трехфазной сети в однофазную — простые способы преобразования
Переход трехфазной сети в однофазную систему электроснабжения — обычная необходимость. Это связано с тем, что однофазная нагрузка относительно ниже, чем трехфазная. Например, электроэнергия для бытовых нужд имеет тип «с трехфазной на однофазную». Большинство бытовых приборов потребляют небольшую мощность, что делает однофазную сеть целесообразным вариантом. Вы можете остановиться на трехфазном питании, но это целесообразно только при работе тяжелой техники. Поэтому, если вы намерены удовлетворить типичные бытовые потребности, однофазная сеть является разумной альтернативой. Вы можете легко добиться этого, имея подходящее оборудование. Если у вас есть такая необходимость, читайте дальше.
Трехфазное и однофазное — Что такое трехфазное питание?
Рисунок 2: Трехфазная система электропитания Трехфазное питание — это переменный ток, который передается по трем токоведущим проводам и одному нейтральному. Все фазы имеют одинаковое напряжение и амплитуду, установленные с разностью фаз в 120 градусов. Большинство людей используют трехфазное питание в промышленных целях, так как оно обеспечивает больший объем тока.
Трехфазное и однофазное — Что такое однофазное питание?
Рисунок 3: Однофазная система электроснабжения Когда для передачи тока используется один провод под напряжением и нейтраль, это однофазная система. Поэтому ток идет только по одному проводу, в отличие от трехфазной системы, где имеется три провода.
Лучше ли трехфазная система, чем однофазная?
Рисунок 4: Трехфазные линии электропередач Если рассматривать объемы электрических нагрузок, то трехфазная система лучше однофазной. Трехфазная гарантирует стабильную подачу электроэнергии с постоянной скоростью. Этого нельзя сказать об однофазной системе. Она подвержена провалам и пикам и поэтому не подходит для коммерческого использования. Кроме того, трехфазная система обеспечивает большее количество энергии, чем однофазная. Трехфазная система может обеспечить в три раза больше, чем однофазная. Даже если в трехфазной системе используется три провода, а в однофазной — два, в первой используется меньшее количество проводников. Например, для передачи энергии, скажем, 120 В, однофазной системе потребуется больше проводникового материала, чем трехфазной. Бывают случаи, когда одна фаза лучше, чем три фазы, особенно если учитывать использование электроэнергии. Человеку, который хочет использовать электроэнергию только для бытовых приборов, потребуется однофазное питание. Таким образом, может возникнуть необходимость перейти от более совершенной трехфазной системы электроснабжения для таких бытовых нужд. Это является основанием для преобразования трехфазной системы в однофазную.
3 фазы в однофазную — Как преобразовать трехфазной сети в однофазную
Рисунок 5: Техник ремонтирует линию электропередач. Как подчеркивалось выше, иногда возникает необходимость преобразования трехфазной сети в однофазную. Если это ваша кардинальная проблема, существует несколько способов перевода трехфазной сети в более простую для использования форму питания. Вам просто нужно иметь подходящее оборудование. Каждая система преобразования уникальна, но ее кардинальной целью является преобразование энергии в один и тот же формат. Тем не менее, некоторые из них более точны и эффективны, чем другие. Поэтому вам нужно выбрать тот способ, который лучше всего соответствует вашим потребностям. К наиболее распространенным способам относятся:
Использование нейтрального провода
Рисунок 6: Простая электрическая цепь Это самый распространенный и простой способ преобразования, но он не так эффективен для получения желаемого тока. Поэтому при его использовании нужно быть осторожным. В принципе, чтобы использовать его, вам нужно игнорировать две фазы из трех проводов под напряжением. Затем вы используете одну фазу вместе с нейтральным проводом, в результате чего получается однофазная система. Тем не менее, это не слишком точная техника. Рекомендуется использовать его только в тех случаях, когда вам не требуется стабильный и точный источник питания. В остальном, это один из самых простых способов преобразования. Кроме того, в отличие от других методов преобразования, вам не нужно вкладывать средства в какое-либо преобразовательное устройство.
