЕСТВЕ ЭЛЕКТРО ЭНЕРГИИ, п.п 5.5. В этом пункте говорится о несимметрии напряжений (в простонародии “перекос фаз”) характеризующиеся следующими показателями: 1. коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последовательности; 2. коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности. Допустимые значения коэффициента несимметрии напряжений равны 2,0 и 4,0 % соответственно.
Это касается всех, кто не доволен низким напряжение в сети, в следствии чего, горение светильников происходит в пол накала, скачками напряжения выражающимися кратковременными вспышками тех-же светильнов. Эти признаки очень часто встречаются в дачных кооперативах, садовых товариществах и деревнях. Если вас тревожат данные проблемы обращайтесь в электролабораторию и мы поможем их решить.
Основным и практически единственным способом проверить и определить перекос фаз является измерение токов на фазных проводниках в ВРУ или распределительных щитах. Данное измерение проводится токовыми клещами, например, наши инженеры пользуются цифровыми клещами токоизмерительными CMP-1. Они точные и очень удобны своим маленьким размером, позволяющим подлезть к любому проводнику в стеснённых условиях. Необходимо при максимально полной нагрузке измерить протекающий ток и сравнить показания. Эти показания не должны отличаться на 15% в ВРУ и на 30% в распределительных щитах.
Внимание: перекос фаз может повлиять на работоспособность бытовой техники и даже вывести её из строя!
Важным параметром фаз является правильное чередование. Соблюдение правильности чередования фаз важно в случаях подключения электродвигателей. При нарушении чередования фаз, двигатель может вращаться в обратную сторону или выйти из строя. Проверить чередование фаз можно прибором TKF-11.
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 расчета
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.
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.

Как распределить нагрузку по фазам в частном доме?

При 3 фазном вводе в дом электричества самым сложным вопросом в электромонтаже является сборка распределительного щита. Как правильно распределить нагрузку по фазам в частном доме? Давайте подробно разберем, как это сделать.

При «некачественно» собранном щите, без учета мощности потребителей произойдет перекос по фазам. Что это означает и чем это опасно?

В начале я расскажу почему так происходит. Потом дам рекомендации как распределить нагрузку по фазам в частном доме и в конце статьи опишу некую типовую схему.

Перекос фаз в трехфазной сети

Прямой опасности в этом никакой для вас нет. Есть только постоянно отключающийся трехфазный автоматический выключатель. Почему так происходит?

В трехполюсном автоматическом выключателе, например С 25 есть три однофазных автомата. Каждый из них выдерживает 25 А. То есть на каждую фазу приходится по 5 кВт мощности, отсюда и получается, что подключенная мощность к дому 15 кВт. Все три однофазных автоматических выключателя соединены в один и имеют единый рычаг. Здесь о том как правильно подобрать автоматические выключатели.

Что происходит если распределить нагрузку по фазам в частном доме в случайном порядке? Рассмотрим на примере: на фазе «А» подключен весь свет, на фазу «В» подключен весь второй этаж розетки, а на фазу «С» первый этаж.

На втором этаже три спальни и мощные потребители отсутствуют. Современные светодиодные светильники также потребляет немного. А вот фаза «С» будет нагружена стиральной машиной, духовкой, микроволновкой, посудомоечной машиной, электрочайником и возможно еще пылесос, фен в ванне и многим чем еще.

Вы включили стиральную машину (1,7 кВт), на кухне включили разогреваться духовку (+2 кВт) и поставили в неё вкусную пиццу. Тем временем нужно немного пропылесосить (+2 кВт) вокруг стола т.к. рассыпался сахар и вскипятить чайник (+2 кВт). Итого 7,7 кВт, что вполне хватит «перекосить» трехфазный автоматический выключатель на 25 ампер.

Из-за общего рычага воздействия перегруженная фаза выбьет весь автомат. В итоге вместо возможности использования 15 кВт у вас останется только 5 кВт. Кстати о том какой счётчик будет вам выгоднее иметь однотарифный и двухтарифный здесь.

Как рассчитать нагрузку?

Для того чтобы правильно распределить нагрузку по фазам в загородном доме необходимо составить список особо мощных потребителей и хоть немного представить какие из них одновременно используются.

Для того чтобы было немного проще ориентироваться вот перечень наиболее мощных потребителей на, которые стоит ориентироваться при распределении нагрузки по фазам:

Варочная поверхность 7 кВт;
Духовой шкаф или духовка потребляет 2,5 кВт мощности;
Стиральная машина — 1,7 кВт;
Посудомоечная машина — 1,7 кВт;
Электрический чайник — 2 кВт;
Микроволновая печь — 1 кВт;
Пылесос — 2 кВт;
Утюг — 2 кВт;
Бойлер накопительный — 2 кВт;
Сплит-система — 1 кВт.

Как распределить нагрузку по фазам в частном доме?

Теперь давайте вместе подумаем, что из этого будет работать совместно, а что вряд ли. И сделаем некую виртуальную модель как распределить нагрузку по фазам в частном доме. Для этого посчитаем возможную максимальную мощность.

Итак, как мы видим самое нагруженное помещение в доме — кухня.

Самая мощная в доме — варочная поверхность. Для загородного дома использовать необходимо трехфазную плиту, причем подключаем мы ее только на две фазы «В» и «С». Если мы задействуем только одну фазу, то мощности нам хватит только на две конфорки. Дальше поймете почему мы будем использовать только две фазы, а не три.

Все остальные розетки на кухне мы распределяем на фазу «А». Больше эту фазу мы не будем задействовать вообще. Это будет самая нагруженная фаза.

Однако и другую фазу мы не будем использовать на кухне. Исключение составит варочная поверхность, которая соединена по двухфазной схеме.

Это сделано для того, чтобы исключить появление двух разных фаз в соседних розетках. Тем самым мы обезопасим себя от возможности встречи с линейным напряжением. Это те 380 вольт, которые могут серьезно навредить здоровью. 220 вольт вообще не страшны по сравнению с 380 В. Запомните это.

Осталось совсем чуть-чуть. Бойлер вместе со стиральной машинкой подключаем через устройство защитного отключения на фазу «В».

Оставшееся оборудование вешаем на фазу «С».

Вот примерно так и распределяем нагрузку по фазам в частном доме.

Конечно, это приведена типовая схема распределения. Возможно, вы вообще не любите готовить и у вас есть только микроволновка. Также все относительно по поводу котельного оборудования, но результат везде должен получаться одинаковый. Мощность электроприборов распределяется равномерно по трем фазам, желательно, чтобы двух разных фаз не было в одной комнате. Если так не получается разводите их по противоположным сторонам помещения.

Если при сборке распределительного щита поставить устройства защиты от перенапряжения с индикаторами напряжения и тока: можно в режиме онлайн увидеть какая фаза перегружена, а где нет нагрузки. Тоже самое можно сделать с помощью токовых клещей.

Однако правильно собрать щит на этапе строительства выйдет гораздо дешевле и лучше, чем перекраивать его после.

Надеюсь, статья была полезна для вас. Теперь, после прочтения вопрос: Как распределить нагрузку по фазам в частном доме? — решен окончательно если нет задавайте вопросы в комментариях.

Добавляйте статью к себе в закладки и делитесь с друзьями. Готов ответить на ваши вопросы.

Распределение нагрузки по фазам. Расчет трехфазной сети

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.

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.

Похожее

Как распределить нагрузку по фазам в частном доме?

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

Прежде всего, нужно провести расчет трехфазной цепи.

Блок: 1/4 | Кол-во символов: 152
Источник: https://elektronchic.ru/avtomatika/raschet-trexfaznoj-cepi-dlya-zhilogo-doma.html

Перекос фаз в трехфазной сети

Как рассчитать нагрузку?

Варочная поверхность 7 кВт;
Духовой шкаф или духовка потребляет 2,5 кВт мощности;
Стиральная машина — 1,7 кВт;
Посудомоечная машина — 1,7 кВт;
Электрический чайник — 2 кВт;

Микроволновая печь — 1 кВт;
Пылесос — 2 кВт;
Утюг — 2 кВт;
Бойлер накопительный — 2 кВт;
Сплит-система — 1 кВт.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 2290
Источник: https://ingenernie-sistemi.ru/kak-raspredelit-nagruzku-po-fazam-v-chastnom-dome/

Преимущества, которые обеспечивают реле отключения неприоритетной нагрузки:

Увеличение количества потребителей без изменения выделенной мощности и увеличения сечения вводного кабеля;
Предотвращение отключения вводного автоматического выключателя по причине перегрузки;
Экономию электроэнергии за счёт снижения потерь в питающей линии.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 341
Источник: https://www.ivd.ru/stroitelstvo-i-remont/gazo-i-energosnabzenie/kak-pravilno-raspredelit-nagruzku-seti-35611

Разделение электропроводки на группы

Из-за использования в жилье большого количества таких электроприборов как стиральных машин, кондиционеров, бойлеров, различной аудио и видео техники возросла нагрузка на современную электропроводку. Кухонное помещение занимает первое место в доме по сосредоточению бытовых приборов – электроплита, холодильник, микроволновка, посудомойка, пароварка, электрический чайник и множество дополнительной техники, которая потребляет большое количество электроэнергии.

Например, трехфазный ввод (380 В) и чтобы избежать на нем перегрузки, все фазы должны быть равномерно распределены. В противном случае напряжение на фазных проводах будут различаться между собой в большую или меньшую сторону. В случае, когда имеется однофазное питание равное 220 В при перепадах напряжения в пределах от 150 до 280 В может привести к поломке электроприборов.

Также при такой работе происходит увеличение потребления электроэнергии у техники, которая не защищена от перепадов напряжения в сети. Поэтому очень важно грамотно распределить нагрузки по фазам.

Распределение нагрузки в щетке 380 вольт в загородном доме

Для распределения нагрузки и обеспечения защиты и безопасности при эксплуатации электропроводка делится на группы. Такой способ позволит раздельно управлять подачей тока отдельных приборов или совокупностью электро потребителей. Этот метод удобен при проведении ремонтных работ, так как можно отключать нужную группу электропитания. При различных аварийных ситуациях – затопили соседи, был неудачно забит гвоздь в стену, который повредил проводку. Отключив аварийный блок, можно продолжать пользоваться остальными линиями.

Рекомендации по разделению:

Распределение по фазам при 380 вольтовом распределения автомата тов

Крупные бытовые приборы, которые выступаю в роли мощных энергопотребителей, устанавливаются отдельно с монтажом защитного автомата в распределительном боксе. Такой техникой является электрическая плита, электрическая духовка, электрочайник, водонагревающее устройство, кондиционер, стиральная машина.
Группа розеток, каждое помещение гостиную, спальню, детскую, кабинет рекомендуется изготовить индивидуальными блоками.
Кухня является очень загруженной частью любого жилья, где розетки также следует сделать раздельно.
Система освещения делается индивидуальным блоком, по возможности лучше сделать и освещение каждой комнаты по отдельности.
Санитарный узел, который входит в пункт самых опасных помещений по системе электробезопасности, где имеется повышенная влажность, также должен быть выполнен отдельной группой.

Перед тем как начать разделение электропроводки на группы, следует составить план помещения с нанесенными местами расположения розеток и мощных бытовых приборов, светильников, выключателей. Зная заранее, какие места подключения электротехники будут задействованы, можно избежать в дальнейшем переделки проводки.

Схема разграничение фаз в щетке 380 вольт в квартире

Совокупность розеток и осветительных приборов рассчитывается из электрической нагрузки для этого ряда. В случае, когда мощность всех подключаемых агрегатов превышает норму допустимую для этой системы, блок разделяется на два или при надобности большее количество линий.

Схема подключения автоматов при вводном напряжении 220 в

В комнатах с повышенным уровнем влажности устанавливается дифференциальная защита на утечку тока 10 мА. Наиболее подходящие приборы для установки – автоматический выключатель в комплексе с УЗО или комплексный защитный аппарат, выполняющий защитные функции двух аппаратов. Позволит защитить питаемую цепь от перегрузок, токов короткого замыкания такие сочетания кабелей с автоматами:

Для прочих линий монтируется дифференциальная защитная система на ток утечки 30 мА.
Освещение выполняется кабелем с сечением 3х1.5 мм2, защита автоматом 10 А.
Розетки лучше выполнить кабелем 3х2.5 мм2 и защитой автоматического выключателя 16 ампер.
Потребители с мощностью более 3.5 кВт – электродуховки, электроплиты должны подключаться напрямую к электрокабелю с установкой автоматического выключателя нужного номинала.

Калькулятором онлайн, произвести расчет сечения провода.

Схема распределения нагрузки в квартире с подводом 220 вольт в квартире

Выбирать автоматы защиты и сечение, питающие провода следует по более загруженной фазе. Неравномерное распределение загрузки фаз и неучтенные асимметрии в распределении нагрузки тока, приводит к серьезным погрешностям при выборе сечений проводов, что приводит к перегрузке электрической системы – перегрев, поломка, риск воспламенения. При покупке электрокабеля, рекомендуется выбирать провода с показателями пожарной безопасности.

Подробно, о монтаже щитка квартиры.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 4655
Источник: https://sdelalremont.ru/raspredelenie-elektroprovodki-na-gruppy-v-shhetke.html

Схема подключения реле перераспределения нагрузки

Материал подготовил: Борис Безель

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 599
Источник: https://www.ivd.ru/stroitelstvo-i-remont/gazo-i-energosnabzenie/kak-pravilno-raspredelit-nagruzku-seti-35611

Разводка однофазного щитка

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.

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

Поделиться ссылкой:

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 3451
Источник: https://elektronchic.ru/avtomatika/raschet-trexfaznoj-cepi-dlya-zhilogo-doma.html

Кол-во блоков: 8 | Общее кол-во символов: 14383
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:

https://ingenernie-sistemi.ru/kak-raspredelit-nagruzku-po-fazam-v-chastnom-dome/: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 2290 (16%)
https://electricavdome.ru/kak-pravilno-raspredelit-nagruzku-po-fazam.html: использовано 1 блоков из 2, кол-во символов 2412 (17%)
https://sdelalremont.ru/raspredelenie-elektroprovodki-na-gruppy-v-shhetke.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 4655 (32%)
https://elektronchic.ru/avtomatika/raschet-trexfaznoj-cepi-dlya-zhilogo-doma.html: использовано 3 блоков из 4, кол-во символов 4086 (28%)
https://www.ivd.ru/stroitelstvo-i-remont/gazo-i-energosnabzenie/kak-pravilno-raspredelit-nagruzku-seti-35611: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 940 (7%)

Как правильно распределить нагрузку по фазам

Распределение нагрузки по фазам нормы

При эксплуатации силовых сетей 380 Вольт возможны нарушения, существенно влияющие на качество поставляемой потребителю электроэнергии. Одно из таких отклонений – перекос фаз, проявляющийся в неравномерном их распределении по подключенным к линии нагрузкам. Результатом этого эффекта является существенное снижение мощности включенного в промышленную трехфазную сеть оборудования (трансформаторов или двигателей, в частности). В домашних условиях оно чревато повреждением бытовой техники, подключенной к одной из фаз электросети загородного дома. Это объясняется тем, что напряжение в ней становится сильно заниженным или наоборот – превышает допустимую норму. Для предупреждения негативных последствий разного напряжения на фазах 380 Вольт разработан ряд организационных и технических мер.

