Напряжение в трехфазной сети 380 или 400

Питающее напряжение 220/230 В однофазное и 380/400 В трехфазное в РФ. Почему 220 и 230 В, 380 В и 400В это одно и то же. 50Гц / 60Гц. Почему так. Жаргон электриков и здравый смысл.

Питающее напряжение 220/230 В однофазное и 380/400 В трехфазное в РФ. Почему 220 и 230 В, 380 В и 400В это одно и то же. 50Гц / 60Гц. Почему питающее напряжение в электрических сетях пременное? Почему передающие сети (линии электропередач, ЛЭП) имеют очень высокое напряжение (высоковольтные)? Почему в в сетях потребителей напряжение ниже? Почему так. Жаргон электриков и здравый смысл.

Во первых, почему питающее напряжение в электрических сетях пременное, а не постоянное? Первые генераторы в конце 19-го века выдавали постоянное напряжение, пока кто-то (умный!) не сообразил, что производить переменное при генерации и выпрямлять при необходимости его в точках потребления проще, чем производить постоянное при генерации и рожать переменное в точках потребления.

Во вторых, почему 50 Гц? Да просто у немцев так получилось, в начале 20 века. Нет тут особого смысла. В США и некоторых других странах 60 Гц. (см. справку проекта dpva.ru)

В третьих, почему передающие сети (линии электропередач) имеют очень высокое напряжение? Тут смысл есть, если вспомнить основные формулы электротехники, то: потери мощности при транспортирове равны d(P)=I 2 *R, а полная передаваемая мощность равна P=I*U. Доля потерь от общей мощности выражается как d(P)/P=I*R/U. Минимальная доля потерь общей мощности, т.о. будет при максимальном напряжении. Трёхфазные сети, передающие большие мощности, имеют следующие классы напряжения:

• от 1000 кВ и выше (1150 кВ, 1500 кВ) — ультравысокий
• 1000 кВ, 500 кВ, 330 кВ — сверхвысокий
• 220 кВ, 110 кВ — ВН, высокое напряжение
• 35 кВ — СН-1, среднее первое напряжение
• 20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 1 кВ — СН-2, среднее второе напряжение
• 0,4 кВ, 220 В, 110 В и ниже — НН, низкое напряжение.

В четвертых: что такое номинальное обозначение В=»Вольт» ( А=»Ампер») в цепях переменного напряжения (тока)? Это действующее=эффективное=среднеквадратическое= среднеквадратичное значение напряжения (тока) , т.е. такое значение постоянного напряжения (тока) , которое даст такую-же тепловую мощность на аналогичном сопротивлении. Показывающие вольтметры и амперметры дают именно это значение. Максимальные амплитудные значения (например с осцилографа) по модулю всегда выше действующего.

В пятых, почему в в сетях потребителей напряжение ниже? Тут смысл тоже есть. Практически допустимые напряжения определялись доступными изоляционными материалами и их электрической прочностью. А потом уже ничего было не поменять.

Что такое «трехфазное напряжение 380/400 В и однофазное напряжение 220/230 В»? Тут внимание. Строго говоря, в большинстве случаев ( но не во всех) под трехфазной бытовой сетью в РФ понимают сеть 220(230)/380(400)В (изредка встречаются бытовые сети 127/220 В и промышленные 380/660 В. ). Неправильные, но встречающиеся обозначения: 380/220В;220/127 В; 660/380 В. Итак, далее говорим об обычной сети 220(230)/380(400)Вольт, для работы с остальными — лучше бы Вам быть электриком. Итак для такой сети:

• Наша домашняя (РФ, да и СНГ. ) сеть 230(220)/400(380)В-50Гц, в Европе 230/400В-50Гц (240/420В-50Гц в Италии и Испании), в США — частота 60Гц, а номиналы вообще другие
• К Вам придет как минимум 4 провода: 3 линейных («фазы») и один нейтральный (вовсе не обязательно с нулевым потенциалом. )-если у Вас только 3 линейных провода, лучше зовите инженера-электрика.
• 220(230)В — это действующее напряжение между любой из «фаз»=линейный провод и нейтралью (фазное напряжение).Нейтраль — это не ноль!
• 380(400)В — это действующее значение между любыми двумя «фазами»=линейными проводами (линейное напряжение)

В шестых, почему 220В и 230В это одно и то же, почему 380В и 400В — это одно и то-же? Да потому, что ПУЭ и ГОСТы на качество питающего напряжения принимают за качественное напряжение +/- 10% от номинала. Да и электрооборудование расчитано на это.

Проект dpva.ru предупреждает: если Вы не имеете представления о мерах безопасности при работе с электроустановками (см. ПУЭ), лучше сами и не начинайте.

• Нейтраль (всех видов) не обязательно имеет нулевой потенциал. Качество питающего напряжения на практике не соответствует никаким стандартам, а должно бы соответствовать ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» (никто не виноват. )
• Защитные автоматы (тепловые и КЗ) защищают цепь от перегрузки и пожара, а не Вас от удара током
• Заземление вовсе не обязательно имеет низкое сопротивление (т.е. спасает от удара током).
• Точки с нулевым потенциалом могут иметь бесконечно большое сопротивление.
• УЗО установленное в подающем щите не защищает никого, кто получает удар током из гальванически развязанной цепи, запитанной от этого щита.

Источник

Каким должно быть напряжение в электроустановке жилого дома и квартиры: 230 В и 400 В или 220 В и 380 В?

Электроустановки индивидуальных жилых домов и квартир, в том числе, характеризуют посредством номинального напряжения . Номинальное напряжение у однофазных электроустановок равно 230 В или 220 В, у трёхфазных электроустановок – 400 В или 380 В.

Номинальные напряжения 220 В и 380 В применяют в нашей стране много десятилетий. В других странах также используют напряжения 230 В и 400 В, 240 В и 415 В. Международной электротехнической комиссией (МЭК), которая разрабатывает международные стандарты на электрооборудование и электроустановки, было принято решение по стандартизации напряжения следующим образом: 230 В и 400 В . Поэтому указанные стандартные напряжения разные станы уже ввели или вводят в свою нормативную документацию.

1 января 1993 г. был введён в действие ГОСТ 29322–92 (МЭК 38–83) «Стандартные напряжения». Стандартом были установлены значения номинального напряжения 230 В – между фазным и нейтральным проводниками, 400 В – между фазными проводниками. До 2003 г. значения номинального напряжения 220 В и 380 В, которые применяли в существующих низковольтных электрических сетях, следовало привести к значению 230 В и 400 В. Однако эти требования стандарта не были выполнены.

1 октября 2015 г. был введён в действие ГОСТ 29322–2014 (IEC 60038:2009) «Напряжения стандартные», который установил значения номинального напряжения, равные 230 В и 400 В. Стандарт также установил допустимые отклонения напряжения от стандартного значения. Напряжение в точке подключения однофазной электроустановки здания к низковольтной электрической сети должно быть равным 230 В ± 10 % , трёхфазной электроустановки здания – 400 В ± 10 % (подробнее см. ГОСТ 29322–2014 «Напряжения стандартные» ).

По сравнению с первоисточником – стандартом МЭК 60038:2009 «Стандартные напряжения МЭК» терминология ГОСТ 29322–2014 была мной уточнена и дополнена (подробнее см. ГОСТ 29322–2014: терминология ). Она была согласована с терминологией ГОСТ 30331.1–2013 (IEC 60364-1:2005) «Электроустановки низковольтные. Часть 1. Основные положения, оценка общих характеристик, термины и определения» (подробнее см. О новом ГОСТ 30331.1–2013 , О переиздании ГОСТ 30331.1–2013 ). Однако при издании ГОСТ 29322–2014 были допущены отступления от подготовленной мной окончательной редакции проекта стандарта, что привело к появлению в нём ошибок (подробнее см. ГОСТ 29322–2014 следует переиздать , ГОСТ 29322–2014: вопросы к Росстандарту , Ответ Росстандарта от 31.07.2017 , Ответ Росстандарта от 01.08.2017 ).

