برق صنعتی, بلاگ

راهنمای کامل برق سه فاز به زبان ساده

برق سه فاز

امروزه نسبت به گذشته از برق و نیروی الکتریکی بسیار بیشتر استفاده می شود. اگر خودتان توجه کرده باشید، وسایل خانه و اکثر وسایلی که امروزه استفاده می کنیم، از برق تغذیه می شوند. برق سه فاز در صنعت از اهمیت ویژه ای برخوردار است‌. همان‌ قدر که اکسیژن برای انسان لازم و ضروری است، برق سه فاز برای صنعت اهمیت دارد. در این مقاله قصد داریم راجع به برق سه فاز صحبتی مفصل داشته باشیم.

برق سه فاز چیست؟

دستگاه‌ هایی مانند پمپ ‌و الکتروموتور به برق بیشتری نسبت به برق شهری نیاز دارند که آن برق، برق سه فاز است. سیستم سه فاز در الکترو موتور بدین صورت موجب عملکرد صحیح می شود که:
پیچ ها روی استاتور نصب می شوند. فاصله این پیچ ها صد و بیست درجه می باشد. سه موج سینوسی توسط سیستم سه فاز با فاصله زمانی صد و بیست درجه به الکترو موتور منتقل می شود. در نتیجه این عمل میدان دوار در الکتروموتور ایجاد می شود و در نهایت الکترو موتور به حرکت در می آید. بنابراین جریان سه فاز در مداری که ارمیچر یا همان سیم بندی القاء شونده آن دارای سه سیم پیچ جدا هستند، تهیه می شود.
اختلاف فاز در بین این سیم پیچ ها صد و بیست درجه می باشد. برق تک فاز مناسب منازل مسکونی و واحد های اداری و برق سه فاز مناسب واحد های تجاری و صنعتی است. با توجه به محبوبیت برق سه فاز و نیاز آن در آسانسور و پمپ چاه، امروزه در مناطق مسکونی هم مورد استفاده قرار می گیرد. سیستم سه فاز بهتر و مقرون به صرفه تر از برق تک فاز است. اگر سیم ارت را در این برق حساب نکنیم، چهار رشته سیم دیگر وجود دارد.
• فاز ۱
• فاز ۲
• فاز ۳
• نول

علت نداشتن فاز نول در برق سه فاز

یک وسیله برقی برای اینکه روشن شود باید بین دو نقطه دارای اختلاف پتانسیل الکتریکی قرار گیرد. به طور مثال لامپ ها همیشه بین قطب های باطری قرار می گیرد. اما در نیروگاه ی برق، سه فاز را به سیستم مصرف کننده انتقال می دهند. تفاوت این سه سیم بین فاز های آن است که صد و بیست درجه با هم اختلاف دارند. بنابراین اختلاف پتانسیل بین سیم ها ایجاد می شود. در صورتی که دو تا از سیم ها را به دو سر یک وسیله متصل کنیم، وسیله نیرو دریافت کرده و روشن می گردد. پس روش کار برق سه فاز بدین صورت می باشد. نکته قابل ذکر این است که به هر کدام از سیم ها، برق تک فاز می گویند.
اگر بخواهیم مسئله را برای شما شفاف تر توضیح دهیم، منظور این است که قسمت روتور ژنراتور متشکل از سه سیم پیچ است. سیم پیچ ها با اختلاف زاویه صد و بیست درجه کنار یکدیگر قرار دارند. بنابراین زمان تولید برق، هر سیم پیچ برق مخصوص به خود را تولید می نماید. هر ژنراتور سه سیم برق دار دارد که سه فاز نامیده شده اند. برق تولیدی هر سیم پیج، فاز نامیده می شود.

