Какие автоматические выключатели подобрать для электрощита
Основной вопрос, затрагивающий многих пользователей: как определиться с автоматами? Расчёт номинального тока автоматического выключателя производится исходя из такого параметра как нагрузка потребителя или его мощность.
Для примера. Номинальная мощность одновременно включённых электроприборов и осветительной сети составит 15 кВт. Существует формула: P=U×I, где P-мощность, U — напряжение, I — сила тока. Если P=15000 Вт, то сила тока составит (округлив) 68 А. Это означает, сумма номинальных значений автоматов не должна превысить 68 А. Но следует помнить, что к щиту подводят трёхфазную сеть, поэтому номинальный амперах необходимо поделить на 3, что даст приблизительно 23 А. Это означает, что входной автомат следует устанавливать в 25 А.
Для осветительных сетей использует автоматы на 6.3 или 10 А. Это общепринятые стандарты, к которым удобно прибегать для экономии времени. Если всё же появилось свободное время, то можно рассчитать ампераж автомата на свет, используя вышеприведённую формулу, только P будет равно сумме мощностей всех ламп, используемых в отдельной или общей осветительной линии.
Ампераж автоматов для силовых цепей не должен быть менее 16 А. Именно такое номинальное значение позволит на протяжении длительного времени пользоваться электрическими приборами бесперебойно. Если установить автоматический выключатель с меньшим номинальным порогом, то включение бытового прибора будет восприниматься устройством как короткое замыкание на линии и автомат отключит напряжение.
Также в доме могут присутствовать и более мощные электроприборы: варочные поверхности, духовые шкафы, холодильные камеры. И если несколько розеток можно объединить в одну группу, то для таких приборов потребуется установка отдельного автомата со значением не менее 25 А. Мощность современной электрической панели может достигать 7 кВт и выше.
Что такое трехфазный ток
Реактивная мощность
Это система, объединяющая три электроцепи с токами, которые разнятся по фазе на 1/3 периода. Причём их собственные ЭДС совпадают по частоте и амплитуде и имеют такой же фазовый сдвиг. У такой структуры фазное и линейное напряжения соответственно равны 220 В и 380 В. Частота периодических колебаний – 50 герц (Гц).
Если подключить к осциллографу токовые синусоидальные сигналы от трёхфазной сети, то можно будет увидеть, что они совершают прохождение своих точек максимума в регулярной фазовой последовательности.
Общая формула мощности переменного тока:
P = I*U*cosϕ,
где:
- P – мощность, (Вт);
- I – ток, (А);
- U – напряжение, (В);
- cosϕ – коэффициент мощности.
Значение cosϕ должно стремиться к единице. Средний коэффициент мощности лежит в интервале 0,7-0,8. Чем он выше, тем больше КПД установки.
В случае 3-х фазных сетей мощность будет зависеть от схемы соединения источника и нагрузки.
График трёхфазного тока
Порядок сборки
После получения разрешения на подключение к трем фазам и технического условия, приступим к самостоятельной сборке щита. Ввод будет монтироваться в герметичном боксе, который нужно собрать на наружной стене частного дома или столбе. В нем установлен трехфазный счетчик и автоматический выключатель, как показано на фото ниже:
Возле ввода организовываем устройство заземления, согласно правилам. Вводной щит учета электроэнергии будет опломбирован и свободного доступа к нему не будет. Поэтому первым делом нужно самостоятельно собрать трехфазный распределительный щиток, распределив потребителей по своему желанию.
От вводного бокса к распределительному электрощиту заводится 5-жильный кабель L1; L2; L3; N; PE, или 4-х жильный L1; L2; L3; N при условии использования схемы заземления TN-C-S или организации еще одного устройства заземления возле щитка.
Для подключения трехфазного домашнего оборудования собрать щит нужно будет по следующей схеме:
Сборка щита учета на 380 вольт выполняется многожильным проводом, сечением не менее 4 мм с цветной изоляцией. Рекомендуемые цвета — L1 красный, L2 белый, L3 черный, N синий, PE желто-зеленый. Чтобы правильно собрать трехфазный щиток, нужно внимательно смотреть на защитные устройства, на которых нанесены отметки фаз для подключения проводов. На данной схеме представлены четырехполюсные защитные аппараты УЗО, с дополнительной клеммой N, в обычных автоматах эта клемма может отсутствовать. По очереди установленные в щитке на DIN-рейку устройства начинаем коммутировать, отмеряем провод от клеммы L1 до клеммы L1 следующего за ним устройства, с запасом 30%, для удобства монтажа и эксплуатации.
Такую операцию проводим со всеми клеммами, однако учтите, что заранее нарезать отрезки не рекомендуется, потому что в процессе сборки заметите, что длина отрезка L1 намного короче монтажного отрезка L3. Еще лучше собрать щит, используя монтажную трехфазную шину, которая сэкономит место и сведет к минимуму шансы что-то перепутать. Отдельно ставим нулевую шину и шину РЕ, которую обязательно соединяем с корпусом щитка учета электроэнергии.
Если же у вас в квартире либо доме нет мощного оборудования, нужно собрать щиток на 380в таким образом, чтобы каждая фаза была равномерно нагружена однофазными потребителями. Пример такой сборки трехфазного электрощита в частном доме вы можете увидеть ниже:
В данной схеме электрического щита фазы распределены на отдельную нагрузку, через однополюсные автоматы и дифференциальные выключатели. L1, L2 и L3 равномерно нагружены потребителями, согласно предварительно посчитанной предполагаемой нагрузке.
Не рекомендуется делать так — одна фаза на розетки, другая на освещение, третья на любые другие нужды, т.к
важно распределять нагрузку между L1, L2, L3. Если одна из фаз чрезмерно нагружена, происходит просадка напряжения на ней, в это же время на свободных происходит подъем напряжения. Это явления часто можно наблюдать в зимнее время, в жилом секторе
Если ваш сосед по фазе включил мощный потребитель, у вас в доме стали тускло светить лампы освещения, и холодильник натужно стал гудеть. Знайте это просадка вашей фазы. А в это же время у других соседей, запитанных от других фаз, начинают ярко светиться и взрываться лампы, перегорать техника, и даже может возникнуть пожар
Это явления часто можно наблюдать в зимнее время, в жилом секторе. Если ваш сосед по фазе включил мощный потребитель, у вас в доме стали тускло светить лампы освещения, и холодильник натужно стал гудеть. Знайте это просадка вашей фазы. А в это же время у других соседей, запитанных от других фаз, начинают ярко светиться и взрываться лампы, перегорать техника, и даже может возникнуть пожар.
Что касается трехфазной нагрузки, для нее такой перекос будет фатальным. Чтобы этого не происходило, когда вы решите собрать щит, дополнительно установите реле контроля фаз и напряжения для трехфазной сети. Для однофазной сети выполняют подключение реле напряжения. Проконтролировать распределение нагрузки можно с помощью мультиметра с токовыми клещами, который показан на фото ниже.
Ну и последний вариант сборки щита учета электроэнергии на 380 вольт — смешанный, когда в домашней электросети присутствуют и трехфазные и однофазные потребители электроэнергии. В этом случае собрать электрощит нужно следующим образом:
Как собрать щит учета электроэнергии 380в 15квт
Трехфазные распределительные щиты 380В часто применяют в частных домах и на много реже в квартирах в новостройках. Это позволяет снизить сечение подходящего к дому кабеля и грамотно распределить нагрузку. Зачастую отведенная мощность на дом составляет 15 кВт. Это очень широко распространенная практика в нашей стране. При такой отведенной мощности нужно устанавливать вводной автоматический выключатель номиналом 25А. Также 3-х фазное электроснабжение позволяет подключать электроплиты по трехфазной схеме. Это позволяет уменьшить номинал автомата, снизить сечение кабеля и уменьшить потребление тока по фазе. Например, варочная панель мощность 7кВт при однофазном подключении будет потреблять ток 31А, а при 3-х фазном подключении будет потреблять около 10А по каждой фазе. Давайте ниже рассмотрим типовые и не типовые трехфазные схемы в с наглядными примерами реальных собранных электрощитов.
Трехфазная схема распределительного щита
Типовая схема трехфазного щита состоит из входного 3-х фазного автоматического выключателя и нескольких групповых автоматов, которые защищают только свои отходящие однофазные линии. Тут на входе стоит 3-х полюсный автоматический выключатель номиналом 25А-40А и с характеристикой выше групповых однофазных автоматов (с характеристикой С). Это необходимо для попытки соблюдения селективности и исключения одновременного срабатывания входного автомата и группового. Хотя при коротком замыкании скорее всего сработают и вводной автомат С25 и групповой В16. При такой минимальной разнице номиналов автоматических выключателей добиться селективности практически не возможно.
В схеме все нулевые проводники заводим на общую нулевую шину, все заземляющие проводники заводим на общую шину заземления, а фазные проводники на автоматические выключатели. Объединять групповые автоматы по фазам можно с помощью перемычек из провода, а лучше с помощью специальной гребенчатой шины. Ниже представлена типовая трехфазная схема распределительного щита 380В. Может кому и пригодится я сюда еще вставил счетчик электроэнергии. Здесь представлена система заземления TN-S. Если у вас система заземления TN-C, то вам обязательно нужно делать переход на систему заземления TN-C-S, т.е. разделять входящий PEN проводник на самостоятельные нулевой рабочий N и нулевой защитный PE проводники. Как это правильно организовать читайте здесь.
Вот наглядный пример подключения автоматических выключателей в 3-х фазном электрощите. Все фото сборки данного щитка можете посмотреть здесь: Сборка трехфазных электрощитов на заказ
Если у кого-то в доме помимо однофазных потребителей есть трехфазная нагрузка, например, электрическая плита, то вам должна пригодиться следующая схема трехфазного распределительного щита. В представленном варианте можно подключить один 3-х фазный прибор и несколько однофазных.
Если в щитке нет места для счетчика электроэнергии или он стоит в другом месте, то вот схема щита 380В аналогичная предыдущей, но уже без прибора учета. Тут все фазные проводники напрямую идут на групповые автоматические выключатели.
Если с предыдущими трехфазными схемами распределительных щитов все понятно, то идем дальше. Ниже для вас выложил схему, где еще присутствуют УЗО и дифавтомат. С их помощью обязательно нужно защищать все группы розеток. Этого требует ПУЭ, а также электробезопасность должна быть на первом месте. Тут дифавтомат стоит только на стиральную машину, так как в случае его срабатывания найти неисправность будет не так сложно. УЗО в паре с автоматическим выключателем стоит на группу кухонных розеток. Почему в паре можете узнать тут. Это сделано для облегчения поиска неисправности, так как в них будет включено много разных электроприборов. Если сработал автомат, то значит где-то короткое замыкание или если вы включили в сеть все электроприборы одновременно, то скорее всего перегрузка. Если сработало УЗО, то вероятнее всего появилась утечка в каком-то бытовом приборе. Ниже нарисовано как правильно подключить УЗО и подключить дифавтомат в щитке 380В.
Ниже представлен реальный пример трехфазного щита с подключением 2-х полюсных и 4-х полюсных УЗО.
Вот еще одна схемка может кому и пригодится. Она построена на одном общем (входном) и нескольких групповых УЗО.
Как выполнить однолинейную схему
Электрическая однолинейная схема электроснабжения квартиры, дома, частного предприятия выполняется по требованиям ГОСТ 2.702-75. Согласно нормам, у Вас должно получится изображение 3 фаз, питающих сеть конкретного помещения и линии групповых сетей, которые отходят от питающих. При этом схему не нужно подробно детализировать, основная её цель – давать представление про общую конструкцию системы электрического снабжения.
Фото — Принципиальная схема подстанции
Именно благодаря такой подаче информации, в итоге получается достаточно простой чертеж, четко передающий основные параметры сети питания. Многие начинающие электрики могут усомниться в эффективности таких чертежей, ведь кажется, что непонятно, как их отобразить тогда трехфазное или двухфазное питание.
Все очень просто: возле линии, которая определяет многофазное питание ставится цифра и перечеркнутый штрих, как на фото ниже. Цифра в такой схеме отвечает за определение количества фаз, а перечеркнутая косыми отрезками линия – это определение фазы.
Помимо отображения отдельных проводов, также важно изобразить на чертеже дополнительные детали электрической схемы. Для обозначения УЗО квартиры, контакторов, выключателей и прочих дополнительных элементов, Вам также нужно ознакомиться с ГОСТ 2.709, который предоставляется как в ПДФ, так и обычным текстом
В этом документе указываются общепринятые варианты черчения подобных элементов.
Рассмотрим пример однолинейной схемы квартиры (также можно использовать для электроснабжения дома):
Фото — пример однолинейной схемы
Для защиты групповых линий от перегрузки и общей цепи помещения от электрического замыкания, используются автоматические выключатели. Их, в свою очередь, на чертеже «подстраховывают» устройства сверхтоков. В схему в обязательном порядке нужно включить не только основные её составляющие (кабеля ввода, заземления, УЗО), но и розетки, выключатели света в комнатах.
На чертеже выше Вы можете обратить внимание, что возле перечеркнутых линий косыми штрихами нет цифр. Вместо них используется определение фазы по количеству штрихов
Если на схеме показано 2 штриха – то питание двухфазное, если 3 – то, соответственно, трехфазное. Но при этом однофазная проводка обозначается одной линией с одним штрихом.
Такое подключение отлично демонстрирует однолинейная схема трансформатора КТП:
Фото — однолинейная схема трансформатора ктп
Примеры того, что должна включать однолинейная типовая схема электроснабжения поликлиники, квартиры, загородного или дачного дома, завода или прочих помещений:
- Точку, где объект подключается к электрической сети;
- Все ВРУ (вводно-распределительные устройства);
- Точку и марку прибора, который используется для подключения помещения (в большинстве случаев, нужны также параметры щита);
- Нужно не только начертить кабель питания, но и отметить на схеме его сечение и марку, иногда мастера помечают номинал;
- Проект должен содержать данные про номинальные и максимальные токи оборудования, которое используется на объекте.
Еще очень важно использовать примерные расчетные нагрузки, которые могут стать максимальными для определенной сети электропитания (АТС) Вашего поселка, города. Правила выполнения могут варьироваться в зависимости от требования к конкретным помещениям
Вы должны уделять внимание любой мелочи, ведь основные требования к проекту выдвигаются снабжающей электричеством компанией. Именно однолинейная схема электроснабжения предприятия, дома, цеха является основополагающим документом согласно ГОСТ, который отвечает за эксплуатационные ответственности разных сторон
В особенности она необходима для подключения к локальной сети дома с АВР:
Фото — дом с авр
Чтобы бесплатно разработать однолинейную схему электроснабжения детского учреждения, частных построек (гаражей, домов, квартир, киосков), многоэтажного жилого здания, завода (СНТ), вахтовых вагонов, Вам понадобится ЕСКД. ЕСКД – это Единая система конструкторской документации.
Дома однолинейная схема электроснабжения чертится вручную или при помощи AutoCAD (чертёжная программа). Данный софт поможет разработать проект для любого объекта (офиса, торгового павильона, подстанции, школы, магазина, коттеджа, НПС) и потребителей.
Как шаблон, представляем однолинейную схема ЗРУ-10 кВ, к слову, по её аналогии разрабатывается схема ИБП АББМ:
Фото — однолинейная схема ЗРУ 10 кВт
Для разработки схемы при помощи специалистов, Вам нужно будет обратиться в конструкторское бюро своего города. Такие учреждения есть в Белгороде, Москве, Санкт-Петербурге и других крупных и средних населенных пунктах.
Источник
Недостатки трехфазного питания
У трехфазного питания существует также и несколько неприятных моментов, которые стоит учитывать перед подключением:
- Расходы на подключение и покупку оборудования
Если у вас уже заведен в дом однофазный ввод, то переподключение на трехфазный потребует дополнительных растрат. В такие растраты включается:
- Оформление договора. Согласно текущему законодательству оформление договора на установку трехфазного ввода и счетчика стоит 550 рублей.
- Покупка счетчика и проводов. Средняя стоимость трехфазного счетчика, внесенного в госреестр, составляет 1500 рублей. Также для ввода понадобится примерно 20 м изолированного кабеля СИП сечением 16 мм2, стоимостью 1200 рублей. Еще стоит учесть необходимость организации проводки внутри дома для трехфазного дома. Этот показатель сложно просчитать, так как все дома разные по площади.
- Дополнительные автоматы. Для каждой фазы потребуется свой автомат. Также потребуется установка реле контроля напряжения, чтобы можно было всегда «мониторить» напряжение по каждой фазе и в случае перекосов, переключаться между фазами.
Чтобы электромонтеры подключили вас к трехфазной сети, придется стать в очередь и пару недель подождать. Если не хотите ждать, то придется отдельно заплатить за срочность. В итоге подключение трехфазного питания выльется своему владельцу в кругленькую сумму.
- Увеличенные размеры щитовой
Для подключения трехфазного питания необходимо смонтировать крупногабаритную щитовую. Это обусловлено наличием дополнительного защитного и распределительного оборудования. Обычно такой силовой шкаф или щитовая устанавливается на улице, чтобы не занимала много места в доме.
Стоит отметить, что для распределительных щитов энергосбыт предъявляет определенные требования. Например, защита щитовой от пыли и грязи должна быть не ниже стандарта IP31, а во влажных помещениях IP54. Для некоторых владельцев дачных участков или частного дома поиск подходящего места для шкафа или монтаж такой конструкции может стать настоящим испытанием.
- Перепланировка проводки в доме
Если изначально в доме была одна фаза, то подключение еще двух потребует от хозяина глобальной перепланировки проводки. Так изначально все розетки и лампочки были «посажены» на одну фазу. С трехфазным подключением необходимо будет эти розетки переносить, а это означает немалый ремонт в доме, так как придется штробить стены под проводку. Естественно эта работа требует дополнительных затрат времени и денег.
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 накарту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Правила подключения к электросети на 15 кВт
Для ввода электричества в дом, необходимо знать законы электромонтажа и обладать соответствующими навыками. Классическая мощность подсоединенной сети для домашнего ввода на частных участках равна 4-6 киловатт, но если владелец имеет разрешение на строительство индивидуального жиль, он может подключать кабель на 15 киловатт. Это нужно, чтобы удобнее использовать электрические приборы с повышенной мощностью.
Электропитание должно проводиться по проекту, сделанному по индивидуальным техническим условиям. По этой причине, чтобы подключать электрические сети с новыми мощностями, необходимо подавать заявление поставщику и указывать требуемую мощность с напряжением (15 киловатт и 400 вольт). Эти параметры можно получить, посчитав суммарное количество потребляемой электроэнергии.
В новой технической документации компания-поставщик должна указать разрешенную мощность с величиной кабельного сечения, маркой, типом и требованиями к защите, подключение энергетической сети к дому.
Самостоятельное подключение без предварительного проектного согласования и допуска от энергопоставщика приведет к получению штрафа. При этом прокладывать алюминиевый кабель по конструкциям запрещено, поскольку они могут воспламениться. Прокладку медного кабеля следует делать на расстоянии в 1 метр от незащищенных кабелей, 30 сантиметров от стен. Неизолированного типа воздушные электролинии запрещено проводить над строениями, чтобы соблюсти требования безопасности.
Это важно! Любые действия с ЛЭП необходимо проводить, полностью отключив нужный участок и наложив переносное заземление
Виды сетевого кабеля на 15 киловатт
Необходимо знать вид использования кабеля для ввода в частный дом: есть трехфазный и однофазный проводник. Трехфазные устройства обладают большим размером. Но такие типы вводного кабеля дают возможность подключения к дому асинхронных электроустройств, котлов, электроплит или отопительных систем.
Поскольку в трехфазной сети напряжение составляет 380 вольт, то чтобы защитить необходимо использовать трехполосный вид автомата до ввода сети в дом. Он поможет избежать появление пожара, токопоражения. Сможет дать защиту от короткого замыкания электрической сети. Провода различны по материалу. Медные кабели обладают меньшим сопротивлением, по сравнению с алюминиевыми, но стоят больше.
Кабель для проведения электрической сети различен по типу ввода:
Для каждого подключения есть свои нормы соединения с прокладкой. Если неправильно установить кабель со всеми электроприборами, можно привести ситуацию к короткому замыканию. Также может поломаться электрооборудование из-за перепадов напряжения, поскольку неправильное мощностное распределение ведет к неэффективному использованию сети.
Расчет кабеля при подключении дома к электросети
Нужно знать сечение для 15 киловатт, поскольку при использовании алюминиевого и медного кабеля оно разное. Также оно разное при воздушном и подземном подключении. Для открытого способа монтажа на 15 киловаттной мощности необходимо использовать медную жилу с 4 миллиметровым сечением в квадрате и алюминиевую жилу в 10 миллиметров в квадрате. Для закрытого способа монтажа необходимо сечение в 10 и 16 квадратных миллиметров, соответственно. Длина кабеля будет зависеть от промежутка ввода до электростолба, дополнительных крепежей и подпорок.
Одна или три фазы?
Электрический ток как источник энергии широко применяется в быту, на транспорте, на производстве и во всех остальных областях человеческой деятельности. С его помощью приводятся в действие различные механизмы, функционирует освещение, генерируется питание для всех видов электронных проборов и т.д.
Система электрического энергоснабжения может быть реализована на основе постоянного и переменного напряжения. С постоянным напряжением работать несколько проще, использующие его устройства демонстрируют лучшие массогабаритные характеристики и не имеют проблем электромагнитной совместимости. Несмотря на это, современные системы электроснабжения передают переменный ток. Это происходит по двум основным причинам:
- При передаче электроэнергии на большие расстояния напряжение источника из соображений минимизации потерь необходимо увеличивать; одновременно при подаче электроэнергии конечному потребителю его следует уменьшать до разумного значения; процесс преобразования намного легче реализуется на переменном токе.
- Энергию переменного напряжения существенно проще преобразовать в механическую работу, т.е. использующий его электродвигатель обладает более простой конструкцией по сравнению со своим аналогом.
Отличия сетей переменного тока
При реализации систем электроснабжения применяется однофазная и трёхфазная схемы.
С точки зрения своего механического исполнения отличия однофазной сети и трёхфазной сети друг от друга ограничиваются только количеством проводов:
- в первом случае простейшая проводка имеет два провода (нуль и фазу);
- для 3-фазной проводки их количество увеличивается до четырех: три равноправных фазных плюс один нулевой провод (в качественных системах практикуется введение в её состав также пятого провода защитного заземления).
Фазные провода выявляются:
- визуально по окраске оболочки (желтая первая или А; зеленая вторая или В, красная третья или С);
- с помощью индикатора на основе электролюминесцентной лампы.
Касательно отдаваемого напряжения:
- для однофазной сети оно составляет 220 В;
- исправная 3-фазная сеть обеспечивает напряжение между двумя любыми фазами 380 В, а между фазой и нулем – 220 В.
Последнее является основанием для появление не вполне корректного, но хорошо запоминаемого правила о том, разные системы имеют трехфазное напряжение 380 В и однофазное напряжение 220 В.
Преимущества многофазной системы энергоснабжения
Разница между однофазным и трехфазным напряжением начинается на уровне конструкции генератора: 3-фазное устройство содержит три обмотки. Снимаемое с них напряжение имеет фазовый сдвиг на 120°. Столь простое по части исполнения конструктивное решение определяет довольно многочисленные преимущества трехфазной системы перед однофазной. При обращении к 3-фазному исполнению:
- заметно упрощается создание электродвигателя, т.к. магнитное поле 3-фазного переменного тока является вращающимся по самой своей природе;
- обеспечивается значимо больший КПД электродвигателя;
- при люминесцентном освещении существенно снижается мерцание и эффективно подавляется стробоскопический эффект;
- в случае грамотного проектирования легко достигается эффект электрического уравновешения проводки;
- при прочих равных условиях втрое снижается ток в каждом из трёхфазных проводов, что за счёт квадратичной зависимости электрической мощности от тока снижает потери.
Из последнего свойства понятно, что трёхфазная линия электропередачи мощнее однофазной сети втрое
Для электронной техники 3-фазный вариант выгоден тем, что компьютеры можно запитывать от той фазы, которая демонстрирует наилучшие качественные показатели.
Немаловажное значение приобретает также то, что 220-вольтовая проводка легко реализуется при наличии 380-вольтовой
Области применения
Основные отличия однофазного от трехфазного тока определяют фокусные области применения систем электроснабжения на их основе:
- трёхфазная проводка более предпочтительна для решения различных производственных и технологических задач там, где требуются высокие мощности, устанавливается большое количество электродвигателей;
- более простую, менее мощную, не столь требовательную к уровню электрической защиты 220-вольтовую систему целесообразно использовать для решения различных бытовых задач, а также обеспечения работоспособности различных относительно маломощных устройств.
Фактически это означает, что однофазная и трёхфазная электрические сети соседствуют, часто взаимно дополняют друг друга, а также имеют явно выраженные фокусные сферы применения.
Виды однолинейных электрических схем
Существуют два основных класса схем, проектирующихся на разных этапах реализации проекта. Для создания ОСЭ требуется знать ключевые характеристики каждого типа.
Расчетная схема
Однолинейная расчетная схема щита ЩР (электроснабжение детсада)
Проектируется на этапе разработки документов по реализуемому проекту. Здесь проводится расчет характеристик системы и требуемых нагрузок. Расчетные документы могут включать в себя:
- схематическую репрезентацию структуры;
- схему функций;
- монтажную электросхему;
- чертежные документы;
- схему пожарной безопасности.
Схема структуры электрооборудования показывает силовые элементы (точки врезки, линии передач, трансформаторные компоненты и другие) и коммуникации между ними. Схема функций создается для демонстрации работы механизмов, взаимодействующих с электросетью, и их влияния на безопасность объекта. Обычно она применяется для помещений производственного назначения, имеющих дело с обилием разнородного оборудования. Монтажный проект требует согласования с архитектурно-конструкторскими решениями и строгого указания диаметров проводов и габаритов оборудования.
Исполнительная схема
Исполнительная однолинейная схема электрощита дома
Создается, когда помещение уже подвергалось эксплуатации на протяжении некоторого времени. Требуется графически отобразить модификации, которые планируется внести в структуру сети. Документ подготавливается при проведении замены или модификации имеющегося технического оборудования. Исполнительная схема предоставляет информацию:
- о состоянии электросети в настоящее время;
- об электроприборах, входящих в ее состав;
- советы по ликвидации неполадок, обнаруженных в процессе проведения техосмотров и других мероприятий.
Если надо сделать схему предприятия, многоквартирного дома или иного объекта с несколькими уровнями снабжения, ее делают для каждого уровня: например, для всего завода, цехового подразделения и его отдельного участка. Сначала делается изображение КТП и соединяющих их сетей, потом чертежи для отдельной КТП или распределительного электрощита, и наконец – всех отдельных щитков, представленных в помещении.
Для чего нужны однолинейные схемы щитов
Однолинейная схема щитка – важный этап на пути электрификации любого помещения. С помощью щита впоследствии будет осуществляться распределение токов в цепи и управление всеми электрическими потребителями, расположенными внутри здания. В жилых домах могут устанавливаться отдельные или общие щиты для управления только линией освещения, но будут контролировать не только внутредомовые осветительные приборы, но и внешние, к примеру, фонари на территории дачного участка. Подобные щитки могут быть рассчитаны и установлены отдельно и соединяться с общей линией электроснабжения через вводно-распределительные устройства.
От щитка электрический ток распределяется по отдельным линиям потребления и отдельным потребителям. Функционирование всех отдельных устройств внутри одной линии электроснабжения контролируется специальные приборами, размещенными внутри щитка.
Щитки используются во всех типах зданий – жилые дома и квартиры, предприятия, офисы и магазины, они должны напрямую соединяться с ВРУ. Правильно укомплектованный и установленный щиток, может эффективно распределять электрический ток по всем помещениям, вести учет потребления энергии и защищать всю электрическую систему от сбоев, коротких замыканий и перепадов напряжения. Защитные функции в щитках выполняют специальные автоматы, которые обесточивают сеть, при возникновении скачков напряжения или других неполадок на линии. В целях безопасности, рекомендуется использовать по одному автоматическому выключателю на каждую линии потребителей.
Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для рассчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:
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.
