Rozdíly mezi třífázovým a jednofázovým napětím. Jaký je rozdíl mezi 220 V a 380 V

Napětí 380V se nazývá lineární, protože působí mezi kteroukoli ze tří fází v třífázové síti. Napětí 220 V se nazývá fázové napětí a pracuje mezi jednou ze tří fází a nulou.

Elektrická energie je dodávána z výrobních elektráren spotřebitelům pomocí vysokonapěťových vedení, jejichž frekvence je 50 Hz. Vysoké sinusové napětí je sníženo na trafostanicích, poté je distribuováno spotřebitelům – na úrovni 220V a 380V. Rozlišují se jednofázové a třífázové sítě. Jaké jsou však mezi nimi rozdíly? Pojďme na to přijít.

Pokud jsou při připojení domu nebo bytu použity dva vodiče (fázový a nulový), systém je jednofázový. Jeho faktor provozního napětí je 220V. Pokud přijdou 4 vodiče (tři fáze a nula) – jedná se o třífázový systém. Jeho provozní napětí (lineární) je 380V.

Specifika napájení

Podle druhu elektrického proudu může být napětí střídavé nebo konstantní. S různými formami střídavého proudu se mění jeho velikost a význam. Zatímco stejnosměrný proud si zachovává stejnou polaritu znaménka, velikost se může měnit.

Napětí přítomné v moderních zásuvkách má variabilní sinusový tvar. Jeho význam je následujících typů:

• Amplituda – udává velikost výkyvu sinusoidy vzhledem k nule ve voltech;
• Efektivní je hodnota, která je √2 nebo 1,41 krát menší než předchozí;
• Okamžitý – hodnota udává intenzitu napětí ve voltech v určitých časových okamžicích.

Třífázové obvody. Jak se na ně přivádí napětí?

V třífázovém obvodu napětí může být fázové nebo lineární. Vektorový diagram vypadá takto:

Na Graf obsahuje tři napěťové (fázové) vektory – Uа, Ub a Uс. Úhel mezi nimi je 120°. To je pozorováno mezi vinutími v nejjednodušších elektrických zařízeních. Aby se znaménko vektoru Ub změnilo na opačné, musí se projevit tak, že dojde k prohození začátku a konce vektoru při zachování původního úhlu sklonu. Po nastavení začátku vektoru Ub na konec Ua bude výsledná vzdálenost považována za lineární vektor napětí (Ul).

Jak se od sebe liší?

Jednofázové sítě

V takových sítích může proud protékat i uzavřenými obvody. Při připojování se doporučuje nejprve přivést napětí na efektivní zátěž a teprve poté ji vrátit zpět. Drát, který vede proud za podmínek střídavého proudu, je fáze. Druhý vodič je neutrální. Mezi těmito dvěma vodiči přenášejícími jednofázový proud je hodnota napětí 220V.

Dvoufázové sítě

Tento typ elektrické sítě zahrnuje přenos dvou střídavých proudů, jejichž napětí je fázově posunuto o 90°. Pro přenos proudů se používají dva fázové a dva nulové vodiče. Vzhledem k vysoké ceně se tento způsob přenosu napětí v současnosti nepoužívá.

Třífázové sítě

V takových energetických sítích jsou současně přenášeny tři střídavé proudy s fázovým posunem napětí o 120°. Zdroje jsou zapojeny do „hvězdového“ obvodu, který umožňuje použití pouze tří vodičů – 3 fázových a jednoho neutrálního. Výhody takových sítí jsou uznávány jako nákladová efektivita a schopnost přenášet proud na velké vzdálenosti. V libovolném páru fázových vodičů je napětí 380V a ve dvojicích jedné fáze a nulového vodiče – 220V.

Na základě výše uvedeného jsou jednofázové nebo třífázové sítě vybaveny pro napájení městských bytů a soukromých domů.

Kde se používá napětí při 220V a kde při 380V?

Ve většině obytných budov (byty, domy, chaty a venkovské domy) jsou instalovány a používány jednofázové elektrické sítě, ve kterých je napětí standardních 220V. To je odůvodněno tím, že úroveň spotřeby v běžném domě nebo bytě zpravidla nepřesahuje 10 kW.

V objektech, kde plánovaný příkon přesahuje 10 kW, je instalována třífázová elektrická síť a jsou instalovány a používány elektroinstalace, které pro zajištění správného provozu vyžadují třífázové napájení. Pokud například použijete pouze jednu fázi pomocí kondenzátoru pro spuštění třífázového motoru, výrazně se tím sníží účinnost elektroinstalace a zároveň se zvýší spotřeba elektrické energie.

Na druhou stranu, pokud úroveň maximálního příkonu v soukromé domácnosti nepřesáhne 9 kW, je přípustné použít na vstupu dvoužilový měděný kabel o průřezu 6 mm a nainstalovat stroj 40A.

V případě, že se předpokládá maximální zatížení 15 kW, pro jednofázový vodič bude hodnota procházejícího proudu 70A. Proto bude nutné osadit měděný drát o průřezu 10 mm a výkonový jistič. Náklady na takovou síť jsou však mnohem dražší. Proto může být východiskem z této situace instalace běžné třífázové sítě a rozdělení efektivní zátěže rovnoměrně mezi fáze, to znamená 5 kW každá. Dnes tato řešení napájení používá většina obchodů, podniků a kanceláří.

Podle jakých schémat se spotřebitelé připojují k třífázovým elektrickým sítím?

Pro připojení elektromotorů, topných těles a dalšího třífázového napájení se používá hvězdicový nebo trojúhelníkový obvod. Většina instalací je vybavena propojkami, které v závislosti na poloze vinutí tvoří výše uvedené obvody.

Hvězdné spojení

Schéma umožňuje připojení konců vinutí generátorového zařízení v jednom bodě a připojení stejných zátěžových vinutí k začátku. U elektromotorů se ukazuje, že lineární napětí 380 V za předpokladu, že vinutí jsou zapojena do hvězdicového obvodu, je aplikováno na dvě vinutí pro každý fázový pár.

Delta připojení

Tento obvod zajišťuje aplikaci síťového napětí na každé vinutí. Tyto prvky jsou zpravidla určeny právě pro taková spojení.

Tyto způsoby připojení mají výhody i nevýhody.

Výhody připojení jednofázové sítě 220V

• snadná instalace,
• ziskovost ve finančních investicích,
• Bezpečnost při použití napětí.

Nevýhody použití jednofázové sítě 220V

• omezení využití kapacity pro koncové spotřebitele,
• Vyloučení možnosti fungování asynchronních motorů, které nejsou vybaveny kondenzátory a měničem.

Výhody připojení třífázové sítě 380B

• Finanční úspory v podmínkách třífázové spotřeby energie,
• Schopnost připojit a napájet průmyslová zařízení,
• omezení výkonu pouze podle průřezu použitého kabelu,
• Přepínání jednofázových zátěží na jinou fázi v případě poškození nebo výpadku napájení.

Nevýhody třífázové sítě 380B

• Drahé vybavení
• Napětí, které představuje nebezpečí pro lidský život
• Pro jednofázové zátěže platí omezení maximálního výkonu.

Aby elektrická síť fungovala bez přerušení a bezpečně, je to nutné provádět pravidelné testy certifikovaná elektrotechnická laboratoř. Návštěva specialisty na vašem webu je zdarma!

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.