Стандарты напряжения в России. Системный оператор единой энергетической системы Почему 50 гц в сети

Питающее напряжение 220 В однофазное и 380 В трехфазное в РФ. 50Гц. Почему так. Жаргон электриков и здравый смысл.

Во первых почему питающее напряжение в электрических сетях пременное, а не постоянное ? Первые генераторы в конце 19-го века выдавали постоянное напряжение, пока кто-то (умный!) не сообразил, что производить переменное при генерации и выпрямлять при необходимости его в точках потребления проще, чем производить постоянное при генерации и рожать переменное в точках потребления.

Во вторых, почему 50 Гц ? Да просто у немцев так получилось, в начале 20 века. Нет тут особого смысла. В США и некоторых других странах 60 Гц. ()

В третьих, почему передающие сети (линии электропередач) имеют очень высокое напряжение ? Тут смысл есть, если вспомнить , то: потери мощности при транспортирове равны d(P)=I 2 *R, а полная передаваемая мощность равна P=I*U. Доля потерь от общей мощности выражается как d(P)/P=I*R/U. Минимальная доля потерь общей мощности, т.о. будет при максимальном напряжении. Трёхфазные сети, передающие большие мощности, имеют следующие классы напряжения:

от 1000 кВ и выше (1150 кВ, 1500 кВ) - ультравысокий
1000 кВ, 500 кВ, 330 кВ - сверхвысокий
220 кВ, 110 кВ - ВН, высокое напряжение
35 кВ - СН-1, среднее первое напряжение
20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 1 кВ - СН-2, среднее второе напряжение
0,4 кВ, 220 В, 110 В и ниже - НН, низкое напряжение.

В четвертых: что такое номинальное обозначение В="Вольт" (А="Ампер") в цепях переменного напряжения (тока) ? Это действующее=эффективное=среднеквадратическое= среднеквадратичное значение напряжения (тока) , т.е. такое значение постоянного напряжения (тока) , которое даст такую-же тепловую мощность на аналогичном сопротивлении. Показывающие вольтметры и амперметры дают именно это значение. Максимальные амплитудные значения (например с осцилографа) по модулю всегда выше действующего.

В пятых, почему в в сетях потребителей напряжение ниже? Тут смысл тоже есть. Практически допустимые напряжения определялись доступными изоляционными материалами и их электрической прочностью . А потом уже ничего было не поменять.

Что такое "трехфазное напряжение 380 В и однофазное напряжение 220 В" ? Тут внимание. Строго говоря, в большинстве случаев (но не во всех) под трехфазной бытовой сетью в РФ понимают сеть 220/380В (изредка встречаются бытовые сети 127/220 В и промышленные 380/660 В!!!). Неправильные, но встречающиеся обозначения: 380/220В;220/127 В; 660/380 В!!! Итак, далее говорим об обычной сети 220/380Вольт, для работы с остальными - лучше бы Вам быть электриком. Итак для такой сети:

Наша домашняя (РФ, да и СНГ...) сеть 220/380В-50Гц, в Европе 230/400В-50Гц (240/420В-50Гц в Италии и Испании), в США - частота 60Гц, а номиналы вообще другие
К Вам придет как минимум 4 провода: 3 линейных ("фазы") и один нейтральный (вовсе не обязательно с нулевым потенциалом!!!)-если у Вас только 3 линейных провода, лучше зовите инженера-электрика.
220В - это действующее напряжение между любой из "фаз"=линейный провод и нейтралью (фазное напряжение).Нейтраль - это не ноль!
380В - это действующее значение между любыми двумя "фазами"=линейными проводами (линейное напряжение)

Проект DPVA.info предупреждает: если Вы не имеете представления о мерах безопасности при работе с электроустановками (см. ПУЭ), лучше сами и не начинайте.

Нейтраль (всех видов) не обязательно имеет нулевой потенциал. Качество питающего напряжения на практике не соответствует никаким стандартам, а должно бы соответствовать ГОСТ 13109-97 "Электрическая энергия. Совместимость технических средств. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения" (никто не виноват...)
Защитные автоматы (тепловые и КЗ) защищают цепь от перегрузки и пожара, а не Вас от удара током
Заземление вовсе не обязательно имеет низкое сопротивление (т.е. спасает от удара током).
Точки с нулевым потенциалом могут иметь бесконечно большое сопротивление.
УЗО установленное в подающем щите не защищает никого, кто получает удар током из гальванически развязанной цепи, запитанной от этого щита .

