توزیع برق سه فاز برای سیستمهای گرمایش بزرگ
تاسیسات گرمایش صنعتی با چندین بخاری کارتریجی با قطر بزرگ-از توزیع برق سه فازی بهره میبرند که بارهای الکتریکی را متعادل میکند و هزینههای زیرساخت را کاهش میدهد. طراحی مناسب این سیستم ها مستلزم درک روابط فاز و استراتژی های متعادل کننده است.
برق سه فاز سه شکل موج ولتاژ را با 120 درجه الکتریکی جبران می کند. این پیکربندی امکان تحویل نیرو با مواد رسانای کمتر را نسبت به سیستمهای تک فاز معادل میدهد و میدانهای مغناطیسی دوار مفید برای موتورها ایجاد میکند. برای بارهای گرمایشی مقاومتی، مزیت اصلی در بارگذاری متعادل در فازهای شهری ظاهر میشود و عدم تعادل جریان و ولتاژ خنثی را به حداقل میرساند.
پیکربندی های رایج شامل اتصالات wye (ستاره) و دلتا است. در آرایشهای wye، سه المنت گرمکن بین هر فاز و یک نقطه خنثی مشترک متصل میشوند. ولتاژ فاز-به-خنثی برابر است با ولتاژ خط تقسیم بر √3 - بنابراین ولتاژ خط 415 ولت 240 ولت به خنثی را ارائه می دهد که با رتبه بندی استاندارد هیتر مطابقت دارد. اتصالات دلتا هیترها را مستقیماً بین فازها وصل می کند و ولتاژ کامل خط را مشاهده می کند.
تعادل نیاز به بارگذاری مساوی در بین فازها دارد. برای سیستم هایی که تعداد بخاری ها بر سه تقسیم می شود، توزیع مساوی تعادل طبیعی را به دست می آورد. با مقادیر دیگر، برخی از فازها بار بیشتری را نسبت به سایرین حمل میکنند و تغییرات جریان خنثی و ولتاژ فاز را ایجاد میکنند. طراحی سیستم کنترل باید این عدم تعادل ها را در نظر بگیرد یا برای حفظ تعادل در چرخه مناطق، ریزش فاز را فراهم کند.
محاسبه توان برای گرمایش سه فاز از فرمولهای خاصی پیروی میکند. توان کل برابر است با √3 × ولتاژ خط × جریان خط × ضریب توان. برای بخاریهای مقاومتی، ضریب توان واحد (1.0) است که به √3 × V × I ساده میشود. بهعنوان روش دیگر، وات بخاری جداگانه در تمام فازها جمعآوری میشود، به این معنا که بخاریها خط-به-خط یا خط{9}}به ولتاژ خنثی را میبینند.
استراتژیهای کنترل برای سیستمهای سه فاز شامل-کنترل زاویه، شلیک انفجاری و سوئیچینگ حالت جامد-میباشد. کنترل زاویه فاز، نقطه هدایت را در هر چرخه ولتاژ تغییر میدهد و مدولاسیون برق صاف را ارائه میکند اما اعوجاج هارمونیک ایجاد میکند. شلیک انفجاری چرخه های کاملی را در الگوهای متغیر اعمال می کند، هارمونیک ها را کاهش می دهد اما به طور بالقوه باعث ایجاد سوسو می شود. کنتاکتورهای حالت جامد، به طور کامل روشن یا خاموش می شوند که کنترل ساده اما تنظیم درشت را ارائه می دهند.
الزامات حفاظتی با سیستمهای{0}تک فاز متفاوت است. رلههای مانیتورینگ سه فاز، افت فاز، برگشت و عدم تعادل را تشخیص میدهند که میتواند به بخاریها آسیب برساند یا خطرات ایمنی ایجاد کند. حفاظت از خطای زمین باید جریانهای نشتی بالاتری را که در سیستمهای گرمایش بزرگ با ظرفیت پراکنده وجود دارد، تطبیق دهد.
برای بخاریهای کارتریجی با قطر بزرگ-توزیع سه فاز بسیار سودمند است. وات تکی قابل توجه-2-5 کیلووات در هر بخاری - به این معنی است که حتی مقادیر کم نیز بار کل قابل توجهی ایجاد می کند. منبع تغذیه سه فاز به این سنگدانه ها اجازه می دهد بدون جریان بیش از حد روی هادی ها یا فازها. این رویکرد همچنین کنترل ناحیه را تسهیل میکند، به طوری که هر فاز به طور بالقوه به مناطق دمایی یا بخشهای ماشین آلات مختلف خدمت میکند.
استانداردهای بین المللی ولتاژ طراحی سه فاز- را پیچیده می کند. سیستم های آمریکای شمالی معمولاً 480V/277Y یا 208V/120Y ارائه می دهند. استانداردهای اروپایی 400V/230Y را ترجیح می دهند. تاسیسات آسیایی ممکن است از پایه های 380 ولت یا 220 ولت استفاده کنند. تجهیزات طراحی شده برای بازارهای جهانی باید این تغییرات را در خود جای دهند یا انواع منطقه ای را مشخص کنند.
تأسیسات صنعتی مختلف به مهندسی برق سفارشی برای بهینه سازی سه فاز-توزیع، تعادل، حفاظت و کنترل برای بارهای گرمایشی خاص و زیرساخت های الکتریکی محلی نیاز دارند.
