Схемы включения трехфазных электросчётчиков: варианты, методы. Трехфазная сеть: расчет мощности, схема подключения Договор с энергосбытом
Не всякому обывателю понятно, что такое электрические цепи. В квартирах они на 99 % однофазные, где ток поступает к потребителю по одному проводу, а возвращается по другому (нулевому). Трехфазная сеть представляет собой систему передачи электрического тока, который течет по трем проводам с возвратом по одному. Здесь обратный провод не перегружен благодаря сдвигу тока по фазе. Электроэнергия вырабатывается генератором, приводимым во вращение внешним приводом.
Увеличение нагрузки в цепи приводит к росту силы тока, проходящего по обмоткам генератора. В результате магнитное поле в большей степени сопротивляется вращению вала привода. Количество оборотов начинает снижаться, и подает команду на увеличение мощности привода, например путем подачи большего количества топлива к двигателю внутреннего сгорания. Число оборотов восстанавливается, и генерируется больше электроэнергии.
Трехфазная система представляет собой 3 цепи с ЭДС одинаковой частоты и сдвигом по фазе 120°.
Особенности подключения питания к частному дому
Многие считают, что трехфазная сеть в доме повышает потребляемую мощность. На самом деле лимит устанавливается электроснабжающей организацией и определяется факторами:
- возможностями поставщика;
- количеством потребителей;
- состоянием линии и оборудования.
Для предупреждения скачков напряжения и перекоса фаз их следует нагружать равномерно. Расчет трехфазной системы получается примерным, поскольку невозможно точно определить, какие приборы в данный момент будут подключены. Наличие импульсных приборов в настоящее время приводит к повышенному энергопотреблению при их пуске.
Распределительный электрощит при трехфазном подключении берется больших размеров, чем при однофазном питании. Возможны варианты с установкой небольшого вводного щитка, а остальных - из пластика на каждую фазу и на надворные постройки.
Подключение к магистрали реализуется по подземному способу и по воздушной линии. Предпочтение отдают последней благодаря небольшому объему работ, низкой стоимости подключения и удобству ремонта.
Сейчас воздушное подключение удобно делать с помощью самонесущего изолированного провода (СИП). Минимальное сечение алюминиевой жилы составляет 16 мм 2 , чего с большим запасом хватит для частного дома.
СИП крепится на опорах и стене дома с помощью анкерных кронштейнов с зажимами. Соединение с главной воздушной линией и кабелем ввода в электрощит дома производится ответвительными прокалывающими зажимами. Кабель берется с негорючей изоляцией (ВВГнг) и проводится через металлическую трубу, вставленную в стену.
Воздушное подключение трехфазного питания дома
При расстоянии от ближайшей опоры более необходима установка еще одного столба. Это необходимо для снижения нагрузок, приводящих к провисанию или обрыву проводов.
Высота места присоединения составляет 2,75 м и выше.
Электрораспределительный шкаф
Подключение к трехфазной сети производится по проекту, где внутри дома производится разделение потребителей на группы:
- освещение;
- розетки;
- отдельные мощные приборы.
Одни нагрузки можно отключать для ремонта при работающих других.
Мощность потребителей рассчитывается для каждой группы, где выбирается провод необходимого сечения: 1,5 мм 2 - к освещению, 2,5 мм 2 - к розеткам и до 4 мм 2 - к мощным приборам.
Проводка защищается от короткого замыкания и перегрузки автоматическими выключателями.
Электрический счетчик
При любой схеме подключения необходим прибор учета 3-фазный счетчик может подключаться непосредственно к сети (прямое включение) или через трансформатор напряжения (полукосвенное), где показания прибора умножаются на коэффициент.
Важно соблюдать порядок подключения, где нечетные номера - это питание, а четные - нагрузка. Цвет проводов указывается в описании, а схема размещается на задней крышке прибора. Вход и соответствующий выход 3-фазного счетчика обозначаются одним цветом. Наиболее распространен порядок присоединения, когда сначала идут фазы, а последний провод - ноль.
3-фазный счетчик прямого включения для дома обычно рассчитан на мощность до 60 кВт.
Перед выбором многотарифной модели следует согласовать вопрос с энергоснабжающей компанией. Современные устройства с тарификаторами дают возможность подсчитывать плату за электроэнергию в зависимости от времени суток, регистрировать и записывать значения мощности во времени.
Температурные показатели приборов выбираются как можно шире. В среднем они составляют от -20 до +50 °С. Срок эксплуатации приборов достигает 40 лет с межповерочным интервалом 5-10 лет.
Счетчик подключается после вводного трех- или четырехполюсного автоматического выключателя.
Трехфазная нагрузка
К потребителям относятся электрокотлы, асинхронные электродвигатели и другие электроприборы. Преимуществом их использования является равномерное распределение нагрузки на каждой фазе. Если трехфазная сеть содержит неравномерно подключенные однофазные мощные нагрузки, это может привести к перекосу фаз. При этом электронные устройства начинают работать со сбоями, а лампы освещения тускло светятся.
Схема подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети
Работа трехфазных электродвигателей отличается высокой производительностью и эффективностью. Здесь не требуется наличие дополнительных пусковых устройств. Для нормальной эксплуатации важно правильно подключить устройство и выполнять все рекомендации.
Схема подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети создает вращающее магнитное поле тремя обмотками, соединенными звездой или треугольником.
У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. Схема звезды позволяет плавно запускать двигатель, но его мощность снижается до 30 %. Эта потеря отсутствует в схеме треугольника, но при пуске токовая нагрузка значительно больше.
У двигателей есть коробка подключения, где находятся выводы обмоток. Если их три, то схема соединяется только звездой. При наличии шести выводов двигатель можно подключить любым способом.
Потребляемая мощность
Для хозяина дома важно знать, сколько потребляется энергии. Это легко подсчитать по всем электроприборам. Сложив все мощности и поделив результат на 1000, получим суммарное потребление, например 10 кВт. Для бытовых электроприборов достаточно одной фазы. Однако потребление тока значительно возрастает в частном доме, где есть мощная техника. На один прибор может приходиться 4-5 кВт.
Важно спланировать потребляемую мощность трехфазной сети на этапе ее проектирования, чтобы обеспечить симметрию по напряжениям и токам.
В дом заходит четырехжильный провод на три фазы и нейтраль. Напряжение электрической сети составляет Между фазами и нулевым проводом подключаются электроприборы на Кроме того, может быть еще трехфазная нагрузка.
Расчет мощности трехфазной сети производится по частям. Сначала целесообразно рассчитать чисто трехфазные нагрузки, например электрический котел на 15 кВт и асинхронный электродвигатель на 3 кВт. Суммарная мощность составит P = 15 + 3 = 18 кВт. В фазном проводе при этом протекает ток I = Px1000/(√3xUxcosϕ). Для бытовых электросетей cosϕ = 0,95. Подставив в формулу числовые значения, получим величину тока I = 28,79 А.
Теперь следует определить однофазные нагрузки. Пусть для фаз они составят P A = 1,9 кВт, P B = 1,8 кВт, P C = 2,2 кВт. Смешанная нагрузка определяется суммированием и составляет 23,9 кВт. Максимальный ток будет I = 10,53 А (фаза С). Сложив его с током от трехфазной нагрузки, получим I C = 39,32 А. Токи на остальных фазах составят I B = 37,4 кВт, I A = 37,88 А.
В расчетах мощности трехфазной сети удобно пользоваться таблицами мощности с учетом типа подключения.
По ним удобно подбирать защитные автоматы и определять сечения проводки.
Заключение
При правильном проектировании и обслуживании трехфазная сеть идеально подходит для частного дома. Она позволяет равномерно распределить нагрузку по фазам и подключить дополнительные мощности электропотребителей, если позволяет сечение проводки.
В этой статье мы рассмотрим подключение 3-х фазного асинхронного двигателя в однофазную сеть 220 В
.
Так как не в каждом гараже есть 3 фазы, что бы подключить асинхронный двигатель, но необходимость в этом зачастую происходит.
Немного поговорим о теории и принципе работы АД:
Асинхронный двигатель состоит из статора и ротора.Обмотка ротора короткозамкнутая,а обмотка статора представляет собой 3-х фазную обмотку проводники, в которой пофазно расположены в окружности статора со сдвигом в 120 градусов.
При включении двигателя в 3-х фазную сеть, по обмоткам (полюсам) статора начинает проходить ток в разные моменты, поочередно, сначала в фазе «А «, потом в фазе «В «, после в фазе «С «,этим он создает вращающиеся магнитное поле, которое вращает ротор.
При включение его в однофазную сеть, вращающий момент, будет создаваться только в одной обмотке, этого не хватит, для того что бы сдвинуть и вращать ротор. Для того что бы сдвинуть ток фазы полюса, используются фазосдвигающие конденсаторы.
Конденсаторы можно применять любых типов, кроме электролитических. В основном применяются бумажные конденсаторы марки МБГО, напряжение которых нужно выбирать не мене 20 — 30 В больше напряжения сети. В нашем случае берем конденсатор напряжением не менее 250 В.
О его емкости поговорим немного позже.
конденсаторы марки МБГО
Итак, что бы его подключить нужно знать характеристики АД, которые выбиты в его паспорте на корпусе:
По тех паспорту мы видим что этот двигатель имеет мощность 0,75 кВт,номинальные обороты 910 об./мин. с возможностью работы в 2 х режимах подключения (треугольник) и Y (звезда). Для работы двигателя в схеме включения (треугольник), номинальное напряжения 220 В номинальный ток 3,96 А , для звезды соответственно 380 В , 2,29 А .
Теперь адаптируем его под наше напряжение 220 В, то есть соединяем его в нашем случае в (тругольник), как показано на картинке (б ) , на картинке (а ) показано схема подключения в звезду, снизу показано расположение перемычек для данного подключения:
Теперь нужно выбрать емкость конденсатора, для этого возвращаемся к техническим параметрам эл.двигателя берем оттуда Iн и Uн, в нашем случае это 3,96 А и 220 В подставляем его в формулу:
C р = 2780 (I н / U н) = 2780 (3,96/220)=2780 0,018= 50,04 мкФ
(если не хватает емкости одного конденсатора, то соединяем паралельно несколько конденсаторов, при паралельном подключении емкость конденсатора складывается)
Теперь подключаем наш конденсатор согласно рисунку 1 .
Чтобы поменять направление вращения ротора, меняем точку подключения конденсатора.
Добрый день, дорогие читатели сайта ! В этой статье описываются схемы подключения трехфазного счетчика электроэнергии в электросеть и даются советы по монтажу. Рекомендуем не только изучить предоставленные электросхемы, но и просмотреть видео уроки, на которых описывается технология электромонтажа и остальные, немаловажные нюансы.
Предварительный этап
Подключение электрического счетчика (ЭС) является заключительным этапом электромонтажных работ. Перед установкой трехфазного ЭС необходимо прежде всего иметь монтажную схему. Прибор необходимо проверить на наличие пломб на винтах кожуха. На этих пломбах должен быть указан год и квартал последней проверки и печать поверителя.
При подсоединении проводов к зажимам лучше сделать запас 70-80 мм. В дальнейшем подобная мера позволит произвести замер потребляемой мощности/тока и перемонтаж, в случае если схема была собрана неверно.
Каждый провод необходимо зажимать в клеммной коробке двумя винтами (на фото ниже их хорошо видно). Верхний винт затягивается первым. Перед затягиванием нижнего нужно убедиться, что верхний провод зажат, предварительно подергав его. Если при подключении счетчика используется многожильный провод, то его необходимо предварительно .
