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!

V každodenním životě jsme zvyklí na standardní napětí 220 V v zásuvkách, ale někdy slyšíme příběhy o případech, kdy se náhle objeví 380 V. Odkud se toto napětí bere, pokud se v běžných domech používá jednofázová síť? Důvody mohou být různé – od chyb v elektrickém zapojení až po nehody na vedení. Pojďme zjistit, proč se to děje, jaké mohou být důsledky a jak se vyhnout nebezpečným situacím.

Propojování vodičů v síti

Připojení vodičů v elektrické síti je důležitou fází, na které závisí bezpečnost a spolehlivost elektrického vedení. Schéma zapojení se bude lišit v závislosti na typu sítě (jednofázová nebo třífázová). V jednofázové síti se obvykle používají tři vodiče: fázový, nulový a ochranný (PE) a v třífázové síti – třífázový, nulový a ochranný.

Správné připojení vodičů se provádí s ohledem na jejich účel, barevné značení a schéma zapojení. Pro spolehlivost kontaktů se používá svorkovnice, svařování, pájení nebo krimpování. Chyby v připojení mohou vést ke zkratu, přehřátí nebo dokonce k požáru, proto je důležité dodržovat zavedené normy a pravidla pro elektroinstalaci.

Třífázová síť

Třífázová elektrická síť je systém elektrického napájení, který využívá tři fázové vodiče umístěné v různých úhlech (obvykle 120° vůči sobě), stejně jako nulový a v případě potřeby ochranný vodič. Taková síť je široce používána v průmyslu, podnicích a soukromých domech s výkonným zařízením.

Hlavní výhodou třífázové sítě je schopnost rovnoměrněji rozložit zátěž a efektivně využívat elektřinu. Umožňuje připojit jednofázové i třífázové spotřebiče. V domácích podmínkách lze třífázové napětí (380 V) použít k napájení elektrických sporáků, čerpadel, strojů a dalších výkonných zařízení.

Určitě vás to bude zajímat Zjistěte, co je dražší, Legrand nebo Schneider?

Nulová přestávka

Přerušení nulového vodiče v elektrické síti je jednou z nejnebezpečnějších nouzových situací. V jednofázové síti (220 V) to může vést ke ztrátě napětí u některých elektrických spotřebičů, ale v třífázovém systému mohou být následky mnohem závažnější. Při přerušení nulového vodiče v třífázové síti dochází k fázové nerovnováze: místo rovnoměrného rozložení napětí mezi spotřebitele se začne chaoticky měnit. V jedné z fází může napětí prudce klesnout a v druhé naopak stoupnout až na 380 V. To vede k selhání domácích spotřebičů, přehřátí elektroinstalace a dokonce i k požárům. Přerušení nulového vodiče je obzvláště nebezpečné v bytových domech, kde jsou fáze rozděleny mezi různé byty – v tomto případě mohou někteří obyvatelé zažít úplný výpadek proudu, zatímco jiní uvidí v zásuvkách místo 380 V 220 V.

Aby se těmto nehodám předešlo, je důležité používat kvalitní elektrická zařízení, provádět spolehlivé připojení a instalovat ochranná zařízení, jako jsou relé pro sledování napětí a jističe.

Důvody poruchy

Výskyt 380 V v domácí zásuvce je vážná nouzová situace, která může vést k poruše elektrických spotřebičů a dokonce i k požáru.

Hlavní důvody takové poruchy souvisí s problémy v elektrické síti:

1. Přerušení nulového vodiče je nejčastější příčinou. V bytových domech je zátěž rozložena mezi fáze a společný nulový vodič slouží k vyrovnání. Pokud je poškozen nebo přetržen, napětí v zásuvkách se chaoticky přerozděluje: u některých spotřebitelů klesá, zatímco u jiných může stoupnout až na 380 V.
2. Chyba v instalaci elektrického zapojení – pokud jsou vodiče nesprávně připojeny, může nastat situace, kdy se do zásuvky nedostane jedna fáze (220 V), ale dvě (380 V). To se často stává při výměně kabeláže nebo připojování třífázových zařízení.
3. Fázová nerovnováha v třífázové síti – pokud je jedna z fází přetížena nebo selže, může se změnit napětí na ostatních fázích. To je obzvláště nebezpečné při nerovnoměrném rozložení zátěže.
4. Zkrat v rozvodně nebo poškození kabelu – pokud dojde ke zkratu nebo fázové nerovnováze v rozvodné skříni nebo na elektrickém vedení, může to vést k napájení domácí sítě napětím 380 V.

Pro ochranu před takovými situacemi se doporučuje používat napěťová relé, stabilizátory a kontrolovat stav elektrického zapojení.

Jak funguje systém napájení

Elektrické obvody lze připojit různými způsoby, v závislosti na specifických vlastnostech jejich provozu a bezpečnostních požadavcích.

Paralelní připojení

Elektřina vstupuje do bytu dvěma vodiči – fázovým a nulovým. Třetí, uzemňovací, se nepodílí na provozu domácích spotřebičů. Při tomto zapojení jsou všechna zařízení napájena z jedné fáze a nulový vodič je spojuje ve společném bodě. Díky tomu zůstává napětí na každém zařízení stabilní bez ohledu na jejich výkon a odpor.

Tento princip je typický nejen pro jednotlivá zařízení, ale i pro celé budovy. Byty v bytových domech jsou připojeny ke společné třífázové síti, ale každý z nich je napájen pouze z jedné fáze. V soukromých domech funguje podobný princip. Pokud se však podíváte na celý systém jako celek, spojení mezi různými fázemi se provádí pouze přes nulový vodič.

Sériové připojení

V tomto případě prochází elektrická energie všemi zařízeními připojenými sériově. Fázový vodič jde k prvnímu zařízení, poté k dalšímu a tak dále k poslednímu, které je připojeno k nulovému vodiči. V důsledku toho zůstává proud pro všechny prvky obvodu stejný, ale napětí je mezi nimi rozloženo nerovnoměrně: závisí na odporu každého zařízení. Jedním z klasických příkladů jsou dvě žárovky s různým výkonem zapojené sériově. Mnoho lidí se mylně domnívá, že výkonnější žárovka bude svítit jasněji, ale ve skutečnosti je to naopak. Výkonnější žárovka má nižší odpor, proto je na ní nižší napětí a svítí slaběji než méně výkonná.

Jak funguje třífázový systém?

Napájení obytných budov je organizováno podle čtyřvodičového schématu. Každá místnost je připojena k jedné z fází a společnému nulovému vodiči. Toto řešení umožnilo zjednodušit napájení a snížit počet vodičů ve srovnání s dřívějšími systémy.

V normálním režimu

Zpočátku třífázové systémy používaly šest vodičů – tři fázové a tři nulové. V roce 1891 však inženýr Michail Dolivo-Dobrovolskij navrhl nahradit toto schéma čtyřvodičovým. V něm nulový vodič plní funkci vyrovnávání proudu, což umožňuje udržovat stabilní napětí bez ohledu na zatížení jednotlivých fází. Při rovnoměrném rozložení spotřebičů mezi fázemi je proud v nulovém vodiči minimální.

Zapojení zařízení v takové síti se obvykle provádí paralelně v rámci jedné fáze. Pokud je však neutrál přerušen, obvod se obnoví a elektrická zařízení umístěná v různých fázích se zapojí sériově.

Co se stane, když je neutrál přerušen

Když se neutrální vodič ztratí, může se v zásuvce objevit 380 voltů místo standardních 220. To je způsobeno tím, že elektrické spotřebiče připojené k různým fázím jsou zapojeny sériově. Během normálního provozu schéma vypadá jako „fáze A – spotřebič 1 – neutrální – spotřebič 2 – fáze B“ a zařízení jsou na sobě nezávislá. Když se však neutrální vodič přeruší, změní se na „fáze A – spotřebič 1 – spotřebič 2 – fáze B“.

Pokud je odpor obou zařízení stejný, napětí se rozdělí rovnoměrně – přibližně 190 voltů pro každé z nich. Ve skutečnosti však mají zařízení různý výkon a odpor. Například v jednom bytě je zapnut konvektor o výkonu 1000 W s odporem 48 Ohmů a v jiném – LED lampa o výkonu 10 W s odporem 4,8 kOhmů. V důsledku toho lampa dostane více než 300 V a okamžitě selže.

Co znamená „nulové vyhoření“?

Když elektrikáři říkají, že nulový vodič „vyhořel“, myslí tím, že byl poškozen nulový vodič, což se může stát v důsledku přehřátí kontaktů, špatného spojení nebo spálení svorek. V oficiálních dokumentech se tento proces nazývá „přerušení nulového vodiče“, což přesněji odráží podstatu problému. Někdy dochází k přerušení v důsledku poruchy jističů nebo špatného kontaktu, což lze odstranit utažením svorky.

Nebezpečí napětí 380 V v síti

Neočekávaný přepětí až do 380 V představuje vážnou hrozbu pro domácí spotřebiče. Prudký nárůst proudu vede k přehřátí transformátorů, selhání elektronických součástek a poškození vinutí motoru. Při sníženém napětí není situace o nic méně kritická: elektromotory začínají pracovat v režimu neustálého rozběhu, což vede k přehřátí a zničení izolace.

Je důležité vzít v úvahu, že i zařízení v pohotovostním režimu, jako jsou televizory nebo domácí spotřebiče s dálkovým ovládáním, zůstávají připojena k síti. V případě přepětí může jejich elektronika selhat, i když zařízení v danou chvíli nebylo zapnuté.