โหลดแบบสมมาตรและแบบอสมมาตรคืออะไร?

ในการทำงานตามปกติของเครือข่ายสามเฟสแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น (แรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวนำแต่ละเฟสของคู่) มีขนาดเท่ากันและต่างกันในเฟส 120 องศา ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าเฟส (แรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวนำแต่ละเฟสและตัวนำเป็นกลาง) จะเท่ากันในขนาดและมีความแตกต่างของเฟสที่คล้ายกัน

ดังจากด้านบนมุมเฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้มีค่าเท่ากัน สิ่งนี้เรียกว่า "ระบบแรงดันไฟฟ้าสามเฟสสมมาตร".

หากคุณเชื่อมต่อโหลดแบบสมมาตรกับเครือข่ายนั่นคือโหลดสามเฟสที่กระแสของแต่ละเฟสเท่ากันในขนาดและเฟสดังนั้นโหลดดังกล่าวจะสร้างระบบสมมาตรของกระแส (โดยมีมุมเฟสเดียวกันระหว่างพวกเขา) สิ่งนี้เป็นไปได้โดยมีเงื่อนไขว่าในทั้งสามเฟสของโหลดมีความต้านทานรีแอกทีฟและแอคทีฟที่เหมือนกันนั่นคือ Za = Zb = Zc

ดังนั้นกระแสเฟสจึงมีขนาดเท่ากันและในมุมเฟสระหว่างพวกเขาภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ตัวอย่างของการโหลดแบบสมมาตร: มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟส, หลอดไส้สามหลอดที่เหมือนกัน - แต่ละตัวอยู่ในเฟสของมัน, หม้อแปลงสามเฟสที่โหลดแบบสมมาตรเป็นต้น

พิจารณาไดอะแกรมเวกเตอร์ของกระแสของโหลดสามเฟสแบบสมมาตร มันง่ายที่จะเห็นที่นี่ว่าผลรวมทางเรขาคณิตของเวกเตอร์ของกระแสสามเฟสหายไป ซึ่งหมายความว่าเมื่อโหลดสมมาตรกระแสของตัวนำที่เป็นกลางจะเป็นศูนย์และไม่จำเป็นต้องใช้งานจริง

หากคุณเชื่อมต่อโหลดแบบอสมมาตรกับเครือข่ายสามเฟสนี้ด้วยระบบแรงดันไฟฟ้าแบบสมมาตรนั่นคือโหลดที่ความต้านทานโหลดที่ซับซ้อนในแต่ละเฟสจะแตกต่างกัน (Za ≠ Zb ≠ Zc) จากนั้นโหลดจะสร้างระบบของกระแสที่แตกต่างกัน ในทิศทาง (เทียบกับลักษณะแผนภาพปัจจุบันของการโหลดแบบสมมาตร) ค่าของกระแสเฟสเหล่านี้สามารถพบได้ตามกฎของโอห์ม

จากนั้นผลรวมทางเรขาคณิตของกระแสจะไม่หายไปซึ่งหมายความว่ากระแสสลับจะเกิดขึ้นในตัวนำที่เป็นกลางดังนั้นตัวนำที่เป็นกลางจึงจำเป็นในกรณีนี้ ตัวอย่างของการโหลดแบบอสมมาตร: หลอดไส้ของความสามารถที่แตกต่างกันในสามเฟสหม้อแปลงแบบสามเฟสที่โหลดแบบอสมมาตรโหลดด้วยตัวประกอบกำลังที่แตกต่างกันในสามเฟสเป็นต้น

ลวดที่เป็นกลางในกรณีนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ถึงการอนุรักษ์สมมาตรของแรงดันไฟฟ้าเฟสแม้ว่าจะมีความไม่สมดุลของโหลด นั่นคือเหตุผลที่เครือข่ายสี่สายอนุญาตให้รวมผู้บริโภคเฟสเดียวที่มีความสามารถต่างกันและธรรมชาติของอิมพีแดนซ์ในแต่ละเฟส วงจรของแต่ละเฟสที่โหลดจะอยู่ภายใต้แรงดันเฟสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยไม่คำนึงถึงความแตกต่างของโหลดระหว่างเฟส

นี่คือแผนภาพเวกเตอร์ของการโหลดแบบอสมมาตร มันง่ายที่จะเห็นในแผนภาพว่าเนื่องจากการมีลวดเป็นกลางกระแสไฟฟ้าในนั้นแสดงถึงผลรวมทางเรขาคณิตของเวกเตอร์ปัจจุบันของแต่ละเฟสในขณะที่แรงดันไฟฟ้าเฟสไม่พบการบิดเบือนซึ่งแน่นอนจะเกิดขึ้นหากไม่มีลวดเป็นกลางที่มีโหลดไม่สมดุล

หากด้วยเหตุผลบางอย่างลวดเป็นกลางจะแตกหักระหว่างการจ่ายโหลดที่ไม่สมดุลดังนั้นจะมีการบิดเบือนของแรงดันไฟฟ้าและกระแสของเครือข่ายสามเฟสที่คมชัดซึ่งอาจทำให้เกิดอุบัติเหตุได้

ความผิดเพี้ยนจะเกิดขึ้นในกรณีนี้เนื่องจากวงจรโหลดสามตัวที่มาจากแหล่งกำเนิดสามเฟสพร้อมกับความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดก่อให้เกิดความต้านทานที่แตกต่างกันสามวงจรทำให้แรงดันตกที่แต่ละวงจรจะแตกต่างกันและระบบแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายสามเฟสดูเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ที่นี่:สาเหตุและผลที่ตามมาของการขาดลวดศูนย์ในไฟ