مقدمة المقالة

الصورة 1

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته زوار مدونة الكهرباء electric

في هذه الحلقة ان شاء الله سنتعرف على احد المفاهيم الكهربائية وهو مفهوم اتزان الاحمال في الشبكة الكهربائية ثلاثية الاطوار.
اتزان الاحمال هنا لانتحدث عن المحركات او المضخات او الاجهزة والالات ثلاثية الاطوار لانها متزنة داخليا
لايمكن اطلاقا ان نجد جهاز او الة ثلاثية الاطوار غير متزنة داخليا هذا غير موجود اطلاقا

الصورة 2

انا هنا اتحدث عن اتزان الاحمال بالنسبة للتركيبات احادية الطور في الشبكة الكهربائية ثلاثية الاطوار .
مثل توصيل المنازل او  الشقق السكنية او الانارة وتوصيلات المكاتب داخل الشركات والمصانع
اتزال الاحمال هو وضع حمل على كل فاز من الفازات الثلاثة وتكون كل هذه الاحمال متساوية على سبيل المثال سنضع حمل 100W على كل فاز وسندرس الظواهر الكهربائية المتعلقة باتزان الاحمال وعدم اتزان الاحمال وبالخصوص على تيار العودة في النيوترال او تيار الرجوع هذا مايهمنا حاليا

شرح التركيب الذي سنقوم بدراسته

الصورة 3

ساشرح لكم اولا هذا التركيب الذي امامنا.
لدينا هنا تغذية كهربائية ثلاثية الاطوار الفاز الاول والفاز الثاني والفاز الثالث و نيوترال
تردد الشبكة طبعا هو 50Hz تيار متردد وضعت هنا قاطع كهربائي لفصل التيار في الفاز الاول ستعرفون دوره لاحقا بالنسبة لكل فاز هنا وضعت جهاز الامبير متر لقياس الشدة الكهربائية الداخلة الى كل مصباح
والاهم جهاز امبير متر لقياس الشدة في النيوترال طبعا الذي يتواجد في النيوترال

و النيوترال قمت بربطه بالارضي ووضعت توصيل نجمة او ستار للتغذية الثلاثية الاطوار 
كما شاهدنا في مقالة او كتاب كيفية استخراج النيوترال
سنمثل المنازل هنا بالمصابيح او الاحمال الكهربائية بالمصابيح
كما تلاحظون ايضا كل مصباح هنا يعمل بفاز ونوتر وكل مصباح هنا لديه قدرة 100W يعني ان كل هذه الامصابيح هنا لها نفس القدرة وكل منها موصول بفاز مختلف

الصورة 4

المهم قبل ان نبدأ في التشغيل هذا المحاكي النظري قلنا ان كل المصابيح هنا احادية الطور ولها نفس القدرة 100 w يعني يوجد لدينا هنا اتزان لأحمال على هذه الشبكة ثلاثية الاطوار
اظن ان التركيب واضح حاليا
للتذكير فقط  وضعت زمن التشخيص هنا في 20 ms يعني ماذا يحدث في  20 ms  ونحن نعرف التيار المتردد يذهب ذهابا وايابا 50 مرة في الثانية وهو مايسمى بالتردد 50Hz
على بركة الله نبدأ بالتشغيل.

إتزان الأحمال أحادية الطور في الشبكة ثلاثية الأطوار

شدة التيار في الفاز الاول الداخلة الى المصباح الاول سأضغط هنا للحصول على القيمة هي 455mA سنجد نفس الشدة في كل مصباح لان المصابيح لها نفس القدرة كما تشاهدون هنا

الصورة 5

اذن القدرة متساوية والاحمال متساوية والجهد متساوي
هذا هو اتزان الاحمال
لاحظو الامبير متر الذي يقيس لنا شدة التيار في النيوترال هنا
يشير الى 0 امبير ولاتوجد نقاط تمثيل لشدة التيار
ماذا يعني ذلك

هذا يعني ان اتزان الاحمال في الشبكة ثلاثية الاطوار لايسمح بتواجد اي تيار عائد في النيوترال تذكرو هذه النقطة جيدا

الصورة 6

الصورة 7

ضرورة تواجد توازن في الحمل على الفازات الثلاثة

الصورة 8

الان سنقوم بفصل الكهرباء على المصباح الاول بواسطة القاطع الذي قلت لكم سابقا انكم ستعرفون دوره لاحقا

الان لاحظو جيدا اصبح لدينا هنا تيار عودة في النيوترال
رغم اننا نقوم الان بتشغيل مصباحين لهما نفس القدر ة اي هنالك توازن في الاحمال على فازين فقط

لاحظو جيدا الامبير متر الذي في النيوترال يعطينا الان نفس قياس الشدة الذي يتواجد في مداخل المصباح الثاني والمصباح الثالث وهي 455 mA
مذا نستنتج من هذه العملية
اتزان الاحمال لابد ان يكون على الفازات الثلاثة معا هذا ضروري ليتم تحييد النيوترال من التيار العودة لأن الشبكة الكهربائية هنا ثلاثية الاطوار وليست ثنائية والاطوار او الفازات الثلاثة لها علاقة فيما بينها وذلك عبر المحول او التوصيل الذي ينتج لنا النيوترال وهو توصيل ستار

