สัปดาห์ที่ 5 ระบบไฟฟ้าสามเฟส Three Phase System

ระบบไฟฟ้าสามเฟส จุดประสงค์การเรียนรู้ ศึกษาคุณลักษณะของวงจรสามเฟส ที่ใช้ในการกำเนิด, ส่งและจำหน่ายพลังงานไปสู่ โหลดอย่างง่าย

ระบบไฟฟ้าสามเฟส ทำไมต้องศึกษาระบบไฟฟ้าสามเฟส การใช้งานโดยทั่วไปเป็นระบบไฟฟ้าสามเฟสสมดุลเนื่องจากกำลังไฟฟ้าที่จ่ายมีค่าคงที่สม่ำเสมอ อุปกรณ์ต่างๆของระบบไฟฟ้าสามเฟสมีขนาดใหญ่และมี ประสิทธิภาพ สร้างสถานีจ่ายกำลังในราคาถูกกว่าระบบเฟสเดียว สายส่งกำลังในระบบสามเฟสใช้ทองแดงน้อยกว่าสายส่งเฟสเดียวที่สมมูลกัน ใช้ไฟฟ้าเฟสเดียวจากระบบไฟฟ้าสามเฟสได้

ตัวห้อยของแรงดันและกระแสของอุปกรณ์สองขั้ว แรงดัน Vab หมายถึงศักย์ไฟฟ้าที่จุด a เทียบกับจุด b กระแส I = Iab เป็นกระแสที่ไหลผ่านจากโหนด a ไปยังโหนด b

ตัวอย่างที่ 1 Voltage Current ศักย์ไฟฟ้าที่ขั้ว B, (ข) จงหากระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทาน Voltage Current

ระบบไฟฟ้าเฟสเดียว กำลังไฟฟ้าที่เวลาใดๆของสัญญาณ กำหนดให้ สูตรตรีโกณ เมื่อ

ตัวอย่างที่ 2 กำหนดให้ V และ จงหา แรงดันเฟสเซอร์ กระแสเฟสเซอร์ กระแสที่แปรตามเวลา กำลังไฟฟ้าที่เวลาใดๆ W ไปยังหน้าที่16 ตัวอย่างที่ 5

ตัวอย่างที่ 3 ระบบไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้านพักอาศัยทั่วไปในประเทศไทยมีค่าแรงดัน 220 V หมายถึงแรงดัน  ความถี่เท่าไร ตอบ เป็นแรงดันอาร์เอ็มเอส ส่วนแรงดันยอดคลื่น สมการของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับหรือสัญญาณไซน์ที่ความถี่ 50 Hz

แหล่งจ่ายแรงดันสามเฟสแบบสมดุล แรงดันเฟส (Phase voltage) แรงดันระหว่างสายหรือแรงดันไลน์ (Line – to – line voltage) ความสัมพันธ์ของแรงดันเเต่ละเฟส การลำดับเฟสแบบบวก (positive phase sequence) หรือการลำดับเฟส abc การลำดับเฟสแบบลบ (negative phase sequence) หรือการลำดับเฟส acb

เฟสเซอร์ไดอะแกรมของการลำดับเฟส

รูปคลื่นความสัมพันธ์ของแรงดันไฟฟ้าสามเฟส เมื่อ ความสัมพันธ์ของแรงดันเฟสในโดเมนเวลา

ตัวอย่างที่ 4 หาแรงดันเฟสเซอร์ของเฟส b,c วิธีทำ แรงดันเฟส b จงหาค่าแรงดันต่างๆกำหนดให้แหล่งจ่ายไฟฟ้าสามเฟสสมดุลมี แรงดันเฟส a เป็นแรงดันอ้างอิง หาแรงดันเฟสเซอร์ของเฟส b,c วิธีทำ แรงดันเฟส b แรงดันเฟส c หาแรงดันที่เวลาใดๆของเฟส a,b,c

คุณสมบัติระบบไฟฟ้าสามเฟสที่สมดุล ผลรวมแรงดันเฟสเซอร์ของแรงดันเฟสแต่ละเฟสมีค่าเป็นศูนย์ ขนาดและเฟส กำหนดให้แรงดัน เป็นแรงดันอ้างอิง ลำดับเฟสแบบบวก ไปยังหน้าที่22

คุณสมบัติระบบไฟฟ้าสามเฟสที่สมดุล ผลรวมของแรงดันเฟสที่แปรตามเวลาของสัญญาณไซน์มีค่าเป็นศูนย์ สูตรตรีโกณ

การเปรียบเทียบกำลังไฟฟ้าของระบบไฟฟ้าเฟสเดียวและระบบไฟฟ้าสามเฟส กำลังไฟฟ้าที่เวลาใดๆของระบบไฟฟ้าเฟสเดียว แรงดันเฟสที่เวลาใดๆของระบบไฟฟ้าสามเฟส กระแสที่จ่ายโดยแหล่งจ่ายไปยังโหลด

การพิสูจน์กำลังไฟฟ้าที่เวลาใดๆของระบบไฟฟ้าสามเฟส สูตรตรีโกณ

ตัวอย่างที่ 5 จงหากำลังไฟฟ้าของระบบไฟฟ้าสามเฟสสมดุล ลำดับเฟสแบบบวก กำหนดให้เฟส a เป็นเฟสอ้างอิง วิธีทำ ไปยังหน้าที่ 6 ตัวอย่างที่2

การเชื่อมต่อแหล่งจ่ายและโหลด

การเชื่อมต่อแหล่งจ่ายและโหลด

การเชื่อมต่อแหล่งจ่ายและโหลดที่สมดุลแบบ Y- Y

การพิสูจน์ความสัมพันธ์ของแรงดันไลน์และแรงดันเฟสของ Y-Y กำหนดให้ หาแรงดันไลน์ หาแรงดันไลน์

เฟสเซอร์ไดอะแกรมของแรงดันเฟสและแรงดันไลน์ ของระบบสามเฟสสมดุลต่อแบบวาย สมการความสัมพันธ์ของแรงดันไลน์และแรงดันเฟส ขนาด มุมเฟส

การค่าของกระแสต่อเฟสในระบบไฟฟ้าสามเฟสสมดุล พิจารณาที่เฟส a ที่เฟส b กระแสที่ไหลในสายนิวทรัล ที่เฟส c ไปยังหน้าที12

สรุปเนื้อหาในสัปดาห์ที่ 5 สถานีส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าจะใช้ระบบไฟฟ้าแบบสามเฟสสมดุล ให้กำลังไฟฟ้าที่ราบเรียบกว่าระบบไฟฟ้าเฟสเดียว แรงดันประกอบด้วยคือ แรงดันเฟสและแรงดันระหว่างสาย การลำดับเฟส(1)ลำดับเฟสแบบบวก(2)การลำดับเฟสแบบลบ การวิเคราะห์วงจรระบบสมดุลพิจารณาต่อเฟสง่ายในหา ความสัมพันธ์ของแรงดันและกระแส การเชื่อมต่อแหล่งจ่ายและโหลดแบบต่างๆ