-توزيع الطاقة على ثلاث مراحل لأنظمة التدفئة الكبيرة
تستفيد تركيبات التدفئة الصناعية التي تحتوي على سخانات خرطوشية متعددة-قطرية كبيرة من توزيع الطاقة على ثلاث-مراحل مما يؤدي إلى موازنة الأحمال الكهربائية وتقليل تكاليف البنية التحتية. يتطلب التصميم السليم لهذه الأنظمة فهم علاقات المرحلة واستراتيجيات الموازنة.
توفر الطاقة-ثلاثية الطور ثلاثة أشكال موجية للجهد يقابلها 120 درجة كهربائية. يسمح هذا التكوين بتوصيل الطاقة باستخدام مادة موصلة أقل من الأنظمة المكافئة أحادية الطور-، كما يؤدي إلى إنشاء مجالات مغناطيسية دوارة مفيدة للمحركات. بالنسبة لأحمال التسخين المقاومة، تظهر الميزة الأساسية في التحميل المتوازن عبر مراحل المنفعة، مما يقلل من اختلال توازن التيار والجهد المحايد.
تتضمن التكوينات الشائعة اتصالات واي (نجمة) ودلتا. في ترتيبات واي، تتصل ثلاثة عناصر سخان بين كل مرحلة ونقطة محايدة مشتركة. الطور - إلى - الجهد المحايد يساوي جهد الخط مقسومًا على √3 - لذلك يوفر جهد الخط 415 فولت 240 فولت إلى تصنيفات السخان القياسية المطابقة. تعمل وصلات دلتا على ربط السخانات مباشرة بين المراحل، مما يؤدي إلى رؤية جهد الخط الكامل.
يتطلب التوازن تحميلًا متساويًا عبر المراحل. بالنسبة للأنظمة التي يكون عدد السخانات فيها قابل للقسمة على ثلاثة، فإن التوزيع المتساوي يحقق التوازن الطبيعي. مع الكميات الأخرى، تحمل بعض الأطوار حمولة أكبر من غيرها، مما يؤدي إلى اختلافات في التيار المحايد وجهد الطور. يجب أن يستوعب تصميم نظام التحكم هذه الاختلالات أو يوفر التخلص من الطور للحفاظ على التوازن أثناء دورة المناطق.
يتبع حساب الطاقة للتسخين-المراحل الثلاث صيغًا محددة. إجمالي الطاقة يساوي √3 × جهد الخط × تيار الخط × عامل الطاقة. بالنسبة للسخانات المقاومة، عامل القدرة هو الوحدة (1.0)، ويتم تبسيطه إلى √3 × V × I. وبدلاً من ذلك، قم بجمع القدرة الكهربائية للسخان الفردي عبر جميع المراحل، مع مراعاة ما إذا كانت السخانات ترى الخط - إلى - الخط أو الخط - إلى - الجهد المحايد.
تتضمن إستراتيجيات التحكم لأنظمة الطور-الثلاثية -التحكم في زاوية الطور، وإطلاق الاندفاع، وتبديل الحالة-الصلبة. يغير التحكم في زاوية الطور - نقطة التوصيل داخل كل دورة جهد، مما يوفر تعديلًا سلسًا للطاقة ولكنه يولد تشويهًا توافقيًا. يطبق إطلاق النار المتواصل دورات كاملة في أنماط متغيرة، مما يقلل من التوافقيات ولكن من المحتمل أن يؤدي إلى وميض. يتم تشغيل أو إيقاف موصلات الحالة الصلبة - بشكل كامل، مما يوفر تحكمًا بسيطًا ولكن تنظيمًا تقريبيًا.
تختلف متطلبات الحماية عن الأنظمة-أحادية الطور. تكتشف مرحلات مراقبة الطور الثلاث-حالات فقدان الطور والانعكاس وعدم التوازن التي قد تؤدي إلى تلف السخانات أو خلق مخاطر على السلامة. يجب أن تستوعب الحماية من الأعطال الأرضية تيارات التسرب الأعلى النموذجية لأنظمة التدفئة الكبيرة ذات السعة الموزعة.
بالنسبة إلى سخانات الخرطوشة ذات القطر الكبير-، فإن توزيع المراحل الثلاث-يثبت أنه مفيد بشكل خاص. تعني القدرة الكهربائية الفردية الكبيرة -2-5 كيلو واط لكل سخان أنه حتى الكميات المتواضعة تخلق أحمالًا إجمالية كبيرة. يسمح العرض ثلاثي الطور بهذه المجاميع دون تيار زائد على الموصلات أو المراحل الفردية. يسهل هذا النهج أيضًا التحكم في المنطقة، حيث من المحتمل أن تخدم كل مرحلة مناطق درجات حرارة مختلفة أو أقسامًا للآلات.
تعمل معايير الجهد الكهربي الدولية على تعقيد التصميم ثلاثي المراحل-. توفر أنظمة أمريكا الشمالية عادة 480 فولت/277Y أو 208 فولت/120Y. المعايير الأوروبية تفضل 400V/230Y. قد تستخدم التركيبات الآسيوية قواعد 380 فولت أو 220 فولت. يجب أن تستوعب المعدات المصممة للأسواق العالمية هذه الاختلافات أو تحدد المتغيرات الإقليمية.
تتطلب المنشآت الصناعية المختلفة هندسة كهربائية مخصصة لتحسين توزيع المراحل الثلاث، والموازنة، والحماية، والتحكم في أحمال التدفئة المحددة والبنية التحتية الكهربائية المحلية.