Однако до сих пор в национальной нормативной документации употребляют значения 220 В и 380 В. Более того, в п. 4.2.2 «Медленные изменения напряжения» ГОСТ 32144–2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения», действующего с 1 июля 2014 г., сказано, что в электрических сетях низкого напряжения стандартное номинальное напряжение электропитания равно 220 В (между фазным и нейтральным проводниками) и 380 В (между фазными проводниками).

ГОСТ 32144–2013 определяет показатели и нормы качества электрической энергии в точках передачи электрической энергии пользователям электрических сетей низкого, среднего и высокого напряжений систем электроснабжения общего назначения переменного тока частотой 50 Гц. Однако вопреки требованиям ГОСТ 29322–92, на который он ссылается, ГОСТ 32144–2013 установил устаревшие значения номинального напряжения 220 В и 380 В, которые были переписаны из ранее действовавшего одноимённого ГОСТ Р 54149–2010 .

Заключение. Противоречия в требованиях национальной нормативной документации к значениям номинального напряжения, с одной стороны, являются существенным препятствием для реконструкции и развития низковольтных распределительных электрических сетей в нашей стране, консервируя их техническое несовершенство. С другой стороны, бытовое однофазное электрооборудование, особенно импортное, как правило, имеет номинальное напряжение 230 В, а трёхфазное электрооборудование – 400 В. Поэтому электрооборудование часто функционирует при более низком напряжении, чем то, на которое оно рассчитано.

Значения номинального напряжения для низковольтных электрических систем и электрооборудования, указанные в ГОСТ 32144, ПУЭ 7-го изд. и другой национальной нормативной документации, должны быть приведены в соответствие с требованиями ГОСТ 29322–2014.

Если основной целью пересмотра ГОСТ 29322–2014 является внесение «поступивших в адрес ТК 016 предложений и замечаний от заинтересованных лиц» (см. Ответ Росстандарта от 01.08.2017 ), которое сведётся к замене значений стандартных напряжений 230 В и 400 В значениями 220 В и 380 В, то в нашей стране будет нормативно «законсервировано» техническое несовершенство низковольтных распределительных электрических сетей.

Источник

Напряжение в трехфазной сети 380 или 400

1. ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 117 «Энергоснабжение»

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 26.03.92 N 265

3. Настоящий стандарт подготовлен методом прямого применения международного стандарта МЭК 38-83* «Стандартные напряжения, рекомендуемые МЭК» с дополнительными требованиями, отражающими потребности народного хозяйства

* Доступ к международным и зарубежным документам получить, перейдя по ссылке. — Примечание изготовителя базы данных.

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2005 г.

Настоящий стандарт распространяется на:

— системы электропередачи, распределительные сети и системы электроснабжения потребителей переменного тока, в которых используют стандартные частоты 50 или 60 Гц при номинальном напряжении, превышающем 100 В, а также оборудование, работающее в этих системах;

— тяговые сети переменного и постоянного тока;

— оборудование постоянного тока с номинальным напряжением ниже 750 В и переменного тока номинальным напряжением ниже 120 В и частотой (как правило, но не только) 50 или 60 Гц. К такому оборудованию относятся батареи первичных или вторичных элементов питания, другие источники электропитания переменного или постоянного тока, электрооборудование (включая промышленные установки и средства телекоммуникации), различные электроприборы и устройства.

Стандарт не распространяется на напряжения измерительных цепей, систем передачи сигналов, а также на напряжения отдельных узлов и элементов, входящих в состав электрооборудования.

Значения напряжений переменного тока, приведенные в настоящем стандарте, являются эффективными значениями.

Настоящий стандарт применяется в комплексе с ГОСТ 721, ГОСТ 21128, ГОСТ 23366 и ГОСТ 6962.

Термины, используемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении.

Полужирным шрифтом выделены требования, отражающие потребности народного хозяйства.

1. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТЕЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ДИАПАЗОНЕ ОТ 100 ДО 1000 В ВКЛЮЧИТЕЛЬНО

Стандартные напряжения в указанном диапазоне приведены в табл.1. Они относятся к трехфазным четырехпроводным и однофазным трехпроводным сетям, включая однофазные ответвления от них.

Трехфазных трехпроводных или четырехпроводных сетей

Однофазных трехпроводных сетей

* Номинальные напряжения уже существующих сетей напряжением 220/380 и 240/415 В должны быть приведены к рекомендуемому значению 230/400 В. До 2003 г. в качестве первого этапа электроснабжающие организации в странах, имеющих сеть 220/380 В, должны привести напряжения к значению 230/400 В ( %).

Электроснабжающие организации в странах с сетью 240/415 В также должны привести это напряжение к значению 230/400 В ( %). После 2003 г. должен быть достигнут диапазон 230/400 В ±10%. Затем будет рассмотрен вопрос снижения пределов. Все эти требования касаются также напряжения 380/660 В. Оно должно быть приведено к рекомендуемому значению 400/690 В.

** Не применять совместно со значениями 230/400 и 400/690 В.

В табл.1 для трехфазных трехпроводных или четырехпроводных сетей числитель соответствует напряжению между фазой и нулем, знаменатель — напряжению между фазами. Если указано одно значение, оно соответствует междуфазному напряжению трехпроводной сети.

Для однофазных трехпроводных сетей числитель соответствует напряжению между фазой и нулем, знаменатель — напряжению между линиями.

Напряжения, превышающие 230/400 В, применяются в основном в тяжелой промышленности и в больших зданиях коммерческого назначения.

В нормальных условиях работы сетей рекомендуется поддерживать напряжение в точке питания потребителя с отклонением от номинального значения не более ±10%.

2. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОГО ТРАНСПОРТА С ПИТАНИЕМ ОТ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Стандартные напряжения приведены в табл.2.

Вид напряжения контактной сети

Номинальная частота в сети переменного тока, Гц

Источник

Почему в трёхфазной сети 2 напряжения — 380 и 220 вольт

Трёхфазная система переменного тока оказалась наиболее выгодной и удобной для передачи и использования электроэнергии, потому что:

1. Позволяет получать вращающееся магнитное поле для работы электродвигателей.
2. Экономически выгодная. Для получения того же вращающегося магнитного поля в многофазных системах, где больше трёх фаз – нужно прокладывать больше проводников для передачи энергии, а двухфазные системы не дают вращающегося магнитного поля. То есть 3 фазы – это золотая середина.
3. Кроме того, трёхфазная система позволяет получать два разных по величине напряжения без использования преобразователей и трансформаторов. Об этом в сегодняшней статье и пойдёт речь.

Какие напряжения в трёхфазной сети

Независимо от того однофазный ввод или трёхфазный – все дома и квартиры получают питание из одной и той же трёхфазной электросети с напряжением 220/380В, вернее, 230/400В, но сути дела это не меняет.

При однофазном вводе в квартиру или дом от питающей линии заводят фазу и ноль, а при трёхфазном – три фазы и ноль. Ниже вы видите пример схемы подключения однофазных потребителей к трёхфазной сети.

Если подключается трёхфазный потребитель с номинальным напряжением 380В, например, электродвигатель или трансформатор, у которого обмотки соединены звездой, то подключают 3 фазных провода без нулевого. В этом случае нулевой провод можно не подключать, потому что через него не будет протекать ток, но это допустимо только для симметричной нагрузки . При подключении несимметричных трёхфазных потребителей – дома и квартиры, или отдельные приборы в них, как котлы или электроплиты – подключение нулевого провода обязательно!

Но как же так получается, что в одной электросети и 380В и 220В?

При соединении обмоток источника питания звездой , неважно генератора или трансформатора, между фазными проводниками напряжение будет 380В, а между фазным и нулевым 220В.Напряжение между фазными проводниками называется линейным (Uл), а напряжение между фазным и нулевым проводником – фазным (Uф).

Почему при соединении звездой получается 2 напряжения

Давайте разберёмся почему между фазой и нулём 220, а между двумя фазами не 440 вольт (220+220), а 380. Для этого нужно обратиться к векторным диаграммам. Если изобразить три фазы в виде векторов, то мы получим три вектора исходящие из одной точки, отклонённые друг от друга на 120°, другими словами – трёхлучевую звезду.

Изобразим эти векторы в масштабе 1:10, то есть 1 миллиметр на диаграмме равен 10 вольтам. Каждая клетка на иллюстрации занимает 1х1 мм (на вашем экране, скорее всего, будет отображаться в другом размере, примите это как условность). На диаграмме А) изображены векторы трёх напряжений, фаз A , B и C жёлтым, зелёным и, длина каждого вектора 22 мм или 220В.

Чтобы найти напряжение между фазами, нужно соединить концы векторов каждой из фаз. Так добавим на диаграмме Б) векторы линейных напряжений Uaв, Uвс и Ucа соединив конец вектора Ua с концом вектора Uв , затем Uв с Uс , затем Uа с Uс соответственно.

Рассмотрим отдельно 2 напряжения, например, фаз А и С и линейное напряжение между ними (диаграмма В), и уберём ненужное (диаграмма Г).

Векторы напряжений фаз A (жёлтый) и В (зелёный) мы начертили по 22 мм, теперь измерим длину вектора линейного напряжения ( Uав), и получим 38,1 мм. Масштаб у нас был 1:10, значит, если перевести в вольты, то получим 220 и 381 вольт соответственно. Предлагаю самостоятельно начертить это и проверить сказанное.

Аналогичные значения мы получим, если вспомним школьную геометрию и вычислим длину стороны Uab, треугольника UаUвUab , через длины известных сторон и угол между ними. Формула для этого выглядит так:

В электротехнике такие расчёты обычно не используются, да и треугольник у нас равнобедренный, поэтому можно найти неизвестную сторону проще:

Косинус В – это косинус угла между вектором фазного напряжения Ua или U в и вектором линейного напряжения Uав, и равен этот угол 30° (180°-120°=2х30°).

То есть в схеме звезды линейное напряжение всегда больше фазного на корень из 3 раз или просто в 1.73 раза. Собственно эту формулу и используют в электротехнических расчётах. Если пересчитать по этому соотношению, то получим такой же результат как в прошлый раз:

Можете попробовать пересчитать всё это самостоятельно, только если будете умножать 220В на 1.73, то получите 380,6 вольт, небольшая разница обусловлена округлением.

Но не всегда в трёхфазной системе есть два напряжения. Если источник питания соединён по схеме треугольника, то его линейные и фазные напряжения равны . Такое встречается в специфичных схемах питания либо на линиях электропередач напряжением 6-10 кВ.

Можно представить трёхфазное напряжение не в виде векторов, а как три синусоиды сдвинутых на 120 градусов друг относительно друга на графике. Так как действующее значение фазного напряжения 220 вольт, то амплитуда каждой из синусоид будет в 1.41 раза больше (корень из двух) и равна 310 вольтам.

Фазы A , B и C изображены жёлтой, зелёной и красной синусоидой соответственно. Напряжение отложено по вертикальной оси, а по горизонтальной – время.

