בס"ד , ‏יום חמישי 09 פברואר 2023

נושא : ניתוק מוליך האפס במתקנים שונים

הקדמה

כל מעגל חשמלי יודע כי על מנת שיוכל לסגור מעגל הוא יזדקק גם למוליך האפס (N) וגם למוליך הפאזה (L1,L2,L3) אך לעיתים בשל בעיות טכניות מוליך האפס מתנתק בשל תקלה ואנחנו נבדוק מה קורה בכל אחד מהמצבים כולל דוגמאות ובחלק השני נבדוק מה קורה בסוגי מתקנים שונים ומקומות תקלה שונים.

1.מוליך האפס מתנתק בצרכן חד פאזי מבנה המוזן ממקור חד פאזי

במצב זה צרכן חד פאזי מפסיק לעבוד ואין לנו בעיה משמעותית מלבד העובדה כי הצרכן לא פועל גם אם היו מספר צרכנים חד פאזיים הבעיה תהייה דומה ולא יהיה נזק למתקן או לצרכן.

מוליך האפס במקור של מתקן תלת פאזי התנתק כאשר מזין צרכנים חד פאזיים

א. במצב תקלה זה יש לנו 2 אפשרויות

1. כל עוד הצרכנים בעלי עומס זהה אין לנו בעיה ולא יהיה שינוי בזרם

2. אך כאשר העומסים שונים נראה כמו צרכן ברשת שאינה מאוזנת ועומסי הפאזה לאפס יהיו שונים שונה ממה שהם אמורים להיות בשל חלוקת מתח וקטורית.

נעשה מה שאנחנו יודעים נצייר מעגל

לצורך פישוט החישוב נשתמש בצרכנים אומים טהורים ולא צרכנים מורכבים

V_AN-V_n=Ia*R₂₀₀
V_BN-V_n=Ib*R₅₀₀
V_CN-V_n=Ic*R₇₈₀

נחלץ את v_n

V_n= V_AN-I_a*R₂₀₀

V_n= V_BN-I_b*R₅₀₀
V_n= V_CN-I_c*R₇₈₀

לפי חוקי קירכהוף

I_a+I_b+I_c=0

(V_AN-V_n)/ R₂₀₀)+(V_BN-V_n)/ R₅₀₀)+ ((V_CN-V_n)/ R₇₈₀)=0

נחלץ

(V_AN/ R₂₀₀)-(V_n/ R₂₀₀) + (V_BN/ R₅₀₀)- (V_n/ R₅₀₀) + (V_CN/ R₇₈₀)-(V_n/ R₇₈₀)=0

נעביר אגפים

(V_AN/ R₂₀₀) + (V_BN/ R₅₀₀) + (V_CN/ R₇₈₀) = V_n (1/R₂₀₀ +1/R₅₀₀+1/R₇₈₀)

נבודד את V_n

V_n =[(V_AN/ R₂₀₀) + (V_BN/ R₅₀₀) + (V_CN/ R₇₈₀)]/[ (1/R₂₀₀ +1/R₅₀₀+1/R₇₈₀)]
V_n =[(230∟0/ 200) + (230∟-120/500) + (230 ∟120/780)]/[ (1/200 +1/500+1/780)]
V_n=94.86 ∟-10.48 V

נמצא את המתח על כל אחד מהנגדים

V_R200= V_AN-V_n=230∟0 – 94.86∟-10.48 = 137.80 ∟7.19 V
V_R500= V_BN-V_n=230∟-120 – 94.86∟-10.48 = 276.54 ∟-138.86 V
V_R780= V_CN-V_n=230∟0 – 94.86∟-10.48 = 300.37 ∟133.89 V

כלומר לאחר כל החישובים על כל אחד מהצרכנים בהנחה שלא היו טעויות חישוביות (אם יש כתבו לי)

על צרכן שההתנגדות שלו הייתה הגדולה ביותר מפל המתח יהיה הגדול ביותר.

נבצע דוגמה נוספת עם צרכנים חד פאזיים

בדוגמה הבאה יש לנו 2 מצבים

מצב א ההתנגדות של הצרכנים שווה

כלומר יש לנו מעגל טורי עם מחלק מתח פשוט (ובשיטה הארוכה למי שלא זוכר למה) נמצא את הזרם הטורי ונכפול בהתנגדות

I= L₁L₂ / (R₃₅₀+ R₃₅₀) = 400/(350+350)=4/7A

U_R350= I X R =4/7 X 350 =200V

כלומר על כל צרכן יהיה 200 וולט אם זה גוף חימום הוא יחמם פחות.

מצב ב ההתנגדות של הצרכנים שונה

I=L₁L₂/(R₂₀₀+ R₅₀₀) = 400/(200+500)=4/7 A

U_R200=I X R=4/7 X 200 =114.28 V

U_R500=I X R=4/7 X 500 =285.71 V

גם פה ניתן לראות כי מפל המתח משתנה בהתאם לעומס המחובר, אי לכך כאשר הצרכנים חד פאזיים הסכנה מוגברת כאשר יש ניתוק של האפס בשל מפל מתח גבוה מהמותר על העומס שלו לכן יש לנקוט משנה זהירות במתקן עם צרכנים חד פאזים.

בהצלחה