Tro{0}}razdioba električne energije za velike sustave grijanja
Instalacije industrijskog grijanja s više-patronskih grijača velikog-promjera imaju koristi od tro-fazne distribucije energije koja uravnotežuje električna opterećenja i smanjuje troškove infrastrukture. Pravilan dizajn ovih sustava zahtijeva razumijevanje odnosa faza i strategija balansiranja.
Tro{0}}fazno napajanje daje tri valna oblika napona pomaknuta za 120 električnih stupnjeva. Ova konfiguracija omogućuje isporuku energije s manje materijala vodiča od ekvivalentnih jedno-faznih sustava i stvara rotirajuća magnetska polja korisna za motore. Za otporna grijaća opterećenja, primarna prednost se pojavljuje u uravnoteženom opterećenju kroz faze napajanja, minimizirajući neutralnu struju i neravnotežu napona.
Uobičajene konfiguracije uključuju zvjezdicu (zvijezda) i trokut. U rasporedu zvjezdica, tri elementa grijača povezuju svaku fazu i zajedničku neutralnu točku. Fazni{2}}na-neutralni napon jednak je mrežnom naponu podijeljenom s √3-tako da linijski napon od 415V osigurava 240V do neutralnog, što odgovara standardnim ocjenama grijača. Delta spojevi povezuju grijače izravno između faza, gledajući puni linijski napon.
Balansiranje zahtijeva jednako opterećenje kroz faze. Za sustave s brojem grijača djeljivim s tri, jednakom raspodjelom postiže se prirodna ravnoteža. S drugim veličinama, neke faze nose veće opterećenje od drugih, stvarajući varijacije neutralne struje i faznog napona. Dizajn kontrolnog sustava mora se prilagoditi ovim neravnotežama ili osigurati fazno odbacivanje kako bi se održala ravnoteža dok se zone mijenjaju.
Izračun snage za tro{0}}fazno grijanje slijedi posebne formule. Ukupna snaga jednaka je √3 × linijski napon × linijska struja × faktor snage. Za otporničke grijače, faktor snage je jedinica (1,0), pojednostavljeno na √3 × V × I. Alternativno, zbrojite pojedinačne snage grijača u svim fazama, uzimajući u obzir vide li grijači linijski-na-linijski ili linijski-na-neutralni napon.
Strategije upravljanja za-fazne sustave uključuju kontrolu-faznog kuta, rafalnu paljbu i-prebacivanje u čvrstom stanju. Kontrola-faznog kuta mijenja točku vodljivosti unutar svakog ciklusa napona, pružajući glatku modulaciju snage, ali stvarajući harmonijsko izobličenje. Rafalna paljba primjenjuje potpune cikluse u promjenjivim uzorcima, smanjujući harmonike, ali potencijalno stvarajući treperenje. Solid{7}}kontaktori se potpuno uključuju ili isključuju, nudeći jednostavno upravljanje, ali grubu regulaciju.
Zahtjevi zaštite razlikuju se od-jednofaznih sustava. Tro-fazni nadzorni releji otkrivaju uvjete gubitka faze, preokreta i neravnoteže koji bi mogli oštetiti grijače ili stvoriti sigurnosne opasnosti. Zaštita od zemljospoja mora se prilagoditi većim strujama curenja tipičnim za velike sustave grijanja s raspodijeljenim kapacitetom.
Za patronske grijače velikog-promjera trofazna distribucija pokazala se osobito povoljnom. Značajne pojedinačne snage-2-5kW po grijaču-znače da čak i skromne količine stvaraju značajna ukupna opterećenja. Trofazno napajanje omogućuje ove agregate bez prekomjerne struje na pojedinačnim vodičima ili fazama. Pristup također olakšava zonsku kontrolu, pri čemu svaka faza potencijalno služi različitim temperaturnim zonama ili dijelovima strojeva.
Međunarodni standardi napona kompliciraju-trofazni dizajn. Sjevernoamerički sustavi obično daju 480V/277Y ili 208V/120Y. Europski standardi preferiraju 400V/230Y. Azijske instalacije mogu koristiti baze od 380 V ili 220 V. Oprema dizajnirana za globalna tržišta mora se prilagoditi ovim varijacijama ili specificirati regionalne varijante.
Različiti industrijski objekti zahtijevaju prilagođenu elektrotehniku za optimizaciju tro-fazne distribucije, balansiranje, zaštitu i kontrolu za određena grijaća opterećenja i lokalnu električnu infrastrukturu.