Толчок в развитии электричества пришелся на вторую половину XIX века. Именно в это время ученые сделали ряд открытий в этой области, которые позволили найти электричеству практическое применение. Тома Эдиссон изобрел первую электрическую лампочку и, пообещав всем очень дешевое освещение, принялся за строительство электростанций.

Первые лампы были дуговые, в них разряд происходил на открытом воздухе между двумя угольными стержнями. В это время эмпирически было установлено, что наиболее подходящим для горения дуги является напряжение 45 В. Чтобы уменьшить токи короткого замыкания, которые возникали в момент зажигания ламп (при соприкосновении углей), и для более устойчивого горения дуги включали последовательно с дуговой лампой балластный резистор. Так же было найдено, что сопротивление балластного резистора должно быть таким, чтобы падение напряжения на нем при нормальной работе составляло примерно 20 В. Таким образом, общее напряжение в установках постоянного тока сначала составляло 65 В, и это напряжение применялось долгое время. Однако часто в одну цепь включали последовательно две дуговые лампы, для работы которых требовалось 2x45 = 90 В, а если к этому напряжению прибавить еще 20 В, приходящиеся на сопротивление балластного резистора, то получится напряжение 110 В.

Ошибка Томаса Эдиссона была в том, что он для выработки тока использовал генераторы постоянного тока, и пытался передавать по проводам постоянный ток. Радиус электроснабжения не превышал нескольких сотен метров и имел громадные потери. Попытки расширить границы района электроснабжения привели к рождению так называемой трехпроводной системы постоянного тока (110x2=220 В).

Одновременно Никола Тесла вел разработку и внедрение генераторов и систем переменного тока. Применение переменного тока напряжением в несколько тысяч Вольт позволило упростить и удешевить электрическую сеть и увеличить радиус электроснабжения (более 2 км при потере до 3 % напряжения в магистральных проводах вместо 17-20 % в сетях постоянного тока). А при на выходе к потребителям через трансформаторы напряжение понижалось до 127 вольт (3 фазы= 220 вольт, 1 фаза= 127 вольт по формуле √220/3).

Так продолжалось до 60-x годов прошлого века и в СССР, пока колличество электроприборов не обогнало колличество на селения. Чтобы как-то снизить нагрузку нужно было или утолщать провода в кабельных линиях или увеличить напряжение (I=U/R). Выбрали меньшее из зол и увеличили напряжение в сети до тех же 220 вольт только на каждую фазу.

Русский ученый Доливо-Добровольский первым предложил разложить ток на активную и пассивную состовляющие и рекомендовал принять в качестве основной формы кривой тока синусоиду. В отношении частоты тока он высказался за 30-40 Гц. Позднее в результате критического отбора получили применение лишь две частоты промышленного тока: 60 Гц в Америке и 50 Гц в других странах. Эти частоты оказались оптимальными, ибо повышение частоты ведет к чрезмерному возрастанию скоростей вращения электрических машин (при том же числе полюсов), а снижение частоты неблагоприятно сказывается на равномерности освещения.

Вот поэтому у нас в розетках 220 В 50 Гц

от 1000 кВ и выше (1150 кВ, 1500 кВ) - ультравысокий
1000 кВ, 500 кВ, 330 кВ - сверхвысокий
220 кВ, 110 кВ - ВН, высокое напряжение
35 кВ - СН-1, среднее первое напряжение
20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 1 кВ - СН-2, среднее второе напряжение
0,4 кВ, 220 В, 110 В и ниже - НН, низкое напряжение.

Наша домашняя (РФ, да и СНГ...) сеть 220/380В-50Гц, в Европе 230/400В-50Гц (240/420В-50Гц в Италии и Испании), в США - частота 60Гц, а номиналы вообще другие
К Вам придет как минимум 4 провода: 3 линейных ("фазы") и один нейтральный (вовсе не обязательно с нулевым потенциалом!!!)-если у Вас только 3 линейных провода, лучше зовите инженера-электрика.
220В - это действующее напряжение между любой из "фаз"=линейный провод и нейтралью (фазное напряжение).Нейтраль - это не ноль!
380В - это действующее значение между любыми двумя "фазами"=линейными проводами (линейное напряжение)

Нейтраль (всех видов) не обязательно имеет нулевой потенциал. Качество питающего напряжения на практике не соответствует никаким стандартам, а должно бы соответствовать ГОСТ 13109-97 "Электрическая энергия. Совместимость технических средств. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения" (никто не виноват...)
Защитные автоматы (тепловые и КЗ) защищают цепь от перегрузки и пожара, а не Вас от удара током
Заземление вовсе не обязательно имеет низкое сопротивление (т.е. спасает от удара током).
Точки с нулевым потенциалом могут иметь бесконечно большое сопротивление.
УЗО установленное в подающем щите не защищает никого, кто получает удар током из гальванически развязанной цепи, запитанной от этого щита .

Использование 60 Гц электродвигателей на 50 Гц. Стандарты IEC и NEMA .

NEMA - основной стандарт электрооборудования в Северной Америке. IEC стандарты существуют, как бы, «поверх» национальных. К примеру, в Германии действует VDE 0530; в Великобритании - BS 2613. Но они параллельны стандарту IEC 34-1. В целом, это же можно сказать о большинстве других стандартов в мире. Они похожи либо на клонов IEC либо, в лучшем случае, близкие производные от оного.

Более того: хотя NEMA и IEC и различны, они существенно совпадают в установленных номиналах и, для большинства распространенных применений, в серьезной мере взаимозаменяемы. В целом, NEMA может быть оценен, как более консервативный, дающий большую свободу конструкторам и практикам, что очень свойственно инженерным подходам в США. Наоборот, IEC более точен, более упорядочен, построен с существенно меньшим «Запасом прочности».

Как будет работать типичный трехфазный асинхронный мотор, сконструированный под 230/460 60Гц при частоте сети 50Гц. Таблица предполагает, что мотор нагружен на номинальную мощность при различных напряжениях частотой 50-Гц.
Напряжение
Частота, Гц
% момент при полной нагрузке
% синхронной скорости
%Ток полной нагрузки
% КПД при полной нагрузке
Косинус фи Cos(φ )
начальный пусковой момент (электродвигателя), % от номинала
Опрокидывающий вращающий момент, % от номинала
Ток при заторможенном роторе, % от номинала
Тепловыделение, % от номинала
Магнитный шум	Незначит. изменения	Чуть выше	Чуть выше	Значительно выше	Значительно выше
Не забудьте, что если электродвигатель машины был рассчитан на работу в сети 60Гц, а подключен к сети 50 Гц, то его скорость вращения составляет 5/6 от первоначальной (расчетной на сеть 60Гц).

В Европе и в большей части остального мира питающие сети придерживаются стандартной частоты 50Гц, в отличие от Северной Америки, где стандартной частотой является 60Гц. Что произойдет с мотором, если он сконструирован на одну частоту, а подключен к другой? Можно ли их безопасно эксплуатировать?

Трехфазные асинхронные электродвигатели: Электродвигатель, рассчитанный на 60Гц, будет успешно работать на номинальной мощности при 50Гц, если напряжение питания будет уменьшено на 1/6. Поэтому, электродвигатель номинала 230/460В, 60Гц подключенный на «звезду» 380В, 50Гц будет работать вполне успешно на полную номинальную нагрузку, хотя скорость вращения и будет составлять 5/6 от номинальной.

При подключении на 50Гц / 230В, для трехфазного асинхронного электродвигателя номинала 230/460В, 60Гц, следует принять коэффициент понижения мощности 0.80 to 0.85 для предотвращения перегрева на частоте 50Гц. Большинство производителей в Северной Америке либо указывают в каталогах, либо с удовольствием ответят на запрос о способности двигателя работать на частоте 50Гц и соответствующей данной частоте номинальной мощности. Не ленитесь спрашивать.

Пожалуйста, запомните, что наибольший вред причиняет нагрев.

Однофазные асинхронные электродвигатели. Для однофазного асинхронного электродвигателя на 60Гц, ответом на вопрос «Можно ли использовать его на 50Гц» , в общем случае будет: НЕ НАДО! Почему? Многие из однофазных моторов чувствительны к частоте сети при пуске. Для частных применений, производитель электродвигателей иногда может предложить электродвигатель, который будет работать и на 50Гц и на 60Гц.

Вывод. По возможности, пытайтесь купить электродвигатель на номинал Вашей сети.

Что значит 50 Гц?

Пятьдесят Герц означает, что прибор рассчитан на работу от переменного тока частотой 50 Гц. То есть он изменяется от нуля до полного напряжения в обе стороны пятьдесят раз в секунду. Дело в том, что принятая в Европе частота промышленного переменного тока в 50 Гц - не универсальна и в других частях света частота промышленного тока другая! В США, например, 60 Гц. А если другая частота, то прибор, в котором есть электромотор, может сгореть - так как от частоты переменного тока напрямую зависит частота вращения синхронного электродвигателя переменного тока. Также, если в приборе есть трансформатор, то ток в нм будет преобразовываться неправильно, хотя входное напряжение будет тем, на которое рассчитан прибор, но после прохождения через внутренний трансформатор пониженные (или повышенные) напряжения будут другими.

В России частота промышленного тока в сети 50 Гц, на не и нужно покупать бытовую технику.

Герц - это единица измерения частоты периодического процесса. То есть если есть какая-то величина, которая вс время меняется туда-сюда (по фигу какая - напряжение, координата, проекция вектора скорости, концентрация вещества в растворе, число особей в популяции...), то для не можно ввести понятие частоты. То есть сколько таких изменений туда и потом обратно происходит в единицу времени. В секунду, или в минуту, или хоть в год, но в физике принято относить к секунде. И если за 1 секунду происходит 50 таких изменений туда и потом обратно к исходному значению (любому исходному значению - то есть какое бы мгновенное значение переменной величины мы ни взяли, мы с гарантией будет возвращаться именно к этому значению через равные промежутки времени), то частота равна 50 колебаниям в секунду, или 50 герцам.

В сети с такой частотой меняется знак напряжения. Форма напряжения соответствует синусу. так что если в розетку воткнуть осциллограф, на его экране будет нарисована синусоида амплитудой примерно 310 вольт (да-да! Амплитуда там вовсе не 220...), и если цена деления экрана 1 секунда, то на каждую клеточку придтся 50 периодов этой синусоиды.

Почему на некоторых приборах это пишут: потому что точность показаний, в зависимости от типа измерительной системы, может зависеть от частоты. Может и не зависеть, но может и зависеть. И обозначение 50 Гц (или, в международном обозначении этой единицы, 50 Hz) означает, что вот при такой частоте сети гарантируется паспортная точность прибора.

Цифра 50Гц на обозначениях электрических приборов означает, что для их работы необходимо использовать напряжение сети переменного тока частотой 50Гц. Переменным электрическим током называется периодический процесс который изменяется по величине и направлению по синусоидальному закону. Для любого периодического процесса главной характеристикой является частота процесса. Частота определяет количество колебаний в единицу времени. Системной единицей частоты является 1 Герц - одно колебание в секунду. Таким образом значение 50 Гц означает, что за одну секунду направление и величина тока поменяется 50 раз. Такой стандарт напряжения сети принят в нашей стране и многих других. Существуют сети 60Гц, 400Гц.

В бытовых электросетях используется переменный ток. Переменный ток, это когда периодически меняется полярность. Частота 50 или 60 герц, указывает на то, что полярность тока меняется соответствующее количество раз в секунду. Эта частота выбрана не случайно и она является единым стандартом в мире сегодня. На этой частоте оптимальны потери от сопротивления проводов. Вся аппаратура рассчитана на питание от переменного тока этой частоты. Если вдруг изменится частота, то аппаратура перестанет работать, а электродвигатели просто сгорят. Раньше важно было и напряжение в 220 вольт, но сегодня все рассчитано на больший разброс по напряжению. Но частота не должна выходить за пределы от 50 до 60 герц.

Это частота. 1 Гц - 1 раз в секунду. 50 Гц - 50 раз в секунду, именно с такой частотой меняет направление переменный ток в российских розетках. В США - другие стандарты, там 60 Гц частота сети. Это не лучше и не хуже, просто другая.

А ещ 50 Гц - это низкий такой, басовый звук. Через динамики ноутбука или дешевые наушники - не услышать.

Это частота. Частота звука)Частота колебательной системы.

Это говорит о том, что данные приборы необходимо включать в розетку с напряжением частоты в 50 Герц. Вообщем в стандартную квартирную розетку. 50 Герц - это частота, с которой в розетке меняется переменный ток.

Это значит, что электроприбор рассчитан на электричество с колебаниями 50 000 раз в секунду.

Так сколько раз появляется + на одном из двух проводах за одну секунду при 50 герцах? 50 или 25 раз?

Стандарты напряжения в России. Системный оператор единой энергетической системы Почему 50 гц в сети

Еще по теме статьи: