Как распределить нагрузку по фазам
В частном доме на 380 В однофазные группы садятся на L1, L2 и L3. Сеть работает ровно, когда ток на всех трёх примерно одинаковый.
- Выпишите группы и их расчётную мощность. Берите не сумму табличек, а то, что включается разом (коэффициент спроса).
- Крупных потребителей разведите по одному на линию: варочную панель, духовку, бойлер, тёплый пол.
- Каждую следующую группу ставьте туда, где сейчас меньше всего.
- Проверьте перекос и ток нуля калькулятором выше.
Котёл или насос на 380 В берут ток со всех трёх линий поровну. В раскладку их не вписывайте.
Расчёт предварительный и не заменяет проект и проверку электрика. Перекос греет нулевой провод, а при его обрыве техника на разгруженной линии может сгореть.
Расчёт перекоса фаз в процентах
Ток линии: I = P / (230 × cos φ). У ТЭНов и плит cos φ равен 1. Перекос по току считают так:
- от самой нагруженной линии: (Iмакс − Iмин) / Iмакс;
- от среднего тока: (Iмакс − Iср) / Iср.
При 5, 3 и 2 кВт первый способ даёт 60 %, второй 50 %. От чего брать проценты, свод правил не пишет, поэтому калькулятор показывает оба. С нормой сравнивайте первое: оно ближе к формулировке «разница в токах наиболее и наименее нагруженных фаз» (СП 256.1325800.2016, п. 10.5).
Допустимый перекос фаз
В ПУЭ такого числа нет. Его дают:
- Жильё. Удельные нагрузки квартир установлены с учётом того, что расчётная неравномерность нагрузки при распределении её по фазам трёхфазных линий и вводов не превышает 15 % (по своду правил вашей страны: СП 256.1325800.2016, п. 7.1.2; СП 31-110-2003, п. 6.2).
- Освещение общественных зданий. Разница токов не больше 30 % в пределах одного щитка и 15 % в начале питающих линий (СП 256.1325800.2016, п. 10.5). На жилой дом это правило не распространяется.
- Напряжение. Коэффициенты несимметрии K2U и K0U в точке передачи не больше 2 % в течение 95 % времени недели и не больше 4 % всё время (ГОСТ 32144-2013, п. 4.2.5). Их меряют анализатором качества.
Не вышло разложить ровно: ввод считают по самой тяжёлой линии. Для неравномерной группы однофазных приборов свод правил берёт её мощность, умноженную на три (п. 10.5).
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Неравномерность по фазам, заложенная в удельные нагрузки жилья, не более | 15 % | СП 256.1325800.2016, п. 7.1.2; СП 31-110-2003, п. 6.2 |
| Освещение общественных зданий: разница токов фаз в пределах щитка, не более | 30 % | СП 256.1325800.2016, п. 10.5 |
| то же, в начале питающих линий | 15 % | СП 256.1325800.2016, п. 10.5 |
| Эквивалентная трёхфазная группа: мощность самой загруженной фазы × | 3 | СП 256.1325800.2016, п. 10.5 |
| Несимметрия напряжений K2U и K0U, 95 % времени недели, не более | 2 % | ГОСТ 32144-2013, п. 4.2.5 |
| то же, 100 % времени недели | 4 % | ГОСТ 32144-2013, п. 4.2.5 |
| Отклонение напряжения от номинального, не более | 10 % | ГОСТ 32144-2013, п. 4.2.2 |
| Фазное напряжение сети | 230 В | ГОСТ 29322-2014, табл. 1 |
| Сдвиг токов соседних фаз | 120 ° | ТОЭ: первый закон Кирхгофа для узла N |
Ток в нулевом проводе
Токи L1, L2 и L3 сдвинуты на 120°. Ток нуля равен их векторной сумме, а не разности большего и меньшего. При одинаковом cos φ:
IN = √(IA² + IB² + IC² − IA·IB − IB·IC − IC·IA).
При ровной нагрузке ноль почти пустой. Включена одна линия, и весь её ток идёт по нулю. Гармоники от импульсных блоков питания и светодиодных драйверов формула не учитывает: клещи на таком объекте покажут больше расчёта.
Перекос фаз: таблица
Нагрузка в киловаттах, 230 В, cos φ 1. Посчитано калькулятором.
| A / B / C, кВт | Перекос от макс. | От среднего | Ток нуля, А | Обрыв нуля, макс. В |
|---|---|---|---|---|
| 5 / 5 / 5 | 0 % | 0 % | 0 | 230 |
| 5,3 / 5 / 4,7 | 11,3 % | 6 % | 2,3 | 237 |
| 5,5 / 5 / 4,5 | 18,2 % | 10 % | 3,8 | 242 |
| 6 / 5 / 4 | 33,3 % | 20 % | 7,5 | 253 |
| 7 / 5 / 3 | 57,1 % | 40 % | 15,1 | 277 |
| 9 / 4 / 2 | 77,8 % | 80 % | 27,2 | 306 |
| 7 / 7 / 1 | 85,7 % | 40 % | 26,1 | 322 |
При 5 кВт на линии разброс в 1 кВт между самой тяжёлой и самой лёгкой уже даёт больше 15 %.
Обрыв нуля при перекосе
Отгорел ноль на вводе, и нейтраль уходит к нагруженной линии. На разгруженной напряжение растёт, на нагруженной падает. В точке передачи ГОСТ допускает отклонение не больше 10 % от номинала (ГОСТ 32144-2013, п. 4.2.2), а при 7, 7 и 1 кВт на лёгкой линии может оказаться около 322 В. Калькулятор считает это напряжение для ТЭНов и ламп накаливания. Реле напряжения на вводе или на группе отключает питание, когда напряжение выходит за уставку.
Пример расчёта
Дом на 380 В. На L1 варочная панель и розетки кухни, всего 5 кВт, на L2 бойлер и свет на 3 кВт, на L3 тёплый пол на 2 кВт. Токи: 5000 / 230 = 21,7 А, 13 А и 8,7 А. Перекос (21,7 − 8,7) / 21,7 = 60 %, от среднего 50 %. Ток в нуле 11,5 А. Ввод по самой тяжёлой линии: 3 × 5 = 15 кВт. При обрыве нуля на L3 может оказаться 279 В. Перенесите около 1,5 кВт с L1 на L3, и перекос уйдёт в норму.
Распределение нагрузки по фазам в частном доме на 15 кВт
Группы: варочная 3,5 кВт, духовка 3, бойлер 2, стиральная машина 2, тёплый пол 1,5, посудомойка 1,5, свет 1, насос 0,5. Режим «Разложить группы» ставит крупные первыми на самую лёгкую линию. Выходит L1: варочная и посудомойка; L2: духовка, тёплый пол и насос; L3: бойлер, стиральная машина и свет. По 5 кВт на каждую, перекос 0.
Как устранить перекос фаз в частном доме
- Замерьте клещами ток L1, L2, L3 и нуля в вечерний пик и впишите в режим «в амперах».
- Переложите одну-две группы с тяжёлой линии на лёгкую. Калькулятор подскажет, сколько киловатт перенести.
- Если несимметрия напряжения приходит из сети, раскладка дома её не уберёт. Нужен замер на вводе и обращение в сетевую организацию.
Раскладку групп удобно отдать электрику вместе с объёмом работ. Здесь видны средние цены на электромонтаж, а телефон получит только тот мастер, которого вы выберете. Если компания ведёт ремонт в программе RemontCRM, цену сметы фиксируют до начала работ.