برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

در نیروگاه های برق یک ژنراتور الکتریکی توان مکانیکی را به یک دسته از جریان های الکتریکی متناوب تبدیل می کند که از هر کدام از سیم پیچ های الکترومغناطیسی یا سیم پیچ های ژنراتور تولید می شوند. جریان ها همگی توابعی سینوسی از زمان هستند و همگی دارای فرکانسی مشابه اما با زاویه های فاز متفاوت.

در كشورهای صنعتی، سه فاز روش عمومی انتقال توان سه فاز است. این سیستم در وقع نوعی از سیستم چند فاز است.
در نیروگاه های برق یك ژنراتور الكتریكی توان مكانیكی را به یك دسته از جریان های الكتریكی متناوب تبدیل می كند كه از هر كدام از سیم پیچ های الكترومغناطیسی یا سیم پیچ های ژنراتور تولید می شوند. جریان ها همگی توابعی سینوسی از زمان هستند و همگی دارای فركانسی مشابه اما با زاویه های فاز متفاوت.
در یك سیستم سه فاز، زاویه ها دارای اختلاف 120 درجه ای (كه حداكثر جداسازی ممكن بین زاویه هاست) هستند. فركانس معمولاً در اروپا 50 هرتز و در ایالات متحده 60 هرتز است )سه فاز معمولاً توسط رنگ ها نشانه گذاری شده اند، كه به طور سنتی قرمز، زرد و آبی هستند.
خروجی ولتاژ ژنراتورها از چند صد ولت تا بالای 20000 ولت تغییر می كند. این ولتاژ معمولاً توسط یك ترانسفورماتور به یك سطح ولتاژ بالاتری تبدیل می شود. علت این افزایش ولتاژ هم كاهش تلفات است. توان برابر حاصلضرب ولتاژ و جریان است، بنابراین برای یك توان داده شده اگر شما ولتاژ را افزایش دهید جریان كاهش می یابد. تلفات گرمایی در یك خط انتقال با مجذور جریان متناسب است و در نتیجه اگر شما جریان را نصف كنید، تلفات یك چهارم می شود. به همین علت برخی از خطوط انتقال در سطح ولتاژی بیش از 500،000 ولت كار می كنند.
در انتهای خط انتقال، یك پست برق یا یك ترانسفورماتور، برق را از ولتاژ زیاد خطوط انتقال به سه جریان متغیر سینوسی با ولتاژ 120 ولت (در ایالات متحده) یا 230 ولت (در اروپا) جریان متناوب (Vac) تبدیل می كند. سپس این برق از طریق چهار سیم به مدارات مصرف كننده ها در یك تابلوی فرمان اصلی، ارائه می شود. یكی از سیم ها خنثی است یا در منبع برق زمین شده است، فازها یا سه خط دیگر، برق را به نقطه مقصد یا ترانسفورماتورهای تغذیه می رسانند. با برقراری اتصال بین یك فاز و سیم خنثی، ولتاژی معادل 120 ولت متناوب (یا 230 ولت متناوب) برای مدار متصل شده فراهم می شود.
شبكه انتقال توان به گونه ای طراحی شده است كه هر فاز اندازه جریانی برابر را از خود عبور دهد، همه جریان های برگشتی از مناطق مسكونی مصرف كننده ها به نیروگاه، در جریان سیم خنثی سهیم هستند، اما سیستم سه فاز تضمین می كند كه جمع جریان های برگشتی تقریباً صفر است.
اتصال بین دو فاز ولتاژی معادل 3√ یا 73/1 برابر ولتاژ تك فاز را ایجاد می كند (208 ولت متناوب در ایالات متحده، 400 ولت متناوب در اروپا). شكل موج های دارای اختلاف فاز، با یكدیگر جمع می شوند تا یك پیك ولتاژی بالاتری را در شكل موج نهایی ایجاد كنند. چنین اتصالی را اتصال خط به خط می نامند و معمولاً با یك مدار شكن دو قطب صورت می گیرد. از این نوع اتصال بیشتر برای گرمكن ها مانند یك گرمكن قرنیزی 2 كیلو وات و 208 ولت، استفاده می كنند.
