Žemiau pateikiamas pavyzdinis straipsnio variantas, kuriame išdėstytos pagrindinės mintys nuosekliai ir logiškai. Jame remiamasi tuo pačiu pavyzdžiu – lyginamas daugiabučio namo butų (ar kitų patalpų) aprūpinimas vienfaziame (7 kW) arba trifaziame (9 kW) el. tinkle.
Vienfazis (7 kW) ar trifazis (9 kW) elektros įvadas daugiabutyje?
Daugiabučio namo (turinčio daug butų ir galbūt komercinių patalpų) elektros instaliacijos sprendimai daro įtaką patalpų savininkų patogumui, instaliacijos kainai, erdvės poreikiui elektros skyduose bei būsimiems plėtros scenarijams (pvz., elektromobilių įkrovimas). Žemiau aptariama, kodėl vienfazis 7 kW elektros įvadas dažnai gali būti racionalesnis pasirinkimas už trifazį 9 kW.
1. Mažesni elektros skydų matmenys ir įrangos kiekis
- Automatiniai jungikliai. Vienfazis automatinis jungiklis (1 modulis) užima tris kartus mažiau vietos nei trifazis (3 moduliai). Taigi buto skyde, užuot montavus, pvz., 24–48 modulius, galima išsisukti su 12–24.
- Kita instaliacinė įranga. Trifaziai šynlaidžiai, viršįtampių iškrovikliai, įtampos kontrolės relės ar galios perjungikliai (pvz., pajungiant generatorių) kainuoja daugiau nei atitinkami vienfaziai.
- Pagrindinis skydas daugiabutyje. Rūsyje, parkinge ar elektros skydinėje trifazė įranga užimtų dvigubai daugiau vietos nei analogiška vienfazė.
Rezultatas: visos šios priemonės leidžia sumažinti pirmines investicijas ir taupyti vietą buto bei bendrose elektros skydų patalpose.
2. Mažesnė užsakoma pastato leistinoji galia
- Mažesnė galia reiškia mažesnę prisijungimo kainą. Kuo didesnė bendra namo užsakoma galia, tuo didesni įrengimo kaštai, mokami skirstomajam operatoriui (šiuo metu AB ESO). Apskritai, vienfazio 7 kW varianto atveju bendra galia bus mažesnė, tad prisijungimo kaina gali būti apie 20–30 % mažesnė.
3. Fazės apkrovimas ir dažnos perkrovos rizika
Pasirinkus 9 kW trifazį įvadą su 16 A trifaziu automatiniu jungikliu, atsiranda reali problema, jei netolygiai apkraunama viena iš fazių. Pavyzdžiui:
- 1F šilumos siurblys: dažnas sprendimas – 3,4 kW galios išoriniai blokai, kurie apkrauna tik vieną fazę.
- Elektromobilių įkrovimo stotelė: tipinė vienfazė 3,7 kW versija, taip pat apkrauna tik vieną fazę.
- Buitiniai arbatinukai: daugelis yra iki 3,5 kW galios (vėlgi vienfazio pajungimo).
Kadangi trifazis 16 A automatinis jungiklis realiai suteikia maždaug 3,68 kW vienai fazei (16 A × 230 V ≈ 3,68 kW), vienos fazės perkrovos rizika tampa labai aukšta. Nors trifazis sprendimas teoriškai suteikia 9 kW bendrą galią, praktikoje netolygus apkrovimas gali atjungti visą buto elektrą, nes suveikus vienam automatui (vienai fazei) atjungiami ir kiti du.
Vienfazis 7 kW su 40 A automatiniu jungikliu neturi šios problemos – esant 40 A, iškart turima 230 V × 40 A = 9,2 kW pikinė riba, tačiau praktikoje priskiriama 7 kW. Tai leidžia daug stabiliau ir paprasčiau valdyti net didesnio momentinio galingumo įrenginius.
4. Selektyvumo užtikrinimas
- Trifazis sprendimas dažnai sukelia sunkumų užtikrinant selektyvų veikimą, net ir pavykus jį išlaikyti, dėl bendros apkrovos ribojimo buto savininkas negalės išnaudoti visos galimos leistinosios vartoti el. galios.
- Vienfazis sprendimas leidžia kur kas lengviau išlaikyti selektyvumą, nes grandinė paprastesnė: vienas didesnis 40 A automatas ir kelios mažesnio nominalo sekančios. Rizika, kad dėl perkrovos atjungs visą butą, gerokai mažesnė.
5. Paprastesnė ir pigesnė pastato instaliacija
Vienfazis 7 kW sprendimas reiškia:
- Plonesnius bendrus kabelius.
- Mažesnių skerspjūvių kabelių kopetėles ir apsauginius vamzdžius.
- Mažiau bendrai tiesiamų laidų šachtose.
Visi šie veiksniai mažina pirmines investicijas ir darbų apimtį.
6. Elektromobilių įkrovimo galimybės
- Vienfazis tinklas (7 kW). Dažniausiai butui visiškai pakanka vienfazės 3,7 kW (ar net 7,4 kW) įkrovimo stotelės, kurią galima nesunkiai integruoti (neretai pakanka net ir paprastos dinaminės apkrovos valdymo sistemos, jei reikia taupyti srovę).
- Trifazis tinklas (9 kW). Standartinės trifazės elektromobilių įkrovimo stotelės prasideda nuo 11 kW. 9 kW galios įvade tai viršija 16 A automato galimybes, tad dažnai prireikia nestandartinių brangesnių sprendimų arba apskritai neįmanoma prijungti stotelės be sudėtingų ribotuvų ir valdiklių.
7. Reali įvadų galios panauda
Nors teoriškai skirtumas tarp 7 kW (1F) ir 9 kW (3F) yra apie 23 %, realiame scenarijuje (kai trifaziame tinkle fazėms tenka tik po 3,68 kW) šis skirtumas mažėja iki 17 %. Vienfazis 7 kW sistemos sprendimas leidžia efektyviau išnaudoti turimą elektros galią, nes visa apkrova koncentruojama į vieną fazę su didesnio nominalo automatiniu jungikliu (40 A).
8. Geresnis realus galios išnaudojimas
Prie trifazio 9 kW el. tinklo buto savininkas dažnai neišnaudoja bendrosios 9 kW galios – dėl to, kad perkrovus vieną fazę automatiškai atjungiamos ir kitos. Tuo tarpu vienfazis 7 kW variantas leidžia artėti prie šių 7 kW be didelės rizikos atjungti visą el. tinklą. Tad reali vartotojo galia yra efektyviau išnaudojama.
9. Paprastesnė saulės fotovoltinių elektrinių integracija
- Vienfazis inverteris paprastai pigesnis, o jo prijungimas ir instaliacija paprastesnė.
- Gamintą elektrą patogu suvartoti „čia ir dabar“. Kadangi visa generacija „krenta“ į vieną fazę, tuo pat metu veikiančiam įrenginiui nereikia energijos tiekti iš skirstomojo operatoriaus (AB ESO) el. tinklo.
- Trifazės jėgainės generuoja tolygiai per visą trifazę sistemą. Jei apkrova netolygi (dažnai taip būna buityje), dalį momentinės gamybos vistiek teks atiduoti į tinklą (ar pasiimti iš jo) – taigi ekonominė nauda gali būti mažesnė (jei inverteris neturi pažangesnių apkrovos balansavimo funkcijų).
Išvada
Vienfazis 7 kW elektros įvadas daugiabučiui namui gali būti naudingesnis už trifazį 9 kW sprendimą dėl kelių priežasčių:
- Mažesni montavimo kaštai ir užimama vieta.
- Mažesnė prisijungimo kaina (esančiam skirstomajam tinklui).
- Mažesnė netolygaus apkrovimo ir perkrovų rizika.
- Paprastesnis selektyvumo užtikrinimas vidaus tinkluose.
- Paprastesnė, pigesnė ir patikimesnė vidaus elektros instaliacija.
- Lengvesnis elektromobilių krovimo stotelių integravimas (1F variantui nebūtina ieškoti brangių nestandartinių sprendimų).
- Efektyvesnis realios galios išnaudojimas buityje.
- Paprastesnė ir pigesnė saulės fotovoltinių elektrinių integracija (vienfaziai inverteriai).
Nors teorinė 9 kW galia trifaziame variante skamba patraukliau, praktikoje 7 kW vienfazis įvadas dažnai pasiūlo paprastesnį, pigesnį ir patogesnį sprendimą tiek įrengimo, tiek eksploatacijos požiūriu.
Tokio sprendimo tinkamumas priklauso nuo individualių projekto, butų skaičiaus ir apkrovų poreikių, tačiau daugeliu atveju vienfazis 7 kW tinklas – tai racionalus ir ateičiai palankus sprendimas.