مقدمه
دستگاه سه فاز مدارهای الکتریکی دستگاهی است شامل سه مدار با
نیروهای محرکه الکتریکی متناوب با فرکانس یکسان ، که نسبت به یکدیگر به اندازه 1/3 دوره اختلاف فاز دارند (3/φ = 2π). هر تک مدار از این دستگاه به اختصار فاز نامیده می‌شود و دستگاه جریانهای متناوب با اختلاف فاز در این مدارها به
جریان سه فاز معروف است. تقریبا تمام مولدهایی که در
نیروگاههای الکتریکی نصب میشوند مولدهای سه فاز هستند. یک چنین مولدی اصولا ترکیبی از سه
مولد ac در یک ماشین است. این مولدها چنان طراحی میشوند که نسبت به یکدیگر به اندازه سوم دوره اختلاف فاز داشته باشند.
انرژی الکتریکی در
نیروگاهها بوسیله آلترناتورهای سه فاز تولید می‌شود. این الترناتورها از دو قسمت عمده تشکیل شده‌اند.
استاتور
استاتور از یک هسته آهنی شیاردار به صورت ثابت ساخته می‌شود. داخل شیارها سه گروه کلاف به صورتی قرار می‌گیرند که باهم 120 درجه الکتریکی اختلاف فاز داشته باشند. انرژی الکتریکی تولیدی به صورت سه فاز از طریق استاتور به مدارهای خارج منتقل می‌گردد.
روتور
قسمت گردنده مولد از هسته آهنی شیاردار ساخته می‌شود و داخل این شیارها سیمهای مسی برای تولید
فوران مغناطیسی قرار می‌گیرند. این فوران بوسیله ولتاژ جریان مستقیم تولید می‌شود. در آلترناتورهای کوچک می‌توان
انرژی الکتریکی را از قسمت گردنده (روتور) دریافت می‌گردد. به قسمتی که انرژی الکتریکی تولید می‌کند،
آرمیچر می‌گویند.
سوال
علت دریافت انرژی الکتریکی از قسمت ثابت در آلترناتورهای بزرگ چیست؟
نیروی محرکه الکتریکی (ولتاژ) تولید شده در آلترناتورهای سه فاز با شک سینوسی و با اختلاف فاز 120 درجه الکتریکی می‌باشد. از آنجا که مقدار ولتاژ تولید شده در آلترناتورها نمی‌تواند بیش از حد مجاز باشد و انتقال این ولتاژ با جریانهای بالا موجب افزایش اتلاف انرژی در سیمها و افت ولتاژ در انتهای خط باشد. بنابراین در ابتدای خط مقدار ولتاژ تولید شده توسط
ترانسفورماتورها افزایش و در انتهای خط در چند مرحله جهت استفاده مصرف کنندگان صنعتی و خانگی در حد ولتاژ مجاز کاهش می‌یابد. در شبکه‌های سراسری برق ، انرژی الکتریکی همواره به صورت سه فاز تولید می‌شود؛ زیرا:
- اقتصادی‌تر است، به دلیل اینکه آلترناتورهای سه فاز حجم کمتری نسبت به آلترناتورهای تک فاز با توان مشابه دارد.
- توان لحظه‌ای سه فاز در مصرف کننده هیچگاه به صفر نمی‌رسد، بنابراین توان سه فاز میزان تغییرات کمتری نسبت به توان در شبکه تک فاز دارد.
- در راه اندازی موتورهای سه فاز نیاز به سیم پیچ راه انداز نداریم به همین دلیل حجم موتورها کاهش می‌یابد.
- رکتیفایرهای سه فاز ولتاژ DC شده را پیل کمتری دارد. و ولتاژ خروجی جریان مستقیم در رکتیفایرهای سه فاز نسبت به ولتاژ یک سو شده در رکتیفایرهای تک فاز صافتر است. برای اینکه انرژی تولید شده در نیروگاهها به شبکه سراسری متصل شود و در اختیار مشترکان قرار گیرد. باید:
انتقال نیرو
انرژی تولید شده در نیروگاههای مختلف (
آبی ،
دیزلی ،
گازی ،
چرخه ترکیبی ،
بخاری ،
اتمی ،
بادی) پس از افزایش به مقدار ولتاژهای (400 و 220 و 123 و 63) کیلو ولت به مناطق مصرف انتقال می‌یابد. جابجایی با ولتاژهای 400 یا 230 کیلوولتی را در اصلاح انتقال نیرو می‌خوانند و هدف آن داد و ستدهای انرژی و توان بین مناطق و نواحی اصلی است که معمولا در فاصله‌های دور از هم قرار گرفته‌اند. طول مدارهای 400 کیلوولتی در ایران حدود 800 کیلومتر و طول مدارهای 230 کیلوولتی حدود 6000 کیلومتر می‌باشد.
شبکه‌های فوق توزیع
رساندن انرژی و توان به مراکز مصرف بیشتر با خطهای 63 (یا 66) یا 132 کیلوولتی صورت می‌گیرد که این بخش از فعالیت نیرورسانی را در اصطلاح شبکه‌های فوق توزیع می‌نامند.
توزیع نیرو
در صنعت برق ، توزیع انرژی برق اساسا در دو سطح فشار متوسط و فشار ضعیف صورت می‌گیرد.
خطهای فشار متوسط
بیشتر شبکه‌های فشار متوسط در ایران از نوع 20 کیلوولتی هستند؛ اما ولتاژهای 33 و 11 کیلوولتی نیز پهنه‌های محدودی از کاربرد را دارند.
خطوط فشار ضعیف
تأمین برق مصرف کنندگان عادی با خطهای فشار ضعیف انجام می‌گیرد. این خطها آخرین قسمت از شبکه عظیم و گسترده برق رسانی را پیش از تحول انرژی به مصرف کننده تشکیل می‌دهند خطهای فشار ضعیف رایج در سراسر کشور از رده 220/38 ولتی معمولا به صورت 5 سیمه هستند و در حال حاضر حدود 200000 کیلومتر خط فشار ضعیف در ایران وجود دارد.
مصرف کننده
کلیه وسایلی که انرژی الکتریکی را به شکل‌های دیگری تبدیل می‌کند مصرف کننده نامیده میشوند. لامپ‌های روشنایی ، گرم کننده‌های الکتریکی ، انوع الکترودهای سه فاز و تک فاز ، وان‌های آبکاری و ... مصرف کننده‌های الکتریکی نمونه‌هایی از مصرف کننده‌های الکتریکی هستند. مصرف کننده‌های الکتریکی را از نظر الکتریکی می‌توان به دو گروه یک فازه و چند فازه تقسیم کرد. کاربرد مصرف کننده‌های یک فازه در منازل و مکانهای عمومی (روشنایی ، لوازم خانگی و لوازم اداری و غیره) می‌باشد. ولتاژ کار این مصرف کننده‌ها در
ایران و بسیاری از کشورهای جهان 220 ولت است.
مباحث مرتبط با عنوان