Прямое (непосредственное) включение
Это наиболее простая схема монтажа. При непосредственном включении ТС включается в сеть без измерительных трансформаторов (рисунок 2). Чаще всего такой метод монтажа используется в бытовых сетях для учета электроэнергии, где присутствуют мощные установки с номинальным током от 5 до 50 А, в зависимости от типа проводки (от 4 до 100 мм2). Рабочее напряжение здесь, как правило, 380 В. При подключении провода к трехфазному счетчику необходимо соблюдать цветовой порядок: 1-я фаза А должна быть на проводе желтого цвета, фаза В – на зеленом, С – на красном. Нулевой провод N должен быть синего цвета, а заземляющий РЕ – желто-зеленого. Для безопасной , непосредственно включаемого в сеть, перед каждым счетчиком должен предусматриваться коммутационный аппарат для снятия напряжения со всех фаз, присоединенных к счетчику. ( , п. 7.1.64).
Рисунок 2 – Непосредственное включение ТС в сеть
Краткая видео инструкция подключения трехфазного счетчика приведена на этом ролике:
Электромонтаж трехфазной модели
Включение в однофазную цепь
Прежде чем описывать эту схему подключения счетчика к сети 380 Вольт необходимо дать краткое описание отличий трехфазного напряжения от однофазного. В обоих видах используется один нулевой проводник N. Разность потенциалов между каждым фазовым проводом и нулем равна 220 В, а по отношению этих фаз друг к другу – 380 В. Такая разность получается из-за того, что колебания на каждом проводе сдвинуты на 120 градусов (рисунки 3 и 4).
Рисунок 3 – Колебания напряжения
Рисунок 4 – Распределение напряжения по фазам
Однофазное напряжение используется в частных домах, на даче, а также в гаражах. В таких местах потребляемая мощность редко превышает 10 кВт. Это также позволяет использовать на участке более дешевые провода с сечением 4 мм.кв., т. к. потребляемый ток ограничен 40 А.
Для мощных электроприемников рекомендуется использовать трехфазное электроснабжение во избежание выше номинального значения. При установке счетчика рекомендуется проверить несимметрию нагрузки токоизмерительными клещами. между фазами сети освещения общественных зданий должно быть, как правило, равномерным; разница в токах наиболее и наименее нагруженных фаз не должна превышать 30 % в пределах одного щитка и 15 % — в начале питающих линий. (п. 9.5 )
Принципиальная схема подключения трехфазного счетчика в однофазную сеть (ОС) встречается не так часто, поскольку в таких случаях используются однофазные приборы учета. В большинстве случаев схема аналогична электросхеме прямого включения, но фазы 2 и 3 не подключаются (подсоединение происходит на одну фазу). Кроме того, после монтажа могут возникнуть проблемы с поверяющими организациями.
Также о возможных проблемах работы трехфазных электросчетчиков при присоединении к двухпроводной сети можно посмотреть на этом видео:
Подсоединение счетчика к сети 220 Вольт
Подключение через трансформаторы тока
Максимальный ток счетчика электроэнергии, как правило, ограничен значением 100 А, поэтому применить их в мощных электроустановках невозможно. В этом случае подключение к трехфазной сети идет не напрямую, а через трансформаторы. Это также позволяет расширить диапазон измерения приборов учета по току и напряжению. Однако, основная задача входных трансформаторов – уменьшить первичные токи и напряжения до номинальных значений для ЭС и защитных реле.
Полукосвенное
При подключении счетчика через трансформатор необходимо следить за порядком присоединения начала и конца обмоток трансформатора тока, как первичной (Л1, Л2), так и вторичной (И1, И2). Аналогично нужно следить за правильность включения трансформатора напряжения. Общую точку вторичных обмоток трансформаторов необходимо заземлять.
Назначение контактов трансформатора тока:
- Л1 - вход фазной (силовой) линии.
- И1 - вход измерительной обмотки.
- И2 - выход измерительной обмотки.
Рисунок 5 – Десятипроводная схема подключения через ТТ
Такой тип включения электросчетчика в сеть 380 Вольт позволяет разделить цепи тока и напряжения, что повышает электробезопасность. Минусом данной электрической схемы трехфазного подсоединения счетчика является большое количество проводов, необходимых для подключения ЭС.
Звезда
Такой тип подключения счетчика электроэнергии с заземлением к сети 380 В требует меньшего количества проводов. Включение по схеме звезда достигается объединением вывода И2 всех обмоток ТТ в одну общую точку и подсоединением к нулевому проводу (рисунок 6).
Рисунок 6 – Включение трансформаторов «звездой»
Недостатком этого способа подключения электросчетчика в сеть 380 Вольт является ненаглядность схемы соединений, что может усложнить проверку включения для представителей энергоснабжающих компаний.
Косвенное
Такая схема подключения трехфазного счетчика используется на высоковольтных присоединениях. Такой тип непрямого присоединения используется в большинстве случае лишь на крупных предприятиях и приведен лишь для ознакомления (рисунок 7).
Рисунок 7 – Косвенное включение
В этом случае используются не только трансформаторы тока, но и трансформаторы напряжения. Для трехфазного подключения необходимо заземлять общую точку трансформаторов тока и напряжения. Для минимизации погрешности измерений, если присутствует несимметрия фазовых напряжений необходимо, чтобы нулевой проводник сети был связан с нулевым зажимом счетчика.
Асинхронные трехфазные двигатели распространены в производстве и быту. Особенность заключается в том, что подсоединить их можно как к трехфазной, так и однофазной сети. В случае с однофазными моторами это невозможно: они работают только при питании от 220В. А какие существуют способы подключения двигателя 380 Вольт? Рассмотрим, как соединять статорные намотки в зависимости от количества фаз в электросети с использованием иллюстраций и обучающего видео.
Различают две базовые схемы (видео и схемы в следующем подразделе статьи):
- треугольник,
- звезда.
Преимущество соединения треугольником – работа на максимальной мощности. Но при включении электродвигателя в намотках продуцируются высокие пусковые токи, опасные для техники. При подключении звездой пуск мотора плавный, поскольку токи при нем низкие. Но достичь максимальной мощности при этом не получится.
В связи с вышесказанным двигатели при питании от 380 Вольт соединяют только звездой. Иначе высокий вольтаж при включении треугольником способен развить такие пусковые токи, что агрегат выйдет из строя. Но при высокой нагрузке выдаваемой мощности может не хватать. Тогда прибегают к хитрости: запускают двигатель звездой для безопасного включения, а затем переключаются с этой схемы на треугольник для набора высокой мощности.
Треугольник и звезда
Перед тем, как рассмотрим эти схемы, условимся:
- У статора есть 3 обмотки, у каждой из которых – по 1 началу и по 1 концу. Они выведены наружу в виде контактов. Поэтому для каждой намотки их 2. Будем обозначать: обмотка – О, конец – К, начало – Н. На схеме ниже 6 контактов, пронумерованных от 1 до 6. Для первой обмотки начало – 1, конец – 4. Согласно принятым обозначениям это НО1 и КО4. Для второй обмотки – НО2 и КО5, для третьей – НО3 и КО6.
- В электросети 380 Вольт 3 фазы: A, B и C. Их условные обозначения оставим прежними.
При соединении обмоток электродвигателя звездой сначала соединяют все начала: НО1, НО2 и НО3. Тогда к КО4, КО5 и КО6 соответственно подают питание от A, B и C.
При подключении асинхронного электродвигателя треугольником каждое начало соединяют с концом намотки последовательно. Выбор порядка номеров обмоток произвольный. Может получиться: НО1-КО5-НО2-КО6-НО3-КО2 .
Соединения звездой и треугольником выглядят так:
