Spänningsfall i Trefassystem

Grunderna i Trefas Kraftöverföring

Trefassystem utgör ryggraden i kommersiell och industriell eldistribution. Till skillnad från enfas system använder trefas tre ledare som bär strömmar med 120° fasförskjutning sinsemellan. Denna konfiguration ger betydande fördelar: effektivare kraftöverföring, mindre ledardimension för samma effekt och jämnare effektleverans till motorer och annan roterande utrustning. I Sverige har vi 400 V trefas (230 V fas-nolla) som standard i de flesta byggnadsinstallationer.

Att förstå spänningsfallsberäkningar i trefassystem är avgörande för att projektöra matarledningar, motorkretsar och distributionssystem i kommersiella och industriella anläggningar. Beräkningarna skiljer sig från enfassystem på grund av fasrelationerna mellan ledarna.

√3-faktorn Förklarad

Den avgörande skillnaden vid trefas spänningsfallsberäkning är användningen av √3 (ungefär 1,732) i stället för faktorn 2 som används vid enfasberäkning. Denna faktor härrör från vektorrelationen mellan de tre faserna. I ett balanserat trefassystem har spänningarna samma amplitud men är fasförskjutna 120°.

Balanserade och Obalanserade System

I ett perfekt balanserat trefassystem är alla tre fasströmmarna lika stora och strömmen i neutralledaren är noll. I praktiken finns nästan alltid viss obalans. Vid obalans flöder ström i neutralledaren och spänningsfallsberäkningen måste anpassas.

Praktiskt Beräkningsexempel

Trefas 400 V matarledning till en undercentral: 100 A, 80 meter, koppar 35 mm² (R = 0,524 Ω/km):

Harmoniska Övertoner

I moderna installationer med många elektroniska laster (LED-belysning, frekvensomriktare, datorutrustning) kan harmoniska övertoner orsaka ökade förluster och spänningsfall. Den tredje övertonen (150 Hz) summeras i neutralledaren i trefassystem, vilket kan göra att neutralströmmen överstiger fasströmmen. Detta kräver överdimensionering av neutralledaren och extra marginal i spänningsfallsberäkningen.