Использование фазового преобразователя
Рисунок 7: Устройство фазового преобразователя Профессионал, скорее всего, посоветует вам использовать фазовый преобразователь вместо способа с нейтральным проводом. Этот метод более эффективен для получения точных данных, чем метод нейтрального провода. Все, что вам нужно, — это электронный преобразователь, который сначала преобразует переменный ток в постоянный. Затем фазовый преобразователь может преобразовать этот ток в однофазный переменный. Техника проста, и все, что вам нужно, — это выпрямитель, и все готово.
3 фазы в однофазную — использование однофазного трансформатора
Рисунок 8: Иллюстрация однофазного трансформатора. Вам не обязательно проходить через хлопоты по преобразованию энергии в постоянный ток, а затем обратно в переменный, как показано выше. Если вы вложите деньги в подходящий трансформатор, вы легко добьетесь желаемого результата. Однако этот метод применим только при работе с мощностью менее 5 кВА. При большей мощности необходимо использовать другой метод.
Используйте трансформатор с разомкнутой дельтой
Рисунок 9: Силуэт простого трансформатора Это идеальный метод преобразования трехфазной мощности более 5 кВА в однофазную. Этот трансформатор мощный и хорошо сконструирован, чтобы облегчить преобразование большой мощности.
3 фазы в однофазную — использование трансформаторов Le-Blanc
Рисунок 10: Вид сбоку на силуэт простого трансформатора Это идеальная машина для преобразования большой мощности, например, токов свыше 5 кВА и 400 В. Главный плюс этого трансформатора в том, что он гарантирует точность преобразования. Некоторые машины чувствительны к точности, и это лучший преобразователь для таких систем.
Используйте трансформаторы Scott T
Этот тип является одним из лучших в списке мощных трансформаторов, пригодных для преобразования трехфазного напряжения в однофазное. Он имеет уникальную форму соединения, которая включает в себя тизерный трансформатор и основной трансформатор. Эти два трансформатора работают в тандеме, чтобы осуществить преобразование из трехфазного в однофазное. Одним из ключевых преимуществ этого трансформатора является то, что он производит сбалансированный ток. Таким образом, он идеально подходит для систем, в которых требуется однофазный сбалансированный ток.
Заключение
В двух словах, некоторые ситуации могут потребовать преобразования трехфазного тока в однофазный. Например, для использования электроэнергии в бытовых целях необходима однофазная. Вы можете добиться этого, используя вышеописанные способы. Кроме того, посетите наш сайт, чтобы получить более подробную информацию о том, как успешно преобразовать трехфазную сеть в однофазную. У нас есть необходимое оборудование, которое поможет вам достичь наилучших результатов.
Как из 380 сделать 220 Вольт
Большинство однофазных электроприборов подключаются к сети 220В, но к многоквартирным домам, гаражным кооперативам и дачным посёлкам подводится трехфазное напряжение 380В. Для питания бытовых потребителей такое напряжение не годиться, поэтому при монтаже электропроводки возникает вопрос — как из 380 сделать 220 Вольт.
В чем отличие трехфазного напряжения от однофазного
Питание всех бытовых потребителей осуществляется по четырём проводам от трёхфазной сети — три фазных (линейных) L1, L2 и L3 и один нейтральный (нулевой) проводник N, а в квартиры подводится однофазное напряжение, для которого необходимы только два проводника — нулевой и фазный.
Переменное напряжение в разных фазах сдвинуто относительно друг друга на 120° для получения вращающегося магнитного поля в электродвигателях и уменьшения тока в нейтральном проводе.
Кроме количества проводников у трёхфазной сети имеются и другие особенности:
- Напряжение в сети. В однофазной схеме есть только одна величина напряжения — между фазой L и нейтралью N, а в трёхфазной сети имеется два напряжения, отличающиеся по своему значению. Это фазное L-N, равное 220 Вольт, и линейное, между любыми двумя фазными проводами L1-L2, L2-L3 или L1-L3, равное 380 Вольт. Поэтому один из способов, как из 380 сделать 220 Вольт, это просто подключить электроприбор к нулю и фазе.
- Различное сечение проводов. В однофазной электропроводке все провода имеют одинаковое сечение и рассчитываются на полный ток потребителя, а в трёхфазной сети по нейтральному проводнику протекает только уравнительный ток. Из-за этого нейтральная жила имеет меньшее сечение по сравнению с фазными, но при этом нагрузку по фазам необходимо распределять максимально равномерно.
- Разное количество полюсов у автоматических выключателей. В однофазной сети достаточно отключать только фазный проводник, поэтому допускается установка однополюсного автомата (кроме вводного). В трёхфазной нужно отключать все фазы одновременно, из-за чего необходима установка трёхполюсного выключателя.
Схемы подключения «звезда» и «треугольник» в трехфазной сети
Передавать электроэнергию выгоднее по высоковольтным ЛЭП, поэтому питание всех жилых районов и большинства промышленных предприятий осуществляется через понижающие трансформаторы, начала вторичных обмоток, которых соединены между собой, а концам обмоток подключаются отходящие фазные провода.
Точка соединения катушек заземляется и к ней подключается нейтральный проводник. Такая схема электроснабжения называется TN и описана в ПУЭ гл.1.7.
Существует две схемы подключения электроприборов к такой сети, отличающихся подаваемым напряжением.
Самая распространенная схема соединения это «звезда». Используется при включении электроприборов, напряжение питания которых составляет 220В. При этом один из проводов каждого из аппаратов присоединяется к одной из фаз, а оставшиеся соединяются вместе и подключаются к нейтрали.
При этом мощность аппаратов может быть различной, что вызовет появление в нейтральном проводнике уравнительного тока, но напряжение на каждом из электроприборов будет постоянным (за исключением потерь в питающих кабелях).
При соединении в «звезду» трёх одинаковых электроприборов ток в нейтральном проводе отсутствует, поэтому его допускается не подключать, но при поломке одного из аппарата напряжение питания каждого из оставшихся составит 190 Вольт.
Поэтому звезда без нейтрали используется, в основном, при подключении трёхфазного электродвигателя.
Менее распространённой является схема соединения «треугольник». При этом каждый из электроприборов подключается к двум из трёх линейных проводников. Напряжение питания всех электроприборов составит 380В.
Такая схема используется в электроустановках, в которых отсутствует возможность подключения нейтрали или заземления, например, в подвижных аппаратах, питание которых осуществляется не кабелями, а при помощи токосъёмных пластин.
Плюсы и минусы трехфазной и однофазной сети
Использование для питания частного дома трёхфазного напряжения 380 В имеет ряд отличий от однофазного 220 В, поэтому при принятии решения о подключении к такой сети следует изучить все достоинства и недостатки такой схемы электроснабжения.
У трёхфазной сети есть ряд преимуществ перед однофазной:
- Меньшее сечение подходящего кабеля. При равномерном распределении нагрузки по фазам имеется возможность повышения общей мощности электроприборов.
- Подключение трёхфазных электродвигателей без дополнительных устройств и потери мощности. Обычные асинхронные электродвигатели при включении в однофазную сеть теряют значительную часть момента или необходимо приобрести специальный преобразователь.
- Дополнительные возможности модернизации и ремонта электропроводки. Зная, как из 380 получается 220, можно изменять подключение электроприборов в зависимости от конкретной ситуации.
Кроме того, в некоторых случаях подвод к зданию трёхфазного питания позволяет получить в электрокомпании разрешение на повышение потребляемой мощности.
Кроме достоинств трёхфазная схема электроснабжения имеет и недостатки:
- необходимо получить разрешение на изменение схемы в электрокомпании;
- дополнительные затраты на замену питающего кабеля;
- увеличенные размеры и стоимость аппаратуры во вводном щитке.
