Подключение электроплиты к однофазной сети

Электроплита обладает повышенной мощностью и требует специальных условий эксплуатации. Для нее не подойдет любая розетка, поэтому подключение электроплиты к однофазной сети является достаточно сложным и ответственным мероприятием. Ее параметры должны полностью соответствовать техническим условиям домашней сети – номинальному току, параметрам автоматической защиты и электросчетчика.

Содержание

Как рассчитать параметры сети

Выбор электроплиты всегда связан с возможными осложнениями. Например, если параметры вводного автомата, не рассчитаны на мощность плиты, то защитное отключение произойдет еще до ее полного разогрева. Кроме того, напряжение в сети может быть существенно занижено. В результате, плита не разогреется полностью и приготовление пищи будет продолжительным. Поэтому нужно заранее рассчитать параметры сети.

Вначале определяется суммарная мощность всей бытовой техники, уже имеющейся в квартире. Особое внимание уделяется тем приборам, которые чаще всего будут функционировать вместе с электрической плитой. Прежде всего, это холодильник, бойлер, утюг, кондиционер и другая техника.

Величина суммарного тока определяется по следующей формуле: Iб.т.=Рб.т./U, где Рб.т. является суммарной мощностью бытовых приборов. Максимально допустимый номинальный ток будущей плиты вычисляется по другой формуле: Iэп= In- Iб.т., где In – это номинал вводного автомата, а Iэп – номинал приобретаемой плиты. То есть, при номинале автомата в 16А, мощность плиты должна быть не более 3,5кВт, при полном отключении всей остальной техники.

Подготовка к подключению электроплиты

В некоторых случаях может потребоваться прокладка отдельного кабеля, сопровождающаяся мелкими ремонтными работами. Это связано с требованиями ПУЭ и других нормативных актов, в которых для подключения плит предусматривается отдельный неразрывный кабель с медными жилами с минимальным сечением 4 — 6 мм2. Провод прокладывается от вводного щита непосредственно к бытовому прибору.

Для защиты выделенной линии применяются автоматы, соответствующие нагрузке. Сечение кабеля выбирается по таблице, исходя из значения тока или мощности. Правильный выбор кабеля имеет большое значение. При покупке желательно проверить диаметр жил штангенциркулем или микрометром и сравнить полученные данные с параметрами, заявленными в сертификате. Для подключения к однофазной сети понадобится трехжильный кабель 1-го или 2-го класса, марки ВВГ или ППВ.

Выбор автоматического защитного устройства осуществляется в соответствии с мощностью плиты. Не рекомендуется подключение к этой же линии других электрических приборов. Дополнительно устанавливается УЗО, ток утечки которого не превышает 30мА. Его номинальный ток должен быть выше, по сравнению с автоматом. Данная мера обеспечивает защиту от поражения электротоком в случае неисправности плиты или при пробое изоляции. Для более компактного размещения в щитке можно использовать дифференциальный автомат, сочетающий качества обоих защитных устройств.

Подключение плиты в однофазную сеть

После выполнения подготовительных работ можно приступать к подключению электроплиты. Чаще всего применяется два основных способа: прямое подключение или с использованием розетки. Каждый вариант обладает своими достоинствами и недостатками.

При прямом подключение плиты отсутствует выделение тепла, как на контактах розетки, способствуя повышению пожарной безопасности. Но, в случае необходимости сделать перестановку плиты, имеющегося кабеля может не хватить.

Использование розеток делает плиту более мобильной и простой в эксплуатации. Данный вариант подключения считается более затратным, поскольку в этом случае требуется гибкий соединительный многожильный кабель, наконечники, а также силовая розетка и вилка повышенной надежности. Штепсельное соединение подбирается в соответствии с расчетным током, чтобы исключить нагрев и подгорание контактов.

Большинство электрических плит – трехфазные. Чтобы выполнить подключение электроплиты к однофазной сети, входные контакты соединяются между собой перемычками. Они идут в комплекте с плитой или изготавливаются самостоятельно.

Соединение вилки и многожильного провода осуществляется с помощью наконечников. Фазный провод соединяется с перемычками между фазами, провод нуля подключается к нулевой клемме, а проводник РЕ подводится к соответствующему контакту. Зажим клемм должен быть качественным и надежным, чтобы избежать подгорания и обугливания проводов.

Кабель для электроплиты и варочной панели — тип и сечение, обзор марок, рекомендации по подключению

Однофазные автоматические выключатели: Как выбрать автомат, характеристики, таблица мощности

Какой кабель нужен для подключения электроплиты и духовки

Наконечники для проводов под опрессовку: типы, нюансы работы

Кабель для электрической варочной панели: какая нужна проводка для подключения

Электрощит для квартиры: Как самому собрать электрический щит

Подключение электроплиты к однофазной сети

Чем вызван такой, казалось бы, простой вопрос? Во-первых, любое подключение бытовых приборов, характеризующихся повышенным эн/потреблением, подразумевает монтаж отдельной линии и крепление спец/розетки. Обычная, коих много по всей квартире, попросту не выдержит и расплавится, равно как и внутридомовая эл/проводка, не рассчитанная на большие значения тока.

Во-вторых, при покупке такой техники необходимо предусмотреть и включение в цепь соответствующих защитных устройств. В противном случае вероятны «сюрпризы» в виде периодического выключения автомата на вводе и обесточивание всех комнат, некорректная работа (а то и выход из строя) других бытовых эл/приборов. Подключить  электроплиту в квартире к однофазной сети несложно, достаточно лишь знать некоторые особенности и правила. Вот о них мы и поговорим.

Нарушение порядка подключения чревато серьезными неприятностями (и это мягко сказано), вплоть до возгорания или летального исхода. Об этом знают все, но, к сожалению, некоторыми пунктами из рекомендаций изготовителя пренебрегают. А вот о том, что их несоблюдение (даже по единственной позиции) является причиной аннулирования гарантии, осведомлены не многие.

С учетом стоимости оборудования, кое для кого такой аргумент покажется более весомым. Поэтому автор рекомендует еще до начала монтажа внимательно ознакомиться с двумя документами – инструкций производителя и соответствующими разделами ПУЭ (7-е издание).

Содержание

• 1 Подготовительные мероприятия
  • 1.1 Обследование силового щитка
  • 1.2 Наличие заземления
• 2 Выбор и определение характеристик материалов
  • 2.1 Кабель
  • 2.2 Материал жил
  • 2.3 Количество жил
  • 2.4 Сечение жил
  • 2.5 Марка кабеля
  • 2.6 Другие элементы схемы
  • 2.7 Розетка, вилка
• 3 Порядок подключения

Подготовительные мероприятия

Что понадобится из принадлежностей и расходных материалов, станет ясно по ходу рассказа. Поэтому на таких «мелочах», как отвертки, пробник и тому подобное, останавливаться не имеет смысла. Любая эл/монтажная работа подразумевает использование определенного набора бытового инструмента.

Обследование силового щитка

В первую очередь необходимо проверить, на какой максимальный ток рассчитан вводной автомат. Значение в пределах 45±5 А – все в порядке; этого, как правило, достаточно. А вот если меньше, придется заменить.

Рекомендация – в частных домах комнат, как правило, больше, чем в квартире. Естественно, что при наличии денег и свободного пространства коттеджи «укомплектованы» бытовой техникой не так, как они. Изделий довольно много. Рекомендуется не полениться и подсчитать суммарную потребляемую ими мощность, а потом еще добавить и электроплиту. Выдержит ли УЗО? Практика показывает, что его может регулярно «выбивать». Это по большей части касается домов приобретенных. Не факт, что новый хозяин досконально знает, что и как смонтировал в щитке прежний владелец.

Наличие заземления

Это касается собственников квартир, так как перед владельцами коттеджей такая проблема не стоит.

Рекомендация – самостоятельно в этот вопрос лучше не вникать, а пригласить электрика из ЖЭУ. Почему? Только он знает, по какой схеме подключен дом. Если это система TN-C, то возможны «сюрпризы», так как самостоятельное заземление кабеля в таком подъездном щитке нередко приводит к аварийным ситуациям. Одна из распространенных – так называемое отгорание нуля. Последствия спрогнозировать несложно, в том числе, и для кошелька хозяина электроплиты.

Выбор и определение характеристик материалов

Кабель

То, что придется тянуть новую нитку – не обсуждается. Особенно это касается домов еще постройки советских времен. Тогда и в помине не было электроплит и иных мощных бытовых приборов, поэтому и при расчете внутриквартирной проводки они не учитывались.

Материал жил

Только медь. Об этом ясно сказано, например, в пункте 7.1.34 ПУЭ. Справедливости ради (и для расширения кругозора) можно отметить, что разрешается прокладка и кабелей алюминиевых, но при условии, если сечение не менее 16 «квадратов». Понятно, что для квартиры – не вариант.

Количество жил

Речь идет о подключении к однофазной сети. Следовательно, не менее трех – фаза, ноль, земля. Хотя целесообразнее приобрести 4-х жильный кабель. Мало ли что случится, а резерв всегда должен быть. Немного дороже, но предусмотрительность не помешает, особенно если учесть, насколько это хлопотное дело – замена кабеля в квартире.

Сечение жил

Рекомендации встречаются разные, причем с «оглядкой» на мощность электроплиты – и 4, и 6 см². Но советы «знающих» людей – это одно, а нормативная документация – другое. Согласно пункту 9.2 СП № 31 – 110 от 2003 года, не менее 6 «квадратов». Как быть? Руководствоваться инструкцией производителя. В ней уже есть исходные данные по сечению с учетом потребляемой мощности конкретной электроплитой. Если она небольшая, то какой смысл тратить деньги на более дорогой кабель?

Тем, у кого по какой-то причине отсутствует паспорт электроплиты, можно рекомендовать воспользоваться данными из таблицы.

Марка кабеля

О том, какой лучше всего подходит для квартиры (прокладки внутри частного дома), подробно рассказывается здесь. Поэтому повторяться не имеет смысла.

Другие элементы схемы

1. Автоматический выключатель (А) – не менее 20.
2. УЗО. Данное устройство монтируется последовательно с АВ (и после), а его номинал «привязывается» к току срабатывания автомата. Значение должно быть выше на одну ступень. То есть, если для АВ оно 20, то для УЗО – 25. Соответственно, для 32 – 40.

На заметку

ПУЭ разрешает не устанавливать УЗО в цепь питания стационарного оборудования (пункт 7.1.79). Но рекомендуется его все-таки использовать в схеме. Если читатель ознакомится с назначением и принципом функционирования таких устройств, то поймет полезность этого замечания.

Два вышеуказанных защитных устройства можно заменить одним – дифференциальным автоматом. Если в силовом щитке мало место – отличное решение проблемы.

Розетка, вилка

Автор рекомендует использовать именно этот способ.

В принципе, вилку на кабель можно и не ставить, и сделать прямое подсоединение.

Но с точки зрения ТБ и удобства эксплуатации электроплиты – не самый лучший вариант. К примеру, как ее отодвинуть от стены во время проведения уборки в помещении?

Все изделия (вилка, розетка) должны подбираться под расчетную (указанную в паспорте) силу тока!

Порядок подключения

В принципе, как заложить кабель (в штроб на стене, под плинтус или облицовку), хозяин способен решить и сам. Напоминать о том, что необходимо сначала отвинтить крепеж на крышке, под которой находится клеммник, отключить напряжение в щитке при монтаже розетки и тому подобное, с точки зрения автора, не стоит. А вот некоторые схемы будут полезны, да и комментариев к ним практически не нужно.

Непосредственное расключение кабеля указано как в документации, так и на контактной панели электроплиты, с пояснительными символами.

Что учесть:

• При однофазном подключении клеммы 1,2 и 3 соединяются перемычками. Они должны быть в пакетике с принадлежностями (входит в комплект поставки). Это же касается и клемм нулевых (4 и 5). На рисунке все хорошо показано.
• Если перемычки отсутствуют, их несложно изготовить. Но только из того провода, которым присоединяется к сети электроплита! Если взять меньшего сечения, то не факт, что они выдержат.

с разделенной фазой по сравнению с 3-фазной | Путеводитель по мощности

Для электрически ненастроенной трехфазной и однофазной энергии можно рассматривать ее в том же ключе, что и механическую энергию. Несмотря на их различия, у них есть одна общая черта — они оба передают силу с давлением и потоком. При обсуждении электрической мощности давление относится к силе, а поток означает скорость.

Мощность, передаваемая через однофазную и трехфазную сети, рассчитывается следующим образом: давление умножается на расход или сила умножается на скорость.

Когда речь заходит о механической мощности, вместо слов «сила» и «скорость» используется несколько разных терминов. Например, термины «фут-фунты» и «фунты на квадратный дюйм» описывают силу. Между тем термины «скорость вращения» и «галлоны в минуту» относятся к скорости.

В отношении электроэнергии терминология становится более ограниченной. Например, только один термин «напряжение» описывает силу. Между тем только два термина — «ток» и «амперы» — описывают скорость.

В прошлые десятилетия стандартом подачи электроэнергии был постоянный ток (DC), при котором мощность текла в одном направлении. В современном мире стандартом подачи электроэнергии является переменный ток (AC), при котором поток энергии работает в переменном направлении.

Стандарт мощности изменился с постоянного тока на переменный, поскольку последний подает энергию с большей эффективностью на большие расстояния и расстояния. Частота переменного тока различается в зависимости от страны:

• 60 Гц (циклов в секунду) — это частота переменного тока в США.
• 50 Гц (циклов в секунду) — частота переменного тока во многих других странах.

В механической мощности уравнение мощности представляет собой произведение фут-фунтов (давления) и скорости вращения (скорости).

В электроэнергетике уравнение мощности представляет собой произведение напряжения (силы) на ток (поток).

В домашних хозяйствах наиболее часто используемая цепь питания состоит из однофазной двухпроводной сети переменного тока (AC), которая питает все, от компьютеров и бытовой техники до телевизоров, фенов и вентиляторов. Большинство установок имеют два провода — нейтраль и питание. Питание проходит между двумя проводами, начиная с провода питания.

Что такое Single-Split (двойной или 2-фазный) и 3-фазный?

Различия между однофазными, двухфазными и трехфазными системами сводятся к их конфигурации, которая определяет уровень напряжения, подаваемого на оборудование на принимающей стороне. Чем больше нагрузка, тем выше требования.

Что такое однофазное питание?

Однофазная трехпроводная система — это распределение электроэнергии переменного тока, позволяющее экономить материал проводников в однофазной системе. На распределительном трансформаторе для квалификации требуется только одна фаза на стороне питания. Трансформатор, питающий трехпроводную распределительную систему, содержит однофазную первичную входную обмотку.

В США и других странах действуют разные уровни стандартного напряжения. В США стандартное однофазное напряжение составляет 120 В. На многих других территориях стандартное однофазное напряжение составляет 230 В. Оба состоят из одного провода напряжения — 120 В или 230 В — и одного нейтрального провода.

Что такое двухфазное питание?

Двухфазный — также известный как разделенная фаза — в основном то же самое, что и однофазный. Двойная фаза состоит из переменного тока (AC) с двумя проводами. В Соединенных Штатах типичная система электропитания в домашних хозяйствах состоит из двух проводов питания на 120 В — фазы A и фазы B, которые сдвинуты по фазе на 180 градусов. Многие предпочитают этот подход из-за его гибкости.

В нагрузках с низким энергопотреблением, таких как освещение, телевизор, стереосистема и компьютерная периферия, питание подается от одной из двух цепей питания 120 В. В нагрузках, потребляющих большое количество энергии, таких как стиральная машина, посудомоечная машина, кондиционер и нагреватели, в качестве источника питания выступает одна силовая цепь 240 В.

Что такое трехфазное питание?

Трехфазное питание — это силовая цепь, состоящая из цепи переменного тока (AC) с тремя проводами. Большинство коммерческих зданий в Соединенных Штатах имеют трехфазную электрическую цепь. Схема питания обычно состоит из четырех проводов — 208 Y / 120 В — схема считается самой плотной и гибкой.

По сравнению с однофазным, трехфазное питание дает большую сумму мощности — в 1,732 раза по сравнению с однофазной — при том же токе:

• В нагрузках, потребляющих небольшое количество энергии, таких как освещение, телевидение, радио, компьютер и сканер, питание может подаваться от любой из трех однофазных цепей питания 120 В.
• Для нагрузок средней мощности, таких как водонагреватели и осушители воздуха, питание может подаваться от любой из трех однофазных цепей питания 208 В.
• Нагрузки, требующие больших объемов электроэнергии, включая обогреватели, кондиционеры и гаражное оборудование для тяжелых условий эксплуатации, питаются от одной трехфазной цепи питания 208 В.

На большинстве промышленных предприятий в Соединенных Штатах используются трехфазные четырехпроводные схемы питания, поскольку эта схема — 480 Y / 277 В — является самой плотной и мощной. По сравнению с трехфазным напряжением 208 В, трехфазное напряжение 480 В обеспечивает значительно большую мощность при том же токе или с уменьшенным на 43 % током. Преимущества этой установки заключаются в следующем:

• Снижение затрат на строительство благодаря меньшему размеру необходимых электрических устройств и схем.
• Снижение затрат на энергию благодаря сохранению электрического тока, который преобразуется в тепло, а не теряется.

Если принять во внимание задействованное мощное оборудование, трехфазные системы несут ответственность за самые невероятные подвиги архитектурной инженерии, которых когда-либо достигало человечество.

Разница между энергосистемами США и Европы

Энергосистемы Северной Америки, Великобритании, континентальной Европы и Океании различаются.

Европейская энергосистема

В Европе большинство энергосистем используют трехфазные сети 230/400 В. Основным исключением из этого правила являются фермы и сельские поселки, где для питания используются однофазные установки. Исключение связано с тем, что в сельской местности обычно имеется доступ только к одному высоковольтному проводу.

