Diferenţa între tensiunea de fază şi tensiune de linie

Vreau să vă vorbesc despre unele diferențe între voltaje și surse de energie. O să fie amuzant și destul de interesant să aflați cum ajunge energia electrică la priză. Vom păstra explicația simplă pentru a putea fi accesibilă oricui. Dacă priviți un stâlp de transport al energiei o să vedeți că sunt tot timpul 3 fire de transport. Vor fi trei sau șase sau nouă, sau oricare multiplu de trei. Dacă vedeți că sunt nouă fire, atunci sunt 3 rute de transport pe un singur stâlp, iar ele se vor bifurca la un moment dat. Acest lucru este întotdeauna valabil.

Ce trebuie să rețineți este că vom încerca să explicăm diferența între energia electrică produsă și cea consumată. Pentru a face acest lucru, trebuie să vedem cum se conectează firele de pe stâlpi pentru a ne ajunge nouă la priză. Nouă ne ajung două sau trei fire la priză. Oare când sunt trei, este pentru că cele trei de pe stâlp ajung și în casă? Nu! absolut deloc, de aceea suntem încă în viață. Noi la priză avem o tensiune de fază după ce o singură fază de pe stâlpul de distribuție trece printr-un transformator de medie tensiune.

Ce este curentul trifazat și cum se diferențiază de cel monofazat?

La priza trifazată, curentul trifazat vine pe 3 cabluri. Între oricare două faze vom avea voltajul de 400 V și se numește tensiunea de linie. Pentru a identifica aceste trei cabluri mai bine, le vom boteza, le vom boteza R, S și T. Așa se vom numi fazele noastre și la fel se vor numi și conductorii. Fiecare fază va fi reprezentată de un conductor separat. De obicei ele au și culori diferite.  Un cablu trifazat are minim 3 conductori, dar el poate avea și 4 când are împământare. Un cablu trifazat poate avea și 5 conductori când are 3 faze, o împământate și un nul.

Dacă utilizăm un multimetru să măsurăm tensiunea între faza R și fază S, vom avea 400 de volți. Dacă măsurăm între faza S și faza T vom avea tot 400 de volți, iar între faza T și faza R vom avea tot atât, 400 de volți. Oricare din aceste cabluri pot fi conectat cu un cablu de NUL, atunci vom avea un voltaj de 400V împărțit la radical din 3. De ce radical din 3? Păi, pentru că sunt 3 faze în total. Nu are absolut nici un sens momentan, dar voi explica într-un alt articol. Vom obține un voltaj de aproximativ 230 V. Aceasta se numește tensiune de fază.

Până acum v-am spus de F1, adică faza unu pe care am botezat-o R, de faza 2 sau F2 pe care am botezat-o S și de faza 3 pe care am botezat-o T. V-am mai spus și de NUL, care este un cablu ce originează la transformator și care NU este o fază. Apoi vom avea împământarea sau protecția. Deja avem 5 conductori și vreau să știți că toate trebuie să aibă o culoare anume pentru a nu le încurca pe circuit. De regulă avem o singură fază într-o casă sau într-un apartament și este destul de ușor de identificat faza cu ajutorul unui creion de tensiune.

Utilizarea curentului electric în gospodărie

Un lucru elementar și bine de știut este faptul că pierderile de energie electrică pe circuitul electric sunt mai mari la curentul monofazat decât la cel trifazat. Motivul este că pentru aceeași secțiune a conductorului vom utiliza un amperaj mai mare ca să satisfacem aceeași putere. Vom exemplifica maximele posibile de la un racord electric făcut dintr-o rețea stradală. De pe rețeaua stradală vă puteți racorda la curent monofazat sau trifazat, dar cu puteri diferite. De exemplu, pentru un branșament cu o putere maximă de 11 KVA, sau 11 KW.

Ca să păstrăm lucrurile simple, vom avea o siguranță de 45 de Amperi. Această putere se întâmplă să fie și puterea maximă pe care o poți obține de la un branșament de pe rețeaua stradală comună. Dacă vrei un branșament monofazat mai puternic, atunci trebuie să-ți instalezi propriul cablu. Acest cablu te va conecta direct la transformator. Încercați să limitați consumul monofazat. Dacă aveți un consumator mare, precum un boiler sau o centrală termică, motor electric, cuptor, aparat de sudură, etc., atunci încercați să-l achiziționați și alimentați trifazat.

