طريقة الاستخدام
- اختر في ما الذي تحسبه؟: القدرة من التيار إذا كنت تقيس التيار، أو التيار من القدرة إذا كنت تعرف الكيلوواط.
- اكتب جهد الخط (فولت)، مثلاً 400، ومعامل القدرة.
- اكتب تيار الخط (أمبير) أو القدرة الفعلية (كيلوواط)، حسب اختيارك.
- اقرأ القدرة الفعلية P والقدرة المتفاعلة Q والقدرة الظاهرية S. وافتح الحساب خطوة بخطوة لكل معادلة.
المعادلات
الحمل المتوازن ثلاثي الأطوار له ثلاثة أطوار متساوية. القدرة الظاهرية هي الجذر التربيعي لثلاثة مضروباً في جهد الخط ومضروباً في تيار الخط. والقدرة الفعلية هي ذلك مضروباً في معامل القدرة، والمتفاعلة هي الباقي، مع جيب زاوية الطور. وتنطبق معادلات الخط نفسها على التوصيلين نجمة ودلتا.
S = √3 × VL × IL القدرة الظاهرية (VA)
P = S × PF = √3 × VL × IL × cos φ القدرة الفعلية (W)
Q = S × √(1 − PF²) القدرة المتفاعلة (var)
نجمة: VPH = VL ÷ √3، IPH = IL
دلتا: VPH = VL، IPH = IL ÷ √3
- جهد الخط بين خطين يساوي √3 مرة جهد الخط إلى المحايد في التوصيل نجمة (ويكيبيديا (باللغة الإنجليزية): Three-phase electric power).
- المقارنة أحادية الطور تستخدم 230 فولت، وهو الجهد الاسمي أحادي الطور. فالقدرة الفعلية نفسها تحتاج تياراً أكبر بكثير على شبكة أحادية الطور منه على شبكة ثلاثية.
- التيار من القدرة: IL = P ÷ (√3 × VL × PF).
ما لا تغطيه الحاسبة
- الأحمال غير المتوازنة، حيث تحمل الأطوار الثلاثة تيارات مختلفة ويمر تيار في المحايد.
- التوافقيات من الأحمال الإلكترونية، فهي تغيّر معامل القدرة الذي يقيسه العداد.
- تيارات بدء المحركات والأجهزة الواقية المختارة للدائرة، فهذه تحتاج إلى كهربائي.
مثال محلول: 400 فولت، و16 أمبير، ومعامل قدرة 0.9
القدرة الظاهرية S = √3 × 400 فولت × 16 أمبير = 11,085 فولت أمبير، أي 11.09 كيلو فولت أمبير.
القدرة الفعلية P = 11,085 × 0.9 = 9,977 واط، أي 9.977 كيلوواط، والقدرة المتفاعلة Q = 11,085 × √(1 − 0.9²) = 4,832 فار، أي 4.832 كيلو فار.
على التوصيل نجمة يكون لكل طور 230.9 فولت و16 أمبير. والقدرة 9.977 كيلوواط نفسها على شبكة أحادية الطور 230 فولت تحتاج 48.2 أمبير.
الأسئلة الشائعة
هل يغيّر التوصيل نجمة أو دلتا القدرة؟
للحمل المتوازن تكون القدرة الكلية نفسها، لأن جهد الخط وتيار الخط يعطيان العلاقة نفسها √3 في الحالتين. ويتغير جهد الطور وتيار الطور فقط.
ما الفرق بين الكيلوواط والكيلو فولت أمبير والكيلو فار؟
الكيلوواط هو القدرة التي تنتج عملاً، والكيلو فولت أمبير هو القدرة الكلية التي يجب أن يوفرها المصدر، والكيلو فار هو القدرة التي تتأرجح ذهاباً وإياباً. والكيلوواط يساوي الكيلو فولت أمبير مضروباً في معامل القدرة.
أي معامل قدرة أستخدم؟
استخدم الرقم المكتوب على لوحة المحرك أو في ورقة بيانات الجهاز. السخانات المقاومية معامل قدرتها 1، والمحركات والمشغّلات كثيراً ما تكون أقل.
لماذا تحمل الشبكة ثلاثية الأطوار قدرة أكبر للتيار نفسه؟
الأطوار الثلاثة تعطي القدرة باستمرار، مع عامل √3 على جهد الخط. فلتيار الخط نفسه تكون القدرة √3 مرة قدرة أحادية الطور عند الجهد نفسه.
هل المقارنة أحادية الطور خيار حقيقي؟
تبيّن كم تيار تحتاجه القدرة نفسها على شبكة 230 فولت أحادية الطور. استخدمها لترى لماذا تستخدم الأحمال الكبيرة الأطوار الثلاثة، والشبكة التي لديك هي التي تحدد أي الحالتين تنطبق.
المصادر
- ويكيبيديا (باللغة الإنجليزية): Three-phase electric power (علاقة جهد الخط بجهد الطور، ونجمة ودلتا)
- ويكيبيديا (باللغة الإنجليزية): Electric power (معادلة القدرة والواط)
آخر مراجعة للأرقام والنص: الثلاثاء، 30 جمادى الأولى 1448 بعد الهجرة.