12 نکته برق سه فاز که باید بدانید

این پست شامل سر تیترهای زیر می‌باشد. برای مشاهده هر کدام روی سر تیتر مورد نظر کلیک کنید.

1. تفاوت برق سه فاز و تکفاز:

برق سه فاز بعد از تولید وارد چرخه‌ی انتقال و توزیع میشه. در مرحله‌ی انتقال این فرایند نیازی به وجود سیم نول نداره و مرحله‌ی انتقال برق به صورت سه فاز بدون سیم نول انجام میشه ولی در مرحله‌ی توزیع با توجه به اینکه سیستمهای شهری و خانگی از برق تکفاز استفاده میکنن، پس ما احتیاج به سیم نول داریم.

پس همانطور که قبلا هم اشاره کردم در پست‌های توزیع ما نقطه‌ای به عنوان نقطه‌ی خنثی در زمین در نظر میگیریم و سیم نول رو به اون نقطه‌ی خنثی متصل میکنیم و این سیم نول رو همراه با سه فازی که از نیروگاه اومده و در پستهای کاهنده به سطح ولتاژ مناسب تبدیل شده،به سمت خط‌های توزیع انتقال میدیم.

پس فرق سیستم سه فاز با تکفاز تو اینه که برق سه فاز دارای چهار رشته سیم هست که سه‌تای اولی، فازهای اول، دوم و سوم هستن و سیم چهارم، سیم نول هست و در برق تکفاز ما فقط دو رشته سیم داریم که یکی فاز و دیگری نول هست.

سیم فاز در برق تکفاز یکی از سیمهای فاز در برق سه فاز هست که حالا ما با توجه به میزان مصرف، این سه فاز رو تقسیم میکنیم به سه‌تا فاز مجزا همراه با یک سیم نول.

در برق تکفاز اگه ما با یک مولتیمتر ولتاژ سیم فاز و نول رو اندازه‌گیری کنیم عدد 220 ولت رو مشاهده میکنیم که به ولتاژ فازی معروف هست. ولی در برق سه فاز ما اگر با یک مولتیمتر، اختلاف پتانسیل یا همون ولتاژ بین هر فاز و نول رو اندازه بگیریم همون 220 ولت رو میبینیم ولی اگر ولتاژ بین دوتا فاز رو اندازه بگیریم عدد 380 ولت رو مشاهده میکنیم که بهش ولتاژ خط میگن و این تفاوت به خاطر اینه که ما در ولتاژ خط عدد 220 رو در یک رادیکال 3 ضرب میکنیم.

2. چگونه از برق سه فاز تکفاز بگیریم:

از شبکه‌ی توزیع برق توسط تیرهای برق داخل کوچه‌ها و خیابان‌ها معمولا 5 سیم عبور میکنه که سیم بالایی سیم نول هست و سیم دوم که به فاز شب معروفه مختص روشنایی معابر و خیابان‌ها هست و سه سیم پایینی به ترتیب فازهای اول، دوم و سوم (R,S,T) هستن. پس توزیع برق به صورت سه فاز هست.

حالا برای مصارف تکفاز، از یکی از سیم‌های فاز و یک سیم نول استفاده میکنیم و به این صورت برق تکفاز مورد نیازمون رو تامین کنیم.

3. چرا برق سه فاز نول ندارد؟

ما در برق تکفاز از سیم نول به این دلیل استفاده میکنیم که مصرف ‌کننده برای روشن شدن نیاز به یک اختلاف پتانسیل داره و یک سیم فاز به تنهایی نمیتونه این اختلاف پتانسیل رو ایجاد کنه و مدار رو تکمیل کنه.

پس با یک سیم نول در مصارف تکفاز این اختلاف پتانسیل رو برای راه‌اندازی وسایل تکفاز ایجاد میکنیم. ولی در برق سه فاز و اختلاف پتانسیلی که بین سه‌تا فاز وجود داره، ما دیگه نیازی به سیم نول برای ایجاد اختلاف پتانسیل نداریم و تمام مصرف‌کننده‌های برق سه فاز مستقیم به برق سه فاز وصل میشن و با همون اختلاف پتانسیل بین فازها راه‌اندازی میشن.

پس به همین دلیل ما در برق سه فاز نیازی به سیم نول نداریم.

4. مزایای برق سه فاز:

در صنعت به دلایل اقصادی و مهندسی، تولید، انتقال و توزیع برق به صورت سه فاز مقرون به صرفه هست.

از مزایای برق سه فاز اینه که در مرحله‌ی انتقال و با داشتن سیستم سه فاز میتونیم از آلومینیوم و مس کمتری در هادی‌های خط استفاده کنیم پس هزینه‌ها به شدت کاهش پیدا میکنه. دلیلشم اینه که در بار متعادل ما به جای مصرف شش هادی فقط از سه هادی استفاده میکنیم. (منظور از هادی همون کابل‌های انتقال نیرو هستن).

