Háromfázisú kiegyenlítési gyakorlatok
Olyan hálózatok, ahol az összes teljesítmény egyetlen fázisra koncentrálódik. Újraosztod a fogyasztókat R/S/T fázisokra, valós időben követed az aszimmetriát, és az I7-2011 3.1.5.8. cikkelye szerinti visszajelzést kapsz.
Aszimmetria- és nullavezető-áram kalkulátor
Fázisonkénti teljesítmény → aszimmetria, nullavezető-áram, V43 verdikt
Aszimmetria
150 %
Nullavezető-áram
15.7 A
✗ Aszimmetria
aszimmetria% = (5.0 − 1.0) / 2.67 × 100 = 150 %
I_N = √(I_R² + I_S² + I_T² − I_R·I_S − I_S·I_T − I_T·I_R) · I_fázis = P / (230 × cos φ)
V43 küszöbök (mérnöki): ≤ 15 % kiegyenlített · 16–30 % figyelem · > 30 % hiba. A 3.1.5.8. cikkely csak „a lehető legkiegyenlítettebb terhelést” írja elő.
Fáziselosztó (interaktív gyakorlat)
Helyezd át a fogyasztókat R/S/T fázisokra, amíg az aszimmetria 15 % alá csökken
Minden fogyasztó az R fázison indul — maximális aszimmetria. Nyomd meg az egyes fogyasztók fázisgombját (R → S → T) az áthelyezéshez, vagy használd az „Automatikus kiegyenlítés” gombot. Cél: 15 % alatti aszimmetria.
Hőszivattyú
3.5 kW
Üvegkerámia főzőlap
3.0 kW
Elektromos sütő
2.5 kW
Mosógép
2.2 kW
Elektromos bojler
2.0 kW
Légkondicionáló
1.5 kW
Világítás + aljzatok
1.0 kW
Cél: vidd az aszimmetriát 15 % alá a fogyasztók fázisok közötti áthelyezésével.
Számítási feltételezések és alkalmazási kör
- Konvenció: aszimmetria = (P_max − P_min) / P_átlag × 100, egész számra kerekítve; V43 verdikt (az ellenőrzővel azonos): kiegyenlített ≤ 15 %-nál, figyelem 16–30 %-nál, hiba 30 % fölött (mérnöki küszöbök, nem az I7-2011 számszerű határai)
- A nullavezető-áramot azonos cos φ melletti lineáris terhelésekre becsüljük (120°-kal eltolt áramok); a 3. rendű harmonikusok (LED, kapcsolóüzemű tápok) a nullavezetőben összeadódnak, és tovább növelhetik azt
- A fázisonkénti áramokat 230 V-on számoljuk (egyfázisú fogyasztók): I = P / (230 × cos φ). Egy kiegyenlített háromfázisú áramkör (RST) egyenlően terhel mindhárom fázist
- Az ellenőrzés a teljes hálózat szintjén történik (az összes elosztó együtt), nem elosztónként — egy egyfázisú elosztó helyileg „kiegyenlítetlen”, globálisan viszont kiegyenlített lehet
Háromfázisú kiegyenlítés — lépésről lépésre
Az aszimmetria meghatározásától a nullavezető-áramig, a szabványos alapig és a kiegyenlítési módszerig.
A. Mi a háromfázisú aszimmetria
Három, 120°-kal eltolt fázis
A háromfázisú hálózat három, 120°-kal eltolt váltakozó feszültséget szolgáltat: az R, S és T fázist. Az egyfázisú fogyasztók (aljzatok, világítás, háztartási gépek) egyenként, egyetlen fázisra csatlakoznak.
Egyenlő terhelés → tehermentes nulla
Ha a teljesítmény egyenlően oszlik el a három fázis között, a vonali áramok vektoriálisan kioltják egymást, és a nullavezetőn (N) átfolyó áram nulla vagy minimális. Az egyenlőtlen elosztás terheli a nullavezetőt és torzítja a feszültségeket.
