Когда одной фазы мало: о переходе на трехфазную систему тока
В быту мы привыкли использовать однофазные электросети с напряжением 220 В. Этого вполне достаточно, чтобы разогреть ужин в микроволновой печи, постирать вещи в стиральной машине и заварить чаю горячей водой из электрического чайника. Но когда в сеть необходимо включить более мощные электроприборы – например, промышленное оборудование или крупную систему вентиляции, – одной фазы становится мало, и на помощь приходят еще две фазы, создавая тем самым трехфазные сети переменного тока.
Однофазным переменным током принято считать систему, в которой ток течет по одному проводнику – фазе. К потребителю фаза поступает вместе с нулевым проводом (нейтралью), служащим для возврата тока от нагрузки к источнику питания, и защитным заземлением, необходимым для отвода тока при пробое изоляции и угрозе поражения электрическим током. В зависимости от сочетания этих элементов однофазный ток может быть подключен по двум схемам:
1. двухпроводная – фаза + нулевой провод;
2. трехпроводная – фаза + нулевой провод + заземление.
Второй вариант является более безопасным и обязателен для розеток, служащих для подключения мощной бытовой техники – стиральных машин, электрических плит и бойлеров.
Переменный ток в однофазной системе изменяется по синусоидальному закону, периодически меняя направление движения и величину. Это обеспечивает стабильную работу большинства электрических устройств – от лампочек до холодильников. Напряжение между фазой и нулевым проводом составляет 220 В, частота тока – 50 Гц.
Максимальная мощность, на которую может рассчитывать потребитель с однофазной сетью, в среднем составляет 10-15 кВт. В квартирах, частом секторе, помещениях малого бизнеса такой мощности вполне хватит для комфортной жизни и продуктивной работы.
Когда речь заходит о промышленных объектах, порядок значений мощностей производственного оборудования резко возрастает – от нескольких десятков до сотен киловатт. Одна фаза не может обеспечить питанием такую нагрузку, поэтому количество проводников увеличивается до трех, а система в целом получает название трехфазной сети переменного тока.
Подытожим: трехфазной сетью переменного тока является система передачи и распределения электрической энергии, в которой используются три фазы с одинаковой амплитудой. Переменный ток в трехфазной системе также изменяется по синусоидальному закону, а поскольку фаз теперь три, то график каждой будет смещен на 120°. Напряжение между фазами составляет 380 В, между фазой и нулевым проводом – 220 В. Стандартная частота тока равняется 50 Гц.
Основными элементами трехфазной системы электроснабжения будут являться:
– три фазы, каждая из которых служит для передачи переменного тока;
– нулевой провод, служащий для выравнивания фазных напряжений;
– защитное заземление, снижающее риск поражения электрическим током.
Тема трехфазных сетей поднимается нами не в первый раз. О том, что в трехфазной сети потребители могут соединяться по двум схемам – «звезда» и «треугольник», мы рассуждали в одной из предыдущих статей. Если вы еще не знакомы с этими электротехническими геометрическими фигурами или хотите узнать о них больше, переходите по ссылке.
Трехфазные сети незаменимы для питания сварочных аппаратов, насосов и станков, подключения электродвигателей и компрессоров большой мощности, работы крупных коммерческих зданий и дата-центров. Кроме того, именно трехфазная система электроснабжения позволяет передавать электричество на большие расстояния, минимизируя потери.
Таким образом, однофазные и трехфазные сети наравне друг с другом присутствуют в нашей жизни, а выбор количества фаз зависит от потребляемой мощности. Для квартиры и частного дома, где основу электропотребления составляют бытовые приборы малой и средней мощности, хватит одной фазы. Если электрические нагрузки значительно выше – стоит раскошелиться и перейти на трехфазную систему. Помните: залогом успеха в бизнесе и комфорта в доме является стабильное, и, главное, безопасное электроснабжение.
В заключение небольшой лайфхак: понять, сколько именно фаз в вашей сети, довольно просто – достаточно посчитать количество проводников. При этом каждый из них имеет свой цвет: изоляция нулевого провода всегда голубая, защитного заземления – желтая с зеленой полосой. Оставшиеся один или три проводника и будут являться фазами, а цвет их изоляции чаще всего выполнен оттенками серого, коричневого и черного цвета.
