ماذا يعني كهرباء 3 فاز ؟ - فني كهربائي الكويت :

لقد لاحظت أن الكثير من فنيي الكهرباء لا يعرفون ماذا تعني كهرباء ٣ فاز ، و إن عرفوا فهم يخطئون في أساليب التمديدات الكهربائية بينها و بين الكهرباء ١ فاز، لذلك لابد من توضيح هذا الأمر لهم و لغيرهم.

.

يتم توليد كهرباء الشبكة العامة بواسطة مولدات ٣ فاز، حيث أن مبدأ عمل هذه المولدات هو دوران مغناطيس بين ثلاثة ملفات متوزعين على محيط دائرة ، بين الملف و الآخر زاوية ١٢٠ درجة كما في الشكل(١)، و يؤخذ من طرف كل ملف خط نسميه الفاز Phase ( البعض يسميه الوجه أو الطور)، بينما تشبك الطرف الثاني للملف مع الأطراف الثانية لباقي الملفات لتشكيل خط يسمى الحيادي Neutral أو خط النتر الذي هو باللون الوردي في الشكل(١).

إن التيار المتولد في كل خط(فاز) هو تيار متناوب ، و سأشرح التيار المتناوب بشكل سريع.

إن التيار المتناوب يعني أنه تيار يتناوب في اتجاه مروره في الدارة، أي مرة يسري باتجاه اليمين و مرة يسري باتجاه اليسار بالتناوب و بفترات زمنية متساوية كما يوضح الشكل(٢).

إذا أردنا رسم منحني تغير الجهد في الدارة مع الزمن ، و اعتبرنا أن سريان التيار في الدارة من اليمين إلى اليسار هو سريان للتيار في الاتجاه الموجب ، فإن سريان التيار من اليسار إلى اليمين هو سريان في الاتجاه السالب، و نرسمه على منحنيات سريان التيار تحت خط المنتصف كما يظهر الشكل(٣) .

أثناء توليد التيار الكهربائي المتناوب بواسطة مغناطيس يدور ضمن ملفات نحاسية فإن شكل التيار لن يكون مستقيماً كما في الشكل(٣) بل سيكون منحنياً بما يشبه موجة البحر كما في الشكل(٤)، و السبب هو أنه عندما يتدفق الفيض المغناطيسي بشكل مباشر ضمن الملفات فإنه يعطي أعلى قمة، ثم تتناقص قيمة الفيض المغناطيسي مع ابتعاده عن الملف و بالتالي يتناقص جهد الملف إلى أن ينعكس اتجاه التيار بانعكاس القطب المغناطيسي المؤثر على الملف.

في الشكل(٥) قمنا بتدوير ملف ضمن قطبي مغناطيس مع قياس الجهد و تسجيله على منحني ، و قد أعطى المنحني الذي يشبه موجة البحر كما في الشكل.

نسمى الموجة الناتجة عن هذه العملية بالموجة الجيبية.

.

الآن نعود إلى التيار ثلاثي الفاز… 

إن المولد سيولد الكهرباء في ٣ ملفات، بين الملف و الملف زاوية ١٢٠ درجة ميكانيكية، و هذا سيعطي تيار متناوب في كل ملف من الملفات يختلف في شكل الموجة عن الملفات الأخرى حيث يكون هناك فرق بين قمة الموجة و قاعها بين كل ملف من الملفات الثلاثة كما يظهر في الشكل(٦).

.

الآن لننظر إلى الشكل(٧) الذي يظهر مخطط ترميزي للمولد ثلاثي الفاز حيث يظهر الملفات الثلاث مرسومة على شكل نجمة  و هي متصلة مع بعض في نقطة واحدة نسميها نقطة النجمة ، و نأخذ الحيادي من نقطة النجمة.

إذا قسنا جهد كل ملف من ملفات المولد ثلاثي الفازات ، و ذلك بالقياس بين أحد الخطوط و الحيادي ، فإننا سنحصل على جهد الملف الواحد و الذي يساوي ٢٢٠ فولت، أي أن الجهد على الحمل١ سيكون ٢٢٠ فولت.

الآن إذا وضعنا حمل٢ بين الخط١ و الخط٢ فإنه بالتفكير البسيط يجب أن يكون الجهد مساوٍ لمجموع جهد الملفين ١ و ٢ ، أي ٤٤٠ فولت ، و لكن بالقياس سنجد أنه ٣٨٠فولت ، و السبب أن موجة الملفين مختلفة كما يظهر في الشكل(٦) ، أي عندما يكون جهد الملف ١ في القمة يكون جهد الملف ٢ منحدراً عن القمة في الاتجاه السالب، هذا ما يجعل المجموع بينهما يحتاج لعلاقات حسابية معقدة تعطي في النهاية أن الجهد بين الخطين يساوي جهد الخط الواحد ٢٢٠ فولت مضروباً بجذر ٣ (٣√) و الذي يساوي ١.٧٣٢، أي الجهد بين الخطين يساوي 1.732*220 و يساوي تقريباً ٣٨٠ فولت.

إذاً فإن الجهد بين الخطين أعلى من الجهد بين الخط و الحيادي(النتر) و لا يمكن جمع الخطين مع بعضهما كما يظن بعض الجهلاء.

.

هذا ما يجعلنا نقول أن النظام ثلاثي الفازات ذو جهد ٣٨٠ فولت و أن النظام أحادي الفاز ذو جهد ٢٢٠ فولت.

يظهر الشكل(٨) الجهود بين الفازات الثلاث و بينها و بين الحيادي.

عملياً، فإن الجهد عند محولة الشارع يكون ٤٠٠ فولت بين الفازين، و ٢٣٠ فولت بين الفاز و النتر ، و لكن يراعى هبوط الجهد مع المسافات لذلك نقول ٣٨٠ فولت و ٢٢٠ فولت.

.

@@ التيار في نظام ٣ فاز @@

تؤكد الحسابات الرياضية المعقدة أنه عند تساوي التيارات في خطوط نظام ٣ فاز فإن التيار في الخط الحيادي يساوي الصفر، لذلك فإنه عند تغذية أحمال ثلاثية الفاز متوازنة بحيث يكون التيار متساوي على الفازات الثلاث فلا داعي عندها للخط الحيادي كما يظهر في الشكل(٩)، و هذا ما يحدث مع المحركات ثلاثية الفاز حيث يكون التيار متساوي في الفازات الثلاث فلا داعي للخط الحيادي.

* بما أن التيارات في النظام الثلاثي الفاز يجب أن تكون متساوية في القيمة، فإننا عندما نريد الحديث عن التيار ثلاثي الفاز فإننا نأخذ تيار أحد الفازات و نعتبره تيار النظام ثلاثي الفاز.

أي إن كان لدينا محرك  مواصفاته (380V-10A) أي أنه محرك ثلاثي الفاز كون جهده 380V و التيار الذي يسير في كل فاز هو ١٠ أمبير.

فعندما نريد شراء كونتاكتور لمحرك ثلاثي الفاز فإننا نقول أن الكونتاكتور يتحمل مثلاً 9 أمبير ، هذا يعني أن كل تماس يتحمل 9 أمبير لوحده.

.

في المنشآت الصناعية غالباً ما تكون الحمولات ثلاثية الفاز متوازنة ، مع وجود بعض أحمال الإنارة أحادية الفاز ، هذا ما يجعل النظام ككل يعاني من عدم تساوي بسيط بين الفازات فيسبب مرور تيار في الحيادي ، و لذلك فعند مد كبل تغذية لمنشأة صناعية من محولة ثلاثية الفازات فإننا نختار كبل بمقطع (3+1/2) أي نختار كبل ذو مقطع مناسب لمرور التيار ثلاثي الفاز في كل خط ، مع قيمة مقطع تساوي النصف للحيادي.

أي نختار كبل مثلاً (٣*٣٥+١٦)مم٢

فال ٣٥ مم٢ هو مقطع سلك الفاز و ١٦مم٢ هو مقطع سلك الحيادي(النتر).

أما في المنشآت السكنية فيفضّل أغلب المهندسين مد كبل رباعي متساوي القيمة لكل أسلاكه مثل(٤*٣٥)مم٢ و ذلك لاحتمال انقطاع فاز أو اثنين و بقاء الفاز الثالث لوحده فيحتاج لمقطع كبل حيادي يساوي مقطع كبل الفاز.

.

@@@ أخطاء يرتكبها الكهربائيون @@@

بعض الكهربائيون يبدأون عملهم في مشاريع كبيرة تحتوي أنظمة ٣ فاز، ثم ينتقلون لتمديد كهرباء شقق سكنية  فيرتكبون أخطاء جسيمة تعبر عن جهل مدقع في فهمهم للكهرباء، لذلك وجب تنبيههم.

.

الخطأ الأول: يحفظ الكهربائي مقولة أن الحيادي(النتر- البارد) يساوي نصف مقطع الفاز (الحامي) فيطبقها على حيادي دارات الإنارة و المآخذ في الشقق السكنية فيضع سلك بمقطع ٢.٥مم٢ لفاز( حامي) الإنارة و يضع ١.٥مم٢ للحيادي(البارد).

نقول لهذا الشخص أن كلامك غلط و يجب أن يكون مقطع الحيادي(النتر- البارد) يساوي مقطع الفاز( الحامي) في كل التمديدات السكنية حتى في التمديدات ثلاثية الفاز.

و لا يكون مقطع الحيادي(النتر أو البارد) يساوي نصف الفاز إلا في كبل تغذية رئيسي لمنشأة صناعية أو أجزاء من منشأة صناعية ، و يجب أن النتر أو البارد موجود مع الفازات الثلاث معاً لتطبق هذه المقولة.

.

الخطأ الثاني: 

يمد الكهربائي فاز برايز لكل غرفة بمقطع ٢.٥مم٢ أو ٤ مم٢، ثم يجمع الحيادي( البارد) لكل الغرف مجتمعة بسلك واحد مقطعه ٢.٥أو ٤ مم٢ ، و الأغبى أن يجمعهم بحيادي ذو مقطع ١.٥ مم٢ كما رأيت في إحدى الشقق.

نقول لهذا الكهربائي أن دارة التمديد لكل غرفة يجب أن تتكون من سلكين متساويين بالمقطع و يصلان إلى اللوحة (التابلو)، و تجمع أسلاك الحيادي كلها ضمن التابلو إما بواسطة بار خاص أو بطريقة الجدل.

و في حال أردت التوفير و جمعت الحيادي لعدة غرف مع بعض فعندها يجب أن يكون مقطعه متناسب مع عدد الغرف، فإذا كان لديك مثلاً ٤ غرف و مديت لها أسلاك برايز 

بمقطع ٢.٥ مم٢، فيجب أن يكون الحيادي المشترك لها بمقطع ٦ مم على الأقل .

.

الخطأ الثالث: عند تمديد غرف فيها نظام ٣ فاز فإن الكهربائي يمد حيادي(نتر أو بارد) مشترك بمقطع صغير مدعياً التوازن .

نقول له أنه في الشقق ذات ٣ فاز فإن الحمولات على الغرف تتوزع بنظام ١ فاز لذلك يجب أن يكون سلك الحيادي يساوي سلك الفاز في كل دارة تمددها سواء للإنارة أو البرايز ، و لا يجوز أن تمد سلك حيادي مشترك لعدة دارات بنفس مقطع الفاز، بل و يفضل أن تكون كل دارة لوحدها تلافياً للترابط و بالأخص عند وجود قاطع تفاضلي في الشقة.

.

سؤال:

هل يجوز أن نجمع أمبير الفازات الثلاث ؟

هذا السؤال يظهر للوهلة الأولى أنه سؤال جاهل ، و لكن قد يفيد في بعض الأماكن فقط.

المكان الوحيد الذي يفيد فيه هو عندما يكون لدينا مولدة ٣ فاز تغذي شقق سكنية ذات عدادات ١ فاز، عندها سنجد أن الأمبير المكتوب على المولدة هو الأمبير للفاز الواحد ، بينما الشقق تأخذ الأمبير من الفازات الثلاث.

فإذا كان أمبير المولدة هو ٤٠ أمبير ، و نريد توزيع الكهرباء منها على شقق سكنية، عندها نستطيع جمع أمبير الفازات الثلاث حسابياً فقط و نقول أنه لدينا  ١٢٠ أمبير نريد توزيعهم على الشقق السكنية .

 ماذا يعني كهرباء 3 فاز ؟ - فني كهربائي الكويت

https://www.electricianhomes.com/