الصورة 9

اذا وضعنا اتزان على فازين معا فهذا بدون جدوى وغير ضروري
عندما نقوم باعادة تشغيل المصباح الاول سيعود لنا الاتزان وسيختفي تيار العودة في النيوترال وسيعود الامبير متر الخاص بالنيوترال الى مؤشر 0 أمبير

عدم اتزان الأحمال وعلاقته بتيار العودة في النيوترال

الان سنواصل التجربة وسنقوم بوضع احمال مختلفة على كل الفازات الثلاثة اي اننا سنقوم بتشغيل الفازات في وضعية غير متزنة من حيث الحمل.
مثلا
ساقوم بتحويل المصباح الاول في الفاز الاول الى مصباح بقدرة 300W
بالنسبة للمصباح الثاني في الفاز الثاني ساتركه على ما اضن هاكدا دون تغيير اي 100W
بالنسبة للمصباح الثالث في الفاز الثالث ساخفض من قدرته الى

20 W
الان سنقوم بالتشغيل مرة اخرى

الصورة 10

كما تشاهدون الان تيار العودة موجود في النيوترال بسبب عدم اتزان الاحمال
سنتعرف على قيمة ضدة التيار لكل مصباح سنبدأ من المصباح الاول كما تشاهدون هنا شدة تياره هي 1 امبير
المصباح الثاني شدته هي 454 mA والمصباح الثالث  هي 90 mA تقريبا
مذا عن شدة تيار النيوترال
تشير تقريبا الى 1,14A
اذن تلاحظون هنا ان شدة تيار النيوترال تأخد تقريبا قيمة اكبر حمل او اكبر شدة موجودة في التركيب ثلاثي الاطوار اظن  هنا بسبب اختياري لاحمال بشكل عشوائي لم تظهر بشكل جيد لكن قد اقوم بعمل مقالة او كتاب مخصص لشرح هذه النقطة بالتحديد

إستنتاجات المقالة بخصوص اتزان الأحمال

ماهي الاستنتاجات التي سنخرج بها من هذه التجارب

اتزان الاحمال الاحادية ااطور في الشبكة ثلاثية الاطوار يمنع من تواجد تيار عودة او تيار رجوع في النيوترال
ثانيا لابد ان يكون الاتزان مقترن او مرتبط بالفازات الثلاثة لايعني ذلك اننا اذا وضعنا حملين متساويين على فازين اثنين فقط سيكون ذلك اتزان لابد لاتزان الاحمال ان يكون على الفازات الثلاثة وعدم الغاء اي فاز من موازنة الحمل للقضاء على تيار العودة في النيوترال
كلما كانت الاحمال الغير متزنة متفاوتة ومتخلفة بشكل اكبر سترتفع قيمة شدة تيار العودة في النيوترال لتعادل في قيمتها قيمة اكبر حمل في التركيب الثلاثي الاطوار
بالنسبة لاتزان الاحمال شاهدناه بعجالة في طريقة توصيل المنازل في الشبكة الكهربائية في مقالة او كتاب انقطاع النيوترال وخطر ارتفاع الجهد لو تتذكرون ذلك جيدا اتزان الاحمال احد الاسباب التي تدفع تقنيي الكهرباء الى القيام بهده العملية وحتى ربط النيوترال بالارضي ليس الغرض منه فقط وضع حماية استباقية ضدد خطر انقطاع النيوترال بل ايضا لالغاء تيار العودة الذي يتولد في النيوترال بسبب عدم اتزان الاحمال الاحادية الطور في الشبكة الكربائية ثلاثية الاطوار

الصورة 11

نخن هنا درسنا اتزان الاحمال نضريا لكن هل يمكن ان نحقق اتزان الاحمال فعليا طبعا لايمكن ذلك وهو جد صعب ايضا هنا نصطدم مرة اخرى بين صعوبة تحقيق النظري الفزيائي في الكهرباء مع التقني والعملي ، لكن فعليا توصيل النيوترال بالارضي يقوم بتحييد تيار العودة في النيوترال هذا مؤكد وبالتجربة ايضا وتلجأ له كل شركات توزيع الكهرباء
المهم من كل هذا الشرح

اتزان الاحمال الاحادية الطور في الشبكة ثلاثية الاطوار يتسبب في الغاء ومنع تواجد تيار العودة في النيوترال هذا هو اهم شيئ في هذه الحلقة وعدم اتزان الاحمال يتسبب في توليد تيار عودة في النيوترال

الصورة 12

سنكتفي بهذا الشرح الى هنا وصلنا الى النهاية  شكرا لكم على والى اللقاء.

*النهاية*

شاهد الفيديو التفاعلي لشرح أكثر تفصيلا