Când avem aceeași putere de 11 KVA, dar pe curent trifazat, vom utiliza un amperaj de doar 20 de Amperi. Probabil că pare ciudat că avem un amperaj de aproximativ două ori mai mic. Însă voltajul este de 400 de Volți, iar energia este transmisă pe 3 conductori mai subțiri, nu pe doi conductori mai groși, ca în cazul monofazatului. Lucrurile au sens dacă stai să calculezi. Astfel vei avea pierderi mai mici pe rețeaua de transport, dar și pe rețeaua internă de la contor la priză. Branșamentul trifazat de pe rețeaua stradală comună este de maxim 15 KVA, sau 15 KW, tot ca să păstrăm lucrurile simple.

Care este diferența între tensiunea de linie și cea de fază?

Aceasta este o întrebare importantă. Am explicat mai sus unele lucruri. Citiți-le și recitiți-le pentru că nu sunt intuitive, dar voi încerca să vă explic acum unele subtilități pe care ar fi trebuit să le fi observat, poate. Tensiunea de linie implică curent trifazat, iar tensiunea de fază implică curent monofazat. Încercați să limitați pe cât posibil consumul de energie transmis monofazat și să mutați acest consum pe un circuit trifazic. Căutați să utilizați amperaj mic și voltaj mare, nu invers. Cu alte cuvinte, cumpărați consumatori trifazați, nu monofazați.

Apoi, odată ce am făcut schimbarea pe cât posibil de la monofazat la trifazat, o să fie nevoie de balansarea fazelor. La branșamentele monofazate nu avem ce să balansăm. Firma de distribuție va încerca să facă oricum acest lucru, făcând branșamente, în mod egal, pe fazele transformatorului. Însă când avem branșament trifazat, vom putea să balansăm încărcarea. În articolul 1n-cu3and – Evitarea dezechilibrelor de încărcare pe circuitele trifazate voi explica mai bine cum să evităm dezechilibrele, dar și motivul pentru care NU dorim astfel de dezechilibre.

În acest articol v-am explicat, pas cu pas, unele noțiuni. Din subtitlu în subtitlu puteți aflați mai multe informații despre viața voastră, pentru că utilizați energia electrică în fiecare zi. În următorul subpunct am să vă explic și ce înseamnă aceste noțiuni în cifre. Voi explica cât anume plătiți în plus pentru necunoașterea lor. Odată ce le cunoașteți nu va însemna că o să puteți să schimbați totul dintr-o dată, dar vă puteți întoarce la acest acest articol când aveți decizii de luat. Infrastructura energetică se schimbă în timp, schimbările forțate pot fi foarte costisitoare.

Cu cât este tensiunea de fază mai ineficientă decât cea de linie?

Ce rost au informațiile de mai sus și în ce fel le puteți aplica? În articolul Dimensionarea corectă a cablurilor din instalaţii am explicat cum puteți salva bani prin instalarea unor cabluri mai groase de la contor și până la consumatorul electric. Asta înseamnă că investind câteva zeci sau sute de lei în conductori va duce la economii enorme pe termen lung. Însă în acel articol am presupus doar consumatori monofazați alimentați cu o tensiune de fază. Adică clasicul monofazat prezent în orice locuință. Căutați să schimbați acest lucru, din monofazat în trifazat.

În acest articol am mai făcut un pas spre eficiență pentru că am spus că vom amplasa consumatorii mari pe circuite trifazate și vom utiliza tensiune de linie, care este mai mare decât cea de fază și implicit mai eficientă pentru că are pierderi mai mici de căldură. Acum am putea întreba câteva lucruri legate de cifre, exact cum am făcut în articolul despre dimensionarea corectă a cablurilor de instalații. Acolo v-am arătat niște tabele. Am exemplificat un preț al energiei și am făcut niște calcule de pierderi financiare.

Pe viitor voi publica un articol care va calcula energia pierdută pentru același consum și aceleași condiții pentru un circuit monofazat și un circuit trifazat. Vom face o comparație în cinci cazuri. Articolul se va numi 1n-cu3and – Cu cât este tensiunea de fază mai ineficientă decât cea de linie? și va explica linia de graniță între rostul unui circuit monofazat și unui trifazat. Primul caz va explica o lampă de birou, al doilea va explica un consumator ocazional precum un aspirator. În cazurile 3, 4 și 5 vom discuta despre consumatori mai mare și permanenți, specifice spațiilor de producție.