הספק זרם תלת פאזי: כמה נוסחאות לחישוב ושיטות מדידת הספק

זרמים מתחלפים וישירים שונים זה מזה בפרמטרים רבים, ובמיוחד בנוכחות שלבים בסוג הראשון. הבדלים אלו קשורים לנוסחאות ושיטות מורכבות יותר לחישוב הערכים המספריים של הכמויות המאפיינות את זרם החילופין, כולל הספק של הזרם התלת פאזי.

מאפיינים של מעגלים תלת פאזיים

למערכות חשמל המשתמשות בזרם תלת פאזי כמקור כוח יש שני סוגי חיבור עיקריים: "כוכב" ו"דלתא". בתרשימים המציגים את החיבור של ספק כוח תלת פאזי, נהוג לייעד שלבים באמצעות קבוצה של אותיות לטיניות:

• א ב ג;
• או U, V, W.

ומה שנקרא נייטרלי מסומן באות N.

בפועל, לעתים קרובות למדי אתה צריך להתמודד עם הצורך לחשב את הכוח של זרם חשמלי. במקרה של זרם ישר, בעיה זו נפתרת בצורה פשוטה ביותר - על ידי הכפלת המתח וחוזק הזרם. אלה פרמטרים אינם כפופים לשינויים בזמןלכן, ערך ההספק לא ישתנה, מכיוון שהמערכת מאוזנת ונמצאת כל הזמן במצב זה.

מצב שונה לחלוטין נוצר כאשר יש צורך לחשב את הספק של זרם חשמלי המשתנה עם הזמן בגודל ובכיוון הזרימה. ביצוע חישובים כאלה דורש ידע מיוחד על אופי זרם חילופין ותכונותיו.

הספק זרם תלת פאזי מחושב כסכום הערכים הבודדים עבור כל שלב ו מתבטא בנוסחה:

בתנאי שהרשת עמוסה באופן שווה, הכוח הנצרך על ידי כל אחד מהם הוא מוגדר כדלקמן: . כלומר, ערך זה בשלב נפרד נמצא באמצעות המכפלה של המתחים והזרמים המתאימים לפי הקוסינוס של זווית הפאזה.

ומכיוון שהעומס מתחלק באופן שווה לכל שלב, אז מאפייני הכוח בנפרד יהיו שווים זה לזה. כתוצאה מכך, ניתן למצוא את ההספק של רשת תלת פאזית במצב זה על ידי הכפלת ערך זה ב-3, המחושב עבור שלב נפרד: .

חיבור כוכב

השימוש במעגל כזה בעת חיבור הפאזות מאפשר לאזן את המערכת ולקבל את המתח הכולל בנקודת המפגש שלהם N שווה לאפס. במקרה של חיבור כוכב, הזרם התלת פאזי מאופיין בשני סוגי מתחים: פאזה וקו. מתח הפאזה נמדד בין אחד מהפאזות (A, B או C) לנקודת האפס N, והמתח הליניארי מראה את ערך הפרש הפוטנציאל בין שני הפאזות (A-B, B-C או A-C).

הקשר בין מתחי קו ופאזה וזרמים עם ערכת חיבור כזו הוא כדלקמן: ו .

וכתוצאה מכך, מאפיין הכוח הכללי נמצא בנוסחה:.

משולש דיאגרמת חיבור

בעת חיבור עומסים במעגל תלת פאזי על פי עקרון "המשולש", ערכי המתחים הליניאריים והפאזיים יהיו זהים וגודל עוצמת הזרם (ליניארי ופאזה) יהיה קשור לפי היחס:.

הנוסחה שתתקבל עבור הספק של זרם תלת פאזי עם עומס אחיד על כל פאזה בחיבור זה תיראה כך .

מדידת כוח

כדי למדוד את הכוח של מעגלים תלת פאזיים, מדי וואט, מכשירים מיוחדים המיועדים למטרה זו, לאפשר. מספרם ושיטות החיבור שלהם תלויים במעגל החשמלי הספציפי: המאפיינים שלו ודיאגרמות חיבור העומס. רשתות תלת פאזיות נבדלות על ידי מספר חוטי אספקה ​​וחלוקת העומס על פני השלבים, כלומר:

• מערכת תלת חוטים;
• מערכת ארבעה חוטים;
• עומס אחיד;
• עומס א-סימטרי.

בהתאם לגרסה של השילוב של המערכת והעומס, נקבעת השיטה למדידת הכוח ברשת החשמל.

עומס סימטרי

אם המערכת מורכבת מארבעה חוטים (3 פאזות ו"אפס"), והעומס מתחלק באופן שווה בין שלבים, אז כדי לגלות את ערך ההספק הכולל, מספיק שיהיה לך מכשיר אחד עבורו מידות. פיתול הזרם של מד הוואטים מחובר בסדרה לאחד החוטים הליניאריים, ופיתול המתח של מכשיר המדידה מחובר בין החוטים הליניאריים והנייטרליים. חיבור מסוג זה מאפשר לגלות את מספר הוואטים לפאזה. ומכיוון שהעומס במערכת מתחלק באופן שווה, הכוח המתקבל של הרשת התלת-פאזית נמצא על ידי הכפלת הקריאות המתקבלות במספר השלבים, כלומר ב-3.

במקרה של מערכת תלת-חוטית, מתפתל המתח של מכשיר המדידה מחובר למתח הקו של רשת החשמל, ופיתול הזרם שלו מעביר את הזרם החשמלי הליניארי דרכו. לכן, ההספק הכולל של הרשת יהיה גדול יותר מהקריאות של מד הוואטים ב פַּעַם.

חלוקה לא אחידה של צרכנים

מעגלים עם עומסי פאזה לא מאוזנים דורשים שימוש במספר ואטמטרים כדי לקבוע את מאפיין ההספק. במערכת המורכבת מארבעה חוטים, יש לחבר שלושה מכשירים באופן שבו פיתולי המתח של כל אחד מחוברים בין החוט הנייטרלי לאחד מהפאזות. התוצאה הכוללת נמצאת על ידי סיכום הקריאות האישיות של כל מד וואט.

מערכת תלת-חוטית תדרוש מינימום של שני מטר וואט כדי לקבוע את הספק המעגל כולו. פיתולי המתח של כל מד וואטים בודדים מחוברים למהדק זרם הכניסה ולחוט הקו הפנוי הנותר. הקריאות המתקבלות מתווספות והערך של כמות זו מתקבל עבור מעגל תלת פאזי. דיאגרמת חיווט זו למכשירי מדידה מבוססת על חוק קירכהוף הראשון.

ניואנסים כאלה חשובים מאוד בעת תכנון רשת תלת פאזית עבור המגזר הפרטי. כמו כן, יש לקחת אותם בחשבון בעת ​​שירות נכון של מערכות אספקת חשמל קיימות.