Различия между трёхфазным и однофазным напряжением

Термины «однофазная» и «трехфазная» сеть знакомы любому обывателю, однако далеко не все понимают разницу между этими понятиями. В этой статье мы постараемся доступно объяснить, чем трехфазное напряжение отличается от однофазного, и в каких случаях применяется тот или другой вариант.

Одна фаза

В большинстве случаев бытовые потребители получают электрический ток напряжением 220-230 В, при частоте 50 Гц. Для его подачи применяют один фазный и один нулевой проводник. На фазную линии подают напряжение, а нулевую заземляют на подстанции. Может показаться, что вся суть питания в однофазной сети заключается в перетекании электричества от фазной линии на нулевую.

На практике напряжение на фазе попеременно то повышается на 220 В относительно нулевого значения, то опускается на такую же величину. Говоря техническим языком, происходит «смена полярности». Это провоцирует движение заряженных частиц то в одном, то в другом направлении (отсюда звание такого тока — «переменный»). 50 Гц указывает на периодичность смены полярности на фазе за одну секунду времени. Напряжение, которое замеряется между фазой и нулем, называют фазным.

Интересно! Если быть предельно точным, то степень колебания напряжения тока на фазе относительно нуля доходит до 311 В. Его также называют амплитудным значением напряжения (Um). Что касается величины 220 В, то она является усредненной.

Три фазы

В состав трехфазной схемы входят четыре провода: один «ноль» и три «фазы». Модель поведения каждой фазы полностью соответствует вышеописанному алгоритму в однофазной сети. Частота смены полярности (50 Гц) и значение перепада относительно нуля в этом случае также совпадают.

Главные отличия трехфазной сети от однофазной:

1. Перепады потенциала на каждой фазе происходят не одновременно, а с некоторой задержкой по времени относительно друг друга. Как правило, степень сдвигания соответствует 1/3 периода.
2. Значение напряжения между отдельными фазами достигает 380-400 В. Причина — сдвигание периода колебания между фазными линиями. То есть при максимальном значении напряжения на одном проводе второй может иметь минусовое значение величиной до 150 В и более. Такой тип напряжения называют «межфазным».

Все магистральные линии имеют трехфазное напряжение, однако при разводке питания по отдельным квартирам используют общий «ноль» и одну из фаз. Это позволяет получить стандартную однофазную сеть с фазным напряжением 220 В. На объектах, внутри которых используются схемы и на одну, и на три фазы, рекомендуется использовать стабилизаторы напряжения итальянского производителя ORTEA. Эта компания производит качественные приборы для однофазных и трехфазных сетей с точностью стабилизации 0,5%.
Плюсы и минусы трехфазной сети

Недостатки трехфазного питания:

• Дороговизна. Для организации проводки требуются дорогостоящие 4-жильные кабели, трехфазные автоматы и УЗО.
• Сложность монтажа. Трехфазная сеть требует использования соответствующих трансформаторов и преобразователей.
Преимущества трехфазной сети:
• Есть возможность подключать мощное оборудование. Технические нормативы предписывают удерживать от использования в однофазной сети электрических приборов суммарной мощностью 12 кВт.
• Снижение потерь при транспортировке электроэнергии. На однофазных линиях такие потери в 6 раз выше.

Большинство мощных электроприборов разрабатываются под трехфазное питания, что благотворно влияет на их КПД и исключает вероятность перекоса фаз. Оборудование данного типа рекомендуется подключать через качественные стабилизаторы напряжения (хороший вариант — трехфазный стабилизатор Orion).