Отличия трехфазного и однофазного напряжения: объясняю на пальцах

Где источник?

При проживании в многоквартирном доме или в частном секторе возможный источник определяется следующим образом. Сначала опрашиваются соседи на предмет наличия у них той же проблемы. Если она имеется, то скорее всего виновником является поставщик. Если нет, то причины низкого напряжения стоит искать у себя.

Стоит попробовать отключить все электроприборы и измерить вольтметром напряжение на входе. Для этих целей вполне подойдет автомобильный тестер. Если показатели пришли в норму, а после обратного включения приборов напряжение вновь упало, причину следует искать у себя.

Плохие контакты на скрутке и его подгорание на вводе в дом также служат причиной, поскольку возникает дополнительное сопротивление. Любое падение напряжения ведет к выделению тепла. В перспективе этот факт может сулить перегорание проводки и даже пожар.

Если же вина лежит на поставщике, то гарантии быстрого возвращения показателей к норме немного. Зачастую вопрос остается без движения, поскольку его решение связано с весьма дорогостоящими мероприятиями на линии электропередач: заменой проводов на линии или всего трансформатора на подстанции.

Допустимый перекос фаз, причины возникновения и способы устранения

Это явление, возникающее в трехфазных четырех- и пятипроводных электрических сетях с глухозаземленной нейтралью. Данное состояние сети отличается несимметрией токов и напряжений с разными амплитудами напряжений углами между ними.

Для лучшего понимания и большей наглядности процесса предлагаем сравнить векторные диаграммы напряжений трехфазных сетей. Диаграмма 1 отличается идеальной взаимосвязью линейных и фазных напряжений, на диаграмме 2 хорошо видна несимметрия напряжений сети, т. е. имеет место перекос фаз.

Причины возникновения

В большинстве случаев к этому аварийному режиму приводит неравномерное распределения нагрузки – когда одна или две фазы перегружены. В этом случае высокие токи потребления на них приводят к неизбежному увеличению напряжения на других фазах.

Нередко, причиной несимметрии напряжения сети является неполнофазный режим, опасный не только для нагрузок с питающим напряжением 220 В, но и для трехфазного оборудования. Так, отсутствие одной фазы в линии может привести к возрастанию токов в остальных.

Обрыв нулевого провода. Режим работы линии при отсутствии рабочего нуля (N) можно отнести к разряду неполнофазных. Нарушение соотношений токов нагрузки на в таких случаях неизбежно вызывает изменение фазных напряжений (Uф). Отклонения напряжений зависит от соотношения мощностей нагрузки по фазам. В некоторых случаях Uф может достигать линейных значений (380 В).

Замыкание одной из фаз с рабочей нейтралью (“нулем”) и несработка по каким-либо причинам автомата защиты (неисправность, большая длина участка линии между местом КЗ и автоматом и пр.). В этом случае также происходит увеличение Uф на других проводниках.

Способы устранения

Несомненно, лучшим способом предотвращения несимметрии напряжения является планирование равномерного распределения предполагаемой нагрузки по фазам сети еще на стадии проектирования электроустановки.

Для устранения возникшей несимметрии напряжения в ходе эксплуатации электрической сети производят замеры токов по фазам и перераспределением нагрузок (переключение с более загруженных на менее нагруженные фазы) добиваются равных токов потребления.

В быту для обеспечения допустимого напряжения питания отдельных приборов или их группы нередко используют однофазные стабилизаторы напряжения, в трехфазных сетях – соответственно, трехфазные устройства. 

Совет

Однако, следует учитывать, что выравнивание значения Uф до допустимого с использованием трехфазного стабилизатора неизбежно сопровождается отклонением от нормы на других фазах.

Таким образом, можно говорить об эффективности его использования для предотвращения отклонения напряжения на одной (контролируемой) фазе, но его отклонение от нормы на других может стать вторичной причиной возникновения несимметрии напряжении.

Допустимый перекос фаз

Главным действующим документом, определяющим качество электроэнергии и регламентирующим нормы несимметрии напряжений является ГОСТ 13109-97 (п.п 5.5). Допустимое отклонение соотношений нагрузок, согласно требований СП 31-110 (9.5) – 15% в панелях ВРУ и 30% в распредщитах.

Перекос фаз: определение, причины его возникновения и способы защиты

В однофазном режиме значение напряжения должно составлять 220 вольт, а при трёхфазном — 380 вольт. Но в реальности эти числа практически не встречаются.

Поэтому проверив значение напряжения в розетке, можно наглядно убедиться в существовании перекоса фаз.

