Электричество шаг за шагом

В создании и использовании трёхфазных систем энергоснабжения есть немало важных особенностей и тонкостей, о некоторых нельзя не сказать несколько слов.

В больших электрических сетях у генератора или (и) у промежуточного мощного трансформатора, фазы, как правило, соединены звездой, и к потребителю приходят четыре провода — три основных, как их называют, линейных провода и нулевой провод (Р-93). При этом потребителю можно доставлять электроэнергию в полном, в трёхфазном варианте, а можно подвести к нему только одну фазу, что, как правило, и получаем мы с вами — в наши квартиры приходят лишь два провода, нулевой и один из линейных. То есть из трёх фазовых напряжений мы получаем одно, одну фазу, две другие, но тоже по одной, получают соседние подъезды или соседние дома. Таким образом, все три фазы по возможности равномерно нагружены.

От источника электроэнергии (генератор, трансформатор), соединённого звездой, можно получить и другое напряжение, оно называется линейным и снимается с двух линейных проводов, то есть с выводов соседних фаз. Фактически линейное напряжение Uл есть сумма двух фазовых напряжений Uф, но поскольку они сдвинуты по фазе на 120°, то при их суммировании напряжение Uф не удваивается. Линейное напряжение в 1,7 раза больше фазового, то есть в сети, где Uф = 127 В, линейное напряжение Uл = 220 В, в самых распространённых сетях, где Uф = 220 В, линейное напряжение Uл = 380 В, это цифры, узаконенные стандартами многих стран. В квартиры линейное напряжение обычно не вводят, его используют большей частью на производстве, где легче контролировать соблюдение правил безопасности и где мощности нужны побольше.

Важная характеристика трёхфазной цепи — её симметричность, равномерность нагрузки для всех трёх фаз. Она снижает потери в линиях электропередачи, а при идеально одинаковой нагрузке ток в нулевом проводе равен нулю, и провод этот вообще не нужен. Существенная неравномерность нагрузки заметно повышает потери, а в аварийной ситуации — при коротком замыкании одной из фаз — два других фазовых напряжения могут подскочить до уровня линейных. То есть в сети 220 В напряжение может подняться до 380 В, что, конечно, иначе чем катастрофой не назовёшь. К счастью, до неё, как правило, не доходит, автоматы мгновенно разрывают короткозамкнутую цепь, а если нужно, снимают напряжение с двух нормальных фаз.