Где взять 220 Вольт, если в щите три фазы
Чаще всего вопрос, как из 380 сделать 220 Вольт, задают жители многоквартирных домов. В этих зданиях в подъезде на каждом этаже установлен электрощиток, к которому подходит три фазы, нейтраль, а в некоторых случаях ещё и заземление.
В таком электрощите имеется два напряжения — линейное 380В, между двумя разными фазами, и фазное 220В, между любой из фаз и нейтралью.
Фактически, для получения однофазного напряжения в трёхфазном щите необходимо двухжильный кабель присоединить к одной из фаз и нейтральной шиной. При наличии в схеме заземления желательно использовать не двухжильный, а трёхжильный кабель и подключить его следующим образом, согласно правилам цветовой маркировки кабелей:
- коричневая жила — фаза;
- синяя или голубая — нейтраль;
- жёлто-зелёная — заземление.
| Важно! Для уменьшения тока в подходящем к зданию кабеле подключение разных квартир необходимо производить равномерно по всем трём фазам. |
Схема как из 380 сделать 220 Вольт
Существует несколько вариантов, как из 380 сделать 220 Вольт. Схемы таких соединений должны быть известны любому опытному электромонтёру:
- Подключить однофазную нагрузку к фазному и нулевому проводам. Нейтральный проводник обычно имеет меньшее сечение, или для их поиска в четырёхжильном кабеле можно использовать мультиметр. Напряжение между фазными проводами составит 380В, а между фазой и нулём 220В.
- Использовать трансформатор 380/220. Мощность этого устройства должна быть равна или больше мощности подключаемого электроприбора. Достоинство этой схемы в меньшей опасности поражения электрическим током. Вместо обычного трансформатора можно взять автотрансформатор. Этот прибор имеет меньшие габариты, но не защищает от поражения электрическим током.
Куда подключать заземление
Кроме нейтрали и фазы в современной электропроводке используется ещё один проводник — защитное заземление. К нему присоединяются корпуса электроприборов и светильников.
При нарушении изоляции между этими деталями и элементами, находящимися под напряжением, возникает короткое замыкание или появляется ток утечки. В результате этого явления происходит отключение автоматического выключателя или дифференциальной защиты, соответственно.
В современной системе электроснабжения жилых домов используются три схемы заземления:
- TN-C. Старая система заземления, при которой заземление линий электропередач осуществляется только в подстанции, на нейтрали вторичной обмотки трансформатора, после чего к потребителю подводится совмещённый проводник PEN, выполняющий одновременно функцию заземления и нейтрали. В этом случае вместо защитного заземления имеет место защитное зануление и подключать к нему корпуса электроприборов запрещено ПУЭ 1.7.132. Для защиты людей от поражения электрическим током в такой системе необходимо использовать УЗО или дифавтомат.
- TN-C-S. Это более современная система, при которой во вводном щитке совмещённый провод PEN разделяется на нейтраль N и заземление РЕ. Место разделения при этом подключается к контуру заземления здания. Согласно ПУЭ п.1.7.135 после разделения соединение этих проводников запрещено. Заземляющий провод в квартирной электропроводке в данной системе необходимо присоединять именно к проводнику РЕ.
- TN-S. Самая современная схема, при которой электроснабжение осуществляется при помощи пяти проводов — три фазных L1, L2 и L3 , нейтраль N и заземление РЕ. В этом случае заземление присоединяется только к заземляющему проводнику.
В крайнем случае, допускается подключать защитное заземление к отдельному контуру, изготовленному согласно нормам ПУЭ п.п.1.7.100-118. В этом случае получится система заземления ТТ.
| Важно! Использовать в качестве заземлителя водопроводные, канализационные или отопительные трубы запрещено. |
Вывод
В обычной электропроводке есть только два варианта, где взять 220 Вольт. Это подключить линию к фазному и нейтральному проводникам, кроме заземления, или использовать понижающий трансформатор. Последний метод применим не только в сети 380В, но и при любом другом напряжении.
Расчёт тока в трёхфазной сети с однофазными потребителями
Существует скажем трёхфазная группа. Т.е. от щита идут 3 фазных жилы и ноль (ну и земля, опционально). А потребители все — однофазные, например, светильники. Вопрос: по всем рекомендательным учебникам и прочей пурге я должен высчитывать ток в жилах как трёхфазный, и потери считать как для трёхфазных потребителей, но как я могу считать ток как трёхфазный, если по хорошему получается, что я просто тащу три однофазных жилы с общим нулём?
Наконец-то нашёл место, где я могу безболезненно задать вопрос с надеждой что на него ответь адекватные люди. Долго уже работаю в сфере, но никак не могу успокоится и смирится с тем, что по идее написано в книгах. Как говорил вроде Галыгин: люди врут, а значит книги которые писали люди — тоже врут.
Просмотров: 35672
Преобразования однофазных и трехфазных систем
В ряде случаев необходимо преобразовывать системы переменного тока с одним числом фаз в системы с другим числом фаз, а также выполнять другие преобразования.
Преобразование уравновешенных систем в уравновешенные или неуравновешенных в неуравновешенные производится относительно просто. При преобразовании неуравновешенной системы в уравновешенную или обратно в систему вводятся конденсаторы или катушки индуктивности, либо то и другое.
В течение отрезков времени, когда мощность системы превышает среднюю, излишняя мощность запасается в конденсаторе или катушке индуктивности, а при мощности, меньшей средней, возвращается в систему.
Пример схемы преобразования неуравновешенной однофазной системы в неуравновешенную двухфазную показан на рис. 1.
Рис. 1. Схема преобразования в двухфазную систему
Вторичная обмотка однофазного трансформатора разделена на две одинаковые половины. В одной половине обмотки ЭДС действует, предположим, от 0 к А, а в другой от В к 0. Если считать положительным направление ЭДС от начала обмотки к концу, то при этом получим двухфазную систему, ЭДС половин обмотки которой сдвинуты по фазе относительно друг друга на угол π (рис. 1).
Однофазная система может быть преобразована в уравновешенную. Пример схемы преобразования однофазной системы в трехфазную приведен на рис. 2.
Рис. 2. Схема преобразования однофазной системы в уравновешенную трехфазную
Добавочные реактивные сопротивления хс и x l подобраны так, чтобы модули Z a — jx c и + jх l были одинаковы (и равны модулю Zc, а аргументы равны — π /3 и π /3 соответственно. При этом получим трехфазную симметричную систему токов I A, I B и IC и соответствующую им трехфазную симметричную систему напряжений.
Преобразование однофазной системы в любую многофазную можно выполнить и при помощи различных электронных и электромеханических устройств. Например, мы можем получить требуемую многофазную систему от многофазного электрического генератора, который приводится от однофазного двигателя. Дефицит и излишек мощности в этом случае покрываются за счет изменений кинетической энергии вращающегося двигателя.
Наибольшее распространение имеют преобразователи трехфазного переменного тока в системы многофазного переменного тока. Многофазные системы с числом фаз шесть, двенадцать и большим числом фаз служат для питания выпрямителей, регулируемых приводов и других целей.
Схема простейшего шестифазного преобразователя дана на рис. 3 .
Рис. 3. Векторные диаграммы и схема преобразования трехфазной системы в шестифазную
Первичная обмотка трансформатора получает питание от трехфазного источника энергии. У каждой из трех вторичных обмоток имеются выводы из их середин. Выводы от середин вторичных обмоток соединяются вместе.
В целом на стороне вторичных обмоток получаем шестифазную симметричную систему напряжений, образующих шестилучевую звезду и сдвинутых относительно друг друга на угол π/3 (рис. 3).
Для получения систем с большим числом фаз следует вводить добавочные ЭДС, обеспечивающие требуемые сдвиги фазных напряжений.
Путем преобразования могут быть получены и другие системы, например система из двух напряжений, сдвинутых относительно друг друга на угол π/2.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: