ממסר עדיפות פאזה: הפתרון לתקלות במתח גבוה וכל מה שביניהן

לפני שנים כתבתי כאן מאמר שנגע בשאלה קריטית: מה יקרה למתח בצד מתח נמוך של השנאי כאשר תתנתק פאזה במתח גבוה?

השאלה הזו היא בעלת חשיבות עליונה, ולא רק בגלל סוגיות של בטיחות ונזקים יקרים שעלולים להיגרם כתוצאה ממצב כזה. היא חשובה מכיוון שבתקלות חשמל (כאשר המתח אינו תקין), מטפלים גורמים שונים (חברת החשמל מול חשמלאים וקבלנים פרטיים). לכן, חיוני להבין ולדעת בוודאות האם התקלה נמצאת במתח הנמוך (חוסר פאזה או אפס) או במתח הגבוה (חוסר פאזה). לא תמיד הבהירות קיימת.

ניקח לדוגמה שנאי טיפוסי, נניח $22 / 0.4 \text{ kV}$, בעל הספק של $250, 400$ או $630 \text{ kVA}$. החיבור בצד המתח הגבוה הוא משולש (דלתא), ובצד המתח הנמוך – כוכב (כאשר הצד המשותף מוארק).

פרסום

ידוע כי לצורך חישובים מדויקים משתמשים בדיאגרמות וקטורים מורכבות. אך כדי להסביר את הדברים בצורה פשוטה, אענה על כמה שאלות מתוך ניסיוני עם עשרות תקלות מסוג זה.

❓ אילו אפקטים נראה במתח הנמוך?

האם ייווצר חוסר איזון של פאזות כפי שקורה בשריפת אפס? אולי רק אחת הפאזות תיעלם? מספרים מדויקים אינם מהותיים במקרה זה, אלא הבנת המצבים האפשריים והנפוצים:

• המצב הנפוץ:
  • בדרך כלל, המתח הפאזי (ליניארי) בפאזה הראשונה יהיה $230 \text{ וולט}$.
  • בפאזה השנייה, המתח יהיה תלוי בעומס, וינוע בין $110 \text{ ל-190 וולט}$.
  • הפאזה ה'פגועה' תושפע באופן ניכר, והמתח עליה ינוע בין $10 \text{ ל-60 וולט}$.
  • יחד עם זאת, חשוב לזכור, מוליך האפס נשאר ללא שינוי!
• אפשרות נוספת (על פי ניסיון):
  • המתח על שתיים מהפאזות ירד יחד וינוע בין $190 \text{ ל-210 וולט}$.
  • על הפאזה השלישית, המתח יהיה נמוך במיוחד – בין $20 \text{ ל-50 וולט}$. זהו למעשה מתח הטיה על הפאזה הפגומה.
• במקרה של עומס סימטרי:
  • באופן אידיאלי, המתח הנומינלי ($230 \text{ וולט}$) יהיה על שתיים מהפאזות.
  • על הפאזה השלישית (המושפעת) – המתח יהיה $0 \text{ וולט}$.
• במצב ללא עומס:
  • תיאורטית, המתחים הפאזיים יהיו $230, 230, 127 \text{ וולט}$.

💡 הפתרון: ממסר עדיפות פאזה חכם

מכל המצבים הללו, עולה שאלה חשובה: האם תישאר לפחות פאזה אחת במצב רגיל, המאפשרת להפעיל אליה את העומס הקריטי? התשובה היא כן. בהחלט תהיה פאזה אחת שאליה לא צריך להיות שום מתח מוגבר, ובמקרים רבים היא תהיה תקינה.

אני קורא וממליץ ליצרני מכשירים לפתח ממסר שיציין באופן חד-משמעי היכן הבעיה: במתח הנמוך או הגבוה. רצוי שהמכשיר יהיה קריא וברור לכלל האוכלוסייה, ולא רק לחשמלאים, כך שגם עקרת הבית תדע אם לפנות לחברת החשמל או להזמין חשמלאי פרטי.

לאחרונה פנה אליי חשמלאי מהצבא, שתחת אחריותו קילומטרים של רשתות אוויר במתח גבוה, שם התקלה הזו נפוצה. הוא הבהיר כי הוא מבין שניתן להתגונן נגד תקלות אלו באמצעות ממסר עדיפות עומס/צרכנים, כפי שהמלצתי בעבר, מכיוון שבמקרה של תקלה – חשוב לו להשאיר צרכנים חיוביים וחיוניים בעבודה, עד לתיקון.

זו הסיבה שאני חוזר ומבהיר:

פרסום

⚙️ ממסר עדיפות פועל על מתח (ממסר הגנת מתחים ופאזות)

נדרש ממסר עדיפות, אבל כזה שפועל לא לפי זרם, אלא לפי מתח (ממסרי הגנת מתחים ופאזות).

העניין הוא שרוב ממסרי המתח הקיימים משמשים רק להגנה מפני נחשולי מתח. אנו זקוקים לממסר עם פונקציית עדיפות המתח הזו:

1. ניטור רציף: הממסר מנטר באופן רציף את רמת המתח בכל אחת משלוש הפאזות.
2. קביעת ספים: המשתמש (או היצרן) קובע ספי מתח עליונים ותחתונים מקובלים (לדוגמה, <$198 \text{ וולט}$ או >$242 \text{ וולט}$).
3. בחירת הפאזה היציבה: אם המתח במעגל הנוכחי חורג מהגבולות (למשל, יורד מתחת למינימום או עולה מעל למקסימום), המכשיר עובר למצב הפעלה.
4. המעבר האוטומטי: הממסר בודק את הפאזות הנותרות ובוחר את הפאזה שהמתח שלה נמצא בגבולות שנקבעו, ובכך מבטיח אספקת חשמל רציפה ומוגנת למכשירים החשובים.
5. חזרה לנורמליות: כאשר המתח בפאזה הנוכחית עולה או יורד מערכיו המותרים, המכשיר בודק את האחרות ובוחר את הפאזה הפועלת, עד שהמתח חוזר לנורמה.

ממסר ניטור המתח הזה לא רק מנתק את הרשת במהלך קפיצות מתח, אלא גם מאפשר לבחור את הפאזה עם המתח המתאים ביותר ובכך להשאיר מערכות חיוניות בפעולה.

💡 הערה חשובה: אם ההתקנים דורשים מתח יציב ומדויק יותר ממה שהממסר יכול לספק במצב תקלה, יש לשקול שימוש במייצב מתח (Voltage Stabilizer) בנוסף.

MASTAQ