B. Az aszimmetria képlete
Viszonyítsd az eltérést az átlaghoz
aszimmetria% = (P_max − P_min) / P_átlag × 100
P_max és P_min a legjobban és legkevésbé terhelt fázis teljesítménye; P_átlag = (R + S + T) / 3.
Példa
R = 5 kW, S = 3 kW, T = 1 kW → átlag = 3 kW → aszimmetria = (5 − 1) / 3 × 100 = 133 %.
≤ 15 %
kiegyenlített
16–30 %
figyelem
> 30 %
hiba
A 15 % / 30 % küszöbök mérnöki konvenciók (a V43 szabály), nem az I7-2011 számszerű határai.
C. A nullavezetőn átfolyó áram
A három áram vektoriális összege
I_N = √(I_R² + I_S² + I_T² − I_R·I_S − I_S·I_T − I_T·I_R)
A képlet azonos cos φ melletti lineáris terhelésekre érvényes (120°-kal eltolt áramok). I_R = I_S = I_T esetén I_N = 0.
A 3. rendű harmonikusok növelik a nullát
A nemlineáris terhelések (LED, kapcsolóüzemű tápok) 3. rendű harmonikusokat juttatnak a hálózatba, amelyek a nullavezetőben összeadódnak, nem oltják ki egymást. Ezért írja elő az 5.2.4.6.3. cikkely a teljes keresztmetszetű nullavezetőt, ha a harmonikusok meghaladják a 15 %-ot.
D. Szabványos alap — I7-2011
3.1.5.8. cikkely — I7-2011
„A villamos fogyasztók fázisokra, illetve betápláló áramkörökre való elosztását úgy kell elvégezni, hogy a fázisok lehető legkiegyenlítettebb terhelése biztosított legyen.”
5.2.4.6.1 (d) cikkely — a nullavezető keresztmetszete
„A nullavezető keresztmetszetének ... egyenlőnek kell lennie a fázisvezetők keresztmetszetével ... d) ha normál üzemben nincs biztosítva a fázisok és a nulla közötti kiegyenlítés (például a világítási és aljzat-elosztóknál).”
5.2.4.6.3 (a) cikkely — mikor lehet kisebb a nulla
„... a nullavezető keresztmetszete kisebb lehet a fázisvezetőkénél, ha ... a) a terhelés ... kiegyenlítetten oszlik el a fázisok között, és a 3. rendű harmonikusok szintje ... nem haladja meg a 15 %-ot a fázisvezetőben.”
A V43 szabály által használt 15 %-os és 30 %-os küszöb a mérnöki gyakorlatból ered, nem a szabvány számszerű határai — a 3.1.5.8. cikkely csak „a lehető legkiegyenlítettebb terhelést” írja elő.
E. Hogyan egyenlítesz ki a gyakorlatban
Oszd el a nagy fogyasztókat sorra
A ≥ 3 kW-os fogyasztókat egyenként helyezd minden fázisra, R → S → T sorrendben forgatva. A „legnagyobbat a legkevésbé terhelt fázisra” (LPT) algoritmus minimalizálja az aszimmetriát — pontosan ezt teszi az „Automatikus kiegyenlítés” gomb.
Ellenőrizd a teljes hálózat szintjén
Add össze az azonos fázison lévő terheléseket az összes elosztóból (fő + alelosztók). Egy egyfázisú elosztó helyileg „kiegyenlítetlen”, globálisan viszont tökéletesen kiegyenlített lehet.
Dokumentáld minden áramkör fázisát
Jegyezd fel minden áramkörhöz rendelt fázist az átadáskor (üzembe helyezés) leadott szétbontott kapcsolási rajzon, hogy az ellenőrzés reprodukálható legyen.
F. Az egyidejűségi tényező (mit egyenlítesz ki valójában)
Beépített teljesítmény vs. felvett teljesítmény
Pa = Pi × k_u × k_s
k_s (egyidejűség) = az egyszerre üzemelő teljesítmény / a beépített teljesítmény; k_u (kihasználás) = egy fogyasztó valós teljesítménye / a beépített teljesítménye. Nem minden fogyasztó megy egyszerre maximumon.
Az EGYIDEJŰ terhelést egyenlíted ki, nem a beépítettet
A vezetőkön és a nullavezetőn csak a tényleges (felvett) teljesítmény folyik át. Ezért a fázisokra való elosztást a Pa alapján végezzük, nem az adattáblák összege alapján. Pl.: Pi = 12 kW, k_s = 0,5 → Pa = 6 kW, ezt kell kiegyenlíteni R/S/T között.
Art. 3.2.1.2 / 3.2.2.1 — I7-2011
„A felvett teljesítmény meghatározásához ... figyelembe kell venni az egyidejűségi tényezőt (k_s) és a kihasználási tényezőt (k_u). ... Pa = Pi · k_u · k_s.” (tájékoztató értékek a 3.3–3.5 táblázatokban)
Részletek és értéktáblázatok (k_u, k_s lakástípusonként): az „Egyidejűségi tényezők” című cikk a blogon.
Gyakorlatok — válaszd ki a helyes lehetőséget
Minden lépést a helyes válasz kiválasztásával jársz végig. Hibás? Próbáld újra.
Aszimmetria — lakás
Egy lakásban R = 4 kW, S = 2 kW, T = 1 kW (egyfázisú fogyasztók a három fázison).
1. lépés: Mekkora a fázisonkénti átlagteljesítmény?
Újraelosztás — az optimális fázis
Az elosztón R = 3 kW, S = 3 kW, T = 1 kW. Hozzáadsz egy új, 2 kW-os fogyasztót.
1. lépés: Melyik fázisra teszed a kiegyenlítéshez?
Nullavezető-áram — kiegyenlített hálózat
Tökéletesen egyenlő, rezisztív terhelések a három fázison: R = S = T = 3 kW.
1. lépés: Mekkora a nullavezetőn átfolyó áram?
Egyidejűség — a kiegyenlítendő teljesítmény
Lakás Pi = 12 kW beépített teljesítménnyel és k_s = 0,5 egyidejűségi tényezővel.
1. lépés: Mekkora az egyidejű (felvett) teljesítmény, Pa = Pi × k_s?
Gyakorlatok — minden lépést te számolsz
Most te adod meg minden lépés értékét. Tippet kapsz, ha hibázol.
Aszimmetria — te számolod
Egy elosztón R = 5 kW, S = 3 kW, T = 1 kW.
1. lépés: A fázisonkénti átlagteljesítmény = ?
Nullavezető-áram — három egyenlőtlen áram
Fázisáramok (rezisztív terhelések): I_R = 10 A, I_S = 6 A, I_T = 2 A.
1. lépés: A nullavezető-áram I_N = ?
Cél-kiegyenlítés — tökéletes elosztás
Hálózat 12 kW egyfázisú fogyasztóval, tökéletesen elosztva a három fázison (cos φ = 1).
1. lépés: A fázisonkénti teljesítmény = ?
Egyidejűség — felvett teljesítmény
Villa Pi = 20 kW-tal, k_u = 0,6 kihasználási tényezővel és k_s = 0,83 egyidejűségi tényezővel.
1. lépés: A felvett teljesítmény Pa = Pi × k_u × k_s = ?
Gyakorlatok — közvetlen válasz
Egyedül oldod meg, és megadod a végső választ. A lépésről lépésre megoldás szükség esetén elérhető.
Aszimmetria közvetlenül
R = 6 kW, S = 4 kW, T = 2 kW. Mekkora az aszimmetria (százalék)?
Nullavezető-áram — egy hiányzó fázis
I_R = 16 A, I_S = 16 A, I_T = 0 A. Mekkora a nullavezetőn átfolyó áram (A)?
Nullavezető-áram — három terhelés
I_R = 20 A, I_S = 12 A, I_T = 8 A. Mekkora a nullavezetőn átfolyó áram (A)?
Egyidejű teljesítmény közvetlenül
Pi = 15 kW beépítve, k_s = 0,6 egyidejűségi tényező. Mekkora a felvett egyidejű teljesítmény (kW)?
Hozzászólások
A hozzászólásokat közzététel előtt moderáljuk. Az e-mail-cím nem jelenik meg nyilvánosan.