Если измерять напряжение между фазами (на рисунке выше между зелёной и жёлтой синусоидой), то в точке, где будет наибольшее расстояние между ними, мы увидим число около 540 вольт – это амплитудное значение, вычислив действующее, получим: 540/1,41=383 вольта, что очень близко к нашим линейным 380.

Таким образом, мы рассмотрели два представления трёхфазного напряжения – в виде векторной диаграммы и в виде временной диаграммы (графика), и наглядно увидели как соотносятся фазы в трёхфазной сети и откуда в ней два напряжения.

Повторюсь, что при соединении обмоток источника питания треугольником у нас будет одно напряжение, там просто нет общей точки соединения обмоток и неоткуда брать нулевой проводник.

Что у нас на практике

Как получается два напряжения в трёхфазной сети мы разобрались, теперь давайте разберёмся, как это используется на практике.

В быту большая часть электроприборов питается однофазным напряжением. Напряжение в электросети стандартизировано — 230В с частотой 50 Гц, и вся бытовая техника рассчитана на питание именно этим напряжением. Если прибору необходимо пониженное напряжение, например, 5, 12, 19, 36 вольт или любая другая величина, то у него есть либо встроенный, либо выносной блок питания, который, собственно, и формирует нужное напряжение.

При необходимости подключения мощных приборов, например, электрических котлов и плит, сварочного оборудования, станков и прочего возникает проблема — большой ток. Например, обычная розетка рассчитана на ток до 16А, который длительно может проводить кабель с сечением токопроводящих жил 2.5 мм², через неё можно запитать приборы мощностью до 3.5 кВт.

Поэтому мощные приборы зачастую подключают отдельной линией напрямую к автоматическому выключателю или через силовые розетки на 32А. Но для такого тока нужно использовать кабель с сечением токопроводящих жил уже 6 мм² и более. При этом максимальная нагрузка в такой линии — 7 кВт.

При подключении нагрузки на линейное напряжение, то есть к двум проводам питающей сети между которыми 380В и потребляемом токе в те же 32А, мощность подключаемой нагрузки будет уже около 12 кВт. То есть кабель с таким же сечением жил сможет питать почти в 2 раза более мощную нагрузку. А у трёхфазного прибора при том же токе в 32А мощность будет уже 21 кВт.

И учтите, что для его подключения не понадобится прокладывать ЛЭП с более толстыми проводами, не придётся прокладывать от распределительного щита питающих кабелей с толстыми жилами и так далее. Тогда как в однофазной цепи прибор мощностью в 21 кВт будет потреблять ток около 95А, а для его питания нужно будет использовать кабель с жилами на 25 мм² против 6-8 мм² и 32А в трёхфазной цепи.

Для снижения питающего тока мощные электроприборы производят трёхфазными. Но не всегда прибор, рассчитанный на 380В, трёхфазный. Есть однофазные потребители с номинальным напряжением 380В, например, сварочные трансформаторы типа ТСМ-250 и другие подобные.

Из характеристик мы видим, что напряжение питающей сети 1х380. То есть его первичная обмотка подключается к двум фазам. Любопытно что многие называют подобные трансформаторы «двухфазными», но это в корне неверно. На первичную обмотку действует одна ЭДС, так же, как и в любом другом однофазном приборе.

Ничего выдающегося здесь нет, и такое напряжение первичной обмотки выбрано с той же целью – снизить ток питания, что позволит намотать обмотку проводом меньшего сечения и использовать кабели с меньшим сечением ТПЖ для подключения к сети.

Если бы он был рассчитан на питание от 220В, то в режиме максимальной нагрузки ток потребления составил бы 16 000/220 = 72А, а при питании от 380В ток будет не более: 16 000/380 = 42А.

Таким образом, наличие двух напряжений в трёхфазной сети позволяет подключать электрооборудование любой мощности и различной конфигурации. Что, безусловно, повышает гибкость и удобство использования этой системы питания.

Источник