طبق قانون اهم هرچه ولتاژ بیشتر باشه، جریان کاهش پیدا میکنه، ما توسط برق سه فاز با سطح ولتاژ زیاد در مرحله‌ی انتقال میتونیم جریان رو به شدت کاهش بدیم. در نتیجه از هادی‌ هایی با سطح مقطع خیلی کمتری استفاده میکنیم که باز باعث صرفه‌جویی در مصرف مس و آلومینیوم و همچنین کاهش هزینه‌ها میشه.

از دیگر مزایای برق سه فاز وجود اختلاف پتانسیل بین فازها هست که ما میتونیم با این اختلاف پتانسیل یک میدان دوار مغناطیسی ایجاد کنیم و ساخت موتورهای القایی برامون ارزونتر تموم بشه.

از دیگر مزایای برق سه فاز وجود اختلاف پتانسیل بین فازها هست که ما میتونیم با این اختلاف پتانسیل یک میدان دوار مغناطیسی ایجاد کنیم و ساخت موتورهای القایی برامون ارزونتر تموم بشه.

5. کابل مناسب برای برق سه فاز:

ما برای اینکه بتونیم کابل مناسب برای انتقال برق سه فاز انتخاب کنیم نیاز به دونستن دو پارامتر داریم. یکی جریانی هست که قراره از شبکه کشیده بشه و دیگری طول مسیر انتقال و محاسبه‌ی افت ولتاژ در مسیر هست. با توجه به تخمین جریان مجاز و محاسبات افت ولتاژ باتوجه به متراژ مسیر، میتونیم با استفاده از جدول جریان‌های مجاز سطح مقطع کابل رو بدست بیاریم.

6. کنترل فاز چیست و در چه صورت عمل میکنه؟

همونجور که قبلا اشاره کردم، ما باید برای مصارف و تجهیزاتی که با برق سه فاز کار میکنن یک تابلو برق به منظور جلوگیری از خسارات و حفاظت از این تجهیزات و وسایل در مقابل یکسری مسائل در نظر بگیریم.

یکی از این تجهیزات که داخل تابلو برق باید قرار بگیره کنترل فاز هستش.

کنترل فاز همونطور که از اسمش مشخصه وظیفه حفاظت از موتور در برابر اختلالات ولتاژ رو بر عهده داره و هر موقع که در ولتاژ ما اختلالاتی مثل قطع شدن یکی از فازهای سه فاز یا به عبارت دیگه دو فاز شدن شبکه، جا به جا شدن فازها و از توالی خارج شدنشون، نا متقارن شدن فازها و نوسان برق مثل بالا رفتن و یا پایین اومدن ولتاژ از حد مجاز اتفاق بیوفته، سریع کنترل فاز عمل کرده و نمیذاره به موتور سه فاز ما آسیبی وارد بشه و جریان برق موتور رو قطع میکنه.

7. ولتاژ بالاتر و پایین تر از حد مجاز:

در شبکه‌ی برق ایران ولتاژ استاندارد در سیستم تکفاز 220 تا 230 ولته و در برق سه فاز بین 380 تا 400 ولت هست و اگر مقدار ولتاژ ما کمتر یا بیشتر از این حدود باشه خسارات جبران‌ ناپذیری به تجهیزات و مصرف‌کننده‌های برق تکفاز و سه فاز وارد میکنه.

ما برای جبران و جلوگیری از خسارات ناشی از ولتاژ بالاتر و یا پایین تر از حد مجاز از یکسری تجهیزات حفاظتی در مدارمون استفاده میکنیم.

8. قطع شدن یکی از فازها در برق سه فاز:

ممکنه در شبکه‌ی برق سه فاز به هردلیلی، یکی از فازها قطع شود و به عبارتی شبکه دوفاز بشه. این مشکل میتونه از قطعی در داخل کابل ورودی یا در اومدن یکی از فازها از زیر ترمینال باشه و یا میتونه مربوط به خود شبکه باشه که در این مورد باید با اداره برق تماس گرفت و مشکل رو باهاشون در میون گذاشت.

قطع شدن یکی از فازها هم میتونه خسارات جبران‌ ناپذیری به مصرف‌کننده‌های برق سه فاز وارد کنه.

برای جلوگیری و محافظت از این مصرف کننده‌ها از تجهیزات حفاظتی استفاده میشه. به طور مثال اگه یکی از فیوز های برق سه فاز خراب بشه و بسوزه و این خرابی باعث قطع شدن یکی از فازها بشه و ما از تجهیزات حفاظتی استفاده نکرده باشیم که بتونه این خطا رو کشف و جریانو قطع کنه، جریان هر کدوم از سیم‌پیچ‌های موتور که دارای فاز هستن افزایش پیدا میکنه و موتور داغ میشه و در آخر منجر به سوختن موتور میشه.

9. جا به جایی فازها:

برق سه فاز همینطور که قبلا گفتیم دارای سه رشته سیم هست که هر کدوم به ترتیب با هم 120 درجه اختلاف فاز دارن. یعنی اولی نسبت به دومی 120 درجه و دومی نسبت به سومی 120 درجه اختلاف فاز داره. به همین دلیل هر کدوم از این فازها رو با یک حرف میشناسیمشون مثل R ,S ,T ویا L1 ,L2 ,L3 و به این فرآیند توالی فاز میگن. این توالی باید برای بهره‌برداری از برق سه فاز رعایت بشه چون رعایت نکردن این توالی میتونه خساراتی به مصرف‌کننده‌ی سه فاز بزنه که نشه جبرانش کرد.