Допустимые нормы перекоса

Перекос фаз
Для ограничения допустимых отклонений напряжений из-за перекоса фаз разработаны нормативы, регламентирующие их значения для промышленных силовых сетей. При превышении этих норм появляется реальная опасность выхода из строя силового оборудования, подключенного к данной линии. Их точные значения приводятся в соответствующих ГОСТах и других документах, определяющих порядок эксплуатации электрооборудования (в ПУЭ, например).

В соответствие с нормативами устанавливаются фиксированные соотношения между номиналами напряжений и токов в наименее и наиболее нагруженных участках линий. Для силовых распределительных щитов оно не должно превышать 30%, а для вводов в частные дома (ВРУ) – 15%. Согласно действующим ГОСТам допустимый перекос фаз по отдельным линиям с обратными токами не может быть более 2-х процентов, а по нейтральной жиле трансформатора – 4 процентов.

Что такое перекос фаз?

Пример диаграммы напряжений при возникновении перекоса

Причины перекоса фаз в трехфазной сети

Обрыв нулевого провода является одной из причин перекоса фаз
Известно несколько причин появления перекоса фаз в трехфазных сетях, основными их которых принято считать:

Неравномерное распределение действующих мощностей по нагрузкам, подключенным к каждой из фазных линий.
«Обрыв нуля», чаще всего проявляющийся в отгорании нейтрали.
Другие неполадки в станционном оборудовании или в подключенных к нему местных потребителях.

В первом случае потребляемая линейной нагрузкой мощность резко возрастает (или снижается), что приводит к соответственному изменению тока, протекающего в данной ветке.

При отсутствии перекоса фаз по каждой из линий, включенной по схеме «звезда», протекают равные по величине токовые составляющие. Их результирующая в нейтрали за счет векторного сложения трех отдельных компонентов теоретически должна быть равна нулю. При увеличении потребления по одной из линий токовая составляющих через нее возрастает, вследствие чего нейтральный провод не выполняет свою функцию и нарушает равномерность распределения фазных потенциалов.

В случае обрыва нейтрали (отгорания нуля) перекос возникает из-за того, что функция нулевого провода автоматически передается одному из фазных проводников; при этом напряжение на всех других смещается в сторону увеличения. Нарушения в работе станционного оборудования также приводят к неравномерному распределению по фазным линиям, но уже на стороне трансформаторной «звезды», а не подключенного к ней объекта (загородного дома, в частности).

Как создается перекос фаз?

Трехфазная электросеть включает в себя высоковольтную и низковольтную части. На границе разделения этих частей сети устанавливаются, как правило, электрические подстанции с трехфазными трансформаторами, которые понижают высоковольтное напряжение.

В первой половине сети перекос напряжений в принципе, нереален, потому что все три фазные шины нагружены равномерно. Поэтому электроэнергия передается по трем проводам, надобность в четвертом дополнительном проводнике отпадает, что составляет существенную экономию.

Электрическая подстанция распределяет энергию между потребителями. В этой части электросети используются напряжения до 1 тысячи вольт.

Чаще всего аварийная ситуация в виде перекоса напряжений возникает именно в этой части, когда подключаемая нагрузка распределена между фазными шинами неравномерно или при обрыве нулевого проводника. Она объясняется особенностями распределения мощности между однофазным электрооборудованием.

Нарушение симметрии в высоковольтных сетях

Инверторные сварочные аппараты способны нарушить распределение нагрузки тока
В сетях высокого напряжения появление нежелательной асимметрии связано с наличием мощных однофазных нагрузок или трехфазных потребителей с неодинаковым распределением по фазам. Источниками перекоса в промышленных сетях 0,38-10 кВ являются различные типы плавильных электропечей (рудотермические, индукционные и подобные им нагревательные установки). К перечню создающего асимметрию оборудования следует отнести инверторные сварочные аппараты, отличающиеся высокими токами потребления и способными нарушить равномерность распределения по нагрузкам.

Мощными источниками опасной асимметрии являются тяговые подстанции железнодорожного транспорта, поскольку современные электровозы представляют собой однофазные потребители электрической энергии. Их мощность достигает нескольких сотен киловатт, что только увеличивает вероятность нарушений при распределении нагрузок.

Убедиться в их наличии можно с помощью специальных токоизмерительных клещей, посредством которых удается проверить цепи, работающие с перегрузкой. При обнаружении в одной из фаз токовых значений, заметно превышающих допустимые величины, можно смело говорить о наличии опасного перекоса.

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ПЕРЕКОСА ФАЗ

Для того, чтобы избежать несимметрии напряжения, необходимо осуществить тщательное планирование всех мощностей и рассчитать все возможные нагрузки с их правильным распределением по фазам. Как правило, составляется подробный электропроект на квартиру или дом.

При эксплуатации необходимо выполнять проверку тока с помощью специальных тестеров. Если возникнет необходимость, должна быть выполнена переброска однофазных нагрузок с более загруженных фаз на менее загруженные. Ток на каждой фазе трёхфазного автомата должен быть тщательно измерен, после чего нужно перераспределить однофазные нагрузки так, чтобы токи на каждой фазе были приблизительно равными. Эта работа должна выполняться только профессионалом, имеющим специальное оборудование.

Защита от внешнего перекоса фаз может быть использована с помощью стабилизаторов напряжения. На каждую фазу устанавливают определённый стабилизатор. Это будет более эффективно, чем установка одного трёхфазного стабилизатора.

В заключение необходимо подчеркнуть, что несимметрия напряжений может стать причиной повреждения или полного выхода из строя электроприборов. Следовательно, для её устранения необходимо установить стабилизаторы или привлечь профессионалов, которые квалифицированно спроектируют электросеть.

Какие от этого могут быть плюсы? Видео:

Негативное влияние перекоса напряжений и токов

Перекос фаз может привести в негодность электрооборудование
На появление фазной асимметрии необходимо оперативно реагировать по таким причинам:

В этом случае реальна угроза повреждения подключенных к данной сети приборов или же ухудшение их рабочих показателей.
Это приводит к нарушениям в работе источников электроэнергии (трансформаторов подстанции, в частности).
Еще одно следствие ненормального распределения фаз – уменьшение срока эксплуатации станционного оборудования.

Для рядового потребителя последствия асимметрии выливаются в увеличение расходов на электричество, ремонт бытовых приборов, а также в возможность получения травм. Если перекос в линии вызван разрушением нулевого провода, условия для защиты от электрического удара заметно ухудшаются. Обрывается шина устройства заземления (ЗУ), смонтированного на трансформаторной подстанции, в отсутствии местного контура пользователь остается абсолютно беззащитным.

При появлении асимметрии в промышленных сетях потребление электроэнергии также возрастает, а включенное в них линейное оборудование испытывает сильные перегрузки. На распределительных подстанциях резко возрастает расход масла в трансформаторах, а контрольно-распределительная аппаратура может выйти из строя. Все эти угрозы в конечном счете приводят к дополнительным материальным затратам, связанным с необходимостью ремонта или замены сгоревшего оборудования

Чтобы не допустить таких ситуаций, потребуется заранее продумать действенные меры, способствующие их предупреждению. Если же избежать перекоса фаз не удается, придется использовать все возможные способы его устранения.

Что важно знать

Данная диаграмма условно иллюстрирует трехфазную сеть:

Как правильно распределить нагрузку по фазам

распределение фаз в частном доме

Как правильно распределить нагрузку по фазам

Каждый владелец трехфазного ввода (380 В) обязан позаботиться о равномерной нагрузке на фазы, дабы избежать перегрузки одной из них. При неравномерном распределении на трехфазном вводе, при отгорании нуля или его плохом контакте, напряжения на фазных проводах начинают различаться друг от друга, как в большую так и в меньшую сторону. На уровне однофазного питания (220 Вольт) это может повлечь за собой поломку электрических приборов, из-за повышенного напряжения 250-280 Вольт, или же пониженного 180-150 Вольт. Помимо этого в данном случае наблюдается завышенное потребление электроэнергии у нечувствительных к перекосу напряжений электрических приборов. В этой статье мы расскажем вам, как выполняется распределение нагрузки по фазам, предоставив краткую инструкцию со схемой и видео примером.

Что важно знать

Данная диаграмма условно иллюстрирует трехфазную сеть:

Правила распределения

Рекомендуем также прочитать:

Как разделить электропроводку на группы
Как провести 380 Вольт в частный дом
Как собрать трехфазный щиток своими руками
Как пользоваться токовыми клещами

Как распределить нагрузку по фазам в частном доме?

Перекос фаз в трехфазной сети

Из-за общего рычага воздействия перегруженная фаза выбьет весь автомат. В итоге вместо возможности использования 15 кВт у вас останется только 5 кВт. Кстати о том

Как рассчитать нагрузку?

Варочная поверхность 7 кВт;
Духовой шкаф или духовка потребляет 2,5 кВт мощности;
Стиральная машина — 1,7 кВт;
Посудомоечная машина — 1,7 кВт;
Электрический чайник — 2 кВт;
Микроволновая печь — 1 кВт;
Пылесос — 2 кВт;
Утюг — 2 кВт;
Бойлер накопительный — 2 кВт;
Сплит-система — 1 кВт.

Итак, как мы видим самое нагруженное помещение в доме — кухня.

Оставшееся оборудование вешаем на фазу «С».

Вот примерно так и распределяем нагрузку по фазам в частном доме.

Распределение нагрузки в трехфазной сети

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.

Трехфазная сеть: расчет мощности, схема подключения

Не всякому обывателю понятно, что такое электрические цепи. В квартирах они на 99 % однофазные, где ток поступает к потребителю по одному проводу, а возвращается по другому (нулевому). Трехфазная сеть представляет собой систему передачи электрического тока, который течет по трем проводам с возвратом по одному. Здесь обратный провод не перегружен благодаря сдвигу тока по фазе. Электроэнергия вырабатывается генератором, приводимым во вращение внешним приводом.

Увеличение нагрузки в цепи приводит к росту силы тока, проходящего по обмоткам генератора. В результате магнитное поле в большей степени сопротивляется вращению вала привода. Количество оборотов начинает снижаться, и регулятор скорости вращения подает команду на увеличение мощности привода, например путем подачи большего количества топлива к двигателю внутреннего сгорания. Число оборотов восстанавливается, и генерируется больше электроэнергии.

Трехфазная система представляет собой 3 цепи с ЭДС одинаковой частоты и сдвигом по фазе 120°.

Особенности подключения питания к частному дому

Многие считают, что трехфазная сеть в доме повышает потребляемую мощность. На самом деле лимит устанавливается электроснабжающей организацией и определяется факторами:

возможностями поставщика;
количеством потребителей;
состоянием линии и оборудования.

Для предупреждения скачков напряжения и перекоса фаз их следует нагружать равномерно. Расчет трехфазной системы получается примерным, поскольку невозможно точно определить, какие приборы в данный момент будут подключены. Наличие импульсных приборов в настоящее время приводит к повышенному энергопотреблению при их пуске.

Распределительный электрощит при трехфазном подключении берется больших размеров, чем при однофазном питании. Возможны варианты с установкой небольшого вводного щитка, а остальных – из пластика на каждую фазу и на надворные постройки.

Подключение к магистрали реализуется по подземному способу и по воздушной линии. Предпочтение отдают последней благодаря небольшому объему работ, низкой стоимости подключения и удобству ремонта.

Сейчас воздушное подключение удобно делать с помощью самонесущего изолированного провода (СИП). Минимальное сечение алюминиевой жилы составляет 16 мм 2 , чего с большим запасом хватит для частного дома.

СИП крепится на опорах и стене дома с помощью анкерных кронштейнов с зажимами. Соединение с главной воздушной линией и кабелем ввода в электрощит дома производится ответвительными прокалывающими зажимами. Кабель берется с негорючей изоляцией (ВВГнг) и проводится через металлическую трубу, вставленную в стену.

Воздушное подключение трехфазного питания дома

При расстоянии от ближайшей опоры более 15 м необходима установка еще одного столба. Это необходимо для снижения нагрузок, приводящих к провисанию или обрыву проводов.

Высота места присоединения составляет 2,75 м и выше.

Электрораспределительный шкаф

Подключение к трехфазной сети производится по проекту, где внутри дома производится разделение потребителей на группы:

освещение;
розетки;
отдельные мощные приборы.

Одни нагрузки можно отключать для ремонта при работающих других.

Мощность потребителей рассчитывается для каждой группы, где выбирается провод необходимого сечения: 1,5 мм 2 – к освещению, 2,5 мм 2 – к розеткам и до 4 мм 2 – к мощным приборам.

Проводка защищается от короткого замыкания и перегрузки автоматическими выключателями.

Электрический счетчик

При любой схеме подключения необходим прибор учета расхода электроэнергии. 3-фазный счетчик может подключаться непосредственно к сети (прямое включение) или через трансформатор напряжения (полукосвенное), где показания прибора умножаются на коэффициент.

Важно соблюдать порядок подключения, где нечетные номера – это питание, а четные – нагрузка. Цвет проводов указывается в описании, а схема размещается на задней крышке прибора. Вход и соответствующий выход 3-фазного счетчика обозначаются одним цветом. Наиболее распространен порядок присоединения, когда сначала идут фазы, а последний провод – ноль.

3-фазный счетчик прямого включения для дома обычно рассчитан на мощность до 60 кВт.

Перед выбором многотарифной модели следует согласовать вопрос с энергоснабжающей компанией. Современные устройства с тарификаторами дают возможность подсчитывать плату за электроэнергию в зависимости от времени суток, регистрировать и записывать значения мощности во времени.

Температурные показатели приборов выбираются как можно шире. В среднем они составляют от -20 до +50 °С. Срок эксплуатации приборов достигает 40 лет с межповерочным интервалом 5-10 лет.

Счетчик подключается после вводного трех- или четырехполюсного автоматического выключателя.

Трехфазная нагрузка

К потребителям относятся электрокотлы, асинхронные электродвигатели и другие электроприборы. Преимуществом их использования является равномерное распределение нагрузки на каждой фазе. Если трехфазная сеть содержит неравномерно подключенные однофазные мощные нагрузки, это может привести к перекосу фаз. При этом электронные устройства начинают работать со сбоями, а лампы освещения тускло светятся.

Схема подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети

Работа трехфазных электродвигателей отличается высокой производительностью и эффективностью. Здесь не требуется наличие дополнительных пусковых устройств. Для нормальной эксплуатации важно правильно подключить устройство и выполнять все рекомендации.

Схема подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети создает вращающее магнитное поле тремя обмотками, соединенными звездой или треугольником.

У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. Схема звезды позволяет плавно запускать двигатель, но его мощность снижается до 30 %. Эта потеря отсутствует в схеме треугольника, но при пуске токовая нагрузка значительно больше.

У двигателей есть коробка подключения, где находятся выводы обмоток. Если их три, то схема соединяется только звездой. При наличии шести выводов двигатель можно подключить любым способом.

Потребляемая мощность

Для хозяина дома важно знать, сколько потребляется энергии. Это легко подсчитать по всем электроприборам. Сложив все мощности и поделив результат на 1000, получим суммарное потребление, например 10 кВт. Для бытовых электроприборов достаточно одной фазы. Однако потребление тока значительно возрастает в частном доме, где есть мощная техника. На один прибор может приходиться 4-5 кВт.

Важно спланировать потребляемую мощность трехфазной сети на этапе ее проектирования, чтобы обеспечить симметрию по напряжениям и токам.

В дом заходит четырехжильный провод на три фазы и нейтраль. Напряжение электрической сети составляет 380/220 В. Между фазами и нулевым проводом подключаются электроприборы на 220 В. Кроме того, может быть еще трехфазная нагрузка.

Расчет мощности трехфазной сети производится по частям. Сначала целесообразно рассчитать чисто трехфазные нагрузки, например электрический котел на 15 кВт и асинхронный электродвигатель на 3 кВт. Суммарная мощность составит P = 15 + 3 = 18 кВт. В фазном проводе при этом протекает ток I = Px1000/(√3xUxcosϕ). Для бытовых электросетей cosϕ = 0,95. Подставив в формулу числовые значения, получим величину тока I = 28,79 А.

В расчетах мощности трехфазной сети удобно пользоваться таблицами мощности с учетом типа подключения.

По ним удобно подбирать защитные автоматы и определять сечения проводки.

При правильном проектировании и обслуживании трехфазная сеть идеально подходит для частного дома. Она позволяет равномерно распределить нагрузку по фазам и подключить дополнительные мощности электропотребителей, если позволяет сечение проводки.

Публикации по теме:

Огонек котел
Твердотопливные котлы Огонек, официальный сайт Старобельского машиностроительного завода, Украина предназначены для отопления дома, бытовых и…
15 квт это сколько
Все форумы Технологический форум Машиностроение Металлургия Химия, нефтехимия и топливная промышленность Деревообработка Пищевая промышленность Животноводство,…
Forum 2
Создать форум бесплатно QuadroBoards (КвадроБордс) — это современный и доступный сервис, позволяющий бесплатно создать форум…

Как подключить 1-фазную и 3-фазную распределительную плату с разделенной нагрузкой?

Подключение платы распределения разделенной нагрузки 230 В / 400 В, 1-Φ и 3-Φ: Великобритания и ЕС — IEC

Split Load & Двойные панели распределения нагрузки

Трехфазное распределение с двойной разделенной нагрузкой Плата предназначена для подачи электроэнергии через главный выключатель и отдельные УЗО / ВДТ для каждой секции. Таким образом, один и тот же распределительный щит можно использовать для разделения точек нагрузки через несколько УЗО.Кроме того, некоторые из УЗО могут использоваться для трехфазных цепей 400 В в коммерческих и промышленных приложениях, в то время как другие УЗО могут быть подключены к однофазным устройствам на 230 В и в жилых помещениях.

Например, трех- или четырехполюсный главный выключатель управляет обоими 4-полюсными УЗО, в то время как УЗО №1 управляет одно- или трехфазными цепями нагрузки в отдельных секциях (например, точки нагрузки на нижнем этаже или на этаже 1, на первом этаже и т. Д.) в то время как УЗО № 2 контролирует и защищает одно / трехфазные цепи нагрузки в другой части жилого района (например,грамм. цепей на верхнем этаже, втором этаже или этаже 2 и т. д.)

Двойная раздельная нагрузка или простые раздельные панели распределения нагрузки обеспечивают высокую целостность защиты, имеющую множество преимуществ. Например, если первое УЗО сработает из-за неисправности, все здание не пострадает от немедленной темноты, т.е. остальные цепи будут работать нормально, поскольку другие УЗО не зависят от первого. В случае неисправности одного УЗО, вся область столкнется с полным отключением питания.

Полезно знать: трехфазный распределительный щит можно использовать для обеспечения однофазного питания, в то время как однофазный потребительский блок не сможет питать трехфазные силовые цепи.

Распределительный щит (также известный как коробка главного выключателя, электрическая панель или щит управления) представляет собой комбинированный блок защитных устройств (таких как главный выключатель, автоматический выключатель, автоматический выключатель, автоматический выключатель, изолятор, предохранители и переключатели и т. Д.), Используемых в коммерческих ( как промышленные) и бытовые (как жилые) приложения для безопасного управления и подачи электроэнергии в цепи нагрузки и устройства.

Мы никогда не будем повторять снова и снова, поскольку мы обсуждали разницу между однофазным и трехфазным источником питания, а также системой сбалансированных и несбалансированных нагрузок в предыдущих сообщениях и руководствах по подключению.Ниже приведены общие уровни напряжения в жилых и коммерческих помещениях в Соединенном Королевстве, Европе и других странах, которые следуют правилам IEC, таких как ОАЭ, Южная Африка, Индия, Пакистан, Южная Африка, Филиппины и т. Д.

Связанные сообщения:

Однофазное и трехфазное напряжение в Великобритании и ЕС

Ниже представлена типичная система распределения питания для однофазного и трехфазного напряжения питания в Великобритании, ЕС и других странах, которая соответствует стандартам IEC и Великобритании.

Силовой трансформатор подключен к 33 кВ, что понижает 33 кВ до 11 кВ.
Вторичная обмотка трансформатора 33 кВ / 11 кВ подключена к первичной стороне (которая соединена треугольником) распределительного трансформатора, установленного на опоре электросети.
Вторичная обмотка распределительного трансформатора соединена звездой.
Вторичный трансформатор понижает напряжение на 11 кВ в трехфазном 400 В и однофазном 230 В.
В распределительном трансформаторе 4 провода (три линии + нейтраль) выходят из вторичной обмотки, соединенной звездой.
Уровень напряжения между тремя линиями — трехфазный 400 В, а напряжение питания между любой фазой и нейтралью — однофазное 230 В.
Все четыре провода (три линии + нейтраль) от вторичной обмотки трансформатора подключаются к трехфазному счетчику энергии кВтч и, наконец, подводятся к главному распределительному щиту для дальнейшего распределения электропитания.

Трехфазное напряжение в ЕС и Великобритании — IEC

3-Φ, 400 В (три линии + нейтраль + земля)

Где:

L1 = линия 1 или фаза 1
L2 = линия 2 или Фаза 2
L3 = Линия 3 или Фаза 3
N = Нейтраль
E = Земля

Короче говоря, трехфазное напряжение 400 В может быть достигнуто по трем линиям (L1, L2, L2).Имейте в виду, что нейтраль не всегда необходима в трехфазных системах электропроводки. Пожалуйста, проверьте предыдущие электрические схемы для получения более подробной информации. Кроме того, почти все металлические корпуса приборов должны быть подключены к заземляющему проводу с одной или несколькими точками через провод заземления с заземляющей пластиной, закопанной в почву. (подробнее см. предыдущий пост: Электрическое заземление — методы и типы заземления

Однофазное напряжение в ЕС и Великобритании — IEC

1-Φ, 230 В (фаза + нейтраль + земля)

Где :

P = линия 1 или фаза
N = нейтраль
E = земля

Однофазные точки нагрузки могут быть подключены через фазу или любую линию (L1, L2 или L3) и нейтральный провод с защитным заземлением. .Таким образом, можно использовать три провода для подключения однофазных цепей нагрузки к источнику питания 230 В.

Обратите внимание, что у нас есть несколько конфигураций проводки для трехфазного распределительного щита, т.е.

Разделенная нагрузка, одна фаза от трех фаз
Разделенная нагрузка, трехфазная
Разделенная нагрузка, трехфазная и однофазная (комбинация из 1 -Φ & 3-Φ Плата распределения раздельной нагрузки)

Связанные сообщения:

Как подключить нагрузку 1-Φ к плате распределения раздельной нагрузки?

На следующей схеме подключения двойного разделения нагрузки показано, что всего 24 номера 1-P MCB подключены к однофазным цепям нагрузки 230 В i.е. потолочный вентилятор, кондиционер, точки освещения и т. д. через три провода (фаза, нейтраль и земля). При необходимости вы можете использовать RCBO или двухполюсные MCB в зависимости от требований системы.

Вся схема разделена на две части, т.е. 12 номеров 1-полюсных автоматических выключателей (верхняя часть) управляются и защищены первым УЗО (левая сторона), а остальные 12 номеров автоматических выключателей (нижняя часть) подключены к второе УЗО (правая сторона). Оба УЗО защищены и управляются 3-х или 4-х полюсным главным выключателем MCB / MCCB в качестве изолятора.

Имейте в виду, что существуют отдельные шины нейтрали для каждой секции, защищенной одним УЗО. Кроме того, общая нейтраль сборной шины заземления может использоваться как для АВДТ, так и для точек нагрузки, подключенных к автоматическим выключателям 1-P, MCB.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Связанные сообщения:

Как подключить 3-Φ нагрузку к плате распределения раздельной нагрузки?

На этой схеме подключения только трехфазные цепи нагрузки и автоматические выключатели подключены к трехфазным цепям нагрузки 400 В e.грамм. двигатели, промышленные розетки / вилки, водонагреватели и т. д. через четыре или пять проводов (3 линии + нейтраль (опционально) + провод заземления).

Это электрическая схема, показанная выше, вместо того, чтобы показывать проводку для цепей 3-фазной нагрузки. Таким образом, два УЗО используются для разделения нагрузки, т.е. первое УЗО управляет и защищает три точки фазной нагрузки, подключенные к верхнему трехполюсному банку MCB. Точно так же второе УЗО защищает трехфазные силовые цепи, подключенные к банку нижнего 3-контактного MCB.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Связанные сообщения:

Как подключить нагрузку 1-Φ и 3-Φ к плате распределения раздельной нагрузки?

На следующей схеме соединений показана комбинация однофазного 230 В и трехфазного 400 В распределительного щита с разделенной нагрузкой.Цепи однофазной нагрузки, то есть вентилятор, лампочка и другие бытовые устройства, могут быть напрямую подключены к фазе, нейтрали и проводу заземления.

Первое УЗО (левая сторона) используется для управления и защиты однофазных точек нагрузки 230 В, подключенных к однополюсным автоматическим выключателям (12 шт. Автоматических выключателей в верхнем блоке выключателей). Второй УЗО (правая сторона) подключен для защиты и управления трехфазным напряжением 400 В, а также цепями нагрузки и питания, подключенными к трехполюсным автоматическим выключателям (4 номера автоматических выключателей в нижнем блоке выключателей).

Трехфазные точки нагрузки, то есть двигатели, водонагреватели и силовые цепи, могут быть напрямую подключены к трем линиям + провод заземления, где нейтраль не является обязательной и зависит от конструкции машины и устройства.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

На основной схеме подключения. мы использовали и установили УЗО в перевернутом положении для иллюстрации и упрощения подключения. Используйте правильную проводку для УЗО (вход и выход) для правильной работы, как показано на рис.

Связанные сообщения:

Электропроводка 3-фазной и 1-фазной платы распределения нагрузки — старые цветовые коды проводки в Великобритании

Как и большинство других стран, таких как KSA, ОАЭ, IND, Pak и т. Д., Также следуют тому же уровню напряжений как для однофазных, так и для трехфазных, как IEC, но в некоторых из них по-прежнему используются старые цветовые коды Соединенного Королевства (до 2004 г.). Более того, мы получаем запросы от читателей о включении схем подключения в коды цветов проводки RYB. Итак, вот схема подключения распределительного щита с разделенной нагрузкой для цепей 1-Φ и 3-Φ и выключателей в соответствии со старыми цветовыми кодами проводки в Великобритании.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Связанные сообщения:

Электромонтаж цепей нагрузки 3-Φ, 400 В и 1-Φ 230 В в плате распределения раздельной нагрузки

В трехфазном распределительном щите разделения нагрузки используются два УЗО для защиты и управления однофазными выключателями и соответствующими точками нагрузки, а также трехфазными автоматическими выключателями и подключенными цепями нагрузки. Как показано на схеме ниже, мы использовали два УЗО, то есть первое для цепей 400 В и второе для цепей 230 В.

Вы можете использовать одну и ту же схему, т.е. оба УЗО для двух разных трехфазных цепей нагрузки ИЛИ обе однофазные цепи или комбинацию однофазных и трехфазных цепей нагрузки 400/230 В.

Таким образом, однофазная нагрузка может быть напрямую подключена к любой фазе (L1, L2 или L3), нейтрали и заземляющему проводу, то есть к трем проводам. С другой стороны, трехфазные нагрузки могут быть подключены ко всем трем фазам (L1, L2 и L3), заземлению и нейтрали (при необходимости).

На следующем рисунке для разводки распределительного щита с разделенной нагрузкой защита и управление однофазной и трехфазной цепями нагрузки выглядят следующим образом.

Однофазные нагрузки 230 В, защищенные УЗО # 2

Стандартная розетка через 1-полюсный MCB
Стиральная машина через 1-полюсный RCBO

Трехфазные нагрузки 400 В, защищенные УЗО # 1

Трехфазный двигатель через Трехполюсный MCB (три провода)
Промышленная розетка питания (пять проводов, т. Е. Три фазы, 1 нейтраль и 1 земля)

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Связанные сообщения:

Цветовые коды проводки IEC: 400 В , 3-Φ: Великобритания и ЕС

Мы использовали следующие цветовые коды проводки IEC для трехфазного напряжения питания 400 В, применимого в Великобритании и ЕС.

Цветовые коды проводки IEC для 400 В, 3-фазная, 4-проводная система

Коричневый = Линия 1, или фаза 1, или горячая 1
Черный = Линия 2 или фаза 2, горячая 2
Серый = Линия 3 или фаза 3, горячая 3
Синий = Нейтраль
Зеленый или Зеленый с Желтый Полоса = Заземление или провод заземления в качестве защитного заземления (PE).

Цветовые коды проводки IEC для 230 В, 1-фазная, 2-проводная система

Коричневый = Линейный или фазный провод
Синий = Нейтраль
Зеленый или Зеленый с Желтый Полоса = Заземление или провод заземления в качестве защитного заземления (PE).

Старая британская цветовая кодировка проводки для однофазной и трехфазной проводки.

