В сети фазное или линейное напряжение

Вопрос про фазное или линейное напряжение постоянно всплывает на объектах, причём даже опытные электрики иногда путаются в нюансах. Смотрю на коллег, которые десятилетиями в профессии, и вижу: многие автоматически считают линейное 380В стандартом для всех трёхфазных систем, не вдаваясь в детали. А ведь от этого зависит не только корректность измерений, но и безопасность, и долговечность оборудования. Вот, например, при запуске подстанции в Подмосковье столкнулись с перекосом фаз – как раз из-за неверного понимания, какое напряжение где должно быть.

Базовые понятия, которые все знают, но не все применяют

Если брать классику, то фазное напряжение – это разность потенциалов между фазой и нейтралью, а линейное напряжение – между двумя фазами. В теории всё ясно: 220В фазное, 380В линейное для стандартных сетей. Но на практике, особенно в старом жилом фонде, нейтраль может 'плавать', и тогда эти цифры превращаются в абстракцию. Помню, на одном из объектов в Новосибирске замеры показывали 250В на фазе при обрыве нейтрали – оборудование начало гореть, хотя по паспорту должно было выдерживать до 270В.

Что интересно, в некоторых проектах до сих пор указывают только линейное напряжение, как будто фазное – это что-то второстепенное. Но попробуйте подключить однофазные потребители без учёта фазного – получите массу проблем с перегрузкой. Кстати, в трансформаторах это особенно критично: неправильное соединение обмоток звездой или треугольником сразу вылезает в виде асимметрии.

Тут стоит отметить, что компании типа ООО Цзянсу Госинь Электротехнические Технологии в своих масляных трансформаторах как раз закладывают чёткую градацию по напряжениям. У них в спецификациях всегда отдельно прописывают и фазное, и линейное, что упрощает монтаж. Сам работал с их оборудованием на подстанции в Казани – там как раз использовали сухие трансформаторы, которые хорошо держат перекосы.

Ошибки при измерениях и их последствия

Чаще всего косяки возникают при использовании мультиметра. Люди ставят щупы между фазами, видят 380В и успокаиваются, забывая проверить каждую фазу относительно нуля. А там может быть и 190В, и 240В – в зависимости от состояния сети. Как-то раз на стройке в Краснодаре из-за этого сгорел компрессор: линейное напряжение было в норме, но по одной фазе шёл сильный перекос из-за недогрузки.

Ещё один момент – заземление. Если нейтраль изолирована или имеет высокое сопротивление, то фазное напряжение может 'гулять' в широких пределах. В таких случаях лучше сразу ставить стабилизаторы или активные системы компенсации. Кстати, в продукции ООО Цзянсу Госинь Электротехнические Технологии для высоковольтных распределительных устройств есть встроенная защита от таких скачков – сам видел, как это работает на их КРУ 10 кВ.

Недавно столкнулся с курьёзным случаем: на объекте заказчик уверял, что у него стабильные 220/380В, а при детальной проверке оказалось, что трансформаторная подстанция выдаёт 230/400В из-за повышенного напряжения в питающей сети. Пришлось перенастраивать защиту и менять уставки на автоматике.

Особенности в промышленных сетях

В трёхфазных системах без нейтрали, например, в некоторых схемах питания двигателей, линейное напряжение становится основным параметром. Но здесь есть подвох: при обрыве одной фазы в треугольнике оставшиеся две начинают работать с перегрузкой, и линейное напряжение может упасть до 300В и ниже. Проверял это на насосной станции – когда сработала защита по минимальному напряжению, пришлось долго искать причину, пока не обнаружили подгоревший контакт на одном из автоматов.

Для предварительно собранных подстанций, которые производит ООО Цзянсу Госинь Электротехнические Технологии, этот момент особенно важен. Их БКТП обычно комплектуются системами мониторинга, которые отслеживают оба типа напряжений. В их трансформаторах часто используется схема 'звезда-зигзаг' – это как раз для стабилизации фазных напряжений при несимметричной нагрузке.

Заметил, что в новых проектах всё чаще переходят на 230/400В как стандарт, но старое оборудование рассчитано на 220/380В. Разница в 10В кажется мелочью, но для некоторых двигателей и преобразователей частоты это может быть критично. Приходится либо ставить дополнительные трансформаторы, либо менять настройки приводов.

Связь с оборудованием и защитами

Когда проектируешь защиту, всегда нужно учитывать оба типа напряжений. Например, реле контроля фаз срабатывает обычно по фазному напряжению, а вот для расчёта уставок максимальной токовой защиты важно знать линейное. Путаница здесь может привести к ложным срабатываниям или, наоборот, к отсутствию защиты при КЗ. На своей практике сталкивался с тем, что на одном объекте реле постоянно отключало линию из-за заниженной уставки по фазному напряжению, хотя линейное было в норме.

В трансформаторах, особенно масляных, как у ООО Цзянсу Госинь Электротехнические Технологии, оба параметра жёстко нормируются. Их силовые трансформаторы обычно имеют несколько ответвлений, чтобы компенсировать отклонения в сети. При этом в паспортах чётко указано, для каких режимов работы какие напряжения допустимы. Помню, как на запуске подстанции под Иркутском пришлось переключать ответвления на трансформаторе именно из-за повышенного линейного напряжения в питающей линии 110 кВ.

Интересно, что в композитных трансформаторах, которые тоже есть в ассортименте этой компании, проблема перекоса фаз решается за счёт особой конструкции обмоток. Такие трансформаторы лучше переносят несимметричную нагрузку, что актуально для сетей с большим количеством однофазных потребителей.

Практические советы и личный опыт

Всегда советую на новых объектах сначала замерять оба типа напряжений на холостом ходу и под нагрузкой. Причём делать это в разное время суток – вечером, когда нагрузка максимальна, картина может сильно отличаться от утренней. Как-то в Тюмени из-за этого не могли запустить вентиляционную установку: днём напряжение было в норме, а вечером просаживалось до 200В по фазе.

Для критически важного оборудования, например, серверных или медицинских учреждений, лучше сразу закладывать двойной контроль: и фазного, и линейного напряжений. В проектах, где использовались трансформаторы ООО Цзянсу Госинь Электротехнические Технологии, часто ставили дополнительные стабилизаторы именно по этой причине – их оборудование хоть и надежное, но дополнительные меры никому не мешают.

И последнее: никогда не полагайтесь только на показания вводного щита. Всегда проверяйте напряжение непосредственно на клеммах потребителя. Падение на кабелях, особенно при больших токах, может достигать 10-15В, что для чувствительной электроники уже критично. Проверено на горьком опыте, когда на производстве сгорела партия частотных преобразователей из-за того, что замеры делали только на ГРЩ.