 

استاندارد رنگ رشته سیم برق سه فاز

دفتر استاندارد‌ های وزارت نیرو در ایران شماره‌ ی ۶۳۱۰۲: این استاندارد مربوط به رنگ و پوشش تجهیزات صنعت برق یعنی رنگ ظاهری آن است که طبق استاندارد بین المللی IEC یا (International Electrotechnical Commission) تدوین شده است. طبق این استاندارد فاز های R. و S. و T. باید به ترتیب قرمز، زرد و آبی باشند.
از آنجایی که محصولات کشور چین نیز زیاد مورد استفاده قرار می گیرد، رنگ زرد، سبز، قرمز طبق استاندارد چین برای فاز ها هم استفاده می شود.

پیاده سازی برق سه فاز

برق سه فاز به سه روش قابل پیاده سازی است.
اتصال ستاره
اتصال مثلت
اتصال مختلط (ترکیبی از اتصالهای ستاره و مثلث می باشد)
هر کدام از این پیاده سازی و اتصال، کارایی جداگانه دارد. اتصال ستاره توسط سیم نول انجام می شود. اختلاف فازی که بین فاز ها توسط سیم نول انجام می شود، صد و بیست درجه است. در حالی که اتصال مثلث بدون سیم نول هم انجام می شود. بنابراین تفاوت این دو روش بودن و یا نبودن سیم نول است. توان در اتصال ستاره و مثت با رابطه زیر به دست می آید:
UP=(√3)UL و ip=iL
P=(√3)IL.UL.Cosφ

تفاوت برق سه فاز با تک فاز

برق سه فاز به نسبت برق تک فاز بسیار کاربردی تر و مفید تر است. اگر بخواهیم نمونه ای مثال بزنیم می توانیم بگوییم که ژنراتور سه فاز در یک توان خروجی مشابه با تک فاز، ارزان تر هستند و توان تولیدی یکنواخت دارند‌.
برق سه فاز، سه منبع توان AC دارد که مرتبا توان ثابتی را برای مصرف‌ کننده ایجاد می نماید. توان لحظه ای (Instantaneous Power) نیز ثابت است. در نتیجه ارتعاش و نویز در ژنراتور سه فاز کمتر می باشد. بر خلاف این، برق تک فاز همراه با زمان توان متغیر دارد‌.
سیستم سه فاز در خطوط انتقال کاربرد دارد. یکی از دلایل این موضوع، این است که ولتاژ بالاتر در خطوط انتقال، موجب کاهش اتلاف انرژی می‌ شود. سیستم سه فاز با ولتاژ ۲۰ هزار ولت و بعضا ۵۰۰ هزار ولت، مقرون به صرفه تر از سیستم تک‌ فاز می باشد.
کابل‌های انتقال برق، بار الکتریکی را منتقل می کنند. در صورتی که برای این انتقال بخواهیم از سیستم تک‌ فاز استفاده کنیم، ۶ رشته سیم نیاز است. یعنی سه خط که هر کدام یک زوج سیم هستند. سه رشته سیم فاز دویست و بیست ولت و سه رشته سیم نول. اما اگر از سیستم سه فاز استفاده شود، ‌۴ رشته سیم نیاز است. (۳ رشته برای هر یک از فازها و یک رشته برای نول) نتیجه ای که از این قسمت گرفته می شود این است که اگر انتقال بار الکتریکی توسط سیستم سه فاز انجام شود، موجب صرفه جویی پنجاه درصد آلومینیوم می شود.

توان در برق سه فاز

در برق سه فاز اگر کل توان ها را با هم جمع بزنیم، توان کل مجموع به دست می آید: P = P1+P2+P3
در صورتی که بار ها متعادل باشد، داریم: P1 = P2 = P3 = Pph
سه برابر توان هر فاز برابر با کل است: P = 3Pph و P = Up.lp.COSφ

نتیجه گیری

برق جز مواردی است که امروزه باید مورد توجه مردم باشد و به آن اهمیت دهند. بنابراین بهتر است که با مزایا، معایب، نوع کارکرد آن آشنا شوید. کار با برق سه فاز به راحتی کار با برق تک فاز نیست. به این موضوع توجه کنید و حتی به عنوان کنجکاوی با برق سه فاز کار نکنید.

tiny

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *