Что такое перекос фаз, причины возникновения и возможность устранения?
Перекос фаз, что это? 
Для электроснабжения большинства современных объектов применяется трехфазная 4х- (или 5и-) проводная сеть с заземленной нейтралью. В сети с 5 проводами — 3 фазовых, а четвёртый провод это НРП (нулевой рабочий проводник), 5й провод — НЗП (нулевой защитный проводник). В сети с 4 проводами — 3 фазовых, а четвёртый объединяет в себе НРП и НЗП.
Фазы соединены по схеме «звезда» с выведенным нулевым проводом. Нагрузка подключается между соответствующей фазой и НРП. А, НЗП служит для выполнения защитной функции «зануления». 
В идеальной трехфазной сети напряжение каждой из трёх фаз равно 220В, а линейные напряжения равны друг другу и составляют 380В. Увидеть взаимосвязь линейных и фазных напряжений лучше всего на векторной диаграмме. На ней, слева, видна идеальная ситуация: · напряжение каждой из трёх фаз равно 220В, · их векторы сдвинуты на 120°, · линейные напряжения равны друг другу и составляют 380В. Перекос фаз (перекос напряжения, ассимметрия, нессимметрия напряжения) на этой диаграмме можно представить так: 
• линейные напряжения UA’B’, UB’C’, UC’A’ равны друг другу и составляют 380 В, • напряжения каждой из трех фаз, U0’A’, U0’B’, U0’C’ не равны между собой, • их векторы сдвинуты на произвольные углы. При перекосе фаз появляется напряжение смещения U0-U0′, которое уменьшает КПД потребителей, вызывает неисправности и отказы. Почему происходит перекос фаз 
Существует как «внешний» перекос фаз, из питающей сети (1), так и «внутренний», вызываемый нагрузкой подключенной на выходе (2). Перекос фаз обязательно возникает если неравномерно распределить электропотребителей энергии по фазам. Но даже при равномерном распределении нагрузки по номинальной мощности, невозможно сохранить равномерность нагрузки по следующим причинам: · различие времени включения электропотребителей, · различные типы нагрузок (как индуктивная, так и емкостная), · длительность включения, · потребляемая мощность прибора на данный момент (техника может работать на разной мощности, во время запуска могут возникать пусковые токи и т.д.). Соответственно, перекос фаз в трёхфазной сети (если не использовать симметрирующий трансформатор) будет иметь место, практически, постоянно. Вопрос лишь в его значении. Небольшой перекос (А) приводит к уменьшению срока службы электропотребителей. Сильный перекос (Б) приводит к отключению оборудования и даже поломке приборов, а так же, повышенному расходу электроэнергии. 
Чем грозит перекос фаз
- Повышенный износ техники
- Временный отказ оборудования
· Непредсказуемое отключение потребителей
- Уменьшение срока службы электроприборов
- Перегрев обмоток электродвигателей, замыкания
- Полный выход оборудования из строя
- Отключение резервного генератора
- Повышенное потребление топлива генератором
- Увеличение уровня потребления электроэнергии
Каким образом симметрирующий трансформатор (ТСТ) устраняет перекос фаз.
Основные функции симметрирующего трансформатора:
· симметрирование фазных напряжений (устранение перекоса фаз) при электроснабжении потребителей от питающей сети;
· равномерное распределение нагрузки по фазам при электроснабжении потребителей;
- равномерное распределение нагрузки по фазам для устранения перекоса фаз при подаче энергии на оборудование или приборы от автономного источника (бензо-, дизель-, газо -электростанции)
Как работает ТСТ?
ТСТ работает по принципу симметрирования – с помощью электромагнитного перераспределения нагрузки по фазам. Перераспределение осуществляется следующим способом:
· 50% мощности остается на той фазе, к которой подключена нагрузка,
· по 25% мощности распределяется на две оставшиеся фазы.
Соответственно, задействованы все три фазы, такое перераспределение позволяет сделать загрузку трехфазной сети гораздо более равномерной.
Преимущества использования симметрирующих трансформаторов:
- снижение уровня потребления электроэнергии;
- увеличение срока службы и обеспечение безотказной работы оборудования;
- снижение расходов на ремонт и обслуживание, уменьшение износа электроприборов;
- обеспечение устойчивого режима работы дизель-, бензо-, газо-электростанции при работе с однофазной нагрузкой;
- возможность подключения энергоемких однофазных или двухфазных потребителей даже при наличии ограничений на потребляемую мощность (до 50% трехфазной мощности).
- возможность подключения к генератору однофазных потребителей, мощность которых превышает мощность фазы генератора (см. иллюстрацию);
Возможные дополнительные функции ТСТ при модификации:
· Преобразование трехфазной сети в однофазную (3 в 1) с гальванической развязкой или без нее;
· Преобразование трехфазной трехпроводной сети в трехфазную четырёхпроводную (формирование НРП для подключения фазной нагрузки);
Вот объясните, есть 3 фазы и ноль. Они дают 380 вольт. Почему любая фаза с нулем дает 220 вольт. Откуда они берутся?
Потому что синусоиды в фазах сдвинуты относительно друг друга и относительно нуля по-разному. Разница сдвинутых по фазе синусоид, как и разница синусоиды и нулевого напряжения, всегда дает тоже синусоиду, только величина синусоиды между двумя фазами другая из-за сдвига фаз.
Напряжение в каждой из трех фаз сдвинуто друг относительно друга на 120 градусов. Нарисуй трехлучевую звезду, типа знака мерседеса. Верхний луч фаза А, далее по часовой стрелке фаза В, и фаза С. Вот так графически выглядит трехфазный ток. В центре пересечения, будет нулевая точка. расстояние от конца одного луча, до нулевой точки, и будет фазным напряжением, 220 вольт. А расстояние между концами двух соседних лучей, к примеру А и В, будет линейное напряжение, и оно будет равно 380 вольт, на корень из трех раз больше, или на 1,73 раза. Так и получается трехфазная система переменного тока.
Видел мерседесовский значок?
Представь себе, что лучи — это фазное напряжение (220В) .
(Можешь нарисовать в масштабе) .
А между фаз (между вершинами лучей 🙂 ) 380.
(можешь замерить линейкой)
Блин, сначала ответил, потом заметил что такой ответ уже есть)
Еще вариант Uab=220(sin(2pi50t)-sin(2pi50t+2pi/3)) построй и посмотри амплитуду.
Александр Иванов прав .
Andrew Radchenko — не путай людей. Ты нарисовал графики мгновенных значений напряжений фаз . (А амплитуда фазного напряжения с действующим значением U=220 В, равна Um= sqrt2*U=311 В.)
в результате смешивания электричества в 220в с теоремой Пифагора на выходе получается 380в, а если смешать с треугольником то останутся те же 220в.
Вращай мерседесовский значок с частотой 50 оборотов в секунду и от каждой звезды значка рисовалку поставь на ленту которая двигается со скоростью длинны луча значка за секунду. нарисуется тебе трехфазная синусоида )) а центром будет нейтраль. относительно нейтрали любая из фаз будет 220 вольт, а так как фазы сдвинуты на 120 градусов между фазами будет 380 )))
В трехфазной системе всего 4 провода (заземление не считаем, он пятый): 3 фазы и один нейтраль (ноль). Напряжение между фазами — 380В (часто 415В), а напряжение между каждой одной фазой и нейтралью — 220В.
(Таким образом у Вас должно быть 3 напряжения по 220В.) И, заизолировав 2 фазы, можно подключать технику по однофазной схеме, т. е. на 220 В. Просто запомните это.
Я это понял только окончив полный курс техникума по специальности Электрооборудование промпредприятий и установок, и то не сразу. А ты хочешь за пару фраз. ТАК НЕ БЫВАЕТ.
380 вольт и 220 вольт – в чем разница? Как от этого зависят потребительские характеристики Какова стоимость подключения в обоих случаях? Какие критерии учитывают при выборе варианта?
Разница есть, но она касается потребительских свойств, а не стоимости, поскольку разногласия в цене у этих двух вариантов несущественные, тем более, если сравнивать с затратами, которые вы уже вложили в строительство дома из дерева.
Трехфазное подключение (380 В) считается более рациональным в плане распределения и расходования электроэнергии. Вы покупаете многотарифный счетчик и спокойно пользуетесь всеми приборами в доме, работающими от сети 220В. Просто в вашем случае нагрузка будет распределяться по 3-м фазам (направлениям – как вам будет удобно). 220В предполагает единую фазу, к которой будут подключены все электроприборы. В 3-х фазном варианте нужно оптимально распределить токи – на первую фазу вывести, например, освещение в комнатах, на вторую – розетки, на третью – ТВ, муз центр и др. – решите на месте. Удобство заключается в том, что при выполнении ремонтных работ в одном помещении не нужно будет полностью обесточивать дом – достаточно отключить одну фазу.
Компания «Кострома Терем»
Производим брус и строим дома из бруса более 20 лет
Юридический и фактический адрес
- 123423, г. Москва, ул. Народного ополчения, д. 34, стр. 1
- Тел.: 8 (910) 373-18-80 (с 9.00 до 21.00 без выходных)
- E-mail: kostromaterem@yandex.ru
Как правильно подключиться к трехфазной сети напряжением в 380 вольт
Систему электроснабжения жилья нужно продумать очень досконально и желательно заранее. Владелец купленной квартиры получает ее с уже готовым подключением к однофазной электросети. И поменять линию на другую бессилен. В отличие от этого частный сектор имеет возможность обеспечить дом напряжением в 380 вольт. Рассмотрим все выгоды этой операции, и как реализовать проект.
Отличия трехфазной сети от однофазной
Чтобы отличить трехфазное подключение от однофазного, достаточно обратить внимание на кабель, идущий от электрощита к розетке. В старых квартирах он имеет всего две жилы. В современных многоэтажках уже можно увидеть три провода в одном кабеле.
Это однофазное подключение на 220 вольт. По одному проводу проходит ток, а второй обладает нулевым потенциалом. Третья жила выполняет функцию заземления. Но она нужна в проводке только в качестве дополнительного предохранителя, если по какой-то причине нулевой провод перестанет выполнять свое предназначение. Например, при его обрыве.
Подключение 380 вольт выполняется через кабель, который имеет 4 жилы. Человек, далекий от всех этих тонкостей может подумать, что по четвертому проводу передается какая-то дополнительная, особая энергия. Поэтому у него складывается мнение, что трехфазную сеть питает станция специальной конструкции. Которая вырабатывает напряжение в 380 вольт, вместо обычных 220.
На самом деле все проще, чем кажется. Все упирается в мощность. Однофазная сеть рассчитана на питание обычных бытовых приборов. Сюда входят лампочки электро накаливания, телевизоры, холодильными и другая аппаратура, которую мы повседневно используем у себя дома. Мощности сети вполне достаточно для их работы. Даже если они все будут включены одновременно.
А трехфазная сеть просто состоит из трех однофазных и одного нулевого провода. Вот потому то для нее и нужен кабель с четырьмя жилами. Бывает, что добавляют и пятую, как в случае с однофазной проводкой. В виде того же предохранителя.
И если к частому дому идет напряжение в 380 вольт, то это не говорит, что владельцу нужно покупать какой-то особый холодильник или телевизор. Просто для бытовых нужд используется только один провод с фазой и другой с нулевым потенциалом. В итоге получают все те же 220 вольт. А два других фазных провода, можно сказать, остаются в запасе. Они перекрывают недостаток мощности, когда к сети подключается действительно особые электрические агрегаты.
Речь идет, например, об асинхронных электродвигателях с короткозамкнутым ротором. Они рассчитаны на большую мощность, чем обычные моторы, питающиеся от сети напряжением в 220 вольт. И если их подключить к простой розетке в квартире, то двигатель никогда не сможет набрать своих максимальных оборотов. Ясное дело, что КПД прибора станет очень низким.
В каких случаях есть необходимость подключить к дому три фазы
Подключение 380 вольт в частном доме требуется, когда хозяин оборудует мастерскую. Любую, но в которой будут использоваться станки с асинхронными двигателями. Например, сверлильный, расточной или стационарный деревообрабатывающий. Необходимость в трехфазной сети возникнет, если обустраивается мельница для помола зерна. То есть во всех случаях, когда мощности однофазной сети не хватает для эффективной работы применяемого оборудования.
Но помимо профессиональной деятельности (или хобби), владельцы частных домов желают подключиться к трем фазам и по другим причинам. В первую очередь берется в расчет, что такая система более надежна. Хозяин жилья получает в свое распоряжение сразу три линии электропередач. И он сам волен выбирать, какая подойдет ему лучше.
В электросетях не редки случаи падения напряжения. Если основная фаза перестала выдавать нужные параметры, то одним движением рубильника можно перевести дом на другую линию. Уж одна из трех фаз точно будет иметь нормальные характеристики. Независимо от ситуации на подстанции.
А если на последней серьезная авария, то при этом нередко в доме может отгореть фаза. В особо критических ситуациях выходит из строя сразу две. Но оставшаяся неповрежденной третья линия сможет обеспечить, по крайней мере, нормальную деятельность освещения и холодильника. Правда следует помнить, что работа любого асинхронного двигателя требует целостности всех трех фаз. Продолжение процесса производства только на двух фазах неминуемо выведет из строя мотор.
Уже только по этим причинам многие мастеровитые и рачительные хозяева думают, как подключить 380 вольт к своему дому. При этом не последнюю роль играет независимость от капризной однофазной сети. Ну, и последним решающим фактором выступает обстоятельство, что счета за электричество при использовании трехфазной сети несколько ниже, чем при однофазном подключении.
Смотрите также:
Каталог компаний, что специализируются на электротехнических работах любой сложности
Недостатки трехфазного подключения
Владелец участка, решивший завести 3 фазы в частный дом, столкнется со многими трудностями. В первую очередь нужно учитывать, что реализация такого проекта обойдется не дешево. Придется приобретать хороший четырехжильный кабель в большом количестве, специальный распределительный щиток, розетки и дополнительные защитные аппараты.
К тому же, из-за удаленности трехфазной линии от дома, энергопоставляющая компания обязательно потребует установки опорного столба возле здания. В монтаж будет включена стоимость, как самой опоры и проводов, так и работа целой бригады электриков с применение специальной техники. И итоговая сумма значительно превысит цену за проводку линии внутри дома. Хотя и последняя потребует немалых вложений.
Дело в том, что самостоятельно правильно рассчитать равномерность распределения нагрузки по каждой фазе, без опыта и узконаправленных знаний, не получиться. Возникает необходимость найма профессионального электрика, который грамотно подберет группы потребителей и распределит их по фазам.
Если на одну линию подключить большинство из мощной бытовой техники, то неминуемо возникнет перегрузка, которая может закончиться сгоранием провода с нулевым потенциалом. При этом у одной из фаз напряжение несколько повысится. А это обычно приводит к поломке электроприборов. В другой линии напряжение упадет и его будет не хватать для эффективной работы аппаратуры. К тому же возрастет энергопотребление.
Серьезным минусом трехфазной сети выступает наличие напряжения опасного для жизни обитателей дома. Помимо фазного напряжения в 220 вольт, возникающего между токопроводящей жилой и нулем, появляется также и линейное напряжение. Оно образуется между фазными проводами и составляет 380 вольт.
Поражение током такой величины приводит к судорожному сокращению мышц, которые даже могут закончиться остановкой сердца. Но грамотно сделанная профессионалом проводка, как правило исключает подобные случаи. И поэтому считается безопасной, а также намного удобнее, чем обычная. Вот почему не рекомендуется выполнять эти работы самостоятельно, без специальной квалификации.
Но порой самые большие трудности возникают при получении разрешительных документов. Поскольку придется подробно обосновать необходимость для подключения к дому более мощной линии электропередач. При этом нужно представить все доказательства, что для проводки трех фаз существуют все необходимые условия.
Оформление разрешения
В компанию поставщиков электроресурсов потребуется представить проект электроснабжения частного дома на 15 кВт в 3 фазы. Для этого придется обратиться к специалистам, которые точно просчитают всю потребляемую мощность электричества на участке. И если она окажется недостаточной для нужд проживающей семьи, составят грамотное обоснование в необходимости подведения к дому трехфазной линии электропередач.
В проекте указывается:
- Потребительская мощность сети.
- Схема подключения.
- Используемое оборудование и материалы.
- Счетчик (многотарифный или однотарифный).
- Схема заземления.
Заказчик может указать, что ему требуется и больше, чем 15 кВт выделяемой мощности сети. В этом случае нужно предоставить полный список электрооборудования, которым пользуются на участке. В него должна входить аппаратура, которая находится не только внутри жилого дома, но и приборы, размещенные в гараже, мастерской и на всей территории.
У электрической компании есть возможность предоставить и вторую степень электролинии (до 50 кВт), а в исключительных случаях – и третью (до 160 кВт). Но, как правило, для рядовых пользователей выделяется только первая степень (до 16 кВт). А желание иметь запас должно быть четко аргументировано.
Существует еще одна трудность в реализации проекта. Например, трехфазное подключение дачного дома на 15 кВт часто просто невозможно. По причине лимита мощности для всего поселка. Дело в том, что для последнего устанавливается отдельный трансформатор, который обеспечивает самые необходимые нужды дачников – освещение, электропечи и насосы для полива.
Установка более мощного оборудования, как правило, в планы компании не входит. И вариантов тут немного. А скорее всего только один. Все владельцы домов дачного поселка могут собрать средства для покупки нового трансформатора, который сможет обеспечить трехфазным напряжением весь городок. Но такое большое количество желающих вряд ли наберется. А чтобы в одиночку провернуть такой проект, потребуются очень большие личные сбережения.
В случае, когда ресурсы компании позволяют провести новую отдельную линию и не было найдено нарушений в обосновании заявления, то организация составит смету и наметит сроки реализации проекта. А заявителю будет необходимо предоставить еще один пакет документов. А желательно это сделать заранее, с подачей проекта на рассмотрение.
К заявлению прилагаются:
- удостоверение личности просителя;
- идентификационный номер налогоплательщика;
- правоустанавливающие документы, как на жилой дом, так и на подсобные помещения;
- полный план жилых помещений.
Со всей документации снимаются копии и присоединяют к проекту. Но компания потребует сверки их с оригиналами. Поэтому понадобится записаться на прием и лично принести все нужные бумаги.
Видео описание
Видео покажет, какие технические условия должны быть выполнены, чтобы подключиться к трехфазной сети:
Подключение трехфазного питания к дому
После подписания договора с энергосбытом, работники компании проложат линию электропередач из четырех проводов от трансформатора к дому заказчика. По желанию последнего это может быть, как воздушный путь, так и проложенный под землей. Первый вариант предпочтительней, поскольку легче обслуживается в случае аварии.
Жилы кабеля подключаются к вводному устройству и уже от него идут на счетчик. Далее на распределительный щит, от которого выполняется внутренняя разводка по жилым помещениям и потребителям хозблоков. Внутри вводного устройства выделяется ноль и защитный проводник PEN, который закрепляется на главной заземляющей шине (ГЗШ) болтовым способом.
Материалом для ГЗШ служит медь, но позволяется использование и стальных сплавов. А вот алюминий под категорическим запретом. Также нельзя на шину монтировать наконечники для проводов из алюминиевых сплавов. От вводного устройства рабочие и защитные нули проходят по всей схеме изолированными друг от друга цепочками.
Читайте также:
Для чего нужен переключатель фаз
Ответвление от линии непосредственно к дому выполняют либо по воздуху от опоры, либо под землей. Для последнего случая возле трассы монтируется специальный металлический шкаф. А расщепление PEN проводника лучше всего производить на столбе. В этом случае вся ответственность ложится на плечи компании по энергоснабжению. Но хозяину дома уже строжайше запрещено правилами выполнять какие-либо работы на опоре.
Поскольку, обрыв рабочего нуля не редкость, то защитный PEN проводник подключается к дополнительному контуру заземления. Для этого под опору закапывают стальную полосу на глубину до одного метра. Она также поможет в грозу – примет на себя молнию и отведет ее в землю. Поэтому нужно проследить, чтобы повторное заземление было в отдалении от пешеходной дорожки.
Видео описание
Видео продемонстрирует, как подключить 3 фазы в частный дом:
Вводное распределительное устройство (ВРУ)
Его отличие от основного заключается в наличии элементов, которые разделяют потребителей по группам для равномерного распределения нагрузки. Представляет собой еще один металлический шкаф, в который заходят все три фазных провода, а также рабочий и защитный ноль. Может быть установлен, как на внешней стене дома, так и на внутренней.
Внутри ВРУ находится либо автоматический выключатель, либо силовые предохранители. К их клеммам и происходит подсоединение фазных проводников. А PEN проводник подключается к своей шине. И уже через нее идет расщепление на основную линию заземления и повторный контур.
Внутри ВРУ также расположены ограничители повышения напряжения, которые работают по импульсному принципу. Они защищают цепи фаз и рабочего нуля от возможных внешних разрядов. Последние отводятся на потенциал земли через ГЗШ с контуром заземления.
Также обязательна установка мощных предохранителей с плавкими вставками. Такая защита остается актуальной и убережет проводку от высоковольтных импульсных разрядов больших мощностей. Поскольку при их прохождении через автоматический выключатель возможен его выход из строя с привариванием силовых контактов автомата.
Схема распределения питания по дому заключается в следующем. Сначала ток поступает на трехфазный счетчик, который учитывает расходуемую мощность. После этого нагрузки распределяются по группам потребителей через автоматические выключатели и УЗО (устройства защитного отключения).
На вводе ВРУ часто устанавливают дополнительное УЗО, которое выполняет противопожарные функции. Все защитные устройства необходимо индивидуально подбирать к каждой группе потребителей. На выходные клеммы щита подключают кабели, которые идут к розеткам по жилым помещениям.
Видео описание
Видео покажет, как собрать трехфазный щит и подключить автоматику:
Читайте также:
Что будет, если соединить две фазы между собой: главные понятия
Коротко о главном
Если в домашнем хозяйстве применяют электрические агрегаты большой мощности, то однофазная проводка становится неэффективной. В этом случае обращаются в энергоснабжающую компанию с просьбой об подключении к трехфазной сети. Но заявление должно быть подкреплено грамотным обоснованием необходимости смены питания на более мощное. Например, списком оборудования, имеющим асинхронные электрические двигатели.
Понадобится составить проект подключения с указанием нужной мощности новой сети. Он должен быть подкреплен правильными расчетами. А также придется представить доказательства, что участок обладает всеми условиями для подключения к трехфазной сети. Если получено разрешение и были оплачены все материалы и стоимость работ, то сотрудники компании вскоре приступят к подводу новой линии к участку и подключению ее к дому.