Ten sam dom jednorodzinny 120 m² co w poradnikach uziemienia i fotowoltaiki — układ TN-C-S, przyłącze trójfazowe 400/230 V, ogrzewanie gazowe, instalacja PV 5,2 kWp z falownikiem jednofazowym. Przykłady wyżej liczą prąd pojedynczego odbiornika trójfazowego; w domu problem jest inny — większość odbiorników jest jednofazowa i to od elektryka zależy, na którą fazę trafi każdy obwód. Zły rozkład potrafi wyłączać zabezpieczenie przedlicznikowe, mimo że łączna moc mieści się w mocy przyłączeniowej.
Krok 1 — ile mocy daje przyłącze?
Moc przyłączeniowa w umowie: 14 kW, zabezpieczenie przedlicznikowe 3 × 25 A (konkretną wartość podaje OSD w warunkach przyłączenia). Zabezpieczenie działa jednak osobno w każdej fazie — liczy się nie suma mocy, tylko prąd w najbardziej obciążonej fazie:
- Maksimum przy idealnej symetrii: S = √3 · 400 V · 25 A = 17,3 kVA
- Maksimum na jednej fazie: P = 230 V · 25 A = 5,75 kW — i to jest realny limit, jeśli wszystko wisi na jednej fazie
Krok 2 — scenariusz szczytowy zamiast sumy mocy zainstalowanej
Suma mocy wszystkich odbiorników w domu przekracza 25 kW, ale nigdy nie pracują naraz. Do sprawdzenia rozkładu faz bierzemy realny szczyt — zimowy wieczór, gotowanie kolacji, PV nie produkuje: płyta indukcyjna 7,2 kW (przyłączona dwufazowo, 2 × 3,6 kW), piekarnik 3,5 kW, zmywarka 2,0 kW, oświetlenie 0,7 kW, gniazda i RTV 1,0 kW, lodówka + kocioł gazowy z pompą obiegową 0,3 kW. Razem 14,7 kW — przy idealnej symetrii to 21,2 A na fazę, czyli z zapasem pod 25 A. Pralkę celowo pomijamy: włączona w tym samym czasie to dokładnie ten przypadek, który warto rozpisać osobno w kalkulatorze bilansu mocy.
Krok 3 — dwa rozkłady tych samych obwodów
Rozkład A — "cała kuchnia na L1": piekarnik, zmywarka i połowa płyty na L1, druga połowa płyty i oświetlenie na L2, gniazda i lodówka na L3. Tak wygląda to często po remoncie, gdy nowe obwody kuchenne dokłada się do najbliższego wolnego zacisku. Rozkład B — płyta na L1+L2 uzupełniona drobnymi obwodami, piekarnik i zmywarka razem na L3:
| Faza |
Rozkład A — odbiorniki |
Prąd A |
Rozkład B — odbiorniki |
Prąd B |
| L1 | płyta 3,6 + piekarnik 3,5 + zmywarka 2,0 = 9,1 kW | 39,6 A ✗ | płyta 3,6 + oświetlenie 0,7 + lodówka/kocioł 0,3 = 4,6 kW | 20,0 A ✓ |
| L2 | płyta 3,6 + oświetlenie piętra 0,3 = 3,9 kW | 17,0 A | płyta 3,6 + gniazda/RTV 1,0 = 4,6 kW | 20,0 A ✓ |
| L3 | oświetlenie parteru 0,4 + gniazda 1,0 + lodówka/kocioł 0,3 = 1,7 kW | 7,4 A | piekarnik 3,5 + zmywarka 2,0 = 5,5 kW | 23,9 A ✓ |
| N | — | 28,6 A | — | 3,9 A |
Ta sama moc 14,7 kW, a w rozkładzie A faza L1 przekracza 25 A o ponad 50% — przy dłuższym pieczeniu zabezpieczenie przedlicznikowe zadziała, a domownicy powiedzą, że "przyłącze jest za słabe". W rozkładzie B najbardziej obciążona faza ma 23,9 A — mieści się, choć bez dużego zapasu; w praktyce pomaga tu zarządzanie mocą wbudowane w większość płyt indukcyjnych (limit poboru ustawiany w menu serwisowym).
Prąd w przewodzie neutralnym dla obciążeń rezystancyjnych (cosφ ≈ 1) liczymy ze wzoru:
IN = √(I1² + I2² + I3² − I1I2 − I2I3 − I3I1)
Dla rozkładu A: IN = √(39,6² + 17,0² + 7,4² − 39,6·17,0 − 17,0·7,4 − 7,4·39,6) = √(1912 − 1092) = 28,6 A. Przewód N nie ma własnego zabezpieczenia nadprądowego — płynie w nim prąd większy niż znamionowy prąd bezpieczników fazowych. Przy symetrycznym rozkładzie B spada do 3,9 A.
Krok 4 — falownik PV jednofazowy: na którą fazę?
Falownik 5 kW z poradnika PV oddaje do sieci do 21,7 A — w całości na jednej fazie. W słoneczne południe, gdy dom zużywa ok. 0,9 kW rozłożone po 0,3 kW na fazę, a falownik jest na L1: L1 oddaje do sieci 20,4 A, L2 i L3 pobierają po 1,3 A, a w N płynie 21,7 A (prąd oddawany jest w przeciwfazie do pobieranego, więc się nie znosi). Trzy praktyczne wnioski:
- Podłącz falownik do fazy z największym poborem w ciągu dnia (np. obwód bojlera, klimatyzacji, stałych odbiorników) — autokonsumpcja na tej samej fazie zmniejsza prąd oddawany i prąd w N.
- Rozliczenie nie zależy od fazy — liczniki zdalnego odczytu stosowane przez polskich OSD zwykle bilansują energię sumarycznie ze wszystkich faz (warto potwierdzić typ licznika u swojego OSD).
- Napięcie rośnie tylko na jednej fazie — na długiej linii napowietrznej na wsi to częsta przyczyna wyłączeń falownika zabezpieczeniem nadnapięciowym (średnia 10-minutowa powyżej 253 V wg PN-EN 50549-1). Przy mocy powyżej ok. 4 kW falownik trójfazowy rozkłada ten sam prąd na trzy fazy (5000 / (√3 · 400) = 7,2 A na fazę) i problem zwykle znika.
Krok 5 — weryfikacja pomiarem
Obliczenia to punkt wyjścia; rozkład faz trzeba sprawdzić cęgami w rozdzielnicy przy typowym obciążeniu: prąd w L1, L2, L3 i w N. Prosta reguła kontrolna: jeśli prąd w N jest większy niż w najmniej obciążonej fazie, rozkład jest do poprawy. Po zmianie przypisania obwodów pamiętaj o ponownym sprawdzeniu, czy obwody z kilkoma fazami (płyta dwufazowa) nie trafiły na tę samą fazę dwiema połówkami — wtedy płyta grzeje, ale jedna faza dostaje 31 A.
🔧 Z praktyki pomiarowej
Przy przeglądach domów po kilku remontach zawsze mierzę cęgami prąd w przewodzie N — to najszybszy test rozkładu faz, który nie wymaga otwierania dokumentacji. Typowy obraz: pierwotnie symetryczna instalacja, potem nowa kuchnia, klimatyzacja i ładowarka do auta dołożone "tam, gdzie było miejsce" — i jedna faza pracuje na granicy zabezpieczenia, a druga prawie pusta. Druga rzecz, o której mało kto pamięta: przy dużej liczbie zasilaczy impulsowych (LED, komputery, RTV) trzecia harmoniczna z trzech faz sumuje się w N zamiast się znosić — w biurach i domach z dużą ilością elektroniki prąd w N potrafi być wyraźnie większy, niż wynika z powyższego wzoru, nawet przy dobrej symetrii.
Prądy fazowe dla poszczególnych odbiorników policzysz kalkulatorem powyżej, a dobrane obwody możesz przenieść do kalkulatora doboru zabezpieczeń i projektu rozdzielnicy, gdzie przypisanie do faz L1/L2/L3 widać na schemacie. Teorię układu trójfazowego rozwija też artykuł Układ trójfazowy — teoria i praktyczne obliczenia mocy.