В Соединенном Королевстве федеральный закон требует, чтобы строительные площадки питали свои инструменты и переносные фонари от систем с центральным отводом 55 В. Подобные устройства используются с оборудованием на 110 В, для которого не требуется нейтральный проводник. Цель здесь состоит в том, чтобы уменьшить вероятность поражения электрическим током, которое часто представляет серьезную угрозу на открытом воздухе, особенно в сырые и дождливые дни.

Одной из наиболее распространенных единиц строительного оборудования в Великобритании является портативный трансформатор, особенно тот, который преобразует энергию между однофазными 240 В и 110 В. Электроснабжение на строительных площадках осуществляется непосредственно через генераторные установки. Одним из дополнительных преимуществ такого расположения является то, что лампы накаливания на 110 В — типичные для этой настройки — имеют нити накала, которые прочнее и лучше приспособлены для работы, чем нити накала ламп на 240 В.

Внизу, в антиподном содружестве, которое предпочитает недорогие варианты, электрические сети обеспечивают однопроводные линии передачи с возвратом через землю (SWER) для удаленных нагрузок.

Североамериканская энергосистема

Для жилых домов и небольших коммерческих объектов в США и Канаде наиболее распространенным источником электроэнергии являются трехпроводные однофазные системы. Установка позволяет работать двумя способами:

• Линия 120 В к нейтрали
• 240 В между линиями

Первый из них подает питание на стандартные розетки и заземленные светильники. Более тяжелое оборудование, такое как холодильники, духовки, посудомоечные машины, обогреватели и другие приборы, которым нужны более мощные источники энергии, используют второе.

Регламент управления электромонтажом двухфазных цепей. Обратный проводник не имеет защиты автоматического выключателя. Таким образом, нейтральный провод должен использоваться исключительно для цепей питания противоположной линии. Нейтраль может использоваться совместно двумя цепями противоположных линий, если имеется перемычка для соединения двух выключателей, поскольку это позволяет обоим отключаться одновременно, а также предотвращает прохождение 120 В через цепи 240 В. В исключительном варианте терминологии 220 В упоминается как однофазный в Соединенных Штатах, но не за рубежом.

Какие ключевые различия существуют между двухфазной и трехфазной электроэнергией?

В зданиях, использующих трехфазные источники питания, инженеры разработали электрические системы, обеспечивающие балансировку нагрузок. Это позволяет избежать дисбаланса в течение дня, поскольку разные стороны используют легкие, средние и тяжелые нагрузки. Инженеры также применили этот же принцип для источников питания, которые они распределяют по разным зданиям.

В Великобритании одна фаза снабжена нейтралью при токе до 100 А для отдельных объектов. В Германии и других европейских странах каждый объект получает три фазы и нейтраль. Однако номинал предохранителя в Германии ниже, и он перетасовывается, чтобы предотвратить влияние повышенных нагрузок на первую фазу.

Соединенные Штаты и Канада часто используют дельта-поставку с высокой ветвью. В этой конфигурации одна обмотка имеет отвод от центра, что позволяет использовать три разных уровня напряжения. Основная цель этого источника питания, подключенного по схеме треугольника, — обеспечить питание мощных двигателей, которым требуется вращающееся поле.

Однофазные нагрузки

За исключением систем с высоким ответвлением треугольника, однофазная нагрузка может работать между любыми двумя фазами. Когда однофазные нагрузки распределяются по фазам системы, это обеспечивает сбалансированность нагрузок и создает более управляемую ситуацию для проводников. В сбалансированной системе «звезда» из трех фаз и четырех проводов три проводника и нейтраль системы имеют одинаковое напряжение.

Когда на питающий трансформатор поступают обратные токи от домов и зданий потребителей, токи объединяются в нейтральный провод. Если все обратные нагрузки равномерно распределены по каждой из трех фаз, по нулевому проводу течет обратный ток, равный нулю. Однако использование мощности трансформатора может оказаться неэффективным, если вторичная сторона трансформатора имеет несбалансированную фазную нагрузку.

Если в нейтрали питания возникает разрыв, напряжение между фазой и нейтралью не сохраняется. На фазах с более высокими нагрузками будет меньшее напряжение, а на фазах с меньшими нагрузками — более высокое.

Несимметричные нагрузки

В трехфазной системе, где токи в токах под напряжением неравны или не образуют идеального фазового угла 120 градусов, нагрузка является несбалансированной, поскольку потери мощности выше, чем в сбалансированной системе.

Электродвигатель относится к особому классу, когда речь идет о трехфазной нагрузке. Трехфазный асинхронный двигатель, используемый в различных отраслях промышленности, обеспечивает высокую скорость и пусковой момент. Трехфазный двигатель, известный своей эффективностью, превосходит однофазные двигатели аналогичного номинала и напряжения. Трехфазный двигатель, требующий меньшего обслуживания и относительно недорогой, служит дольше и вибрирует меньше, чем однофазный.

Трехфазные системы часто также обеспечивают электроэнергией электрическое освещение, электрические котлы и другие нагревательные нагрузки сопротивления. По всей Европе трехфазные подпитки подводят к бытовым электроплитам и отопительным приборам. Вы также можете подключить нагреватели между нейтралью и фазами, в которых отсутствует трехфазный доступ. В местах, где трехфазное питание недоступно, конфигурация с расщепленной фазой позволяет получить доступ к удвоенному нормальному уровню напряжения для тяжелых нагрузок.

В двухфазной системе используются два напряжения переменного тока, разделенные фазовым сдвигом на 90 градусов. Некоторые из первых общественных кондиционеров, а также самые ранние генераторы на Ниагарском водопаде работали на двухфазных системах. Трансформатор Scott-T можно использовать для соединения двухфазных систем с трехфазными. Двухфазные системы в значительной степени были заменены трехфазными системами, но некоторые остатки двухфазных систем все еще существуют.

Что такое трехфазные конфигурации? Цепи звезда (Y) и треугольник (Δ)

Трехфазные цепи бывают двух конфигураций — звезда (Y) и треугольник (Δ). В конфигурации «звезда» используются три, а иногда и четыре провода, тогда как в схеме «треугольник» используются только три провода. В конфигурации «звезда» дополнительный четвертый провод обычно заземляется и предлагается как нейтраль.

Ни в трехпроводном, ни в четырехпроводном вариантах не учитывается провод заземления, который проходит по линиям передачи с целью защиты от замыканий. В исправном состоянии заземляющий провод даже не держит ток.

При одновременном использовании однофазной и трехфазной нагрузки вступает в силу четырехпроводная конфигурация «звезда». Примером этого может быть, когда источник питания питает как освещение, так и обогреватели. В местах, где группа потребителей имеет общую нейтраль и имеет различное количество фазных токов, результирующие токи передаются через общую нейтраль.

Треугольник соединяет обмотку между разными фазами в трехфазной конфигурации. Звезда соединяет каждую обмотку в источнике питания между фазой и нейтралью. В этих конфигурациях будет работать один трехфазный или три однофазных трансформатора.

В системе с открытым треугольником, также известной как система V, конфигурация состоит из двух трансформаторов. Если трансформатор выходит из строя или становится злокачественным в замкнутом треугольнике, состоящем из трех однофазных трансформаторов, этот треугольник может работать как открытый треугольник. В дополнение к току для соответствующих фаз два трансформатора в разомкнутом треугольнике также обеспечивают ток третьей фазы.

Чтобы система треугольника могла обнаруживать блуждающие токи, необходимо заземление. Зигзагообразный трансформатор часто защищает конфигурации треугольника от скачков напряжения. Зигзагообразный трансформатор возвращает токи короткого замыкания на землю.

Как проверить трехфазное напряжение

Чтобы иметь трехфазную электроэнергию, вы должны иметь установку с тремя проводами соединения для передачи. Электроэнергетические компании Северной Америки производят трехфазные токи, которые передают электроэнергию по электрическим сетям, и это обеспечивает электроэнергией города, поселки и пригороды на всей территории Соединенных Штатов и Канады.

В жилых домах и небольших офисных зданиях однофазное питание является наиболее распространенным источником энергии. На стадионах и промышленных предприятиях трехфазное питание является стандартным типом электропитания. Две схемы подключения трансформаторов, питающихся от трехфазной сети, называются треугольником и звездой. Между ними есть небольшая разница в напряжении, и все зависит от проводки.

Шаги, необходимые для проверки напряжения на двигателе, просты:

• Выключите выключатель на двигателе. Снимите винты, которыми эта крышка крепится к разъединителю, и отложите крышку в сторону.
• Переместите мультиметр на напряжение переменного тока. Присоедините выводы щупа к следующим выводам — общему и напряжению. Если мультиметр имеет функцию автоматического выбора диапазона, перейдите к следующему шагу. Если нет, выберите диапазон напряжения, превышающий предполагаемое напряжение.
• Проверьте внутреннюю часть распределительной коробки двигателя. Должно быть два комплекта проводов. Один комплект должен включать три входящих провода, а другой должен состоять из трех исходящих проводов.
• Входящие провода должны быть подключены к клемме со следующими тремя символами — L1, L2 и L3. В качестве альтернативы терминал может отображать их как Line 1, Line 2 и Line 3.
• Провода, которые выходят наружу, должны быть подключены к клемме, которая имеет следующие три символа — Т1, Т2 и Т3. В качестве альтернативы терминал может отображать их как «Загрузка 1», «Загрузка 2» и «Загрузка 3».
• Из трех фаз тока каждая фаза проходит по проводу и обозначается входом и выходом соответствующим номером. Например, L3 и T3 представляют третью фазу.
• Проверьте пары L и T с помощью щупов мультиметра. Поместите щуп на L1 и L2, затем следите за отображением напряжения. Повторите этот шаг с комбинацией L1 и L3, а затем L2 и L3. Напряжение для каждой из этих пар должно быть одинаковым.
• При выполнении этого теста на парах T — T1 и T2, T1 и T3, T2 и T3 — напряжение для каждой пары должно быть равно нулю.
• Включите разъединитель. Протестируйте T-пары еще раз. Напряжение для каждой пары должно быть таким же, как и для L-пар.

Если у вас есть доступная нейтральная клемма, проверьте однофазное напряжение между ней и L1. Повторите тест между нейтралью и L2 и нейтралью и L3. Испытываемое здесь напряжение должно составлять половину того, что получилось для пар линий.

Во вращающемся преобразователе фаз одна фаза трехфазного тока может иметь другое напряжение, чем остальные две. В условиях нагрузки, включающей работающие двигатели, напряжение будет меняться, но этого следует ожидать.

При выполнении проверки напряжения внимательно следите за тем, что делаете, и не позволяйте себе отвлекаться. Выполнение этих тестов может быть опасным.

На некоторых двигателях размыкающий выключатель аналогичен выключателю включения/выключения. Таким образом, переключение отключения в положение «включено» фактически включает двигатель.

Получите дополнительную информацию об электроснабжении

В современном мире высоких технологий доступ к электроэнергии в любое время и в любых условиях не является роскошью. Это обязательно. Global Electronic Services выполняет сервисные работы по полному спектру промышленной электроники, двигателей и другого мощного оборудования. Мы рекомендуем вам быть в курсе событий в области электроэнергетики на благо вашей компании.

Запросить цену

Трехфазная электроэнергия

Трехфазная электроэнергия является распространенным методом передачи электроэнергии. Это тип многофазной системы, в основном используемый для питания двигателей и многих других устройств. Трехфазная система использует меньше материала проводника для передачи электроэнергии, чем эквивалентные однофазные, двухфазные системы или системы постоянного тока (DC) при том же напряжении.

В трехфазной системе по трем проводникам цепи передаются три переменных тока (AC) (одной и той же частоты), мгновенные пиковые значения которых достигаются в разное время. Принимая один проводник за эталон, два других тока задерживаются во времени на одну треть и две трети одного цикла электрического тока. Эта задержка между «фазами» обеспечивает постоянную передачу мощности в каждом цикле тока; и позволяет создать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.

Трехфазные системы могут иметь или не иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, но при этом поддерживает однофазные приборы с более низким напряжением. В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не используется нейтральный провод, поскольку нагрузки можно просто подключить между фазами.

Трехфазный имеет свойства, которые делают его очень востребованным в системах электроснабжения. Во-первых, фазные токи имеют тенденцию компенсировать друг друга и в сумме равняться нулю в случае линейной сбалансированной нагрузки. Это позволяет исключить нулевой провод на некоторых линиях; все фазные проводники пропускают один и тот же ток и поэтому могут иметь одинаковый размер для сбалансированной нагрузки. Во-вторых, передача мощности на линейную сбалансированную нагрузку является постоянной, что помогает уменьшить вибрации генератора и двигателя. Наконец, трехфазные системы могут создавать магнитное поле, вращающееся в заданном направлении, что упрощает конструкцию электродвигателей. Третий – это самый низкий фазовый порядок, демонстрирующий все эти свойства.

Большинство бытовых нагрузок однофазные. Как правило, трехфазное питание либо вообще не входит в жилые дома, либо там, где оно есть, оно распределяется на главном распределительном щите.

На электростанции электрический генератор преобразует механическую энергию в набор переменных электрических токов, по одному от каждой электромагнитной катушки или обмотки генератора. Токи представляют собой синусоидальные функции времени, все с одной и той же частотой, но со смещением во времени, что дает разные фазы. В трехфазной системе фазы расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, что дает разделение фаз на одну треть цикла. Частота сети обычно составляет 50 Гц в Азии, Европе, Южной Америке и Австралии и 60 Гц в США и Канаде (более подробную информацию см. в разделе Системы электроснабжения).

Генераторы выдают напряжение в диапазоне от сотен вольт до 30 000 вольт. На электростанции трансформаторы «повышают» это напряжение до более пригодного для передачи.

После многочисленных преобразований в сети передачи и распределения мощность окончательно преобразуется в стандартное сетевое напряжение (т. е. «бытовое» напряжение). Возможно, в этот момент мощность уже была разделена на однофазную или все еще может быть трехфазной. Там, где понижающее напряжение трехфазное, выход этого трансформатора обычно соединен звездой со стандартным сетевым напряжением (120 В в Северной Америке и 230 В в Европе и Австралии), являющимся фазно-нейтральным напряжением. Другая система, обычно встречающаяся в Северной Америке, состоит в том, чтобы иметь вторичную обмотку, соединенную треугольником, с центральным отводом на одной из обмоток, питающих землю и нейтраль. Это позволяет использовать трехфазное напряжение 240 В, а также три различных (120 В между двумя фазами и нейтралью, 208 В между третьей фазой (известной как высокий ответвитель) и нейтралью и 240 В между любыми двумя фазами) быть доступным из одного и того же источника питания.

---

ОДНОФАЗНЫЕ НАГРУЗКИ

Однофазные нагрузки могут быть подключены к трехфазной системе либо путем соединения двух проводников под напряжением (межфазное соединение), либо путем соединения между фазным проводником и нейтралью системы. Он либо подключен к центру вторичной обмотки Y (звезда) питающего трансформатора, либо подключен к центру одной обмотки трансформатора треугольника (система треугольника с высоким ответвлением). Однофазные нагрузки следует распределять равномерно между фазами трехфазной системы для эффективного использования питающего трансформатора и питающих проводников.

Линейное напряжение трехфазной системы в 3 раза превышает напряжение между фазой и нейтралью. Если фазное напряжение является стандартным рабочим напряжением (например, в системе 240 В/415 В), отдельные однофазные потребители коммунальных услуг или нагрузки могут быть подключены к разным фазам питания. Если фазное напряжение не является общепринятым, например, в системе 347/600 В, однофазные нагрузки должны питаться от отдельных понижающих трансформаторов. В многоквартирных жилых домах в Северной Америке осветительные и бытовые розетки могут быть соединены между фазой и нейтралью, чтобы получить распределительное напряжение 120 В (напряжение использования 115 В). Мощные нагрузки, такие как оборудование для приготовления пищи, отопление помещений, водонагреватели или кондиционеры, могут быть подключены к двум фазам для получения 208 В. Эта практика достаточно распространена, поэтому однофазное оборудование на 208 В легко доступно в Северной Америке. Попытки использовать более распространенное оборудование на 120/240 В, предназначенное для трехпроводного однофазного распределения, могут привести к снижению производительности, поскольку нагревательное оборудование на 240 В будет производить только 75% своей мощности при работе от 208 В.

В тех случаях, когда используются три фазы низкого напряжения, они все же могут быть разделены на однофазные служебные кабели через соединения в сети питания или могут быть подведены к главному распределительному щиту (щиту выключателя) в помещении потребителя. Подключение электрической цепи от одной фазы к нейтрали обычно подает в цепь стандартное для страны однофазное напряжение (120 В переменного тока или 230 В переменного тока).

Сеть электропередачи организована таким образом, что каждая фаза несет ток одинаковой величины из основных частей системы передачи. Все токи, возвращающиеся из помещений потребителей к последнему питающему трансформатору, имеют общий нейтральный провод, но трехфазная система гарантирует, что сумма обратных токов будет приблизительно равна нулю. Соединение треугольником первичной обмотки этого питающего трансформатора означает, что нейтраль на стороне высокого напряжения сети не требуется.

Если нейтраль питания трехфазной системы с нагрузками, подключенными между фазами и нейтралью, нарушена, баланс напряжения на нагрузках, как правило, больше не поддерживается. Слабонагруженные фазы могут иметь до sqrt(3) напряжения выше номинального, вызывая перегрев и выход из строя многих типов нагрузок. Например, если несколько домов подключены к общему трансформатору на улице, каждый дом может быть подключен к одной из трех фаз. Если нейтральная связь на трансформаторе разорвана, все оборудование в доме может быть повреждено из-за перенапряжения. Такие события трудно отследить, если не осознавать эту возможность. При индуктивных и/или емкостных нагрузках все фазы могут быть повреждены, особенно при возможности возникновения резонансов. Консервативный дизайн распределительной сети будет учитывать эту проблему, чтобы гарантировать, что нейтральные соединения будут такими же надежными, как и любые фазовые соединения.

---

ТРЕХФАЗНЫЕ НАГРУЗКИ

Важнейшим классом трехфазной нагрузки является электродвигатель. Трехфазный асинхронный двигатель имеет простую конструкцию, высокий пусковой момент и высокий КПД. Такие двигатели применяются в промышленности для насосов, вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, приводов конвейеров и многих других видов механизированного оборудования. Трехфазный двигатель будет компактнее и дешевле, чем однофазный двигатель того же класса напряжения и номинала; а однофазные двигатели переменного тока мощностью более 10 л. с. (7,5 кВт) встречаются редко. Трехфазные двигатели также будут меньше вибрировать и, следовательно, прослужат дольше, чем однофазные двигатели той же мощности, используемые в тех же условиях.

В большом оборудовании для кондиционирования воздуха и т. д. используются трехфазные двигатели из соображений эффективности, экономичности и долговечности.

Нагреватели сопротивления, такие как электрические котлы или отопление помещений, могут быть подключены к трехфазным системам. Аналогичным образом может быть подключено электрическое освещение. Эти типы нагрузок не требуют характеристики вращающегося магнитного поля трехфазных двигателей, но используют преимущества более высокого уровня напряжения и мощности, обычно связанные с трехфазным распределением. Системы люминесцентного освещения также выигрывают от уменьшения мерцания, если соседние светильники питаются от разных фаз.

Большие системы выпрямителей могут иметь трехфазные входы; результирующий постоянный ток легче фильтровать (сглаживать), чем выходной сигнал однофазного выпрямителя. Такие выпрямители можно использовать для зарядки аккумуляторов, процессов электролиза, таких как производство алюминия, или для работы двигателей постоянного тока.

Интересным примером трехфазной нагрузки является электродуговая печь, используемая в сталеплавильном производстве и при рафинировании руд.

В большинстве стран Европы печи рассчитаны на трехфазное питание. Обычно отдельные нагревательные элементы подключаются между фазой и нейтралью, чтобы можно было подключиться к однофазной сети. Во многих регионах Европы однофазное питание является единственным доступным источником.

---

ФАЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Иногда преимущества трехфазных двигателей делают целесообразным преобразование однофазного питания в трехфазное. Мелкие потребители, такие как жилые дома или фермы, могут не иметь доступа к трехфазному электроснабжению. Эти владельцы недвижимости могут не захотеть платить за дополнительную плату за трехфазное обслуживание, но все же могут захотеть использовать трехфазное оборудование. Такие преобразователи могут также позволять изменять частоту, позволяя регулировать скорость. Некоторые локомотивы переходят на многофазные двигатели, приводимые в действие такими системами, даже несмотря на то, что входное питание локомотива почти всегда является либо постоянным, либо однофазным переменным током.

Поскольку однофазная мощность падает до нуля в каждый момент, когда напряжение пересекает ноль, а трехфазная подает мощность непрерывно, любой такой преобразователь должен иметь способ хранения энергии в течение необходимой доли секунды.

Одним из способов использования трехфазного оборудования с однофазным источником питания является вращающийся фазовый преобразователь. По сути, это трехфазный двигатель со специальными пусковыми устройствами и коррекцией коэффициента мощности, который обеспечивает сбалансированное трехфазное напряжение. При правильной конструкции эти вращающиеся преобразователи могут обеспечить удовлетворительную работу трехфазного оборудования, такого как станки, от однофазной сети. В таком устройстве накопление энергии осуществляется за счет механической инерции (эффект маховика) вращающихся компонентов. Внешний маховик иногда находится на одном или обоих концах вала.

Вторым методом, который был популярен в 1940-х и 50-х годах, был метод, который назывался «метод трансформатора». В то время конденсаторы были дороже трансформаторов. Таким образом, автотрансформатор использовался для подачи большей мощности через меньшее количество конденсаторов. Этот метод хорошо работает и имеет сторонников даже сегодня. Использование метода имени трансформатора отделило его от другого распространенного метода, статического преобразователя, поскольку оба метода не имеют движущихся частей, что отличает их от вращающихся преобразователей.

Другой метод, который часто пытаются использовать, — это устройство, называемое статическим преобразователем фазы. Этот метод запуска трехфазного оборудования обычно используется с двигателями, хотя он обеспечивает только две трети мощности и может привести к перегреву двигателей, а в некоторых случаях и к перегреву. Этот метод не будет работать, когда задействованы чувствительные схемы, такие как устройства с ЧПУ, или нагрузки индукционного и выпрямительного типа.

Изготавливаются устройства, создающие имитацию трехфазного тока из трехпроводного однофазного питания. Это делается путем создания третьей «субфазы» между двумя проводниками под напряжением, в результате чего фазовое разделение составляет 180 ° – 90° = 90°. Многие трехфазные устройства будут работать в этой конфигурации, но с меньшей эффективностью.

Преобразователи частоты (также известные как полупроводниковые инверторы) используются для обеспечения точного управления скоростью и крутящим моментом трехфазных двигателей. Некоторые модели могут питаться от однофазной сети. ЧРП работают, преобразовывая напряжение питания в постоянный ток, а затем преобразуя постоянный ток в подходящий трехфазный источник для двигателя.

Цифровые фазовые преобразователи — это новейшая разработка в технологии фазовых преобразователей, в которой используется программное обеспечение в мощном микропроцессоре для управления полупроводниковыми силовыми коммутационными компонентами. Этот микропроцессор, называемый цифровым сигнальным процессором (DSP), контролирует процесс фазового преобразования, постоянно регулируя входные и выходные модули преобразователя для поддержания сбалансированной трехфазной мощности при любых условиях нагрузки.

---

АЛЬТЕРНАТИВЫ ТРЕХФАЗНОМУ

• • Трехпроводное однофазное распределение полезно, когда трехфазное питание недоступно. Это позволяет удвоить нормальное рабочее напряжение для мощной нагрузки.


