Proč tři fáze?
Tuto otázku často kladou začínající domácí řemeslníci, než začnou studovat algoritmus pro elektroinstalační práce v bytě nebo soukromém domě. Až donedávna však na tuto otázku neexistovala jasná odpověď, a když si přečteme dnešní článek, čtenář pochopí proč. Zkusme přijít na to, proč se používají právě 3 fáze, zda jsou 2 nebo 4, jaké napětí je pro ten či onen typ zapojení, jak přesně se spínají elektrické spotřebiče.
Obecné informace o hodnotách napětí
Pokud mluvíme o elektroinstalaci v soukromém domě, pak se nejčastěji používá třífázové síťové napětí, jehož hodnota je 380 V. Tento parametr se však používá pouze pro elektromotory a jiná zařízení průmyslového typu. Jedinou výjimkou jsou některé varné desky staršího stylu. Proto, i když jsou pro vstupní rozvodný panel domu vhodné 3 fáze, jsou rozděleny do skupin. Faktem je, že pokud je při dělení s každým z nich spárován neutrál (nula), napětí klesne na obvyklých 220 V.
Podobné systémy lze pozorovat ve většině bytových domů. Každý z nich má totiž 3 fáze, které jsou již ve vstupních panelech rozmístěny mezi byty. Výsledkem je, že do každého je dodávána pouze jedna fáze, nula a zem. Pouze s takovým připojením budou domácí spotřebiče známé všem (lednička, pračka, myčka, mikrovlnná trouba) fungovat normálně.
Je možné připojit na 2 nebo 4 fáze
Profesionální elektrikáři, kteří byli vzděláni za posledních 10-12 let, s plnou důvěrou řeknou, že to není možné. A to by byla chyba. Můžeme si například vzít svařovací transformátory vyrobené v sovětských dobách, které se ještě relativně nedávno nacházely v továrnách. Jejich provozní napětí bylo 380 V, ale pro připojení měly pouze dva vodiče. A pokud je taková jednotka zapojena podle logiky, bude to „nula“ a „fáze“. Háček je ale v tom, že při takovém přepínání přístroj vařit nebude. Měly být připojeny ke 2 fázím, bez použití třetí a nulové fáze.
Proč si třífázová síť získala popularitu
Ve skutečnosti je možné použít 4, 5 nebo dokonce 10 fází, ale to bude iracionální a zvýší náklady na již tak drahou elektřinu. Z hlediska rozumnosti je elektromagnetické pole třífázové soustavy zcela dostatečné k otáčení elektromotoru. Nyní si představme, že bude 5 fází V tomto případě se počet vinutí motoru zvyšuje, což vede ke zbytečným výrobním nákladům, a proto zvyšuje konečné náklady na jednotku. Nedojde však k žádnému viditelnému zlepšení výkonu.
Pokud mluvíme o dvou fázích, pak nebudou stačit ke spuštění asynchronního elektromotoru, budete muset nainstalovat systém včetně kondenzátoru v obvodu, který zajistí potřebný posun. V tomto případě je zaručen pokles výkonu.
Trochu fyziky: vysvětlení racionality použití tří fází
Řečeno v číslech, lze poznamenat, že celý cyklus rotace rotoru elektromotoru je 360º a fázový posun v systému s napětím 380 V je 120º. Pomocí jednoduchých výpočtů můžeme dojít k závěru, že 3·120º=360. Zde je odpověď na otázku, proč se používají 3 fáze.
Shrnout
Dnes už prakticky utichly debaty o tom, kolik fází je potřeba pro větší účinnost. Všem bylo jasné, že třífázové sítě jsou nejvhodnější pro elektroinstalace jak při výstavbě obytných budov, tak v průmyslu. Ostatně právě přes třívodičový systém se vysokonapěťové napětí přenáší po elektrických vedeních, a to také o mnohém vypovídá. To znamená, že byste se neměli obtěžovat přemýšlením o tom, co by se stalo, kdyby existovaly fáze 4, 5 nebo 6. Nikdo nepotřebuje dodatečné náklady.