Чтобы приблизить значение напряжения к стандартным значениям, необходимо понимать, что подразумевается под словосочетанием «перекос фаз», его причинами и возможными способами устранения.

• Суть понятия
• Причины возникновения
• Способы защиты
• Последствия перекоса

Фаза — это электрическая цепь с некоторым значением синусоидальной электродвижущей силы.

Трёхфазная цепь, в свою очередь, состоит из трёх электрических цепей, которые владеют синусоидальной электродвижущей силой с одинаковой амплитудой и частотой тока.

Трёхфазная сеть состоит из трёх синусоидальных токов или напряжений, которые имеют одну частоту и сдвинуты по фазе на угол, равный 120 градусам.

Если потребителей электрической энергии подключить к фазам сети неравномерно — например, большинство сосредоточить в одной, а в двух других их будет гораздо меньше — это приведёт к асимметрии напряжения. При этом в трёхфазных четырёхпроводных сетях несимметричность параметров будет менее заметна, так как нулевой провод выравнивает неравномерность напряжения по фазам.

Причины возникновения

Нарушение симметричности напряжений в трёхфазной цепи — нежелательная ситуация. Поэтому для того чтобы её устранить, необходимо понять, почему она может возникнуть. Причины перекоса фаз в трёхфазной сети сводятся к основным трём обстоятельствам:

• неравномерное группирование потребителей;
• отсоединение нулевого провода;
• замыкание фазного провода на землю.

При неправильном распределении потребителей в трёхфазной трёхпроводной цепи, напряжение на них будет существенно отличаться. Потребители, обладающие наименьшим сопротивлением, окажутся под повышенным напряжением. Токоприёмники с большим значением сопротивления будут иметь напряжение, не достигающее оптимального значения.

На источниках электроэнергии неравномерное распределение напряжения по фазам скажется в виде увеличенного потребления энергии, повреждений изоляции, износа, сокращение срока службы. При использовании автономного дизельного генератора увеличится расход топлива и охлаждающего вещества.

Снижение качества электрической изоляции для потребителей чревато такими последствиями:

• повреждение, поломка бытовых приборов или электрической проводки;
• возникновение пожара;
• получение травм;
• выход из строя электроприборов.

Способы защиты

Устранить нежелательное явление перекоса можно с помощью организационных мероприятий и установкой защитной аппаратуры.

К организационным мероприятиям относится правильное распределение нагрузки по всем фазам с учётом мощности. Недостатком является тот факт, что при всём желании проектировщика произвести очень точное размещение, особенно при подключении квартир, домов, невозможно.

Защитная аппаратура, которую можно установить:

• Трёхфазный автоматический выключатель.
• Трёхфазный стабилизатор напряжения.
• Реле контроля фаз. Особенно целесообразно использовать реле совместно со стабилизаторами напряжения.
• Симметрирующие трансформаторы. По строению они отличаются от силовых тем, что имеют дополнительную обмотку, которая включается между заземлением средней точки и нулём.

Недостатки трёхфазных стабилизаторов:

• излишний расход электроэнергии;
• низкая надёжность работы из-за частой смены деталей;
• принцип работы, способствующий появлению перекоса фаз.

Последствия перекоса

Наиболее просто обнаружить неравномерность напряжения даже без вольтметра в быту. При его пониженном значении бытовые приборы могут не включаться, осветительные приборы будут гореть очень тускло.

Последствия неравномерного распределения нагрузки:

• ухудшение качества электроэнергии;
• появление уравнительных токов, из-за которых потери электроэнергии увеличиваются;
• неэффективная работа электрооборудования, снижение качества электрической изоляции и, как следствие, уменьшение срока службы аппаратуры.

Перекос фаз — явление крайне нежелательное, но, к сожалению, довольно распространённое при работе электрооборудования. Полностью искоренить его почти невозможно. Поэтому необходимо следить, чтобы отклонения значения напряжений всегда находились в допустимых пределах. Это обеспечит длительный срок службы электроприборов и сохранит здоровье и жизнь обслуживающему персоналу.

Меры защиты

Для того чтобы трехфазная сеть работала симметрично и напряжение на каждой цепи было в норме, следует использовать специальные приборы. Чаще всего выполняют установку стабилизатора напряжения. В быту используются однофазные устройства, которые способны защитить электроприборы и технику. А в промышленности применяется трехфазный стабилизатор, который состоит из трех однофазных устройств. Но полностью устранить перекос такие защитные устройства не могут, так как за ними закреплена только одна фаза и они выравнивают напряжение только в ней.

Поэтому трехфазная сеть не может полностью защититься от подобного явления стабилизаторами, а также ликвидировать их причину и последствия. Бывают случаи, когда эти устройства сами являются причиной неравномерного и неправильного распределения энергии. Исправить подобную проблему можно благодаря альтернативной технологии, которая способна выравнивать напряжение на всех фазах цепи.

Трехфазная сеть защищается от несимметрии такими способами:

• правильный проект электроснабжения с учетом возможных нагрузок;
• применение приборов, которые способны автоматически выравнивать нагрузку;
• изменение в существующей цепи схемы потребления энергии (в случае, когда каждая фаза ранее не рассчитывалась на перегрузку);
• в самых критических ситуациях необходимо сменить мощность потребителей.
• установка специального реле контроля фаз и напряжения, которое отключает питание, если обнаружит нессимметрию (на фото ниже).

Таким способом перекос в трехфазной электросети можно исключить и защитить свои электрические приборы от поломки. Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели, чем опасен перекос фаз в трехфазной сети и как защититься от этого явления в домашних условиях. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Будет полезно прочитать:

• Как собрать трехфазный электрощиток
• Как пользоваться токовыми клещами
• Низкое напряжение в сети — что делать

Низкое напряжение в сети: ищем причину

В том, что в доме зафиксировано низкое напряжение, чаще всего виноват кто-то один: поставщик или потребитель энергии. Как определиться, кто именно, и как увеличить? Самый простой способ – провести измерения с помощью мультиметра.

Приборы доступны для рядового пользователя. Средняя цена – порядка 1000 рублей.

Для бытового использования подойдет самый простой мультиметр, стоимостью около 1 тысячи рублей. с его помощью легко проверить – падает ли напряжение в сети или нет

Среди пользователей особой популярностью пользуется продукция фирм-, «Мастер», Gembird.

Мультиметр покажет, сколько вольт выдает домашняя сеть. Если с показаниями все в порядке, цифра соответствует 220, то беда кроется в высоковольтных магистралях.

Чтобы понять, правильно и точно ли работают высоковольтные линии, придется вызвать специалистов из ресурсоснабжающей организации. Они произведут замеры и вынесут заключение. Обследование должно быть проведено бесплатно по заявке потребителя. Если вы нанимаете сторонних независимых экспертов, то их услуги придется оплачивать из своего кармана.

Если для того, чтобы проверить – падает ли напряжение в сети, вы нанимаете независимых экспертов, будьте готовы оплачивать их услуги из собственного кармана

Как найти виноватых в низком напряжении без мультиметра и специалистов? Пообщайтесь с соседями: замечали ли они пониженное (низкое) напряжение в сети, пытались ли увеличить его сами? Может, зафиксирован обрыв? Если нет – то проблема конкретно в вашем здании, если да – то в высоковольтной линии.

Примечания

1. ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
2. Грищенко А.И., Зиноватный П.С. Энергетическое право России. (Правовое регулирование электроэнергетики в 1885—1918 гг.). — М.: «Юрист», 2008. — С. 118.
3. Грищенко А.И., Зиноватный П.С. Энергетическое право России. (Правовое регулирование электроэнергетики в 1885—1918 гг.). — М.: «Юрист», 2008. — С. 13.
4. План электрификации РСФСР. — 2-е изд. — М.: Госполитиздат, 1955. — С. 213,355,356,361. — 660 с.
5. Производство пара, паровые машины, пароме турбины, двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины, ветряные двигатели, водяные двигатели, насосы и компрессоры, теплосиловое хозяйство, электротехника, освещение // Hütte Справочник для инженеров, техников и студентов. — М.-Л.: ОНТИ, 1936. — Т. 3. — С. 950.
6. Проект общесоюзного стандарта «Номинальные напряжения стационарных установок сильного тока» (Взамен ОСТ 4760 и ОСТ 5155)(2-я редакция, Октябрь 1938 г.) // Электричество. — 1939. — № 1. — С. 30.
7. Основные напряжения ГОСТ 721-41.
8. Левитин Е. Государственный общесоюзный стандарт на радиовещательные приемники // Радио. — 1951. — № 9. — С. 11-13.
9. Левитин Е.А., Левитин Л.Е. Радиовещательные приемники. — Издание второе, переработанное и дополненное. — М.: Энергия, 1967. — С. 349.
10. Основные напряжения ГОСТ 21128-75.

2 Кто виноват – поставщик или потребитель?

Первым делом выясняем, кто виновник недостаточного напряжения. В многоквартирном доме сделать это очень просто, достаточно спросить соседей, нет ли у них подобной проблемы. Если нет, причину ищем у себя. В частном секторе опрашиваем людей, чьи дома подключены к той же фазе. Смотрим на электролинию, запоминаем, от каких проводов идет отвод к собственному дому, ищем дома, запитанные от таких же проводов. Можно также отключить все приборы, измеряем напряжение. Если оно нормальное, а после включения нескольких приборов падает – причина кроется в доме.

Если напряжение падает именно в доме, то причины следующие:

1. 1. Недостаточное  на вводе. Тонкий провод является причиной низкого напряжения в  сети, особенно при предельнойнагрузке
2. 2. Подгорел контакт на вводе, образуется дополнительное сопротивление, отчего падает напряжение. Потери могут быть значительными.
3. 3. Некачественное выполнение ответвления провода от линии к дому. Плохой контакт на скрутке повышает сопротивление, и все происходит подобно предыдущему случаю.

Падение напряжения сопровождается выделением тепла. При недостаточном сечении проводки это не страшно, так как тепло равномерно распределяется по всей длине проводки. Если плохие контакты, последствия могут быть самыми неприятными. Это место будет интенсивно нагреваться вплоть до того, что перегорит проводка, но возможен и пожар. Если проблемы с напряжением связаны с энергокомпанией, то кажется, будто решить этот вопрос легко, стоит лишь написать заявление.

На самом деле все обстоит сложнее, часто поставщики оставляют без внимания пониженное напряжение в сети, потому что это связано с проведением дорогостоящих работ на ЛЭП. Возможно, что в связи с возросшим потреблением электричества, трансформатор подстанции перегружен, и требуется его замена. Случается, что провода ЛЭП проложены очень давно, и теперь их сечение неспособно удовлетворить возросшие потребности, необходимо проводить реконструкцию. Еще одна распространенная причина – неравномерное распределение нагрузки по фазам трансформатора.

Причиной пониженного напряжения может быть устаревшее оборудование ЛЭП

Проводники с малым сечением характерны чаще для садоводческих товариществ, но и для частного сектора города существует такая проблема. Дело в том, что несколько десятков лет назад на ЛЭП использовали дешевый сталеалюминиевый провод. Он тогда удовлетворял имеющиеся потребности, а теперь они значительно возросли. Сечения провода 16 мм2 уже не хватает. Характерным признаком низкой мощности трансформатора или недостаточного сечения проводников является пониженное напряжение днем и его повышение до нормального ночью.

Доказать, что трансформатор имеет недостаточную мощность или неправильно распределена нагрузка по фазам, практически невозможно. В какое-то время может наблюдаться перегрузка сети, затем исчезать. Явление просадки напряжения имеет непостоянный характер, и потребителям зачастую приходится решать проблему самостоятельно. Писать энергокомпании жалобу нужно, но и самому что-то придется делать.

Как рассчитать потери

Линейная зависимость между напряжением и током

При расчете электрической линии отклонения напряжений не должны превышать регламентированных норм. Допустимые колебания для бытовых однофазных сетей – 209–231В, для трехфазной сети напряжение может варьироваться от 361 до 399 В.

Колебания силы тока и потребляемой мощности приводит к изменению напряжения в токопроводящих жилах возле потребителя. Поэтому при составлении схемы электропроводки необходимо учитывать допустимые потери.

В однофазной сети идет два провода, поэтому падение напряжения можно найти по следующей формуле: U=I*R, в свою очередь, R=(r*2i)/S.

• где r – удельное сопротивление, которое равно сопротивлению провода, сечением 1 мм2 и длиной 1м;
• i – обозначается как длина проводника;
• S – сечение кабеля.

Программа AutoCad для расчета падения напряжения

В трехфазной сети мощности на фазных проводах компенсируют друг друга, а длина нулевого проводника не учитывается, так как по нему не идет ток. Если нагрузка по фазам неравномерная, расчет выполняют как для однофазной сети. Для линий большой протяженности дополнительно учитывают емкостное и индуктивное сопротивление.

Расчет падения можно выполнять с помощью онлайн-калькулятора, также существуют специальные таблицы. В них показаны допустимые токовые нагрузки для кабелей разных типов. При расчетах сечения кабеля должны учитываться следующие данные:

• материал изготовления проводников;
• скрытая или открытая прокладка линии;
• токовая нагрузка;
• условия окружающей среды.

Падает напряжение под нагрузкой — резкое падение напряжения дома при нагрузке… — 22 ответа



Почему падает напряжение при подключении нагрузки

В разделе Техника на вопрос резкое падение напряжения дома при нагрузке… заданный автором Алексей арнаутов лучший ответ это «с 220 …при включении утюга до 130 вольт»Если утюг 1000 вт, и при включении на нем остается половина сетевого напряжения, то выделяемая на утюге мощность равна четверти номинальной, то есть 250 ватт.Но при этом те же 250 ватт выделяются где-то на плохом контакте.При такой выделяемой мощности этот контакт должен бы раскалиться до красна за несколько секунд и, если рядом есть дерево и тп, то вызвать пожар.Если у соседей нормально, то этот плохой контакт где-то у Вас. Начиная от подключения к питающей линии, (скорее всего у Вас воздушная линия раз дом частный) и далее по всем пути следования:- ввод в дом- счетчик- коробкиМаловероятно что в розетке, иначе от лампы так не падало.Место плохого контакта должно быть очень горячим. Я бы начал поиск со счетчика и предохранителей установленных на нем. Включил бы на несколько секунд, затем обязательно выключить и проверить нагрев. Но лучше не проверять при включенной нагрузке, а то может полыхнуть под рукой. У меня у знакомого пальца на руке нет, отгорел когда щиток дома починял, притом сам он инженер-электрик, а работал инженером-энергетиком небольшого предприятия. То есть вроде бы должен бы был сображать что к чему.

Ответ от 2 ответа

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: резкое падение напряжения дома при нагрузке…

Ответ от DmitryИщите, где у вас хреновый контакт (некачественный автомат, окисленный контакт, плохая скрутка, очень тонкий провод и т. д.) .С этим не шутят. Мощность, не дошедшая до вашего утюга, выделяется в виде тепла где-то у вас в проводке, разогревая это место до высокой температуры, а тут и до пожара рукой подать.

Ответ от Геннадий Сергеевсопротиление питающих цепей велико- , также токовые нагрузки превосходят расчетные, состояние пмтающей фазы и др Делай расчет по факту установки….

Ответ от Artпроводка значит слабая, или фаза слабая. Надо проверить как у других соседей та же фаза себя ведёт

Ответ от Александр НабокихПроверьте на КТП (трансформаторная подстанция ) автомат с которого запитан ваш дом. Похоже что плохой контакт в автомате (подгар) . Соседи могут питаться с этого же автомата, но с другой фазы, по этому у них всё зер гут. Короче- ищите плохой контакт от тр-ра до дома. И не затягивайте это дело. Если у соседей НА ТОЙ ЖЕ ФАЗЕ всё нормально то слабый крнтакт в доме. Рано или поздно загорит непременно.

Ответ от 2 ответа

Привет! Вот еще темы с нужными ответами:

Как увеличить напряжение, если проблема в потребителе

Если в вашем доме неполадки с электричеством, нужно выяснить, почему падает напряжение в сети. Причины могут быть следующими:

• слишком маленькое сечение проводов;
• слабый контакт на участке электросети.

Если протяженность проводки превышает 100 метров, а сечение проводов составляет всего 16 миллиметров, будьте готовы к тому, что колебания на линии станут явлением обыденным и регулярным.

Самый лучший, он же самый затратный вариант решения проблемы (увеличить показатели) – замена всей проводки в доме.

Небольшое (до 16 мм) сечение проводов может стать причиной падения напряжения в сети. Чтобы исправить ситуацию, придется менять проводку во всем доме

Если беда с контактом, то именно он оказывает дополнительное сопротивление для тока. Соответственно, до электроприборов ток доходит в меньшем объеме, чем должен. Выход здесь один: чтобы увеличить показатели, надо менять участок цепи, ликвидировать аварийные контакты.

Проводка в доме в порядке? Ищите проблемы вне здания на участке от опоры ЛЭП до строения:

• неправильное соединение проводов, отходящих от ЛЭП, с теми, что ведут к дому;
• неполадки с вводным аппаратом, который преобразует напряженность высоковольтных линий в пригодное для бытового использования.

В первом случае часто, хотя это и является нарушением требований безопасности, медные провода соединяют с алюминиевыми. Делать этого нельзя ни в коем случае. Иначе показатели тока будут колебаться в большую или меньшую сторону. Медные провода соединены между собой обычной скруткой, а не клеммами? Вот и причина того, что низкое напряжение меньше 220 в. Клеммы или зажимы могут быть изготовлены из некачественных материалов, или срок их гарантийного обслуживания (обычно около 5 лет) истек. Тогда детали начинают плавиться, источают неприятный запах, их нужно срочно заменить на новые. Сделать это должны профессиональные электрики!

Если в неисправном состоянии сам вводный аппарат, а точнее, его выходы или входы, проверьте оборудование на работоспособность. Если оно вышло из строя, произведите срочную замену.

Напряжение в сети может падать из-за неисправного вводного автомата. Тогда агрегат нужно заменить на новый