Подключение частного дома к трехфазной электросети — схема и важные особенности. Подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети Три фазы на дачном участке
Преимуществ у трехфазного подключения частного дома много. Одно из них – в возможности равномерного распределения нагрузки между линиями, что с увеличением количества бытовой техники в наших жилищах уже не просто рациональный подход к организации эн/снабжения, а необходимость. Любая работа начинается с планирования. Вот и разберемся, как грамотно составить схему трехфазного подключения частного дома в зависимости от местной специфики.
Следует пояснить, что переход на трехфазное эл/снабжение никак не повышает потребляемую мощность, как многие ошибочно считают. Ее лимит для частного дома устанавливается ресурсоснабжающей организацией и зависит от ряда факторов – собственных возможностей поставщика, количества абонентов, технического состояния линий, оборудования и так далее.
Что учесть при подключении
Для исключения вероятности перекоса фаз, резких скачков напряжения нагрузка по ним должна распределяться равномерно. Но расчеты делаются лишь примерные, так как невозможно заранее предусмотреть, какие именно потребители в определенный момент будут включены. Кроме того, если в частном доме имеются импульсные приборы, то их пуск сопровождается повышенным энергопотреблением. Поэтому обязательно понадобятся стабилизаторы, иначе перегрузка любой из фаз вызовет некорректную работу остальных.
Силовой (распределительный) щит для трехфазного подключения значительно габаритнее, чем щит для однофазной схемы. При ее переделке заменить боксы по принципу «один в один» вряд ли получится. Это связано с большим количеством защитных элементов и присоединяемых проводов (кабелей). Придется искать другое подходящее место для его .
Хотя здесь есть и иные варианты. Вот один из них. Вне дома устанавливается только щиток ввода (к примеру, ЩРУН 3-12), а внутри – несколько небольших пластиковых, каждый (со своей комплектацией) на отдельную фазу. То же касается и надворных построек (сарая, гаража, мастерской и так далее), внутри которых целесообразно располагать такие же маломерные боксы.
При установке лишь одного щитка вне частного дома (встречается и такое решение) используется бокс со степенью защиты IP31 (или 54).
Особенности трехфазного подключения и реализуемые схемы
Существует 2 технологии – прокладка кабеля в грунте (подземный способ) и воздушная линия. Для частного дома целесообразнее выбрать второй вариант.
Преимущества:
- Значительно меньший объем работ.
- Возможность прокладки линии по любой схеме.
- Стоимость подключения намного ниже. Одно из обоснований – используемые для организации электроснабжения воздушным способом провода (СИП) по определению дешевле (за 1 п.м.) кабеля. К тому же при укладке последнего трасса может изгибаться в зависимости от особенностей грунта на участке и его планировки, что увеличивает расход монтажной продукции.
- Ремонтопригодность такой линии трехфазного подключения значительно выше.
Резервное питание не в счет. Переключение на него предусматривается независимо от выбранного способа, поэтому на основную схему параметры (тип, мощность) автономного генератора не влияют.
Особенности воздушного подключения
Допустимые расстояния показаны на схеме.
Их следует выдерживать. К примеру, если между частным домом и ближайшей опорой более 15 м, то придется ставить еще один, дополнительный столб. Это объясняется просто – для исключения значительного провиса (или даже обрыва проводов) под нагрузкой – ледяной, снеговой, ветровой. Это также регламентировано. Минимальное расстояние от проводов (в м) до: проезжей части – 6, тротуара – 3,5. То есть они не должны мешать ни проезду габаритного автотранспорта, ни свободному перемещению людей.
Нужно принять во внимание и то, что трасса прокладывается так, чтобы исключить прикосновение к любому ее участку веток крупных деревьев, которые при сильном ветре могут ее повредить. Высота точки присоединения трехфазной линии к потребителю (частному дому) – от 2,75 или более, при необходимости. Подразумевается, что именно там располагаются изоляторы. К ним и подводится эл/питание, а уже потом оно подается на силовой щит.
Часто встречается такая рекомендация – расположить его на столбе. Но насколько это грамотно в плане ремонтопригодности? Если выбьет вводной автомат, да еще ночью, тем более зимой – что делать? Оптимальное решение – закрепить щиток на фасаде частного дома.
Вот несколько наиболее распространенных схем трехфазного подключения:
Автор акцентирует внимание, что эта информация позволит читателю составить общее представление о том, как организуется трехфазное подключение частного дома к промышленной сети. Конкретную работу (определение схемы, подбор необходимых приборов по характеристикам, комплектацию щитков, монтаж линий) лучше доверить профессионалу. Только он сможет учесть все особенности строения и произвести точные расчеты. Единой рекомендации по выбору схемы и ее составных частей, не зная специфики здания и участка, потребностей собственника в эл/энергии никто не даст. Все планируется и готовится индивидуально для каждого частного дома.
Внимание! Непосредственное подключение линии к источнику 3-ф напряжения имеет право делать только представитель ресурсоснабжающей организации. Он же снимает начальные показания счетчика, производит его опломбировку и постановку на учет.
Схемы подключения трехфазного двигателя — двигатели, рассчитанные на работу от трехфазной сети, имеют производительность гораздо выше, чем однофазные моторы на 220 вольт. Поэтому, если в рабочем помещении проведены три фазы переменного тока, то оборудование необходимо монтировать с учетом подключения к трем фазам. В итоге, трехфазный двигатель, подключенный к сети, дает экономию энергии, стабильную эксплуатацию устройства. Не нужно подключать дополнительные элементы для запуска. Единственным условием хорошей работы устройства является безошибочное подключение и монтаж схемы, с соблюдением правил.
Схемы подключения трехфазного двигателя
Из множества созданных схем специалистами для монтажа асинхронного двигателя практически используют два метода.
- Схема звезды.
- Схема треугольника.
Названия схем даны по методу подключения обмоток в питающую сеть. Чтобы на электродвигателе определить, по какой схеме он подключен, необходимо посмотреть указанные данные на металлической табличке, которая установлена на корпусе двигателя.
Даже на старых образцах моторов можно определить метод соединения статорных обмоток, а также напряжение сети. Эта информация будет верна, если двигатель уже был в эксплуатации, и никаких проблем в работе нет. Но иногда нужно произвести электрические измерения.
Схемы подключения трехфазного двигателя звездой дают возможность плавного запуска мотора, но мощность оказывается меньше номинального значения на 30%. Поэтому по мощности схема треугольника остается в выигрыше. Существует особенность по нагрузке тока. Сила тока резко увеличивается при запуске, это отрицательно сказывается на обмотке статора. Возрастает выделяемое тепло, которое губительно воздействует на изоляцию обмотки. Это приводит к нарушению изоляции, и поломке электродвигателя.
Много европейских устройств, поставленных на отечественный рынок, имеют в комплекте европейские электродвигатели, действующие с напряжением от 400 до 690 В. Такие 3-фазные моторы необходимо монтировать в сеть 380 вольт отечественного напряжения только по треугольной схеме обмоток статора. В противном случае моторы сразу будут выходить из строя. Российские моторы на три фазы подключаются по звезде. Изредка производится монтаж схемы треугольника для получения от двигателя наибольшей мощности, применяемой в специальных видах промышленного оборудования.
Изготовители сегодня дают возможность подключать трехфазные электромоторы по любой схеме. Если в монтажной коробке три конца, то произведена заводская схема звезды. А если есть шесть выводов, то мотор можно подключать по любой схеме. При монтаже по звезде нужно три вывода начал обмоток объединить в один узел. Остальные три вывода подать на фазное питание напряжением 380 вольт. В схеме треугольника концы обмоток соединяют последовательно по порядку между собой. Фазное питание подсоединяется к точкам узлов концов обмоток.
Проверка схемы подключения мотора
Представим худший вариант выполненного подключения обмоток, когда на заводе не обозначены выводы проводов, сборка схемы проведена во внутренней части корпуса мотора, и наружу выведен один кабель. В этом случае необходимо разобрать электродвигатель, снять крышки, разобрать внутреннюю часть, разобраться с проводами.
Метод определения фаз статора
После разъединения выводных концов проводов применяют мультиметр для измерения сопротивления. Один щуп подключают к любому проводу, другой подносят по очереди ко всем выводам проводов, пока не найдется вывод, принадлежащий к обмотке первого провода. Аналогично поступают на остальных выводах. Нужно помнить, что обязательна маркировка проводов, любым способом.
Если в наличии нет мультиметра или другого прибора, то используют самодельные пробники, сделанные из лампочки, проводов и батарейки.
Полярность обмоток
Чтобы найти и определить полярность обмоток, необходимо применить некоторые приемы:
- Подключить импульсный постоянный ток.
- Подключить переменный источник тока.
Оба способа действуют по принципу подачи напряжения на одну катушку и его трансформации по магнитопроводу сердечника.
Как проверить полярность обмоток батарейкой и тестером
На контакты одной обмотки подключают вольтметр с повышенной чувствительностью, который может отреагировать на импульс. К другой катушке быстро присоединяют напряжение одним полюсом. В момент подключения контролируют отклонение стрелки вольтметра. Если стрелка двигается к плюсу, то полярность совпала с другой обмоткой. При размыкании контакта стрелка пойдет к минусу. Для 3-й обмотки опыт повторяют.
Путем изменения выводов на другую обмотку при включении батарейки определяют, насколько правильно сделана маркировка концов обмоток статора.
Проверка переменным током
Две любые обмотки включают параллельно концами к мультиметру. На третью обмотку включают напряжение. Смотрят, что показывает вольтметр: если полярность обеих обмоток совпадает, то вольтметр покажет величину напряжения, если полярности разные, то покажет ноль.
Полярность 3-й фазы определяют путем переключения вольтметра, изменения положения трансформатора на другую обмотку. Далее, производят контрольные измерения.
Схема звезды
Этот тип схемы подключения трехфазного двигателя образуется путем соединения обмоток в разные цепи, объединенные нейтралью и общей точкой фазы.
Такую схему создают после того, как проверена полярность обмоток статора в электромоторе. Однофазное напряжение на 220В через автомат подают фазу на начала 2-х обмоток. К одной врезают в разрыв конденсаторы: рабочие и пусковые. На третий конец звезды подводят нулевой провод питания.
Величину емкости конденсаторов (рабочих) определяют по эмпирической формуле:
С = (2800 · I) / U
Для схемы запуска емкость повышают в 3 раза. В работе мотора при нагрузке нужно контролировать величину токов обмоток измерениями, корректировать емкость конденсаторов по средней нагрузке привода механизма. В противном случае произойдет, перегрев устройства, пробой изоляции.
Подключение мотора в работу хорошо делать через выключатель ПНВС, как показано на рисунке.
В нем уже сделана пара контактов замыкания, которые вместе подают напряжение на 2 схемы путем кнопки «Пуск». Во время отпускания кнопки цепь разрывается. Такой контакт применяют для запуска цепи. Полное отключение питания делают, нажав на «Стоп».
Схема треугольника
Схемы подключения трехфазного двигателя треугольником является повтором прошлого варианта в запуске, но имеет отличие методом включения обмоток статора.
Токи, проходящие в них, больше значений цепи звезды. Рабочие емкости конденсаторов нуждаются в повышенных номинальных емкостях. Они рассчитываются по формуле:
С = (4800 · I) / U
Правильность выбора емкостей также вычисляют по отношению токов в катушках статора путем измерения с нагрузкой.
Двигатель с магнитным пускателем
Трехфазный электродвигатель работает через по аналогичной схеме с автоматическим выключателем. Такая схема имеет дополнительно блок включения и выключения, с кнопками Пуск и Стоп.
Одна фаза, нормально замкнутая, соединенная с мотором, подключается к кнопке Пуск. При ее нажатии контакты замыкаются, ток идет к электромотору. Необходимо учитывать, что при отпускании кнопки Пуск, клеммы разомкнутся, питание отключится. Чтобы такой ситуации не произошло, магнитный пускатель дополнительно оборудуют вспомогательными контактами, которые называют самоподхватом. Они блокируют цепь, не дают ей разорваться при отпущенной кнопке Пуск. Выключить питание можно кнопкой Стоп.
В результате, 3-фазный электромотор можно подключать к сети трехфазного напряжения совершенно разными методами, которые выбираются по модели и типу устройства, условиям эксплуатации.
Подключение мотора от автомата
Общий вариант такой схемы подключения выглядит как на рисунке:
Здесь показан автомат защиты, который выключает напряжение питания электромотора при чрезмерной нагрузке по току, и по короткому замыканию. Автоматический защитный выключатель – это простой 3-полюсный выключатель с тепловой автоматической характеристикой нагруженности.
Для примерного расчета и оценки нужного тока тепловой защиты, необходимо мощность по номиналу двигателя, рассчитанного на работу от трех фаз, увеличить в два раза. Номинальная мощность указывается на металлической табличке на корпусе мотора.
Такие схемы подключения трехфазного двигателя вполне могут работать, если нет других вариантов подключения. Длительность работы нельзя прогнозировать. Это тоже самое, если скрутить алюминиевый провод с медным. Никогда не знаешь, через какое время скрутка сгорит.
При применении схемы подключения трехфазного двигателя нужно аккуратно выбрать ток для автомата, который должен быть на 20% больше тока работы мотора. Свойства тепловой защиты выбрать с запасом, чтобы при запуске не сработала блокировка.
Если для примера, двигатель на 1,5 киловатта, наибольший ток 3 ампера, то автомат нужен минимум на 4 ампера. Преимуществом этой схемы соединения мотора является низкая стоимость, простое исполнение и техобслуживание.
Если электродвигатель в одном числе, и работает полную смену, то есть следующие недостатки:
- Нельзя отрегулировать тепловой ток сработки автоматического выключателя. Чтобы защитить электромотор, ток защитного отключения автомата устанавливают на 20% больше рабочего тока по номиналу мотора. Ток электродвигателя нужно через определенное время замерять клещами, настраивать ток тепловой защиты. Но у простого автоматического выключателя нет возможности настроить ток.
- Нельзя дистанционно выключить и включить электродвигатель.
Вряд ли, будет преувеличением сказать, что ранее такой вопрос вообще не мог появиться на повестке дня. В Советском Союзе даже “чрезмерная” площадь частного дома была недопустима, а уж трехфазный электрический ввод для бытовых нужд считался, практически роскошью. Впрочем, и потребление электроэнергии в быту было настолько скромным, что в трех фазах на вводе просто не возникало необходимости.
Однако, сейчас – совсем другое дело. Современное домовладение по уровню энергопотребления сопоставимо с какой-нибудь мастерской, а то и настоящим цехом. Поэтому, идея использования трехфазного ввода становится все более популярной.
Преимущества и недостатки . Возможно, во многом, причины популярности «трехфазки» кроются в том, что, по мнению многих людей, три фазы позволят потреблять больше электроэнергии. Все, вроде бы, логично: если по одной фазе потребляем, например, десять киловатт, то по трем, вероятно, сможем потреблять около 30-ти.
Но не всем известно, что норма потребления электроэнергии домовладением определяется местной сбытовой компанией. И количество фаз на вводе принимается в учет далеко не всегда. А в редких случаях, когда фазность все же учитывается, разрешенная мощность потребления увеличивается совсем ненамного: с тех же десяти киловатт максимум до 15-ти. Чаще же всего потребитель остается на своих десяти киловаттах, не выигрывая в мощности вообще ничего.
Несомненно, некоторое преимущество трехфазного ввода заключается в уменьшении сечением жил вводного кабеля. Для обеспечения работы той же мощности нагрузки, что и в однофазной сети, в сети трехфазной достаточно кабеля с сечением в три раза меньшим (при использовании проводников из того же материала). Меньшим будет и номинал вводного аппарата защиты.
Но все это сомнительные преимущества. Зато, вводной или распределительный электрические щиты трехфазной бытовой сети окажутся куда большими по размерам. Трехполюсные автоматические выключатели, трехфазный счетчик – все это занимает достаточно много места. Конечно, это минус. И в небольших жилых помещениях этот минус может быть решающим: для большого распределительного щита просто может не найтись достаточно свободного места.
Но все-же, преимущества у трехфазного ввода, конечно же имеются. И главное из них – это возможность подключения бытовых трехфазных электроприемников. Водонагревательные котлы, электрические плиты, многие механизмы, имеющие электропривод – все эти электроприемники работают гораздо эффективнее именно в трехфазной сети. А некоторые из них вообще не могут быть включены в однофазную сеть 220 вольт.
Другое немаловажное преимущество трехфазной сети связано с явлением, известным как «перекос фаз». Оно возникает при, при чрезмерной загрузки одной или двух фаз, причем “просадка” этих фазных напряжений сопровождается появлением опасного потенциала на нулевом рабочем проводнике.
Причина возникновения “перекоса фаз” в сети - неравномерность подключения нагрузки по фазам или несимметричность. И тем потребителям, которые подключены к фазе с пониженным напряжением, иногда приходится мириться с тусклыми лампами в светильниках, рябью на экране телевизоров и тому подобными “эффектами”, либо, приходится тратить деньги на приобретение бытового стабилизатора напряжения .
В то же время счастливые обладатели трехфазной сети могут бороться с перекосом фаз, подключая приборы, плохо воспринимающие низкое напряжение, к фазе с “полновесными” 220, то есть выбирая наиболее подходящую фазу и распределяя нагрузку после своего прибора учета максимально равномерно.
Подводя итог, соберем воедино все плюсы и минусы трехфазного ввода для жилого помещения.
Начнем с недостатков:
Переход на трехфазное электроснабжение требует получения разрешения в местной энергосбытовой компании. Для этого, получив техусловия, необходимо заказать проект, представить ряд документов. Следует учесть и то, что хлопоты по сбору документов непременно сопровождаются финансовыми расходами;
- более высокое напряжение в линии приведет пусть и к не особенно значительному, а все же к повышению уровня опасности возникновения пожара или поражения электрическим током. Об этом надо помнить и не забывать об установке аппаратов дифференциальной и максимально-токовой защиты;
- распределительное устройство и аппараты защиты для трехфазной сети имеют большие габариты, что не всегда приемлемо.
Достоинства трехфазного ввода состоят в :
Возможности максимально удачного распределения нагрузки по фазам, снизив риск возникновения “перекоса фаз”;
- возможности непосредственного включения в сеть трехфазных электродвигателей и других электроприемников;
- снижении номинальных токов аппаратов защиты в распределительном щите и уменьшении сечения жил вводного кабеля;
- возможности небольшого увеличения потребляемой мощности.
Взвесив “за” и ”против”, можно сделать вывод, что организация трехфазного электроснабжения имеет смысл преимущественно для жилых домов, с высокой суммарной потребляемой мощностью нагрузки. И является необходимостью при наличии трехфазных электроприемников.
Всем привет! Сегодня я покажу как получить из обычной однофазной сети 220 В - трехфазную, причем без особых затрат. Но сначала расскажу о своей проблеме предшествующей поиску подобного решения.
У меня имелась советская мощная настольная циркулярная пила (2 кВт), которая подключалась к трехфазной сети. Мои попытки запитать ее от однофазной сети, как это обычно принято, не представлялось возможным: была сильная просадка мощности, грелись пусковые конденсаторы, грелся сам двигатель.
Благо в свое время я потратил должное время на поиск решения в интернете. Где я наткнулся на одно видео, где один парень сделал своеобразный расщепитель при помощи мощного электромотора. Далее он пустил по периметру своего гаража эту трехфазную сеть и подключил к ней все остальные приборы требующий трехфазного напряжения. Перед началом работ, приходил в гараж, запускал раздающий двигатель и до ухода он работал. В принципе, решение мне понравилось.
Решил повторить и сделать свой расщепитель. В роли двигателя взял старый советский на 3,5 кВт мощности, с обмотками включенными звездой.
Схема
Вся схема состоит всего из нескольких элементов: общий сетевой выключатель, кнопка для запуска, конденсатор на 100 мкФ и собственно мощного мотора.
Как все работает? Сначала подаем однофазное питание на раздающий мотор, пусковой кнопкой подключаем конденсатор, тем самым запуская его. Как только мотор раскрутился до нужных оборотов, конденсатор можно выключить. Теперь можно подключить к выходу расщепителя фаз нагрузку, в моем случае настольную циркулярку и ещё несколько трехфазных нагрузок.
Корпус устройства - рама выполнен из Г-образных уголков, все оборудование закреплено на кусок листа OSB. Сверху переделаны ручки для переноски всей конструкции, а на выход подключенная трехвыводная розетка.
После подключения пилы через такое устройство получилось существенное улучшение в работе, ничего не греется, мощности вполне хватает и не только на пилу. Ничего не рычит, не гудит, как это было раньше.
Только желательно брать раздающий мотор мощнее потребителей хотя бы на 1 кВт, тогда не будет заметно особой просадки мощности при резкой нагрузке.
Кто бы что не говорил про не чистый синус или это ничего не даст, советую их не слушать. Синус напряжения чистый и разбитый ровно на 120 градусов, в результате подключенная техника получает качественного напряжение, ввиду чего и не греется.
Вторая половина читателей которые будут говорить по 21-век и большое наличие частотных преобразователей трехфазного напряжения могу сказать, что мой выход в разы дешевле, так как старый мотор довольно просто найти. Можно взять даже негодный для нагрузки, со слабыми и почти разбитыми подшипниками.
Мой расщепитель фаз в холостом режиме потребляет не столь много: 200 - 400 Вт где-то, мощность подключенных инструментов вырастает в разы, по сравнению с обычной схемой подключения через пусковые конденсаторы.
В заключении хочу обосновать свой выбор данного решения: надежность, невероятная простота, небольшие затраты, высокая мощность.