Redakce HouseChief opravdu doufá, že problém probíraný v dnešním článku už našeho čtenáře nebude trápit. Pokud vám něco není jasné, neváhejte se na to zeptat v komentářích níže. Určitě vše co nejrychleji vysvětlíme.
Pokud máte na toto téma osobní názor, uveďte jej také. Redakce HouseChief bude mít velký zájem si to přečíst. Na závěr vám dáváme do pozornosti krátké video, které vám pomůže pochopit podstatu fungování třífázového systému.
Při instalaci elektrického vedení v soukromém domě nebo venkovském domě uživatelé často tvrdí, že třífázový typ napájení je mnohem lepší než jednofázový, protože lze připojit více elektrických zařízení. Mnoho odborníků na toto téma argumentuje a nalézá kladné i záporné stránky třífázového elektrického vedení. V našem článku budeme analyzovat výhody a nevýhody použití 3fázové a 1fázové sítě a také určíme, které elektrické vedení je nejlepší zvolit pro soukromý dům.
Každá chata či rekreační obec i bytový dům jsou před uvedením do provozu připojeny k místní elektrické síti, která je třífázová. Dále je jedna ze tří fází nebo všechny tři fáze přiděleny konkrétnímu spotřebiteli (pozemek s domem nebo bytem). Podívejme se, jaké jsou tyto dva typy elektrického vedení.
Vlastnosti a schéma jednofázové sítě
V bytech nebo venkovských domech jsou spotřebitelé obvykle zásobováni energií ze sítě 220 V s přiděleným výkonem 5 kW. V tomto případě je do domu zaveden elektrický obvod sestávající ze tří vodičů: fáze (L), nula (N) a ochranná (PE) nebo uzemnění. Proud teče ke spotřebiteli přes fázový vodič a vrací se přes nulový vodič. Ochranný vodič slouží k zabránění úrazu elektrickým proudem.
Výhody a nevýhody jednofázového zapojení
Zvažme výhody jednofázového připojení.
| Výhody | popis |
| Lehká instalace | Síť 220 V má pouze tři vodiče – L, N a PE. Jeho instalace proto není tak složitá jako pokládka vícefázové elektroinstalace. |
|---|---|
| Nízká cena | Taková elektrická síť vyžaduje levné komponenty: jednofázové jističe, RCD, napěťová relé, stabilizátory 220 V atd. |
Mezi nevýhody jednofázového zapojení patří jeho malý výkon a nemožnost napájet spotřebiče 380V zdrojem.
Vlastnosti a schéma třífázového zapojení
3-fázová síť se nachází ve výrobních závodech pro napájení výkonných zátěží navržených pro napětí 380/400 V. Mohou to být obráběcí stroje, IT a telekomunikační zařízení. V bytových domech, SNT a chatových vesnicích jsou také instalovány tři fáze, ale pro každou místnost nebo místo je obecně pouze jedna. V soukromém sektoru je však někdy možné připojit tři vodiče, například 5 kW na každý. Tato možnost umožňuje napájet domácí spotřebič napájením od 380 V, například varnou desku nebo troubu. V případě 3fázového zapojení je střídavý proud přiváděn přes tři fázové vodiče (L1, L2 a L3) a vrací se přes nulový vodič (N). K dispozici je také zemnící vodič (PE). V tomto případě je napětí mezi každou fází a nulou 220 V a mezi fázemi samotnými – 380 V.
V třífázové síti je nutné rovnoměrně rozložit zátěž mezi fáze, aby nedocházelo k jejich zkreslení. Pokud je například přidělený výkon 15 kW, pak by každá fáze měla mít 5 kW.
Fázová nevyváženost je asymetrie proudů a napětí, ke které dochází především v důsledku nesprávného rozložení zátěže. Například když jeden nebo dva vodiče jsou provozovány s nadměrně vysokým zatížením a třetí má minimální spotřebu.
Výhody a nevýhody třífázového zapojení
Všimněme si výhod třífázové sítě.
- zajistit jejich efektivní provoz bez přetížení vedení a fázových nesymetrií;
- organizovat pohodlné ovládání a bezpečný provoz samotné elektroinstalace.
Jednu fázi můžete použít například pro domácí elektroinstalaci, druhou pro výkonné domácí spotřebiče a třetí pro technické místnosti.
Toto zapojení má i své značné nevýhody. Pojďme se na ně podívat blíže.
Aby nedošlo k poškození zařízení s 3fázovými elektromotory, je při jejich připojování k síti nutné přísně dodržovat správný sled fází: A → B → C nebo C → B → A.
V jejich správném umístění pro následné připojení k zátěži pomůže speciální zařízení, indikátor fáze. K ochraně před nesprávným připojením zařízení lze také použít třífázová monitorovací relé.
Kdy je lepší použít třífázové elektrické vedení pro domácnost?
Obě možnosti napájení jsou bezpečné pouze při splnění požadavků na instalaci. Je vhodné zvolit třífázový vstup 380/400 V, pokud plánujete připojit:
- velký počet jednofázových spotřebičů (například lednička, pračka, topný systém, inteligentní domácí systém, audio a video zařízení, bezpečnostní systém, elektrický pohon brány a osvětlovací systém);
- výkonné třífázové zátěže (například elektronická topná zařízení, sauna nebo kuchyňské spotřebiče – varná deska, trouba a myčka);
- třífázové elektrické nářadí (například pro organizaci dílny v domě).
Existuje také takový faktor, jako je maximální povolený výkon – maximální množství činného výkonu, které smí energetická společnost na základě smlouvy využívat. Je to uvedeno v technických specifikacích pro připojení domu k elektrické síti. Pokud má například SNT omezení výkonu 5 kW (ze samotného SNT nebo napájecích sítí), pak je regulováno výhradně pro jednu fázi. Zpravidla se to dělá proto, aby bylo snazší rozdělit všechny domy SNT do 3 fází (například u 300 pozemků je každá fáze rozdělena mezi 100 domů), s jistotou, že žádný z těchto domů nebude schopen spotřebovat více než 5 kW a přetížení jakékoli fázově posunuté, což způsobuje nerovnováhu.
Třífázová síť umožní tři fáze, které ztrojnásobí kapacitu (celkem 15 kW) a opět platí, že každá linka zůstane omezena na spotřebu maximálně 5 kW, což konkrétnímu domu nedovolí způsobit nerovnováhu.
Ochrana elektrických zařízení v jednofázových a třífázových sítích
Mnoho uživatelů instaluje do sítí 220 a 380 V stabilizátory napětí, které chrání zařízení před nestabilním síťovým napětím. To platí zejména pro soukromé domy, chaty a chaty, kde se často nachází nekvalitní síťové napětí. Stabilizátor napětí se stává stejným komponentním prvkem elektrického systému domu jako vstupní jistič, RCD nebo elektroměr.
Existuje několik možností připojení stabilizátorů v závislosti na fázové fázi sítě:
- Pro jednofázové zapojení je vhodný jednofázový stabilizátor. V závislosti na přidělených úkolech a výkonu připojeného zařízení může být umístěn bezprostředně za vstupním jističem nebo pouze před určitou chráněnou zátěž.
- ve vícefázové elektroinstalaci lze použít stabilizátory 220 a 380 V. V závislosti na typu zátěže a jejím výkonu můžete instalovat jedno jednofázové zařízení na každé vedení nebo jeden třífázový model na všechny vodiče.
Stabilizátory napětí pro sítě 220 a 380 V, které chrání zařízení před nestabilním síťovým napětím
Existují i stabilizátory s konfigurací 3 v 1. Mají tři linky na vstupu a jednu na výstupu. To umožňuje napájet zařízení s napětím 220/230 V s rovnoměrným rozložením jeho výkonu na všechna vedení bez fázové nerovnováhy. Kromě toho, pokud je na místě výkonné zařízení a fázový zdroj neumožňuje jeho připojení, lze to pomocí těchto stabilizátorů snadno provést.
Recenze invertorových stabilizátorů napětí IS8000 (8 kVA / 7,2 kW) a IS10000 (10 kVA / 9 kW) “Calm”
Recenze třífázových stabilizátorů IS3315RT (15 kVA / 13,5 kW) a IS3320RT (20 kVA / 16 kW) “Calm”