Co je třífázový proud, rozdíl mezi třífázovým a jednofázovým napětím
Všichni začínající elektrikáři někdy čelí otázce, proč jsou některé elektrické panely napájeny napětím 380 V, zatímco jiné jsou jednofázové? Stručně je to vysvětleno následovně: třífázové napětí 380 V je lineární, působí mezi všemi fázemi v této síti. Napětí 220V je fázové a funguje mezi jednou ze tří fází a nulou.
Nyní se na to podíváme podrobněji.
Specifika aktuální dodávky spotřebiteli
Elektrický proud je dodáván koncovým spotřebitelům pomocí vysokonapěťového elektrického vedení. V této fázi je proud přiváděn pod vysokým napětím, a proto není vhodný pro přímé použití spotřebiteli. Aby bylo možné jej používat, musí být sníženo napětí vysokého napětí. Za tímto účelem jsou transformátory instalovány v blízkosti spotřebitelů. Jedná se o elektroinstalace, které pomáhají snížit vysokonapěťové napětí na jmenovité hodnoty. Po přeměně je elektrický proud vhodný pro domácí spotřebu.
Jednofázové napájení
U tohoto typu napájení jsou spotřebiče napájeny z nulových rozvodů nebo z jednoho z fázových vedení. Tvoří jednofázovou elektrickou síť, kde jmenovité napětí je obvyklých 220 V. Podle počtu pracovních vodičů se jednofázové sítě konvenčně dělí na:
- dvouvodičový
- třívodičový
V jednofázové dvouvodičové síti se nepoužívají fázové (L) a nulové (N) vodiče uzemnění domácích elektrických spotřebičů;
V jednofázové třívodičové síti se používají tři vodiče: fáze (L), nula (N) a uzemnění (nebo ochranné). Třetí vodič se používá k dodatečné ochraně lidí před úrazem elektrickým proudem a také elektrických spotřebičů před vyhořením. V případě zkratu fázových vodičů k pouzdru elektrických instalací vám zemnící zařízení umožňuje okamžitě vypnout napájení.
Třífázové napájení
Třífázový napájecí systém zahrnuje napájení tří fází (L1, L2, L3) a nulového pracovního vodiče (N) do ASU doma nebo do elektrického panelu bytu. Napětí mezi libovolnými fázovými vodiči je 380V. Rozvod elektroinstalace po celém objektu je proveden z rozvaděče, dle předem sestaveného schématu. Poskytuje napájení domácích elektrospotřebičů 220V nebo 380V.
Je velmi důležité správně vypočítat třífázovou síť, aby se elektrická zátěž rozložila rovnoměrně mezi všechny 3 fáze. V opačném případě existuje vysoké riziko vážného nesouososti fází, které může vést k nouzovým situacím a v některých případech k vyhoření jedné z těchto fází. Pro zajištění rovnoměrné distribuce třífázového proudu v celém domě/bytu odborníci doporučují používat elektrické kabely se 4 nebo 5 vodiči.
Vlastnosti třífázové čtyřvodičové elektrické sítě
Při použití čtyřvodičové elektroinstalace je objekt napájen elektřinou ze tří fázových vodičů a nulového vodiče. Rozvod elektrických vodičů do osvětlovacích zařízení a zásuvek se provádí z rozvodné skříně nebo elektrického panelu pomocí dvou kabelů: každý vodič má fázi a nulu pro síťové napětí 220V. Na obecně uznávaných diagramech jsou fáze označeny písmeny A, B, C.
Vlastnosti třífázové pětivodičové elektrické sítě
Třífázová pětivodičová elektrická síť se liší od předchozí verze přítomností pátého zemnicího vodiče (PE), který je určen k provádění ochranných funkcí. Nejdůležitější podmínkou také zůstává dodržení zásady rovnoměrnosti rozložení zátěže podle parametrů spotřeby energie mezi všechny fáze.
Zároveň je třeba poznamenat, že v případě třífázového napájení nebude fungovat stanovení stupně zatížení v elektrické síti pomocí známého Ohmova zákona. To je vysvětleno skutečností, že výpočty berou v úvahu faktory výkonu (cosph) a poptávky (Kdemand). V tomto případě průměrná hodnota pro městské byty cosф odpovídá rozsahu 0.90-0.93 a Kdemand – 0.8 (pokud počet připojených spotřebitelů překročí 5).
Výhody a nevýhody obou systémů
Jednofázové i třífázové napájecí systémy mají své výhody a nevýhody. Pojďme si je vyjmenovat.
Jednofázová síť 220V Vyznačuje se snadnou instalací, nízkou cenou a nižší mírou nebezpečnosti dodávaného napětí. Mezi nevýhody však patří omezená síla spotřebitelů.
Výhody použití třífázové sítě 380V jsou:
- omezení výkonu pouze průřezem vodiče;
- výrazné úspory při třífázové spotřebě;
- schopnost napájet průmyslové elektrické spotřebiče a zařízení;
- v případě výpadku proudu nebo zhoršení jeho kvality možnost přechodu z jednofázové zátěže do provozní fáze.
Nevýhody systému zahrnují: nebezpečí vyššího napětí, vysoké náklady na zařízení, omezení maximálního výkonu jednofázových zátěží.
Kdy je instalován systém 380 V a kdy 220 V?
Pokud je povoleno použití dva systémy napájení – 220V a 380V, proč se v běžných městských bytech instaluje pouze první? Odpověď je jednoduchá: při připojení spotřebitelů, jejichž výkon nepřesahuje 10 kW, se používá pouze jedna fáze. V důsledku toho je do domu dodávána jedna fáze a nulový vodič.
V případech, kdy se jedná o připojení spotřebičů s výkonem vyšším než 10 kW, se doporučuje instalovat třífázový vstup. V budovách s instalovaným zařízením, které je vybaveno třífázovými motory, je vyžadován třífázový vstup s lineárním napětím 380V. Kromě zvýšení úrovně bezpečnosti vám toto řešení umožní ušetřit na spotřebě elektrické energie a také na průřezu vodičů.
Většinou se v soukromém sektoru používá jednofázové napětí a na vstupu je namontován elektrický kabel o průřezu vodiče 4-6mm2. Jako proudový omezovač se používají jističe se jmenovitým ochranným proudem maximálně 40A.
Pokud odhadovaný výkon instalovaných spotřebičů přesáhne 15 kW, je nutné nainstalovat třífázový napájecí systém. V tomto případě je výkon distribuován napříč fázemi, což snižuje zatížení elektrického zařízení. Pro použití se doporučují měděné dráty o průřezu minimálně 10 mm2. Na třífázové napájení jsou zpravidla napojeny maloobchodní prostory, kanceláře a administrativní zařízení a průmyslové podniky.