• • Двухфазное питание — как и трехфазное — обеспечивает постоянную передачу мощности на линейную нагрузку. Для нагрузок, которые соединяют каждую фазу с нейтралью — при условии, что нагрузка имеет одинаковую потребляемую мощность — двухпроводная система имеет ток нейтрали, который больше, чем ток нейтрали в трехфазной системе. Двигатели также не являются полностью линейными, а это означает, что, несмотря на теорию, двигатели, работающие от трехфазной сети, имеют тенденцию работать более плавно, чем двухфазные. Генераторы на Ниагарском водопаде установлены в 189 г.5 были самыми большими генераторами в мире в то время и представляли собой двухфазные машины. Настоящее двухфазное распределение электроэнергии по существу устарело. Системы специального назначения могут использовать для управления двухфазную систему. Двухфазная мощность может быть получена из трехфазной системы с использованием трансформаторов, называемых трансформатором Скотта-Т.


• • Моноциклическая мощность — название асимметричной модифицированной двухфазной системы питания, использовавшейся General Electric около 189 г.7 (поддерживаемый Чарльзом Протеусом Стейнмецем и Элиу Томсоном; как сообщается, это использование было предпринято, чтобы избежать нарушения патентных прав). В этой системе был намотан генератор с однофазной обмоткой полного напряжения, предназначенной для осветительных нагрузок, — и с малой (обычно четверть линейного напряжения) обмоткой, вырабатывавшей напряжение в квадратуре с основными обмотками. Намерение состояло в том, чтобы использовать дополнительную обмотку этого «провода питания» для обеспечения пускового момента для асинхронных двигателей, а основная обмотка обеспечивает питание для осветительных нагрузок. После истечения срока действия патентов Вестингауза на симметричные двухфазные и трехфазные системы распределения электроэнергии моноциклическая система вышла из употребления; его было трудно анализировать, и он длился недостаточно долго, чтобы можно было разработать удовлетворительный учет энергии.


• • Были построены и испытаны системы с высоким порядком фаз для передачи электроэнергии. Такие линии электропередачи используют 6 или 12 фаз и методы проектирования, характерные для линий электропередачи сверхвысокого напряжения. Линии передачи с высоким порядком фаз могут обеспечивать передачу большей мощности по данной линии передачи в полосе отчуждения без затрат на преобразователь постоянного тока высокого напряжения на каждом конце линии.

Многофазная система представляет собой средство распределения электроэнергии переменного тока. Многофазные системы имеют три или более электрических проводника под напряжением, по которым текут переменные токи с определенным временным сдвигом между волнами напряжения в каждом проводнике. Многофазные системы особенно полезны для передачи мощности на электродвигатели. Наиболее распространенным примером является трехфазная система питания, используемая в большинстве промышленных приложений.

---

ФАЗ

На заре коммерческой электроэнергетики в некоторых установках для двигателей использовались двухфазные четырехпроводные системы. Их главное преимущество заключалось в том, что конфигурация обмотки была такой же, как и у однофазного двигателя с конденсаторным пуском. При использовании четырехпроводной системы концептуально фазы были независимыми и легко анализировались с помощью доступных в то время математических инструментов. Двухфазные системы были заменены трехфазными системами. Двухфазное питание с 90 градусов между фазами может быть получено из трехфазной системы с использованием трансформатора, подключенного Скоттом.

Многофазная система должна обеспечивать определенное направление чередования фаз, чтобы напряжения зеркального отображения не учитывались при определении порядка фаз. Трехпроводная система с двумя фазными проводами, расположенными на 180 градусов друг от друга, по-прежнему является только однофазной. Такие системы иногда называют двухфазными.

---

ДВИГАТЕЛИ

Многофазная энергия особенно полезна в двигателях переменного тока, таких как асинхронные двигатели, где она создает вращающееся магнитное поле. Когда трехфазное питание завершает один полный цикл, магнитное поле двухполюсного двигателя поворачивается на 360 ° в физическом пространстве; двигателям с большим количеством пар полюсов требуется больше циклов подачи питания, чтобы совершить один физический оборот магнитного поля, и поэтому эти двигатели работают медленнее. Никола Тесла и Михаил Доливо-Добровольский изобрели первые практические асинхронные двигатели, использующие вращающееся магнитное поле — ранее все коммерческие двигатели были постоянного тока с дорогими коммутаторами, требующими обслуживания щетками и характеристиками, непригодными для работы в сети переменного тока. Многофазные двигатели просты в конструкции, самозапускающиеся и имеют мало вибраций.

---

ВЫСШИЙ ПОРЯДОК ФАЗЫ

Количество фаз больше трех. Обычная практика для выпрямительных установок и преобразователей HVDC состоит в том, чтобы обеспечить шесть фаз с шагом 60 градусов, чтобы уменьшить генерацию гармоник в системе питания переменного тока и обеспечить более плавный постоянный ток. Были построены экспериментальные линии передачи высокого фазового порядка с числом фаз до 12. Это позволяет применять правила проектирования сверхвысокого напряжения (СВН) при более низких напряжениях и позволит увеличить передачу мощности при той же ширине коридора линии электропередачи.

---

ОДНОФАЗНЫЕ НАГРУЗКИ В МНОГОФАЗНОЙ СИСТЕМЕ

Жилые дома и предприятия малого бизнеса обычно снабжаются однофазным питанием, взятым из одной из трех фаз инженерных сетей. Индивидуальные клиенты распределяются между тремя фазами для балансировки нагрузки. Однофазные нагрузки, такие как освещение, могут быть подключены от фазы под напряжением к нейтрали цепи, что позволяет сбалансировать нагрузку в большом здании по трем фазам питания. Смещение фаз фазных напряжений к нейтрали составляет 120 градусов. Напряжение между любыми двумя проводами под напряжением всегда в 3 раза больше, чем между проводом под напряжением и нейтралью.

В Северной Америке жилые многоквартирные дома могут иметь распределительное напряжение 120 В (фаза-нейтраль) и 208 В (фаза-фаза). Крупные однофазные приборы, такие как духовки или варочные панели, предназначенные для двухфазной системы на 240 В, обычно используемые в односемейных домах, могут плохо работать при подключении к напряжению 208 В; отопительные приборы будут развивать только 3/4 своей номинальной мощности, а электродвигатели будут работать некорректно при на 13% меньшем приложенном напряжении.