بطور مثال فرض کنید که یک موتور سه فاز داره با سرعت 2500 دور در دقیقه و بصورت راستگرد میچرخه و به طور ناگهانی جای دو تا از فازها با هم عوض بشه. حداقل اتفاقی که برای موتور میوفته ضربه‌ی شدید به تجهیزات مکانیکیش هست که این ضربه میتونه عمر موتور رو به شدت کاهش بده و یا حتی باعث سوختنش بشه.

10. عدم تقارن فازها:

منظور از تقارن در شبکه‌ی برق سه فاز وجود دامنه‌ی یکسان برای هر سه فاز و داشتن اختلاف زاویه 120 درجه و یا صفر هست که به عبارتی سه گروه متقارن به صورت مثبت، منفی و صفر وجود دارن. حالا اگه به هر دلیلی این دامنه کم یا زیاد و یا جا به جا بشه، باعث ایجاد عدم تقارن فازها میشه که میتونه به مصرف‌کننده‌ی سه فاز ما آسیب بزنه.

11. تبدیل برق سه فاز به تکفاز:

ما برای استفاده از برق سه فاز بعنوان تکفاز میتونیم از یک سیم نول و هر کدوم از فازها استفاده کنیم. ولی باید به این نکته توجه کنیم که جریان‌های کشیده شده توسط هر فاز را بطور یکسان بین هرفاز تقسیم کنیم تا سیستم سه فاز ما از حالت تعادل خارج نشه و هزینه‌‌ی برق خیلی بالا نره.

12. انواع تابلو برق سه فاز:

تابلو برق چیست؟

تابلوهای برق مجموعه‌ایی از تجهیزات سوئیچینگ (قطع و وصل)، تجهیزات حفاظت مداری، تجهیزات اندازه‌گیری، تجهیزات کنترلی و تجهیزات تنظیم‌کنندگی هستن و در هر کجا که داره از انرژی برق بهره‌برداری برای مصرف میشه حتما باید از یک تابلو برق استفاده کنیم.

انواع تابلو برق

تابلو برق‌ها بطور معمول از لحاظ سطح ولتاژشون تقسیم بندی میشن. تابلو برق‌هایی که ولتاژ کاری تجهیزاتشون حداکثر تا 1000 ولت هست به عنوان تابلو برق‌ فشار ضعیف و تابلوهایی که ولتاژ کاریشون بالاتر از 1000 ولت هست رو به عنوان تابلو برق‌ فشار متوسط میشناسیم.

هر تابلو برق باید دارای یک نقشه باشه که هر اپراتور یا تعمیرکاری بتونه از مدار بندی و سیم‌بندیش سر در بیاره تا بتونه مسیر ها رو تشخیص بده و در صورت نیاز اونارو پیدا کنه و تعمیر کنه.

تابلو برق سه فاز

تابلو برق‌ سه فاز میتونن دارای تجهیزاتی مثل کنتاکتور که برای قطع و وصل مدار فرمان یک سیستم به کار گرفته میشه، تجهیزات حفاظتی کلید اتوماتیک برای محافظت از تجهیزات و مدارها در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه، بی‌متال‌ ها که برای جلوگیری از عبور بیش از حد جریان هستن و انواع کلید مینیاتوری برای قطع و وصل کردن مدار که خودشون دارای انواع مختلفی هستن باشن.

ما در تابلو برق‌ سه فاز از انواع رله‌ها نیز استفاده میکنیم که این رله‌ها میتونن برای قطع و وصل کردن مدار در اثر به وجود اومدن خطاها باشن مثل کنترل بارها (کلید حرارتی)، کنترل فاز و یا حتی رله‌هایی برای مشخص کردن یک تایم مشخص برای روشن موندن یک المان مثل یک موتور که به تایمرها و رله‌های زمانی معروف هستن باشه.

همچنین از تجهیزات اندازه‌گیری مثل ولتمترها، آمپرمترها، کسینوس فی مترها، فرکانس‌مترها و واتمترها استفاده‌های زیادی میشه تا بتونیم همه‌ی این مولفه‌هارو در مدار مدیریت کنیم.

در برخی موارد از ترانس جریان و ولتاژ که به CT ها و PT ها معروفن به منظور افزایش و یا کاهش جریان و ولتاژ استفاده بشه.

همه‌ی این ادوات و تجهیزات در یک محفظه‌ی معمولا فلزی و یا پلاستیکی جا داده میشن که به این محفظه بدنه‌ی تابلو برق میگن.

تابلو برق‎‌ها میتونن در انواع ایستاده و یا دیواری ساخته و مونتاژ بشن.

هر تابلو برق باید دارای یک نقشه باشه که هر اپراتور یا تعمیرکاری بتونه از مدار بندی و سیم‌بندیش سر در بیاره تا بتونه مسیر ها رو تشخیص بده و در صورت نیاز اونارو پیدا کنه و تعمیر کنه.

سوالات متداول برق سه فاز