Эффективное использование мощности, коррекция фазового сдвига, снижение нагрузки на генераторы, ИБП и другие методы – всё это включено! Недолго писал статьи, зато много работал. Сейчас Яндекс.Дзен становится всё более популярной платформой, особенно после запрета других, включая Ютуб.
Добрый день, друзья!
В данной статье я расскажу несколько мыслей на тему баланса нагрузок по фазам — где и для чего он нужен. А также приоткрою тайну как его вообще можно достичь..
Распределение нагрузки по фазам в электросети — это ключевой аспект обеспечения стабильной работы электрооборудования. Правильная балансировка нагрузки помогает снизить износ оборудования и экономить энергию. Для оптимизации этого процесса, следует регулярно контролировать показания счётчиков волгодонск и проводить анализ распределения нагрузки. Такие меры помогут повысить надежность и эффективность работы электросетей.
1. Три фазы или одна? Что лучше?
Большинство бытовых электроприборов являются однофазными. Но обычно перешагнув порог в 10-15 кВт мощности электроприемники становятся трехфазными. В том числе квартира или дом тоже являются электроприемником.
Суть в том, что однофазное питание это всего лишь часть трехфазной системы. Как у светофора есть желтый, зеленый и красный, так и в электросетях. Для маломощных потребителей дают какой-то один цвет (фазу), а для более мощных — все три.
Сделано это для равномерной загрузки и балансировки питающих сетей и трансформаторов, которым она очень и очень желательна.
Итак, у нас есть три фазы. Подавая электроэнергию по трем жилам пятижильного провода, фазные проводники подключают на трехполюсный автоматический выключатель.
Глядя на фото автоматического выключателя, можно понять, что каждая фаза ограничена 32 Амперами. Из этого следует простой и очень важный вывод — если вся однофазная нагрузка подключена на одну фазу, то возможна превышение тока как раз по одной фазе.
Желательно равномерно загрузить фазы — добиваясь одинаковых токов в каждой из них.
2. Фазировка или балансировка?
Под «фазировкой» часто понимают правильную последовательность чередования фаз — L1 L2 L3 или L1 L3 L2. Когда трехфазный двигатель подключен, то желательно (обязательно) сохранять последовательность чередования фаз для правильного направления вращения.
В нашей же статье речь идет о балансировке нагрузки по фазам.
Бытовые однофазные электроприемники можно все подключить на одну фазу, а можно на разные. Обычно распределение групп по фазам берет на себя проектировщик, но если проектировщик не опытен, или его функцию смело взял на себя монтажник, возможны варианты отсутствия балансировки нагрузки вообще. Посмотрим как это происходит.
На таблице ниже я показываю как складывается баланс по фазам, если о нем не думать вообще и просто использовать гребенку при сборке щита, а нагрузки подключать подряд, цифры в кВт:
В таблице — фаза L1 перегружена (11 кВт), фаза L3 недогружена (3 кВт). Если перекинуть 4-5 кВт с L1 на L3, получим примерно по 6-7 кВт на фазу, и будет достаточно 32А*220В = ~6400 Вт, то есть вводного автоматического выключателя на 32 Ампера.
При распределении показанном в Таблице такой вводной автоматический выключатель (С32А) может выбивать, так как фаза L1 будет требовать тока в 55 Ампер, вместо 32А, а для L3 хватило бы и 16А.
Ориентируясь на расчет из Таблицы нам нужен вводной автомат на 11000/220 = 50 Ампер. Только загруженной будет первая фаза, а две другие будут недогружены на 50% и 70%
3. Варианты более удачной балансировки нагрузки по фазам
Попробуем немного изменить последовательность подключения групп в электрощите, или даже откажемся от гребенки. Получим более равномерную нагрузку на фазы:
Мысли по поводу этих вариантов балансировки:
- Розетки обеих комнат на одной фазе — могут ли они быть загружены одновременно? Скорее нет, если будет подключен пылесос или утюг, то вероятно в одной из комнат
- Розетки кухни и плиты на разных фазах — это хорошо, так как обычно они используются одновременно
- Розетки ванной и стиральная машина на разных фазах — тоже хорошо, так как возможно использование фена и стиральной машины одновременно
4. Выделенная мощность
Чем больше у вас выделенной мощности, тем менее замета несбалансированность нагрузки по фазам. Интерес к балансировке нагрузки возникает когда выделенной мощности не хватает.
А возникает интерес в следующих случаях:
- Покупка генератора — обычно цена генератора зависит от его мощности, и так как он большую часть времени простаивает, деньги на его покупку оказываются заморожены
- Покупка ИБП (источника бесперебойного питания) — его цена зависит от мощности, а также требует достаточно дорогостоящих аккумуляторных батарей и их обслуживания
- Мало выделенной мощности — обычно в старых районах города, или районах с перегруженными сетями и трансформаторами
- Желание получить больше из имеющихся мощностей — подключить еще один кондиционер, станок, обогреватель
Мощность ограничена техническими характеристиками трансформаторов, генераторов, сечениями кабелей. Улучшить эти характеристики гораздо дороже, чем выполнить балансировку нагрузок.
Даже в огромном здании головного офиса банка могут возникать вопросы — как разместить больше людей, сколько у нас запас по мощности? Для более бытовых случаев — как использовать генератор меньшей мощности не сильно себе отказывая в комфорте?
5. Как распределять нагрузку правильно?
В общем случае нужно делать качественно проект — но что в нем должно быть качественно?
- Рассчитать фактические мощности и токи — дело простое и понятное (не забывайте о косинусе фи и гармониках)
- Рассчитать коэффициенты спроса и одновременности — дело более сложное, почти мистическое — нужно заглянуть в завтрашний день и угадать в какую из 10 розеток воткнут чайник, утюг, фен, а в какую не воткнут, сколько времени это продлится, может ли произойти одновременно или не может
- Учесть сезон, время года — чтобы оценить нагрузку по освещению, отоплению, бойлерам, кондиционерам, холодильникам
- Продумать «сценарии» использования объекта — например для пищеблока школы я четко узнавал в какое время кипятят воду, когда жарят, когда работает конвектомат и одновременно с каким оборудованием, когда моют посуду.
Опираясь на полученные сведения, можно разложить электропотребление во времени и пространстве, чтобы выжать максимум из имеющихся мощностей.
5. Как оценить распределение нагрузки?
Если все собрано — вооружиться амперметром из учебника физики, и глядя на стрелку записывать показания в течении дня, недели, месяца — желательно каждую секунду. Амперметров понадобится три, и писарей скорее всего тоже. Но лучше четыре — чтобы еще контролировать ток в нулевом проводнике.
Видео. Типичный пример нарушения распределения нагрузки в дачном посёлке.
Чтобы это реализовать без писарей и получить наглядные графики можно воспользоваться анализатором-регистратором электроэнергии — он записывает токи и напряжения по фазам с интервалом менее 1 секунды, в течении выбранного периода времени — от минут до недель.
Или установить систему мониторинга, которая является несколько упрощенным вариантом анализатора в стационарном корпусе — она будет дешевле на длинной дистанции, когда надо записывать месяцы, годы и вообще работать на объекте постоянно.
Во многих крупных магазинах установлены такие системы, они позволяют видеть, что происходит или происходило ранее — значения токов и напряжений по фазам. А в случае перенапряжений или обрыва нуля — привлекать к ответственности арендодателя, компенсируя все сгоревшие светильники с работами по их замене..
С системой мониторинга надо уметь работать — понимать куда и что она пишет, какие интервалы выборки и усреднения.
Заключение. Выводы.
Итак, в статье мы кратко рассмотрели вопросы трехфазных сетей и однофазных электроприемников. Изучение профиля нагрузки, время использования, одновременность. Рассмотрели причины проблем и варианты их решения.
При балансировке электрических нагрузок по фазам в простом случае — воспользуйтесь токовыми клещами и здравым смыслом, а для более серьезных случаев обращайтесь к профессионалам.
Кстати, ко мне обращаются другие электромонтажные организации как раз в сложных случаях. Недавно искали причину перегрева кабелей на одном крупном складе известной компании! И нашли..
Если вы хотите качественно и профессионально рассчитать резервы мощности, грамотно распределить нагрузку по фазам, проверить проект — обращайтесь к нам — AVB.SPB.RU
Мы имеем качественное оборудование, анализаторы, датчики тока для самых разных сечений кабелей и шин, а главное опыт анализа электроустановок и успешно реализованные проекты!
Почему в розетке две фазы и два нуля?
В розетке с двумя фазами и двумя нулями может быть использована система подачи электроэнергии, которая называется трёхфазной системой. Эта система используется для распределения электроэнергии на промышленных объектах, больших зданиях и домах, где требуется большая мощность.
Основная идея трёхфазной системы заключается в том, что существует три независимые фазы (фаза А, фаза В и фаза С), которые работают вместе, создавая более эффективное распределение нагрузки и увеличивая мощность. Каждая фаза смещена по фазе на 120 градусов относительно другой, что позволяет использовать максимально эффективно энергию.
Что касается двух нулей, это связано с наличием нейтрали и заземления в электросети. Две нейтральные линии могут использоваться для разделения нагрузки на разные группы устройств, что также может помочь более равномерному распределению энергии.
Обычно трёхфазная система используется в ситуациях, когда требуется обеспечить большую мощность для работы сильноточных устройств, например, на заводах, в больших магазинах, гостиницах и так далее. Для домашнего использования, где нагрузка намного меньше, используется однофазная система, которая обычно имеет одну фазу и одну нейтраль.