ولتاژهای استاندارد دیگر موجود در آمریكای شمالی شامل ولتاژهای 240 ولت فاز به فاز، 277/480 ولت و 347/600 ولت می شود. ولتاژ فاز به زمین (سطح ولتاژ پایین تر) دو مورد آخر عموماً تنها برای روشنایی به كار می رود. ولتاژ 600 ولت در كانادا بسیار بیشتر از آمریكا، معمول است.
در موتورهای سه فاز یا هواسازهای كارا (برای مثال اكثر بخش های York كه بالای 5/2 تن هستند، سه فاز اند) هر سه فاز برق مورد استفاده قرار می گیرد چرا كه این بهترین راه انتقال مقادیر بزرگ توان الكتریكی است. گفتنی است كه راه اندازی موتور، توان بیشتری را نیاز دارد.
برخی دستگاه هایی ساخته شده اند كه یك سه فاز مصنوعی را از یك برق تك فاز تپ ـ وسط (240 ولت متناوب در ایلات متحده، با تفكیك زاویه 180 درجه) ایجاد می كنند. این عمل با ایجاد یك "زیر فاز" سوم بین دو قطب انجام می شود كه منجر به یك تفكیك فاز 90=90-180 درجه ای می شود. بسیاری از دستگاه های سه فاز بر این اساس كار می كنند، اما با یك فركانس پایین تر.
برخی اوقات برق تك فاز تپ ـ وسط240 ولت متناوب، به غلط برق "دو فاز" خوانده می شود. باید توجه شود كه یك سیستم دو فاز سیستمی است كه در آن دو ولتاژ دارای اختلاف 90 درجه ای هستند. برای مثال، اگر یكی از ولتاژها برابر
Cos 2п) * 60t)
و دیگری
sin 2п) * 60t)
است، آنگاه شما یك سیستم دو فاز دارید كه به عنوان سیستم عمود (یكی به عنوان بخش حقیقی و دیگری به عنوان بخش موهومی در نظر گرفته می شود) نیز شناخته می شود. یك سیستم دو فاز به ازای 120 ولت متناوب خط به خنثی تقریباً ولتاژی معادل 7/169 ولت متناوب خط به خط را ایجاد می كند.
سیستم های دو فاز تنها برای توان بالا به كار می روند چرا كه آنها نیاز به سیم هایی به همان تعداد سیم ها ی ارتباطی اتصال مثلث سه فاز دارند (برای مثال یكی برای سینوس، یكی برای كسینوس و یك سیم مشترك) و نیز سیستم دو فاز مقدار انرژی یكسان را در هر یك از سه سیم توزیع نمی كند (اگر چه سینوس و كسینوس متعادل اند، اما سیم خنثی مانند دو تای دیگر نیست). گفته می شود كه یك سیستم دو فاز توان مختلط ایجاد می كند و چنین سیستم هایی در ولتاژهای پایین تر به كار می روند (برای مثال برای كاربردهای ارتباطی، یا راه انداختن موتورهای پله ای و مانند این) و عموماً در سطح توان های بالا توزیع نشده اند.
در عمل، اگر ما فازورهای یك سیستم دو فاز یا سه فاز را حول دایره واحد در صفحه مختلط رسم كنیم، دارای یك نوع از توان مختلط خواهیم بود.
یك سیستم فاز شكسته (تپ ـ وسط) 240 ولت متناوب، وقتی كه به صورت فازورها روی صفحه مختلط رسم شود، می تواند كاملاً در طول محور حقیقی وجود داشته باشد. در واقع، این كمبود قابلیت توان مختلط است كه توانایی یك سیستم تغذیه را برای تولید یك میدان دوار مغناطیسی تضعیف می كند و این میدان دوار مغناطیسی است كه موجب گردش موثر موتورها می شود. چنین برقی (فاز شكسته) برای گرمایش خوب است، اما مثلاً برای گرداندن یك هوا ساز خیلی بهتر است تا از توان مختلط استفاده كنیم.



چگونه تغذیه سه فاز را امتحان كنیم



یك تغذیه سه فاز الكتریكی شامل سه هادی فعال و یك زمین می شود.
اگر كه تغذیه الكتریكی یك موتور القایی سه فاز بین پارامترهای معینی نباشد، نمی تواند به درستی كار كند. این پارامترهای نوعی مانند مقابل اند: 208 یا 415 ولت بین فازها، 120 یا 240 ولت بین هر فاز و زمین، خطای ولتاژ كمتر از 12 درصد مقادیر نامی و اختلاف ولتاژ هر فاز كمتر از 5 درصد فاز دیگر.
در یك مدار موتور القایی سه فاز نوعی، یك مكان مناسب برای آزمایش در طرف خط راه انداز مستقیم موتور است.



چگونه دستگاه ها ی سه فاز را امتحان كنیم


دستگاه های سه فاز نظیر پمپ ها، كمپرسورها، و ... بایستی فازهایشان به ترتیب درستی وصل شود تا از خرابی آنها جلوگیری شود. این دستگاه ها عموماً هنگامی كه به اشتباه وصل شوند جریان كمتری را می كشند و می توانند به آسانی توسط یك آمپروب (گیره روی آمپر متر) برای میزان جریانی كه از شبكه می كشند امتحان شوند.
برای مثال آزمایش یك هوا ساز كه دارای یك كمپرسور است، می توان فهمید كه اگر این وسیله به صورت غلطی به برق سه فاز متصل شود، جریان بسیار كمی را خواهد كشید و بنابراین جای هر كدام از دو سیم برق را می توان برای تغییر فازها عوض كرد.
موتورهای جیبی كوچكی وجود دارند كه از جهت چرخش آنها می توان برای تشخیص توالی فازها استفاده كرد. این موتورها گران هستند. یك جایگزین ارزا نتر استفاده از سه لامپ نئون و دیدن اینكه توالی فاز یا روشن شدن لامپ ها در چه جهتی می چرخد، است.
موضوعاتی شامل آزمایش مقاومت سیم پیچ موتور و آزمایش مقاومت خطای زمین بیان شده اند.


پریزهای الكتریكی سه فاز


برق سه فاز را می توان با استفاده از یك پریز سه فاز یا با سه تایی كردن، تغذیه كرد. اغلب پریزها، پریزهای دوتایی اند. حفره های بالایی و پایینی را می توان در صورت تمایل از هم جدا كرد و برای مثال با مدار شكن های مجزایی با یك نول مشترك تغذیه شوند. این كار را معمولاً در آشپزخانه ها انجام می دهند كه در آنها احتمالاً یك بار زیاد روی هر دو پریز اعمال می شود. در این صورت یك مدار شكن دو قطب تریپ (قطع كننده) مورد نیاز است.
ایده دو برابر كردن را می توان به سه برابر كردن گسترش داد، تا اینكه سه پریز دوگانه را بتوان با یك نول مشترك از یك منبع سه فاز تغذیه كرد. عموماً یك مدار شكن سه قطب تریپ عمومی 15 میلی آمپر برای تغذیه چنین پریزی به كار می رود. این امر بارهای سه فاز تكی را قادر می سازد تا به صورت یك توالی فازی تغذیه شوند.

مثالی از این بار یك لامپ با سه حباب است. برای داشتن عملكردی بدون چشمك زنی، سه حباب هر كدام با یك دوشاخه جدا نصب می شوند و با اختلاف فاز 120 درجه ای نسبت به هم از یك پریز سه تایی راه اندازی می شوند. بالای پریزها ، لامپ های نئون قرار داده شده تا توالی فاز را در بارهای سه تایی كه توالی صحیح فازها مورد نیاز است نشان دهد.

http://explorer.blogfa.com/post-107.aspx

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :