Напруга електричної мережі – це така його величина в мережі електроживлення, яка доступна кінцевим користувачам електричної енергії. Його номінальне значення може змінюватися і залежить від конкретного регіону або країни. В однофазних побутових мережах його значення може становити від 100 до 240 вольт, а в аналогічних промислових може досягати 400 вольт. Великі величини знижують втрати електроенергії при передачі і дозволяють підключати більш потужні пристрої, але збільшують вагу наслідків при ударі людини струмом.

Загальна інформація про однофазному напрузі

До споживача підводяться два дроти – фаза і нуль. Фазний знаходиться під напругою, але для того, щоб в електричної ланцюга з’явився струм необхідно створити різниця потенціалів. Для цього і служить нульовий провід (звідси і його назва), так як потенціал на ньому дорівнює нулю. Номінальна напруга побутової однофазної системи змінного струму на території РФ – 220 вольт. Допускається його коливання в межах ±10%. При замкнутому ланцюзі по нульовому проводу теж протікає залишковий струм, напрямок якого протилежно фазному струму.

Переваги:

• Низька складність схеми.
• Невисока вартість.
• Є більш безпечним для використання (у порівнянні з 380 вольтами в 3-х фазному).

Недоліки:

• Відносно низька передається максимальна потужність.

Загальна інформація про трифазному напрузі

До споживача підводяться 4 проводу – 3 фазних і 1 нульовий. По 3-му передається змінний струм, параметри амплітуди якого зміщені в кожній фазі на 1/3 циклу відносно 2-х інших. В побутових мережах напруга на кожній фазі відносно нуля становить 220 вольт (фазна), а між фазами – 380 вольт (лінійне). Основне призначення нульового проводу – вирівнювання фазних напруг при нерівномірному навантаженні на них.

Переваги:

 

• Передавана потужність залежить від площі перетину кабелю.
• Можливість підключення устаткування промислового типу.
• Перехід з однієї фази на іншу в разі аварійної ситуації.
• Велика економічна ефективність споживання електроенергії.

 

Недоліки:

• Більш високі витрати на обладнання.
• Наявність більш високої напруги (лінійного).
• Обмеження максимальної потужності навантаження на одній фазі (щодо максимальної на всіх разом узятих).

Загальні властивості розглянутих об’єктів

• Використовуються в мережах змінного струму.
• Мають однакові параметри коливання (період, амплітуда, частота) стосовно масово застосовується лініях електропостачання.
• В побутових мережах мають однакове значення фазної напруги.
• Виходять з допомогою генераторів змінного струму.
• Вимагають наявності одного нульового проводу, в якому при експлуатації присутній залишковий струм.
• Небезпечні для здоров’я і життя людини.
• При однаковому значенні на фазах і правильною схемою живлення (фаза і нуль) забезпечують ідентичні умови електроживлення.

Відмінності розглянутих напруг

Однофазне:

 

• Подається до підключеними пристроями з одного-єдиного проводу. Суттєво спрощується розрахунок і проектування схем розводки.
• Має тільки одне номінальне значення.
• Не може забезпечити ефективної роботи потужних агрегатів і машин (десятки кіловат і більше) через подачі живлення по одному каналу.
• Виникнення аварійних ситуацій (вихід з ладу техніки, пожежа і тощо) з-за надмірно великого його значення визначається в основному зовнішніми чинниками (аварія на трансформаторі, удар блискавки тощо).
• Потрібно більш проста й дешева апаратура для забезпечення безпеки експлуатації на випадок виникнення перевантажень.
• Призначений переважно для побутового використання при порівняно невеликих граничних рівнях споживаної потужності.
• При обриві нульового проводу електроприлади просто перестануть функціонувати у зв’язку з розмиканням електричної ланцюга. При цьому слід пам’ятати, що вся розводка мережі буде залишатися під робочою напругою, а в разі заземлення електроприладів на робочий нуль і їх корпусу теж.
• Більше падіння його величини при підключенні чого-небудь. Причина – всі споживачі «висять» на одній гілці харчування.

 

Трифазне:

 

• Подається до споживачів за 3 проводах. Це ускладнює розробку планів їх підведення до точок підключення електроприладів.
• Може мати два номінальних значення, що залежать від схеми підключення. Це істотно розширює номенклатуру пристроїв.
• Дає можливість підключення більш потужних пристроїв за рахунок наявності 3-х живильних ліній.
• Створює значно більші ризики у випадку обриву нульового проводу, що може призвести до перекосу фаз. У цьому випадку фаза, до якої підключено багато споживачів, буде перевантажена і напруга в неї впаде, а в менш навантажених фазах відбудеться його зростання (можливо на десятки відсотків). Це може призвести до часткового або повного виходу з ладу електроприладів і/або виникнення загорянь.
• Для забезпечення безпечної експлуатації підключених пристроїв необхідна більш складна апаратура, що оберігає від аварійних ситуацій.
• Його значне збільшення внаслідок аварії на підстанції, швидше за все, не призведе до виходу з ладу електроприладів кінцевого користувача через наявність додаткових засобів захисту (див. пункти 4 і 5).
• Використовується в основному для запитывания промислового обладнання або розподільних щитків в багатоквартирних будинках.
• Менше падіння його величини на кожному проводі за рахунок розподілу споживачів по 3-м живильним гілках.

 

Висновок

При відсутності необхідності підключення пристроїв великої потужності (невеликий будинок, дача, маленька квартира з газовою плитою) достатньо буде однофазного напруги, а якщо потрібно підключення потужних споживачів (великий будинок, велика квартира, промислове обладнання тощо) необхідно трифазне.