400 В Трехфазный

Красный = Фаза 1
Желтый = Фаза 2
Синий = Фаза 3
Черный = Нейтраль
Заземление = Заземление Проволока.

Однофазный 230 В

Красный = Фаза
Черный = Нейтраль
Зеленый = Заземление или провод заземления.

Связанные сообщения:

Инструкции и меры предосторожности

Отключите источник питания (и убедитесь, что он действительно выключен) перед обслуживанием, ремонтом или установкой электрического оборудования. Для этого выключите главный выключатель на главном блоке потребителей или распределительном щите.
Никогда не стойте и не прикасайтесь к мокрым и металлическим частям во время ремонта или установки.
Внимательно прочтите все предупреждения и инструкции и строго следуйте им при выполнении этого руководства или любой другой практической работы, связанной с электромонтажными работами.
Всегда используйте кабель и провод правильного размера, розетки и выключатели подходящего размера, а также автоматические выключатели подходящего размера. Вы также можете использовать калькулятор сечения проводов и кабелей, чтобы найти правильный размер сечения.
Никогда не пытайтесь играть с электричеством (это опасно и может привести к летальному исходу) без надлежащего руководства и ухода. Выполняйте монтажные и ремонтные работы в присутствии опытных специалистов, обладающих обширными знаниями и передовой практикой, знающих, как обращаться с электричеством.
Самостоятельное выполнение электромонтажных работ опасно, а в некоторых случаях — незаконно.Свяжитесь с лицензированным электриком или поставщиком электроэнергии, прежде чем вносить какие-либо изменения / модификации в электрические соединения.
Распределительный щит не должен устанавливаться на высоте 2,2 метра от пола, он должен быть защищен от коррозии и вдали от участков с водой. Все провода должны быть закрыты панелью (т.е. она не должна выходить за пределы панели). Наконец, возле распределительного щита должен быть знак безопасности.
Автор не несет ответственности за какие-либо убытки, травмы или повреждения в результате отображения или использования этой информации, или если вы попробуете какую-либо схему в неправильном формате.Так пожалуйста! Будьте осторожны, потому что все дело в электричестве, а электричество слишком опасно.

Соответствующие руководства по монтажу проводки:

Трехфазная балансировка нагрузки | Sunbird DCIM

Трехфазная балансировка нагрузки происходит, когда нагрузки источников питания, таких как трехфазный стоечный PDU, равномерно распределяются по всем трем фазам (L1 / L2, L2 / L3 и L3 / L1).

Это может быть достигнуто за счет подключения равного количества устройств к розеткам PDU для каждой фазы и использования одинаковой мощности нагрузки на каждой фазе.Некоторые производители предоставляют трехфазные PDU с переменно-фазированным питанием для каждой розетки, а не для каждой ветви.

Трехфазная балансировка нагрузки желательна, поскольку несбалансированная система может привести к снижению эффективности, срабатыванию выключателей и сокращению срока службы оборудования.

Преимущества сбалансированного трехфазного питания

Повышенное использование мощностей электрической инфраструктуры верхнего уровня, что приводит к повышению общей эффективности центра обработки данных и может снизить капитальные затраты.
Способность поддерживать значительно более высокую удельную мощность по сравнению с однофазной схемой с аналогичной силой тока.
Поддерживайте коэффициент мощности входящей мощности и избегайте штрафов, налагаемых энергокомпанией.
Масштабируемость для будущих требований к нагрузке.
Требуется меньше хлыстов и кабелей, что снижает препятствия для воздушного потока, создает более чистую рабочую среду и упрощает установку и обслуживание.
Продлить срок эксплуатации оборудования.

Мониторинг трехфазной мощности с помощью программного обеспечения DCIM

Расчет мощности для трехфазных энергосистем может значительно усложниться, если нагрузка не сбалансирована.Это происходит, когда ток нагрузки между любыми двумя линиями значительно отличается от тока нагрузки между оставшимися линиями. Когда есть несбалансированная нагрузка, эффективность системы и количество подаваемой мощности будут снижены. Поставщики интеллектуальных стоечных БРП с трехфазным питанием предоставляют локальные измерители нагрузки тока для каждой фазы на БРП, что значительно упрощает мониторинг и балансировку мощности, чем выполнение ручных расчетов.

Рекомендуется использовать программное обеспечение для управления инфраструктурой центра обработки данных (DCIM) для мониторинга энергопотребления и емкости.Современное программное обеспечение DCIM имеет предупреждения о трехфазном дисбалансе для всего оборудования предприятия, включая стоечные PDU, напольные PDU, ИБП, RPP, счетчики и шинопроводы. Раньше это была чрезвычайно сложная задача, теперь менеджеры центров обработки данных имеют простое решение для мониторинга, которое автоматически вычисляет процент дисбаланса и предупреждает их о любом дисбалансе в тракте питания на основе настраиваемых пороговых значений. Пользователи могут сообщать о текущих показаниях трехфазного тока и процентном дисбалансе.

Распределительное устройство — однофазное и трехфазное распределительное оборудование

Когда электроэнергия распределяется в точку ее использования, она обычно бывает однофазным или трехфазным переменным. ток (AC) напряжение.Однофазное переменное напряжение распределяется по жилым домам. и небольшие коммерческие здания. Обычно трехфазное переменное напряжение составляет распространяется на промышленные предприятия и крупные коммерческие здания. Таким образом основные типы систем распределения электроэнергии — жилые (однофазные) и промышленные или коммерческие (трехфазные).

Важный аспект как однофазного, так и трехфазного распределения системы заземления. Два способа заземления, системное заземление и оборудование заземление, будет обсуждаться в этом разделе, наряду с замыканием на землю. защитное снаряжение.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

В этом разделе (Раздел 10) однофазное и трехфазное распределение электроэнергии системы обсуждаются. Изучив этот раздел, вы должны иметь понимание следующих терминов:

Жилой район
Коммерческое распространение
Промышленное распределение
Однофазная двухпроводная распределительная система
Однофазная трехпроводная система распределения
Горячая линия
нейтральный
Системное заземление
Наземное оборудование
Идентификация цвета изоляции
Подключение трехфазного трансформатора треугольник-треугольник
Подключение трехфазного трансформатора треугольником
Подключение трехфазного трансформатора типа звезда-звезда
Подключение трехфазного трансформатора звезда-треугольник
Подключение трехфазного трансформатора с открытым треугольником
Трехфазная трехпроводная система распределения
Трехфазный, трехпроводной, с нейтралью
Трехфазная, четырехпроводная система распределения
«Дикая» фаза
Электрод заземления
Прерыватель замыкания на землю (GFI)
Защита тела от рук
Национальный электротехнический кодекс (NEC)
Осмотр электрооборудования
Падение напряжения в ответвленной цепи
Ответвление цепи
Заземляющий провод
Кабель в неметаллической оболочке (NMC)
Кабель в металлической оболочке
Жесткий трубопровод
Электрические металлические трубки (EMT)

ОДНОФАЗНЫЕ СИСТЕМЫ

Большая часть электроэнергии, производимой на электростанциях, производится как трехфазное переменное напряжение.Электроэнергия также передается в форма трехфазного напряжения по магистральным линиям электропередачи.

По назначению трехфазное напряжение может быть изменено на три отдельных однофазные напряжения для распределения по жилым помещениям.

Хотя однофазные системы используются в основном для электроснабжения жилых помещений. системы распределения, есть некоторые промышленные и коммерческие применения однофазных систем.Однофазное распределение мощности обычно возникает от трехфазных линий электропередач, поэтому системы электроснабжения способны питания как трехфазных, так и однофазных нагрузок от одной и той же мощности линий. ИНЖИР. 1 показана типичная система распределения электроэнергии от силовой станции (источника) к различным однофазным и трехфазным нагрузкам, которые подключены к системе.

РИС. 1. Типовая система распределения электроэнергии.

РИС.2. Однофазные системы распределения электроэнергии: (A) Однофазные, двухпроводная система, (B) Однофазная трехпроводная система (взятая из двух горячие линии), (C) Однофазная, трехпроводная система (взятая от одной горячей линия и одна заземленная нейтраль).

Однофазные системы могут быть двух основных типов — однофазные двухпроводные. системы или однофазные трехпроводные системы. Однофазный двухпроводной система показана на фиг. 2А (верхняя диаграмма). Эта система использует 10 кВ Трансформатор, вторичная обмотка которого производит одно однофазное напряжение, например, 120 или 240 вольт.Эта система имеет одну горячую линию и одну нейтральную линия.

В бытовых распределительных системах этот тип чаще всего использовался несколько лет назад обеспечивали работу при напряжении 120 вольт. Однако, поскольку мощность прибора требования возросли, необходимость в системе с двумя напряжениями стала очевидной.

Для удовлетворения спроса на увеличение мощности в жилых домах однофазные трехпроводные система сейчас используется. Домашний служебный вход может быть запитан напряжением 120/240 вольт. энергии методами, показанными на фиг. 2B и 10 2C (в центре и внизу диаграммы).Каждая из этих систем получена от трехфазного источника питания. линия. Однофазная трехпроводная система имеет две горячие линии и нейтраль. линия. Горячие линии, изоляция которых обычно черная и красная, подключен к внешним выводам вторичных обмоток трансформатора. Нейтральная линия (белый изолированный провод) подключается к центральному отводу. распределительного трансформатора. Таким образом, с нейтрального на любую горячую линию, Может быть получено 120 вольт для освещения и требований малой мощности.

По горячим линиям подается напряжение 240 В для повышенных требований к мощности.

Таким образом, текущая потребность в крупномасштабном энергоемком оборудовании сокращается вдвое, поскольку используется 240 вольт, а не 120 вольт. Или однофазная двухпроводная или однофазная трехпроводная система может использоваться для подачи однофазного питания для промышленного или коммерческого использования. Однако эти однофазные системы в основном предназначены для бытового электроснабжения. распределение.

ТРЕХФАЗНЫЕ СИСТЕМЫ

Поскольку промышленные предприятия и коммерческие здания используют преимущественно трехфазное питание, они полагаются на трехфазные распределительные системы для подачи этой энергии. Большие трехфазные распределительные трансформаторы обычно располагаются на подстанциях. прилегающие к промышленным предприятиям или коммерческим зданиям.

Их цель состоит в том, чтобы подавать надлежащее напряжение переменного тока, чтобы соответствовать необходимым требованиям. требования к нагрузке.Напряжения переменного тока, которые передаются в распределительную подстанции находятся под высоким напряжением, которое необходимо понизить на три фазы. трансформаторы.

РИС. 3. Основные способы подключения трехфазного трансформатора: (A) соединение дельта-треугольник, (B) соединение треугольник-звезда, (C) соединение звезда-звезда соединение, (D) соединение звезда-треугольник и (E) соединение разомкнутый треугольник.

Подключение трехфазного трансформатора

Есть пять способов, которыми первичная и вторичная обмотки возможно подключение трехфазных трансформаторов.Это дельта-дельта, соединения «треугольник», «звезда-звезда», «звезда-треугольник» и «открытый треугольник». Эти основные методы проиллюстрированы на фиг. 3. Соединение дельта-дельта. (Рис. 3A) используется для некоторых приложений с более низким напряжением.

Метод «треугольник-звезда» (фиг. 3B) обычно используется для повышения напряжения, так как вольт-фарадная характеристика вторичной обмотки, соединенной звездой, приводит к с внутренним повышающим коэффициентом в 1,73 раза. Соединение звезда-звезда фиг.3C обычно не используется, в то время как метод звезда-дельта (фиг. 3D) можно выгодно использовать для понижения напряжения. Открытая дельта соединение (фиг. 3E) используется в случае повреждения одной обмотки трансформатора, или выведен из эксплуатации. Трансформатор по-прежнему будет трехфазным. мощность, но при меньшем токе и мощности. Эта связь может также желательно, когда полная мощность трех трансформаторов не нужно на потом.Два одинаковых однофазных трансформатора могут использоваться для подачи питания на нагрузку до третьего трансформатор необходим для удовлетворения повышенных требований к нагрузке.

Типы трехфазных систем

Трехфазные системы распределения электроэнергии, обеспечивающие питание промышленных и коммерческие здания, классифицируются по количеству фаз и количество необходимых проводов. Эти системы, показанные на фиг. 4, являются трехфазная трехпроводная система, трехфазная трехпроводная система с нейтраль и трехфазная четырехпроводная система.Подключение первичной обмотки здесь не рассматривается. Трехфазная трехпроводная система, показанная на ИНЖИР. 4A, может использоваться для питания нагрузки двигателя 240 или 480 вольт. Его основным недостатком является то, что он подает только один вольт, так как только К нагрузке подведены три горячие линии.

Обычный код цвета изоляции для этих трех горячих линий — черный, красный или синий, как указано в NEC.

РИС. 4. Промышленные системы распределения электроэнергии: (A) трехфазные, трехпроводные. система, (B) трехфазная, трехпроводная система с нейтралью, (C) трехфазная, четырехпроводная система.

Недостатком трехфазной трехпроводной системы может быть частично за счет добавления одной обмотки с центральным отводом, как показано в трехфазном трехпроводная система с нейтралью, показанная на фиг. 4Б. Эта система может использоваться как питание на 120/240 вольт или 240/480 вольт. Если предположить, что это используется для питания 120/240 вольт, напряжение от горячей линии в точке 1 и горячая линия в точке 2 к нейтрали будет 120 вольт, потому что обмотки с центральным отводом.

Однако 240 В по-прежнему будут доступны на любых двух горячих линиях. Нейтральный провод имеет цветовую маркировку с белой или серой изоляцией. В Недостатком этой системы является то, что при замене проводки она можно подключить нагрузку 120 вольт между нейтралью и точкой 3 (иногда называемая «дикой» фазой). Напряжение присутствует здесь будет комбинация трехфазных напряжений между точками 1 и 4 и пункты 1 и 3.Это будет напряжение более 300 вольт! Хотя существует ситуация «дикой фазы», эта система способен питать как нагрузки большой мощности, так и нагрузки низкого напряжения, например, используются для освещения и небольшого оборудования.

Наиболее широко используемой трехфазной системой распределения электроэнергии является трехфазная четырехпроводная система. Эта система, показанная на фиг. 4C, обычно поставляет 120/208 вольт и 277/480 вольт для требований промышленной или коммерческой нагрузки.Здесь проиллюстрирована система на 120/208 вольт. От нейтрального до любого горячего линии, можно получить 120 вольт для освещения и маломощных нагрузок. Через любые две горячие линии, 208 вольт для питания двигателей или других высокомощные нагрузки. Самая популярная система для промышленных и коммерческих Распределение питания — это система на 277/408 В, которая способна подавать как трехфазные, так и однофазные нагрузки. Система 240/416 вольт иногда используется для промышленных нагрузок, в то время как система на 120/208 вольт часто используется для подземного распространения в городских районах.Обратите внимание, что эта система на основе характеристик напряжения трехфазного соединения звездой, и что соотношение VL = VP × 1,73 существует для каждого приложения этой системы.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Концепция заземления в системе распределения электроэнергии очень важно. Системы распределения должны иметь непрерывную бесперебойную работу. основания. Если заземленный провод разомкнут, земля больше не функциональный.В условиях открытого грунта могут возникнуть серьезные проблемы с безопасностью. и вызвать ненормальную работу системы.

