سیستم برق سه فاز

آشنایی با برق سه فاز

421

جریان سه فازه در مولدی که سیم بندی القا شونده آن از سه دسته سیم پیچ جدا که هرکدام نسبت به هم 120 درجه الکتریکی اختلاف زاویه  مکانی دارند تولید  می شود . این جریان در سیستم های تولید ، انتقال و توزیع بیشترین کاربرد را دارد . تا آنجا که هرگاه از برق صحبت می شود در واقع جریان متناوب سه فاز مورد نظر است. جریان سه فاز جزئ جریان های چند فازه است . این جریان در تمام دنیا مورد توجه و استفاده است .  همچنینی از جریان سه فازه برای راه اندازی بارها و موتور های پرقدرت استفاده می شود . استفاده از مدار الکتریکی برق سه فازه بسیار مقرون به صرفه تر تک فاز است . چرا که در توان برابر شما نیاز به هادی با سطح مقطع بالاتر از سیستم برق سه فازه دارید . این وضعیت باعث بالاتر رفتن هزینه های انتقال انرژی به مصرف کننده خواهد شد. سیستم های قدرت برق سه فاز به شکل مستقل توسط ,Galileo Ferraris , Mikhail Dolivo-Dobrovolsky، Jonas Wenström، John Hopkinson و سال های منتهی به 1880 میلادی اختراع شد.

سیستم سه فازه
سیستم سه فازه

ولتاژ خط و ولتاژ فاز

در یک سیستم برق سه فاز هر سیم که منتقل کننده جریان هر فاز است به آن هادی خط گفته می شود.  که به اختصار به آن نام خط Line نیز اختصاص داده شده است .  ولتاژ یا اختلاف پتانسیل بین این دو هادی را ولتاژ خط یا ولتاژ Line نیز می گویند .

در این سیستم اگر یک نقطه مشترک بین سیم پیچ های مولد یا ترانسفورماتور در نظر گرفته و آنها به هم متصل کنیم .این نقطه اتصال را به عنوان مبنا در نظر بگیریم .آنگاه ولتاژ بین هر کدرام از فاز ها و این تقطه مبنا ولتاژ یا اختلاف پتانسیل فاز شناخته می شود.

با این شرایط شما با سه سیستم برق سه فاز روبرو خواهید بود .

  • سه فاز سه سیمه
  • سه فاز چهار سیمه
  • سه فاز پنج سیمه

سه فاز سه سیمه :

در این سیستم شبکه فقط شامل سه هادی فاز خواهد بود و ولتاژ آن فقط شامل ولتاژ خط خواهد بود .این سیستم برای مصرف کننده هایی که به نول نیاز ندارند یا برای انتقال انرژی به مسافت های دور کاربرد دارد . بیشتر در فشار متوسط و فشار قوی استفاده می شود.

سه فاز چهار سیمه :

در سیستم برق سه فاز چها سیمه سه هادی فاز خواهند بود که ولتاژ بین آنها برابر ولتاژ خط بوده و و سیم چهارم سیم صفر یا سیم نول است که هر فاز با این سیم اختلاف پتانسیل یا ولتاژ خط را دارا می باشد . رابطه بین ولتاژ خط و ولتاژ فاز 3 √خواهد بود . به عبارت دقیق تر ولتاژ خط به اندازه 3 √ برابر بیتر از ولتاژ فاز خواهد بود . این سیستم بیشتر در فشار ضعیف کاربرد دارد .

سه فاز پنج سیمه :

در سیستم  برق سه فاز پنج سیمه علاوه بر سه فاز و نول یک اتصال هادی دیگر به عنوان ارت حفاظتی وجود دارد که نقش اتصال بدنه در تجهیزات را بر عهده دارد به این ترتیب هادی ها شامل L1,L2,L3 که سه فاز هستند. Nنول است و PE ارت حفاظتی است .

سه فاز پنج سیمه
سه فاز پنج سیمه

مصرف کننده ها در سیستم سه فاز :

در سیستم برق سه فاز مصرف کننده ها می تواند سه فاز ، دو فاز و یا تک فاز باشند . در این حالت اتصال مصرف کننده به همان صورتی که نام دارد اتفاق می افتد . در واقع مصرف کننده تک فاز  به یکی از فازها و ونول متصل می شود . مصرف کننده دو فاز بین دو فاز متصل می شو در واقع با ولتاژ خط کار می کند. و مصرف کننده سه فاز با هر سه فاز کار خواهد کرد.

سیستم سه فازه ولتاز ها
سیستم سه فازه ولتاز ها

رنگ بندی سیم ها  در سیستم سه فاز پیج سیمه بر اساس استانداردهای کشور های مختلف

رنگ سیم در سیستم سه فازه پنج سیمه در استاندارد های کشور های مختلف

انواع اتصال در سیستم سه فاز

مصرف کننده ها مثل ماشین های الکتریکی  و مبدل های ولتاژ مانند ترانسفور ماتورها به مدار به سه شکل می توانند متصل شوند .

  • ستاره
  • مثلث
  • ترکیبی یا مختلط

محاسبه جریان و ولتاژ :

در اتصال ستاره اختلاف پتانسیل هر فاز با سیم نول ولتاژی فاز (Up)است . در این حالت ولتاژ هر فاز با فاز دیگر را ولتاژ خط (UL) است . مقدار ولتاژ خط عبارت از حاصل جمع برداری دو ولتاژ فازی است .

سیستم سه فازه بردار ولتاژ
سیستم سه فازه بردار ولتاژ
سیستم سه فازه بردار ولتاژ فاز و خط

با توجه به بردار های ولتاژ رابطه بین ولتاژ خط و ولتاژ فاز به قرار زیر است .

محاسبه ولتاژ فاز و خط
محاسبه ولتاژ فاز و خط

ولتاژ خط در اتصال مثلث (ولتاژ هر فاز با فاز دیگر ) همان ولتاژی است که در دو سر هر کلاف سیم پیچ ( Up ) قرار دارد یعنی در اتصال مثلث ولتاژ خط برابر با ولتاژ فاز است

UL = Up

جریانی که از هر خط می گذرد جمع برداری جریان دو کلاف یعنی دو فاز است پس جریان هر خط  3√ برابر جریان هر فاز است .

محاسبه جریان خط و جریان فاز
محاسبه جریان خط و جریان فاز

توان در مدار سه فازه

توان در یک اتصال سه فازه توان کل از مجموع توانهای هر فاز بدست می آید

اگر بار متعادل باشد مثل الکترو موتورها ( Pph توان هر فاز)

پس توان کل می تواند سه برابر توان هر فاز باشد :

P=P1+P2+P3

P1=P2=P3=Pph

P=3Pph

 

Pph = UP . IP . Cosȹ       ====>              P = 3UP . IP . Cosȹ

 

توان سه فازه
محاسبه توان در سیستم سه فاز
مقایسه اتصال ستاره و مثلث
مقایسه اتصال ستاره و مثلث

اتصال سیم پیچ موتور به ترمینال

هر موتور سه فاز دارای سه دسته سیم پیچ می باشد که ابتدا و انتهای سیم پیچ ها به محل ویژه ای به نام ترمینال  متصل است

بر نوع اتصال مشخص شده روی پلاک موتور به شبکه متصل می شود

اگر بر روی پلاک موتوری مقدار ولتاژ بصورت 380/220 و اتصال Δ/Y معنی آن این است که موتور در شبکه سه فاز 380 ولتی به روش ستاره کار می کند .

پلاک موتر سه فاز
پلاک موتر سه فاز
ترمینال باکس موتور سه فاز
ترمینال باکس موتور سه فاز

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.