Распределительные системы должны быть заземлены на подстанциях, а в конце линий электропередачи до подачи питания на нагрузку. Заземление необходим на подстанциях для безопасности населения и энергетики обслуживающий персонал компании. Заземление также дает точки для соединения нейтрали трансформатора для заземления оборудования. Безопасность и оборудование Основания будут рассмотрены более подробно позже.

На подстанциях все внешние металлические части должны быть заземлены, а все трансформатор, автоматический выключатель и корпуса переключателей должны быть заземлены. А также металлические заборы и любой другой металл, входящий в состав подстанции. конструкция должна быть заземлена. Заземление гарантирует, что любой человек, который прикосновение к любой из металлических частей не вызовет поражения электрическим током. Следовательно, если высоковольтная линия соприкоснется с любым из заземленные части, система будет открыта защитным оборудованием.Таким образом, существенно снижается опасность появления высоких напряжений на подстанциях. заземлением. Фактическое заземление выполняется сваркой, пайкой, или привинчивание проводника к металлическому стержню или стержню, который затем физически помещен в землю. Это стержневое устройство называется заземляющим электродом. Правильные методы заземления необходимы для безопасности, а также для производительность схемы. Есть два типа заземления: (1) заземление системы, и (2) заземление оборудования.Еще один важный фактор заземления — это замыкание на землю. защитное снаряжение.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ СИСТЕМЫ

Заземление системы включает в себя фактическое заземление токоведущей проводник (обычно называемый нейтралью) системы распределения электроэнергии.

Трехфазные системы могут быть звездообразными или треугольными. Звездообразная система имеет очевидное преимущество перед дельта-системой, так как по одной стороне каждого фазная обмотка подключена к земле.Мы определим землю как ориентир точка нулевого напряжения, которая обычно является фактическим подключением на землю. Общие выводы звездообразной системы при подключении к земле, стать нейтральным проводом трехфазного четырехпроводного система.

Дельта-система не поддается заземлению, так как она не имеет общей нейтрали. Проблема замыканий на землю (линейный замыкания на землю), возникающие в незаземленных системах треугольника, намного больше чем в звездообразных системах.Распространенным методом заземления дельта-системы является использовать соединение трансформатора звезда-треугольник и заземлить общие клеммы первичной обмотки, соединенной звездой. Тем не менее, звездообразная система сейчас используется больше. часто для промышленного и коммерческого распределения, так как вторичный легко заземляется и обеспечивает защиту от перенапряжения от молнии или шорты на землю.

Однофазные системы на 120/240 В или 240/480 В с заземлением аналогично трехфазному заземлению.Нейтраль однофазной трехпроводная система заземляется металлическим стержнем (заземляющим электродом), приводимым в действие в землю в месте расположения трансформатора. Провода заземления системы изолированы белым или серым материалом для облегчения идентификации.

Заземление оборудования

Второй тип заземления — это заземление оборудования, которое, как термин подразумевает, размещает рабочее оборудование с потенциалом земли. Дирижер для этой цели используется либо неизолированный провод, либо зеленый изолированный провод. провод.NEC описывает условия, при которых требуется фиксированное электрическое оборудование. быть заземленным. Обычно все стационарное электрооборудование, расположенное в промышленных заводы или коммерческие здания должны быть заземлены. Типы оборудования которые должны быть заземлены, включая корпуса для коммутации и защиты оборудование для регулирования нагрузки, корпуса трансформаторов, корпуса электродвигателей, и стационарное электронное испытательное оборудование. Промышленные предприятия должны использовать 120 вольт, однофазные дуплексные розетки заземленного типа для всех переносных инструменты.Заземление этих розеток можно проверить с помощью плагин-тестер.

ЗАЩИТА ОТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Прерыватели замыкания на землю (GFI) широко используются в промышленности, коммерческие и жилые системы распределения электроэнергии. Требуется NEC, что все 120-вольтовые, однофазные, 15- или 20-амперные розетки розетки, установленные на открытом воздухе или в ванных комнатах, имеют замыкание на землю к ним подключены прерыватели.Эти устройства также называются устройствами защиты от замыканий на землю. прерыватели цепи (GFCI).

Работа GFI

Эти устройства разработаны таким образом, чтобы исключить опасность поражения электрическим током. от людей, контактирующих с горячей линией переменного тока (фаза-земля короткая). Прерыватель цепи предназначен для обнаружения любых изменений в цепи. условия, например, возникшие при коротком замыкании между линией и землей.

Один тип GFI имеет провода управления, проходящие через магнитный тороидальный петля (см. фиг.5). Обычно переменный ток, протекающий через два проводники внутри петли равны по величине и противоположны по направлению. Любое изменение этого равного и противоположного состояния воспринимается магнитным полем. тороидальная петля. Когда происходит короткое замыкание на землю, мгновенное происходит изменение условий цепи. Изменение вызывает магнитное поле в тороидальную петлю. Индуцированный ток усиливается до уровня, достаточного для размыкания механизма выключателя.Таким образом, любое короткое замыкание линии на землю вызовет прерыватель замыкания на землю. открыть.

Рабочая скорость GFI настолько высока, что существует опасность поражения электрическим током. людей значительно сокращается, так как только минутный ток открывает схема.

РИС. 5. Упрощенная схема прерывателя замыкания на землю

Приложения GFI

Требуются строительные площадки, на которых устраивается временная проводка. использовать GFI для защиты работников, использующих электрооборудование.Защита от замыканий на землю частных лиц и коммерческого оборудования должна Предусмотрено для систем с соединением звездой от 150 до 600 вольт на каждую распределительный щит номиналом более 1000 ампер. В этой ситуации, GFI откроет все незаземленные проводники на щитке, когда короткое замыкание на землю. Теперь GFI используются для всех типов жилых домов, коммерческое и промышленное применение.

Типы систем защиты от замыканий на землю

Используется четыре основных типа систем защиты от замыканий на землю. Cегодня.К ним относятся: применение в больницах, применение в жилых помещениях, электродвигатель. приложения защиты и специальное распределение электроэнергии системные приложения. Эти системы защиты от замыканий на землю можно разделить на по тому, что они должны защищать, или по типу защиты, которую они должны предоставлять. Разработаны приложения для больниц и жилых помещений. чтобы уберечь людей от чрезмерных ударов. Двигатель и электрическая мощность приложения предназначены для защиты электрооборудования.

Другой метод классификации — в зависимости от силы тока. требуется перед срабатыванием системы охранной сигнализации или отключением электрического цепь происходит. Типичные значения тока, которые вызовут срабатывание сигнализации или отключение для активации 0,002 ампера (2 мА) для больничных приложений, 0,005 амперы (5 мА) для жилых помещений, от 5 до 100 ампер для защиты электродвигателей схемы применения и от 200 до 1200 ампер для распределения электроэнергии применение оборудования.

Необходимость защиты от замыканий на землю

Чтобы понять необходимость прерывателя цепи замыкания на землю (для защиты людей) сначала необходимо понять некоторые основные факты.

Эти факты относятся как к людям, так и к замыканиям на землю.

Важным фактом является то, что сопротивление тела человека зависит от количество влаги, присутствующей на коже, мышечная структура тело, и напряжение, которому подвергается тело.Эксперименты Показано, что сопротивление тела из одной руки в другую немного где от 1000 до 4000 Ом. Эти оценки основаны на нескольких предположения относительно влажности и мышечной структуры. Мы также знаем что сопротивление тела (из рук в руки) ниже при более высоком напряжении возрастов. Это связано с тем, что более высокое напряжение способно «сломать» вниз »внешние слои кожи. Таким образом, более высокое напряжение более опасный.

Мы можем использовать закон Ома, чтобы оценить, что типичный результирующий ток от среднего сопротивления тела (из рук в руки) около 115 мА при 240 вольт переменного тока и около 40 мА при 120 вольт переменного тока. Эффекты 60 Гц AC на теле человека принято принимать, как указано в ТАБЛИЦЕ. 1.

Фибрилляция желудочков — это аномальный образец сокращения сердце. Как только возникает фибрилляция желудочков, она будет продолжаться и наступит смерть. произойдет в течение нескольких минут.Реанимационные методы, если они применяются немедленно, может спасти жертву. Смерть от поражения электрическим током из-за высокого процента смертей, происходящих дома и на производстве. Многие из этих смертей происходят из-за контакта с цепями низкого напряжения (600 вольт и ниже), в основном системы на 120 и 240 вольт.

=========

ТАБЛИЦА 1. Реакция тела на переменный ток

Величина воздействия тока на тело 1 мА или меньше Нет ощущений (не ощущается).

Более 5 мА Болезненный шок.

Более 10 мА Сокращения мышц; может вызвать «замораживание» электрическая схема для некоторых людей.

Более 15 мА Сокращения мышц; может вызвать «замораживание» электрическая схема для большинства людей.

Более 30 мА Дыхание затруднено; может вызвать потерю сознания.

от 50 до 100 мА Возможна фибрилляция желудочков сердца.

от 100 до 200 мА Фибрилляция желудочков сердца является несомненной.

Более 200 мА Сильные ожоги и мышечные сокращения; сердце больше склонен к прекращению биений, чем к фибрилляции.

1 ампер и выше: необратимое повреждение тканей тела.

========

Защита от замыканий на землю для дома

Прерыватели замыкания на землю для дома бывают трех типов: (1) контурные. прерыватель, (2) розетки и (3) вставные типы. Защита от замыканий на землю устройства сконструированы в соответствии со стандартами, разработанными Андеррайтером. Лаборатории.Автоматические выключатели GFI сочетают в себе защиту от замыканий на землю. и прерывание цепи при той же перегрузке по току и коротком замыкании защитное оборудование, как и стандартный автоматический выключатель. Схема GFI автоматический выключатель занимает то же место, что и стандартный автоматический выключатель. Он обеспечивает такую же защиту разветвленной цепи, что и стандартный автоматический выключатель, а также защита от замыканий на землю. Чувство GFI система постоянно контролирует текущий баланс в незаземленных (горячих) провод и заземленный (нейтральный) провод.Ток в нейтрали провод становится меньше тока в горячем проводе при замыкании на землю развивается. Это означает, что часть тока в цепи возвращается заземлить каким-либо способом, кроме нулевого провода. Когда дисбаланс при возникновении тока датчик (дифференциальный трансформатор тока) отправляет сигнал на твердотельную схему, который активирует механизм отключения. Это действие открывает горячую линию. Дифференциальный ток всего 5 мА приведет к тому, что датчик отправит сигнал неисправности и вызовет автоматический выключатель чтобы прервать цепь.

Обычно розетки GFI обеспечивают защиту от замыканий на землю на 120-, Системы переменного тока на 208 или 240 вольт. Розетки GFI бывают на 15 и 20 ампер. конструкции. 15-амперный блок имеет конфигурацию розетки для использования с Только вилки на 15 ампер. Устройство на 20 ампер имеет конфигурацию розетки. для использования с 15- или 20-амперными вилками. Эти розетки GFI имеют подключения для проводов под напряжением, нейтрали и заземления. Все розетки GFI имеют двухполюсный механизм отключения, который отключает как горячий, так и подключения нейтральной нагрузки в момент возникновения неисправности.

Вставные розетки GFI обеспечивают защиту путем подключения к стандартному настенная розетка. Некоторые производители предлагают устройства, которые тоже не будут двух- или трехпроводные розетки. Главное преимущество этого типа единицы в том, что ее можно перемещать из одного места в другое.

Защита от замыканий на землю для распределительного оборудования

Замыкания на землю могут вывести из строя электрооборудование, если продолжить работу.Междуфазные короткие замыкания и некоторые типы замыканий на землю обычно высокий ток. Обычно они адекватно обрабатываются обычными защитное оборудование от сверхтоков. Однако некоторые замыкания на землю производят эффект искрения из-за относительно малых токов, которые недостаточно велики для срабатывания обычных защитных устройств. Электрическая дуга может вызвать ожоги. оборудование. Система с напряжением 480 или 600 вольт более восприимчива к образованию дуги. возраст, чем система на 120, 208 или 240 вольт, потому что более высокие напряжения выдерживают эффект искрения.Быстро обнаруживаются сильноточные неисправности обычными устройствами максимального тока. Должны быть обнаружены слаботочные значения GFIs.

Замыкания на землю, вызывающие искрение в оборудовании, вероятно, самые частые неисправности. Они могут возникнуть в результате повреждения или порчи. изоляция, грязь, влага или неправильные соединения. Они обычно случаются между одним токоведущим проводом и заземленным корпусом оборудования, кабелепроводом, или металлический корпус.Напряжение между фазой и нейтралью источника вызовет ток, протекающий по горячему проводнику, по пути дуги и обратно через наземный путь. Импеданс проводника и заземления путь (корпус, кабелепровод или корпус) зависит от многих факторов. Как В результате невозможно предсказать значение тока короткого замыкания. Это также может увеличить или уменьшаться по мере продолжения неисправности.

Очевидно, что многие факторы влияют на величину, продолжительность, и эффект дугового замыкания на землю.В некоторых условиях возникает большой величина тока повреждения, в то время как другие ограничивают ток повреждения относительно небольшое количество. Величина дугового тока и время, в течение которого дуга сохраняется. может нанести очень большой ущерб оборудованию. Наверное, важнее коэффициент — это период времени дугового напряжения, так как чем дольше время дуги, тем больше вероятность того, что дуги распространятся на разные области внутри оборудования.

Реле тока заземления — это один из методов защиты оборудования от замыкания на землю.Ток протекает через нагрузку или короткое замыкание по горячим и нейтральные проводники и возврат к источнику на этих проводниках-а, в некоторой степени по наземной дорожке. Нормальный ток пути заземления очень маленький. Следовательно, практически весь ток, текущий из источник также возвращается по той же горячей линии и нейтральным проводникам. Однако, если происходит замыкание на землю, ток заземления увеличится. до точки, где ток уйдет через неисправность и вернется через наземный путь.

В результате ток возвращается по горячему и нейтральному проводникам. меньше, чем выходящая сумма. Разница указывает на количество тока в пути заземления. Реле, которое это чувствует разность токов, может действовать как устройство защиты от замыканий на землю.

Защита электродвигателей от замыканий на землю

Системы защиты двигателей обеспечивают защиту в диапазоне от 5 до 100 ампер.Этот тип системы защиты от замыканий на землю обеспечивает защиту от замыкания на землю как в однофазных, так и в трехфазных системах. Многие отказы системы изоляции начинаются с небольшого тока утечки, который накапливается со временем, пока не возникнет повреждение. Эти системы защиты от замыканий на землю обнаруживать токи утечки на землю, пока они еще малы, и, таким образом, предотвратить любое серьезное повреждение двигателей.

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОПРОВОДОВ ДЛЯ СИСТЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Схема электропроводки систем распределения электроэнергии может быть очень сложный.При подключении необходимо учитывать множество факторов. дизайн системы распределения, установленной в здании. Электропроводка стандарты указаны в Национальном электротехническом кодексе (NEC), который опубликовано Национальной ассоциацией электрозащиты (NEP А). NEC, местные стандарты электропроводки и правила проверки электрооборудования следует учитывать при проектировании электропроводки. рассмотрение.

Есть несколько соображений по проектированию электропроводки распределительной системы. которые специально указаны в NEC.В этом разделе мы будем занимается расчетом падения напряжения, проектированием ответвлений, фидерной цепью дизайн и дизайн систем заземления.

Национальный электротехнический кодекс (NEC) Используйте

NEC устанавливает минимальные стандарты для электропроводки в Соединенные Штаты. Стандарты, содержащиеся в NEC, соблюдаются, поскольку включены в различные городские и общественные постановления, касающиеся с электропроводкой в жилых домах, на промышленных предприятиях и в коммерческих здания.Таким образом, эти местные постановления соответствуют стандартам изложено в НЭК.

В большинстве регионов США лицензия должна быть получена любым физическое лицо, занимающееся электромонтажом. Обычно нужно пройти тест управляется городом, округом или штатом, чтобы получить это лицензия.

Эти тесты основаны на местных постановлениях и NEC. Правила для электрическая проводка, установленная местной электросетью компании также иногда включаются в лицензионный тест.

Осмотр электрооборудования

Когда строятся новые здания, они должны быть проверены, чтобы убедиться, что электропроводка соответствует нормам местных постановлений, NEC и местная энергетическая компания. Организация, поставляющая Электроинспекторы варьируются от одного населенного пункта к другому. Обычно местная энергетическая компания может посоветовать людям, с кем связаться для получения информации об электротехнических обследованиях.

Падение напряжения в электрических проводниках

Хотя сопротивление электрических проводников очень низкое, длинный длина провода может вызвать значительное падение напряжения. Это проиллюстрировано на фиг. 6. Помните, что падение напряжения — это ток, умноженный на сопротивление. (I × R). Следовательно, всякий раз, когда через систему протекает ток, напряжение капля создается. В идеале падение напряжения, вызванное сопротивлением проводника будет очень мало.

Однако более длинный отрезок электрического проводника имеет большее сопротивление. Поэтому иногда необходимо ограничить расстояние, на котором проводник может распространяться от источника питания до нагрузки, которую он питает. Много типы нагрузок не работают должным образом, когда значение меньше полного имеется напряжение источника.

На РИС. 6 видно, что по мере увеличения падения напряжения (VD) напряжение, приложенное к нагрузке (VL), уменьшается.Как ток в системе увеличивается, VD увеличивается, вызывая уменьшение VL, так как напряжение источника остается такой же.

ТАБЛИЦА 2. Размеры медных и алюминиевых проводников

РИС. 6. Падение напряжения в электрической цепи

Расчет падения напряжения с использованием таблицы проводников

При проектировании электропроводки важно уметь для определения величины падения напряжения, вызванного сопротивлением проводника.

ТАБЛИЦА 2 используется для выполнения этих расчетов. NEC ограничивает сумму падения напряжения, которое может иметь система. Это означает, что длинные серии проводников обычно следует избегать. Помните, что дирижер с большая площадь поперечного сечения вызовет меньшее падение напряжения, так как его сопротивление меньше.

Чтобы лучше понять, как определить размер необходимого проводника чтобы ограничить падение напряжения в системе, мы рассмотрим пример проблемы.

Пример задачи:

Дано: 200-амперная нагрузка, расположенная в 400 футах (121,92 метра) от 240-вольтной однофазный источник. Ограничьте падение напряжения до 2 процентов от источника.

Находка: размер правого медного проводника, необходимый для ограничения напряжения. падение системы.

Решение:

1. Допустимое падение напряжения составляет 240 В, умноженное на 0,02 (2%). Этот равно 4.8 вольт.

2. Определите максимальное сопротивление для 800 футов (243,84 метра). Этот эквивалентно 400 футов (121,92 метра) × 2, поскольку есть два токопроводящие жилы для однофазной системы.

3. Определите максимальное сопротивление для 1000 футов (304,8 метра) дирижер.

4. Используйте ТАБЛИЦУ 2, чтобы найти размер медного проводника, у которого сопротивление постоянному току (DC) (Ом на 1000 футов) значение, равное до или меньше значения, рассчитанного в пункте 3 выше.Выбранный дирижер размер проводника 350 MCM, RH Медь.

5. Проверьте этот провод по таблице допустимых значений тока, чтобы убедиться, что он достаточно большой, чтобы выдерживать 200 ампер. ТАБЛИЦА 3 показывает, что 350 MCM, Правый медный проводник выдерживает ток 310 ампер; поэтому используйте Проводники 350 MCM. (Всегда не забывайте использовать самый большой проводник, если Шаги 4 и 5 дают противоречивые значения.)

6. Если сила тока больше, чем указано в таблицах, используйте больше, чем один провод такого же размера для проектных расчетов.

ТАБЛИЦА 3. Значения амплитуды проводов в дорожке качения или кабеле (не более 3)

Альтернативный метод расчета падения напряжения

В некоторых случаях более простой метод определения сечения проводника для ограничение падения напряжения заключается в использовании одной из следующих формул для Найдите площадь поперечного сечения (см) проводника.

… где:

p = удельное сопротивление из ТАБЛИЦЫ 2

I = ток нагрузки в амперах,

VD = допустимое падение напряжения, а

d = расстояние от источника до груза, в футах.

Пример задачи для однофазной системы, приведенный выше. раздел можно настроить следующим образом:

Следующий по величине размер — провод 350 MCM.

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ ЦЕПЕЙ

Ответвленная цепь определяется как цепь, идущая от последнего устройство защиты от перегрузки по току энергосистемы. Ответвительные цепи, согласно NEC, их мощность составляет 15,20,30,40 или 50 ампер.Нагрузки более 50 ампер не должны подключаться к ответвленной цепи.

В NEC существует множество правил, применимых к проектированию ответвленных цепей.

Следующая информация основана на NEC. Во-первых, каждая схема должны быть спроектированы таким образом, чтобы исключить случайное короткое замыкание или заземление. вызвать повреждение любой части системы. Затем предохранители или автоматические выключатели должны использоваться в качестве устройств защиты от перегрузки по току параллельной цепи. Должен короткое замыкание или заземление, защитное устройство должно открыть и прервать прохождение тока в ответвленной цепи.Один важный Согласно правилу NEC, провод № 16 или № 18 (удлинитель) может быть отключен. от проводов № 12 или № 14, но не от проводников больше, чем №12. Это означает, что удлинитель провода №16 не должен быть подключенным к розетке с проводом № 10. Ущерб меньше провода (из-за эффекта нагрева) до того, как устройство максимального тока сможет open устраняется применением этого правила. Цепи освещения составляют единое целое наиболее распространенных типов ответвлений.Обычно они либо Схемы на 15 или 20 ампер.

Максимальный номинал отдельной нагрузки (например, переносного прибора). подключен к параллельной цепи) составляет 80 процентов тока параллельной цепи рейтинг. Следовательно, на 20-амперную схему не может быть одной нагрузки. который потребляет более 16 ампер. Если нагрузка постоянно подключена прибора, его текущий рейтинг не может превышать 50 процентов от емкость ответвительной цепи — если подключены переносные приборы или фонари к той же схеме.

Падение напряжения в цепях ответвления

Ответвительные цепи должны быть спроектированы так, чтобы подавалось достаточное напряжение. подключены ко всем частям схемы. Расстояние, на которое ответвление цепи может выходить из источника напряжения или панели распределения питания, поэтому ограничено. Падение напряжения на 3 процента указывается NEC как максимально допустимый для параллельных цепей в электропроводке дизайн.

Метод расчета падения напряжения в параллельной цепи: пошаговый процесс, который иллюстрируется следующей задачей.Обратитесь к принципиальной схеме, представленной на фиг. 7.

Пример задачи:

Дано: 120-вольтная 15-амперная ответвленная цепь питает нагрузку, состоящую из из четырех ламп. Каждая лампа потребляет от источника 3 ампера тока.

Лампы расположены на расстоянии 10 футов (3,05 метра) от источника питания. распределительный щит.

Найти: напряжение на лампе №4.

Раствор:

1.Найдите сопротивление для 20 футов (6,1 м) проводника (такое же как для 10-футового проводника × 2). Медный провод №14 применяется на 15 ампер. ответвленные цепи. Из ТАБЛИЦЫ 2 мы находим, что сопротивление 1000 футов (304,8 метра) медного провода № 14 составляет 2,57 Ом. Следовательно, сопротивление из 20 футов провода составляет: [не показано]

РИС. 7. Схема для расчета падения напряжения в ответвленной цепи

Обратите внимание, что напряжение на лампе номер 4 значительно снижено. от значения источника 120 В из-за падения напряжения в проводниках.Также обратите внимание, что сопротивления, используемые для расчета падений напряжения представлены оба провода (горячий и нейтральный) ответвленной цепи. Обычно 120-вольтовые параллельные цепи не могут превышать 100 футов (30,48 метра). от распределительного щита. Предпочтительное расстояние — 75 футов. (22,86 метра). Падение напряжения в проводниках параллельной цепи может быть уменьшается за счет уменьшения длины цепи или использования большего проводники.

При проектировании электропроводки жилых помещений падение напряжения во многих отраслях схемы сложно рассчитать, так как осветительные и переносные розетки прибора размещаются в одних и тех же ответвленных цепях.С переносная техника и «вставные» фонари используются не все время, падение напряжения будет варьироваться в зависимости от количества огней и используемая техника.

Эта проблема обычно не встречается в промышленных или коммерческих схема разводки светильников, так как осветительные блоки обычно больше и постоянно устанавливаются в ответвленных цепях.

Электромонтаж параллельных цепей

Ответвительная цепь обычно состоит из кабеля с неметаллической оболочкой, который подключается к распределительному щиту.Каждая ответвленная цепь, которая подключен к распределительному щиту, защищен плавким предохранителем или автоматический выключатель.

На силовой панели также есть главный выключатель, который управляет всеми ответвлениями. схемы, которые к нему подключены.

РИС. 8. Схема распределительного щита на однофазный, трехпроводная ветвь

Однофазные ответвительные цепи

Схема однофазного трехпроводного (120/240 В) распределения питания панель показана на фиг.8. Обратите внимание, что восемь цепей на 120 В и одна 240-вольтовая цепь доступны от силовой панели. Этот тип системы используется в большинстве домов, где есть несколько 120-вольтных параллельных цепей. и, как правило, требуются три или четыре ответвления на 240 вольт. Обратите внимание на фиг. 8 что на каждой горячей линии есть автоматический выключатель, а на нейтральная линия подключается непосредственно к ответвленным цепям. Нейтралы должны никогда не открываться (плавиться). Это мера предосторожности при электромонтаже. дизайн.

Трехфазные ответвительные цепи

Схема трехфазного четырехпроводного (120/208 В) распределения питания панель показана на фиг. 9. Есть три однофазных 120-вольтовых ветви показаны две трехфазные 208-вольтовые цепи. Однофазный филиалы сбалансированы (по одной горячей линии от каждого филиала). Каждая горячая линия имеет индивидуальный автоматический выключатель. Необходимо подключить трехфазные линии. так что перегрузка в ответвленной цепи приведет к тому, что все три линии открыть.Это достигается за счет использования трехфазного автоматического выключателя, который расположен внутри, как показано на фиг. 9.

РИС. 9. Схема распределительного щита для трехфазного, четырехпроводного ответвленная цепь.

УЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ЦЕПИ ПИТАТЕЛЯ

Цепи фидера используются для распределения электроэнергии для распределения энергии панели. Многие фидерные цепи простираются на очень большие расстояния; следовательно, Падение напряжения необходимо учитывать при проектировании цепи фидера.В высшем в цепях фидера снижается падение напряжения. Однако многие Для цепей фидера более низкого напряжения требуются проводники большого диаметра для обеспечения допустимый уровень падения напряжения. Сильноточные фидерные цепи также представляют проблему с точки зрения массивной защиты от перегрузки, которая иногда требуется. Эта защита обычно обеспечивается системным распределительным устройством. или центры нагрузки, где берут начало цепи фидера.

РИС.10. Схема трехфазного выключателя

Определение размера контуров подачи

Величина тока, на которую должна быть рассчитана фидерная цепь. зависит от фактической нагрузки, требуемой распределением мощности параллельной цепи панели, которые он поставляет. Каждая панель распределения питания будет иметь отдельный фидерный контур. Кроме того, каждая фидерная цепь должна иметь свою собственную перегрузку. защита.

Следующая задача — это пример расчета размера питателя. схема.

Пример задачи:

Дано: подключены три люминесцентных светильника мощностью 15 кВт к трехфазной четырехпроводной (277/480 вольт) системе. Осветительные блоки имеют коэффициент мощности 0,8.

Найдите: необходимый размер алюминиевых фидерных проводов THW для обеспечения этой нагрузки.

Решение:

1. Найдите линейный ток:

IL = ——- 1.73 × ВЛ × ПФ

45 000 Вт

= ——— 1,73 × 480 В × 0,8

= 67,74 ампера

2. Из ТАБЛИЦЫ 3 мы находим, что размер проводника, который выдерживает 67,74 Ампер тока — это алюминиевый провод № 3 AWG THW.

Расчет падения напряжения для цепей фидера

При проектировании цепи фидера необходимо учитывать падение напряжения на проводнике. Падение напряжения в цепи фидера должно быть минимальным. так что максимальная мощность может быть доставлена к нагрузкам, подключенным к система подачи.NEC допускает падение напряжения не более 5%. совмещение ответвления и фидерной цепи; однако 5-процентное напряжение уменьшение представляет собой значительную потерю мощности в цепи. Мы можем рассчитать потери мощности из-за падения напряжения как V2 / R, где V2 — падение напряжения цепи, а R — сопротивление проводников цепи.

Расчет сечения фидера аналогичен расчету для ответвления. падение напряжения в цепи.Размер жилы должен быть достаточно большим. чтобы: (1) иметь требуемую допустимую нагрузку и (2) поддерживать падение напряжения ниже указанный уровень. Если второе требование не выполняется, возможно, потому что длинной фидерной цепи выбираемые проводники должны быть больше, чем требуется рейтинг допустимой нагрузки. Следующая проблема иллюстрирует расчет сечения фидера на основе падения напряжения в однофазная схема.

Пример задачи:

Дано: взрывозащищенная однофазная 240-вольтовая нагрузка на заводе рассчитана на 85 кг. Вт.Питатели (две горячие линии) будут иметь длину 260 футов (79,25 метра). медной жилы RHW. Максимально допустимое падение напряжения на проводе составляет 2 процента.

Найдите: требуемый размер проводника фидера.

Раствор:

1. Найдите максимальное падение напряжения в цепи.

VD =% × Нагрузка

= 0,02 × 240

= 4,8 вольт

2. Найдите ток, потребляемый нагрузкой.

Мощность

I = —- Напряжение

85 000

= — 240

= 354,2 ампера

3. Найдите минимальную требуемую площадь проводника в миллиметрах. Используйте формулу дан для определения площади поперечного сечения проводника в однофазном систем, который ранее был приведен в «Альтернативном методе расчета падения напряжения »п.

см = p × I × 2d

—— VD

10.4 × 354,2 × 2 × 260

= ———- 4,8

= 399 065,33 см

4. Определите сечение фидера. Следующий провод большего размера в ТАБЛИЦЕ 2 также 400 млн м3. Посмотрите ТАБЛИЦУ 3, и вы увидите, что 400 Медный провод MCM RHW выдерживает 335 ампер. Это меньше, чем требуется 354,2 ампера, поэтому используйте следующий больший размер, то есть 500 Проводник МСМ.

Размер жилы для трехфазной фидерной цепи определен в аналогично.В этой задаче размер фидера будет определяться на основу цепи падения напряжения.

Пример задачи:

Дано: ex 480 В, трехфазная, трехпроводная (треугольник) фидерная цепь обеспечивает сбалансированную нагрузку 45 киловатт в коммерческое здание. Загрузка работает с коэффициентом мощности 0,75. Питающий контур (три горячие линии) будет длиной 300 футов (91,44 метра) правого медного проводника. В максимальное падение напряжения составляет 1 процент.

Найдите: требуемый размер фидера (исходя из падения напряжения в цепи).

Раствор:

1. Найдите максимальное падение напряжения в цепи.

VD = 0,01 × 480

= 4,8 вольт

2. Найдите линейный ток, потребляемый нагрузкой.

-P

IL = —— 1,73 × V × pf

45000 Вт = ——- 1,73 × 480 × 0,75

= 72.25 ампер

3. Найдите минимальную требуемую площадь проводника в миллиметрах. Используйте формулу для нахождения cmil в трехфазных системах, что было дано в более ранней раздел.

p × I × 1,73 d

см = —— VD

10,4 × 72,25 × 1,73 × 300

= ———— 4,8

= 81 245 см

4. Определите сечение фидера. Ближайший и следующий по размеру размер проводника в ТАБЛИЦЕ 3 — No.1 AWG. Посмотрите ТАБЛИЦУ 3, и вы Видите, что медный провод № 1 AWG RH выдержит ток 130 ампер, больше требуемых 72,25 ампер. Поэтому используйте медь № 1 AWG RH. проводники для фидерной цепи.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Обсуждались вопросы заземления при проектировании электропроводки. ранее. Еще одна необходимость при проектировании электропроводки — определение размера необходимого в цепи заземляющего проводника.Все схемы, которые работать при напряжении 150 вольт или меньше должен быть заземлен; поэтому все жилые электрические системы должны быть заземлены. Системы высокого напряжения, используемые в промышленные и коммерческие здания имеют требования к заземлению, которые определены NEC и местными кодами. Земля на службе вход в здание обычно представляет собой металлическую водопроводную трубу, которая идет непрерывно, под землей, или заземляющий электрод, вбитый в землю возле служебного входа.

Размер заземляющего проводника определяется номинальным током. системы. В ТАБЛИЦЕ 4 перечислены сечения заземляющих проводов оборудования. для внутренней проводки, а в ТАБЛИЦЕ 5 указан минимальный провод заземления. размеры для системного заземления служебных входов. Размеры заземления проводники, перечисленные в ТАБЛИЦЕ 4, предназначены для заземления оборудования, которое соединяет к кабельным каналам, кожухам и металлическим каркасам в целях безопасности. Примечание что нет.12 или кабель № 14, такой как 12-2 WG NMC, может иметь площадку для оборудования № 18. Земля содержится в том же оболочка кабеля в качестве токоведущих проводников. ТАБЛИЦА 5 используется для определения минимального размер заземляющих проводов, необходимых для служебных входов, в зависимости от размер проводов горячей линии, используемых с системой.

ЧАСТИ ВНУТРЕННЕЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ

Обсуждались некоторые части внутренних электрических распределительных систем. ранее.Такие виды оборудования, как трансформаторы, распределительные устройства, проводники, изоляторы и защитное оборудование являются частями внутренней электропроводки. Однако есть определенные части внутренней системы распределения электроэнергии. системы, которые уникальны для самой системы электропроводки. Эти части включают кабели с неметаллической оболочкой (NMC), кабели с металлической оболочкой, жесткие кабелепровод и электрические металлические трубки (EMT).

ТАБЛИЦА 4. Размеры заземляющих проводов оборудования для внутренней обмотки

ТАБЛИЦА 5.Сечения заземляющих проводов для служебных входов

Кабель в неметаллической оболочке (NMC)

Кабель с неметаллической оболочкой — это распространенный тип используемых электрических кабелей. для внутренней проводки. Используется NMC, иногда называемый кабелем Romex. почти исключительно в жилых системах электропроводки. Самый распространенный вид используется № 12-2 WG, который проиллюстрирован на фиг. 11. Этот тип NMC поставляется в рулонах по 250 футов для внутренней проводки.Кабель имеет тонкий пластик. внешнее покрытие с тремя проводниками внутри. Проводники окрашены изоляция, указывающая, следует ли использовать провод в качестве провод под напряжением, нейтраль или заземляющий провод оборудования. Например, дирижер подключенный к горячей стороне системы имеет черную или красную изоляцию, а нейтральный провод имеет изоляцию белого или серого цвета. Оборудование заземляющий провод имеет зеленую изоляцию или не имеет изоляции (неизолированный дирижер).Есть несколько разных размеров втулок и соединителей. используется для установки NMC в зданиях.

РИС. 11. Кабель в неметаллической оболочке (MNC)

Обозначение № 12-2 WG означает, что (1) используемые медные жилы имеют № 12 AWG, как измерено американским калибром проводов (AWG), (2) там два токоведущих проводника, и (3) кабель поставляется с провод заземления (WG). Для сравнения, кабель № 14-3 WG будет иметь три Нет.14 проводников и заземляющий провод. Размер NMC варьируется от Медные проводники с № 14 по № 1 AWG и от № 12 до № 2 AWG. алюминиевые проводники.

Кабель в металлической оболочке

Кабель в металлической оболочке аналогичен NMC, за исключением того, что он имеет гибкую спираль. металлическое покрытие, а не пластиковое покрытие. Распространенный вид металла кабель с оболочкой называется кабелем BX. Как и NMC, кабель BX содержит два или три проводники. Также есть несколько размеров разъемов и втулок. используется при установке кабеля BX.Основное преимущество этого Тип кабеля с металлической оболочкой заключается в том, что он заключен в металлический корпус это гибкий, так что его можно легко согнуть. Прочие металлические корпуса обычно труднее сгибать.

Жесткий трубопровод

Внешний вид жесткого водовода похож на водопроводную трубу. Он используется в специальные места для изоляции электрических проводов. Жесткий канал поставляется в 10-футовой длине, которая должна иметь резьбу для соединения частей вместе.Кабелепровод крепится к металлическим монтажным коробкам с помощью контргаек и втулки. Он громоздкий в обращении и требует много времени для установки.

Электрические металлические трубки (EMT)

EMT, или тонкостенный канал, чем-то похож на жесткий канал, за исключением того, что его можно согнуть с помощью специального инструмента для гибки труб. ЕМТ проще для установки, чем жесткий кабелепровод, так как нарезка резьбы не требуется. Это также поставляется в 10-футовой длине. EMT устанавливается с использованием сжатия муфты для соединения кабелепровода с металлическими распределительными коробками.Электрика салона в системах электропроводки широко используется ЕМТ, так как ее можно легко согнуть, могут быть соединены вместе и могут быть подключены к металлическим монтажным коробкам.

Трехфазная система

— обзор

2 Многоуровневые модели: общая разработка

Рассмотрим трехфазную систему, схематически показанную на рисунке 1, в которой межфазные поверхности между фазами сложны и могут изменяться во времени. Пусть характерные масштабы длины фаз, называемых α- β- и γ-фазами соответственно, существенно отличаются друг от друга.Тогда, по отношению к фазам α и β , фаза γ считается непрерывной, а β-фаза называется дисперсной, но, в свою очередь, по отношению к β- и γ-фазам, β-фаза является непрерывной, а γ-фаза считается дисперсной. Пусть ψ будет скалярной величиной, которая в фазах обозначается как ψ _α, ψ _β и ψ _γ. Изменение ψ внутри фаз описывается уравнениями баланса

Рисунок 1.Трехфазная система с трехуровневой пространственной иерархией

(1) ρi∂ψi∂t + ∇∘ (ji) = πi, i = α, β, γ

, где j _i — плотность потока и π _i — объемная плотность источника ψ . Транспорт через границы раздела αβ, — и βγ — описывается граничными условиями

(2) nij∘ (ji − ρiψiwij) + nij∘ (ji − ρjψjwij) = σij, i, j = α, βandi , j = β, γ

, где W _ij — скорость интерфейса ij , σ _ij обозначает поверхностную плотность источника в количестве ψ на ij . -интерфейс, а n _nJ — нормальный единичный вектор к интерфейсу ij .

Предположим, что можно определить такие объемы пространственного усреднения

(3) Vα = constantLα3 и Vβ = constantLβ3.

для фаз α, — и β , связанных с координатами x _α и x _β , что условия

(4) λα≪Lα≪∧αиλβ≪ Lβ≪∧β

(5) β∞λαи∧λ∞λβ

удовлетворены. Затем, следуя процедуре, представленной Lakatos (2001) для двухуровневой модели, молекулярная (одноуровневая) математическая модель системы может быть преобразована в трехуровневую с помощью модифицированной техники объемного усреднения.В этом случае среднее фазовое 〈..〉 _α интенсивного количества ψ в α -фазе определяется обычным образом (Whitaker, 1967, Slattery, 1967, Gray, 1975)

( 6) 〈ψα〉 α (xα, t) = 1Vα∫VααψαdV

, где V _α = V _αα + V _βα, V _αα и Vp _βα — парциальные объемы α- и β -фаз в V _α , соответственно.Среднее по фазе 〈..〉 _α количества ψ в фазе β принимает вид

(7) 〈ψβ〉 α (xα, t) = ∫0vβmax 〈ψβ〉 pnβ (Vβ, xα , t) VβdVβ

, где 〈.〉 _P обозначает среднее значение ψ A по β-фазовому элементу (частице):

(8) 〈ψβ〉 p = 1Vβ∫VβψβdV⋅

В уравнении (7 ) функция nβ: R0 + × R3 × R0 + → R0 + называется функцией плотности заселенности β-частиц, которая в данном случае определяется следующим образом: nβ — такая функция, что равенство

(9 ) ∫0Vβmaxg (Vβ) nβ (Vβ, t, xα) dVβ = 1K∑k = 1Kg (Vβk)

выполняется для каждой непрерывной и ограниченной функции g (.), где K — количество β-частиц. С помощью этой функции V _α n _β (V _β, t, x _α) dV _β выражает количество частиц, имеющих объем ( V _β , V _β + dV _β ) в момент времени t в объеме усреднения V _α , связанном с координатой x _α . Пространственное усреднение 〈..〉 _β p относительно β- и γ- фаз выводится аналогично.

Применяя теперь по очереди операторы усреднения 〈..〉 _α и 〈..〉 _β к уравнениям (1) — (2), и учитывая, что в силу соотношений (3) — (5),

(10) 〈〈 ..〉 α〉 β = 〈..〉 α

, а также соответствующие теоремы об усреднении объема и общие теоремы переноса, мы получаем следующую иерархию уравнений модели. Движение ψ в фазе α , т.е.е. на a-уровне описывается уравнением

(11) 〈ρα〉 α∂ 〈ψα〉 α∂t + 〈ρα〉 α∇∘ 〈jα〉 α− 〈πα〉 α = −∫0vβmax 〈ψβ〉 pdVβdtnβdVβ + + ∫0Vβmaxnβ∫Aβ (Vβ) 〈jβ〉 β∘nβdAdVβ − ∫0Vβmaxnβ∫Aβ (Vβ) 〈σαβ〉 βnβ∘dAdVβ

, где члены в левой части уравнения (11) описывают изменение величины ψ в фазе α- , в то время как члены в правой части описывают изменения I ψ из-за изменения объема β-частиц, перенос ψ через αβ -интерфейс и образование ψ плотностью поверхностного источника σ _αβ соответственно.Здесь функция плотности населения определяется уравнением баланса населения

(12) ∂nβ∂t + ∇∘ (〈vβ〉 pnβ) + ∂∂Vβ (dVβdtnβ) = 〈πβ〉 pnβ

, описывающим поведение β -частицы, представленные на уровне α в виде точечных стоков, погруженных и движущихся в α-фазе. Аналогично, уравнения на β-уровне:

(13) 〈ρβ〉 β∂ 〈ψβ〉 ∂t + 〈ρβ〉 β∇∘ 〈jβ〉 β− 〈πβ〉 β = −∫0Vγmax 〈ψγ〉 PdVγdtnγdVγ ++ ∫ 0Vγmaxnγ∫Aγ (Vγ) jγ∘nγdAdVγ − ∫0Vγmaxnγ∫Aγ (Vγ) σβγnγ∘dAdVγ

(14) ∂nγ∂t + ∇∘ (〈vγ〉 Pnγ) + ∂∂Vγ (dVγ〉 Pnγ) + ∂∂Vγ (dVγ dtnγ) 〉 Pnγ.

Наконец, уравнение на уровне γ

(15) ργ∂ψγ∂t + ∇∘ (vγργψγ + qγ) = πγ

описывает изменение количества ψ внутри γ -частиц. Здесь q _γ обозначает неконвективную составляющую плотности потока, которая может иметь сложную природу в зависимости от структуры частиц. Уравнения (11) — (15) дополняются соответствующими граничными и начальными условиями. Граничные условия для уравнений (13) — (14) описывают связь системы с окружающей средой, в то время как граничные условия для уравнения.(15) описывают связь между внутренним миром γ -частицы и ее непрерывным фазовым окружением.

Почему мы используем трехфазное питание?

Большинство электроприборов, используемых в домах и на предприятиях, работают с переменным током (AC), что означает, что подаваемое напряжение является пульсирующим, в отличие от постоянной выходной мощности батареи (постоянный ток, DC). В США напряжение, подаваемое коммунальными предприятиями, имеет частоту 60 Гц, что означает, что оно переключается между положительной и отрицательной полярностью 60 раз в секунду.

Большинство источников питания переменного тока можно разделить на однофазные или трехфазные, в зависимости от характеристик подаваемого напряжения. Как следует из названия, трехфазная система имеет три отдельных напряжения переменного тока, каждое с частотой 60 Гц. Однако эти напряжения чередуются между положительным и отрицательным в последовательности, а не одновременно, обеспечивая постоянный источник питания, который невозможен в однофазной системе.

Планируете строительный проект? Получите профессиональный электротехнический дизайн.

Как трехфазное питание снижает стоимость электроустановок

Емкость систем питания переменного тока измеряется в вольт-амперах (ВА) и рассчитывается путем умножения напряжения на ток.

Например, цепь на 120 В с проводкой 20 А может выдерживать 2400 ВА.
Трехфазная цепь с проводкой 20 А может выдерживать 7200 ВА.

Учтите, что в обоих случаях вам понадобятся нейтральный провод и заземляющий провод в дополнение к одному токоведущему проводнику для каждого выхода напряжения.Это означает, что вам нужно три провода для однофазной системы и пять проводов для трехфазной системы. Другими словами, трехфазная система имеет 300% мощности однофазной системы, при этом используются только два дополнительных провода (всего на 67% больше меди). Если учесть сокращение проводки за счет использования трехфазного источника питания в большом коммерческом или промышленном объекте, экономия будет значительной.

Однофазное питание обычно используется в жилых помещениях, где нагрузки слишком малы, чтобы оправдать сложность трехфазной системы.Однако однофазные источники питания для индивидуальных жилых домов обычно поступают от трехфазной системы большего размера.

Дома на одну семью и другие небольшие постройки получают однофазное питание от трехфазной распределительной системы, принадлежащей коммунальной компании.
Более крупные многоквартирные дома обычно имеют собственный трехфазный служебный вход.

Преимущества трехфазного оборудования в производительности

Помимо экономии на электропроводке, трехфазные системы имеют заметные преимущества в производительности по сравнению с однофазными аналогами.Особенно это касается электродвигателей:

Для данной номинальной мощности трехфазные двигатели имеют более высокий КПД, чем однофазные. Учитывая высокие цены на киловатт-час в Нью-Йорке, это значительное преимущество.
Трехфазные двигатели также имеют более высокий коэффициент мощности, что означает, что они потребляют меньше вольт-ампер при заданной нагрузке и КПД. Некоторые тарифы на электроэнергию включают плату за недостаточный коэффициент мощности, и трехфазные двигатели могут помочь снизить их.
Поскольку однофазные системы выдают пульсирующую мощность, двигатели, как правило, испытывают большую вибрацию, в то время как постоянное питание трехфазных систем обеспечивает более стабильную работу.
Однофазные двигатели не могут запуститься сами по себе, требуются внешние устройства. С другой стороны, трехфазные двигатели могут запускаться только от источника питания, и он может даже изменить направление, если вы переключите два проводника друг с другом.

Трехфазная система также более универсальна, чем однофазная.Если вам нужно запустить однофазное устройство с трехфазным питанием, вы можете использовать только один из трех проводов. Однако обратное не действует: трехфазные приборы не могут работать от однофазного источника питания. Исключение составляют двигатели: трехфазный двигатель может работать от однофазного источника питания, но его механическая мощность резко снижается, а срок его службы резко сокращается.

Требования к цвету проводки

Национальный электротехнический кодекс устанавливает требования к цвету проводки для электрических систем.Это упрощает идентификацию проводников, снижает вероятность человеческой ошибки и повышает безопасность. Требования приведены в следующей таблице.

Проводник Описание	Трехфазные системы, Номинальное напряжение 120/208/240 В	Трехфазные системы, Номинальное напряжение 277/480 В
Токоведущий провод №1	Черный	Коричневый
Токоведущий провод №2	Красный	Оранжевый
Токоведущий провод №3	Синий	Желтый
Нейтральный провод	Белый	Серый
Заземляющий провод	Зеленый, голый или зеленый и желтый	Зеленый, голый или зеленый и желтый

Когда трехфазная система питает как трехфазные, так и однофазные нагрузки, рекомендуется уравновешивать однофазные нагрузки между тремя фазами.Несбалансированное напряжение питания может быть вредным для некоторых типов оборудования. Нейтральный проводник также пропускает более высокий ток, когда система плохо сбалансирована, и это вызывает потерю мощности в виде рассеивания тепла.

Обратите внимание, что проводка — не единственный элемент схемы, который меняется между однофазной и трехфазной установками. Такие компоненты, как защитные устройства, распределительные щиты и трансформаторы, также построены по-другому. В случае трансформаторов вы можете использовать три однофазных блока для повышения или понижения трехфазного напряжения, но трехфазный трансформатор в большинстве случаев дешевле и компактнее.

Типы систем распределения питания переменного тока

Как мы все знаем, электроэнергия почти исключительно генерируется, передается и распределяется в форме переменного тока. Распределительная система обычно начинается с подстанции, где мощность доставляется по сети передачи. В некоторых случаях система распределения может начинаться с самой генерирующей станции, например, когда потребители находятся рядом с генерирующей станцией. Для больших территорий или промышленных зон также можно использовать первичное и вторичное распределение.

Типы систем распределения питания переменного тока

В зависимости от используемых фаз и проводов распределительную систему переменного тока можно классифицировать как —

Однофазная 2-проводная система
Однофазная, 3-проводная система
Двухфазная, 3-проводная система
Двухфазная, 4-проводная система
Трехфазная, 3-проводная система
Трехфазная, 4-проводная система

Однофазное, 2-проводное распределение

Эта система может использоваться на очень короткие расстояния.На следующем рисунке показана однофазная двухпроводная система с заземленным — рис. (A) одним из двух проводов и рис. (б) средняя точка фазной обмотки заземлена.

Однофазная, 3-проводная система

Эта система в принципе идентична 3-проводной системе распределения постоянного тока. Нейтральный провод отводится от вторичной обмотки трансформатора и заземляется. Эта система также называется двухфазной системой распределения электроэнергии . Он обычно используется в Северной Америке для бытового питания.

Двухфазная, 3-проводная система

В этой системе нейтральный провод отводится от соединения двух фазных обмоток, напряжения которых находятся в квадратуре друг с другом. Напряжение между нулевым проводом и любым из внешних фазных проводов составляет V. В то время как напряжение между внешними фазными проводами составляет √2V. По сравнению с двухфазной 4-проводной системой эта система страдает дисбалансом напряжений из-за несимметричного напряжения в нейтрали.

Двухфазная, 4-проводная система

В этой системе 4 провода взяты от двух фазных обмоток, напряжения которых находятся в квадратуре друг с другом.Середины обеих фазных обмоток соединены вместе. Если напряжение между двумя проводами одной фазы равно В, то напряжение между двумя проводами разной фазы будет 0,707 В.

Трехфазная, 3-проводная система распределения

Трехфазные системы очень широко используются для распределения питания переменного тока . Три фазы могут быть соединены треугольником или звездой с заземлением нейтрали. Напряжение между двумя фазами или линиями для соединения треугольником равно V, где V — напряжение на фазной обмотке.При соединении звездой напряжение между двумя фазами составляет √3В.

Трехфазная, 4-проводная система распределения

В этой системе используются фазные обмотки, соединенные звездой, а четвертый провод или нейтральный провод отводится от звезды. Если напряжение каждой обмотки равно V, то линейное напряжение (линейное напряжение) равно √3V, а линейное напряжение (фазное напряжение) равно V. Эта распределительная система типа широко используется в Индия и многие другие страны. В этих странах стандартное фазное напряжение составляет 230 вольт, а линейное напряжение √3×230 = 400 вольт.Однофазные бытовые нагрузки, однофазные двигатели, работающие от 230 вольт, и т. Д. Подключаются между любой одной фазой и нейтралью. Трехфазные нагрузки, такие как трехфазные асинхронные двигатели, подключаются ко всем трем фазам и нейтрали.

Классификация по схеме подключения

Распределительную систему можно классифицировать по схеме подключения или топологии следующим образом —

Радиальная система
Кольцевая основная система
Объединенная система

Вы можете узнать об этом больше здесь.

DB График загрузки и расчет нагрузки | by Aisha

В этой статье мы обсудим, как подготовить график загрузки БД и связанные с ним расчеты нагрузки параллельной цепи, включая общие подключенные нагрузки. дисбаланс нагрузок%, общие нагрузки нагрузки, коэффициенты нагрузки и макс. требуемые нагрузки.

Распределительный щит является частью распределительной системы, которая распределяет электроэнергию по ответвленным цепям, питая все нагрузки (лампы, розетки, механические нагрузки и т. Д.). Создание графика загрузки БД показывает, как нагрузки распределяются по трем фазам (красный, синий, желтый), что упрощает обслуживание и помогает достичь баланса нагрузки по трем фазам.

Что касается установки, существует два типа DB, которые обычно используют поверхностный монтаж и скрытый монтаж. Поверхностный монтаж означает установку DB на стене, в то время как скрытый дизайн подходит для внутреннего отверстия в стене.

Во-первых, как показано на гифке ниже, просто соберите все данные о вашей БД, такие как номер панели, рейтинг IP, размер главного выключателя, расположение и т. Д.

Допустим, мы хотим подготовить график нагрузки для следующего список загрузок. кроме рейтинга и информации, требуется список всех нагрузок.

Обратите внимание, что это только пример, а не реальный проект.

При распределении нагрузок на трехфазном фидере (красный, синий, желтый) мы должны принять во внимание достижение системы с балансировкой нагрузки , где сумма проходящего через три линии будут проходить через нейтраль. В состоянии баланса ток через нейтраль не протекает. Рекомендуется, чтобы процент дисбаланса нагрузки не превышал 10%.

Как показано, в графике загрузки есть две стороны, которые мы начнем распределять бок о бок в каждой строке, как показано ниже:

Всегда учитывайте будущее расширение около 25% пространства / свободного места

Обратите внимание, что любое изменение в графике загрузки приведет к обязательное редактирование электрических схем.

После этого рассчитайте общую подключенную нагрузку (T. C. L.), которая равна сумме нагрузок, подключенных к каждой фазе. T. C. L. — это общая мощность, потребляемая всеми нагрузками в случае, если все они будут работать одновременно.

T. C. L равняется сумме общих нагрузок, подключенных к фазам R, Y и B.

Процент несимметрии нагрузки не должен превышать 10%, и его можно определить по:

Макс. & мин. общая нагрузка, подключенная к трем линиям (R, Y, B)

Но этот результат будет верным, только если все нагрузки работают одновременно (коэффициент нагрузки = 100% или 1).Так как в случае всех подключенных нагрузок это может быть невозможно, или некоторые нагрузки могут быть отключены на определенное время. Это познакомит нас с концепцией общей нагрузки и макс. потребляемая нагрузка. Общая нагрузка равна T. C. L. с применением коэффициента спроса.

NEC определяет коэффициент спроса как отношение максимальной нагрузки системы или части системы к общей подключенной нагрузке системы или рассматриваемой части системы. Национальный электротехнический кодекс, 2017 г.

Значения коэффициентов нагрузки зависят от типа нагрузки, применяя коэффициент спроса для осветительных нагрузок согласно , Таблица 220.42 в NEC , Коэффициенты нагрузки на отопление и кондиционирование воздуха показаны в 220,82 (B) Жилая единица . Таблица 220.56 Показатели спроса на кухонное оборудование. Прочтите статью 220 NEC.

Макс. нагрузка по запросу используется для определения размера компонентов системы, таких как CB, размер питателя, такой же, как коэффициент спроса, но с учетом будущего коэффициента расширения / роста в расчетах, и его можно рассчитать следующим образом:

Вернемся к нашему примеру, рассмотрите параллельные цепи с подключенными нагрузками 900 ВА, 1489 ВА, 2300 ВА и 2405 ВА и коэффициентами потребления 100%, 90%, 75% и 65% соответственно.

Распределение нагрузки по фазам нормы

Распределение нагрузки по фазам нормы

Как правильно распределить нагрузку по фазам

Рекомендации по распределению нагрузки по фазам

Как правильно распределить нагрузку по фазам

Что важно знать

Правила распределения

Перекос фаз в трехфазной сети — чем опасен и когда возникает?

Что такое перекос фаз?

Допустимые нормы значений перекоса

Причины перекоса фаз в трехфазной сети

Несимметрия в высоковольтных сетях

Опасность и последствия

Защита от перекоса фаз в трехфазной сети

Защита в однофазной сети

Распределение нагрузки по фазам нормы

электроизмерения

проектирование

электромонтаж

Электролаборатория

Эти люди доверяют нам

Расчет трехфазной цепи для жилого дома

Порядок расчета

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.

Расчет нагрузки по фазам

Разводка однофазного щитка

Как распределить нагрузку по фазам в частном доме?

Перекос фаз в трехфазной сети

Как рассчитать нагрузку?

Как распределить нагрузку по фазам в частном доме?

Распределение нагрузки по фазам. Расчет трехфазной сети

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.

Расчет нагрузки по фазам

Разводка однофазного щитка

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

Как распределить нагрузку по фазам в частном доме?

Перекос фаз в трехфазной сети

Как рассчитать нагрузку?

Преимущества, которые обеспечивают реле отключения неприоритетной нагрузки:

Разделение электропроводки на группы

Схема подключения реле перераспределения нагрузки

Разводка однофазного щитка

Поделиться ссылкой:

Как правильно распределить нагрузку по фазам

Рекомендации по распределению нагрузки по фазам

Распределение нагрузки по фазам нормы

Допустимые нормы перекоса

Что такое перекос фаз?

Причины перекоса фаз в трехфазной сети

Как создается перекос фаз?

Нарушение симметрии в высоковольтных сетях

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ПЕРЕКОСА ФАЗ

Негативное влияние перекоса напряжений и токов

Что важно знать

Как правильно распределить нагрузку по фазам

Рекомендации по распределению нагрузки по фазам

распределение фаз в частном доме

Как правильно распределить нагрузку по фазам

Что важно знать

Правила распределения

Как распределить нагрузку по фазам в частном доме?

Перекос фаз в трехфазной сети

Как рассчитать нагрузку?

Распределение нагрузки в трехфазной сети

Расчет трехфазной цепи для жилого дома

Трехфазная сеть: расчет мощности, схема подключения

Особенности подключения питания к частному дому

Воздушное подключение трехфазного питания дома

Электрораспределительный шкаф

Электрический счетчик

Трехфазная нагрузка

Схема подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети

Потребляемая мощность

Публикации по теме:

Как подключить 1-фазную и 3-фазную распределительную плату с разделенной нагрузкой?