ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງການຄຳນວນການໂຫຼດສາມເຟສສຳລັບຕົວປັບຄ່າຄວາມຕີງທີ່ມີຄວາມແໜ້ນສູງ
ສູດຄຳນວນພະລັງງານຈິງ, ພະລັງງານປະຕິກິລິຍາ, ແລະ ພະລັງງານເບື້ອງຕົ້ນໃນລະບົບທີ່ສົມດຸນ ແລະ ບໍ່ສົມດຸນ
ການຄຳນວນຂະໜາດທີ່ຖືກຕ້ອງຂອງ ຕົວປັບຄ່າຄວາມຕີງສາມເຟສທີ່ມີຄວາມແໜ້ນສູງ ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການວິເຄາະພະລັງງານຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ໃນລະບົບທີ່ສົມດຸນ—ທີ່ຄວາມຕີງແລະປະຈຸໄຟໃນແຕ່ລະເຟສເທົ່າກັນ—ພະລັງງານເບື້ອງຕົ້ນ (S) (kVA) ຖືກຄຳນວນດ້ວຍສູດ ((V_{LL} × I_L × √3) / 1,000), ໂດຍໃຊ້ຄວາມຕີງລະຫວ່າງເສັ້ນ (V_{LL}) ແລະ ປະຈຸໄຟເສັ້ນ (I_L). ພະລັງງານຈິງ (P) (kW) ຄຳນວນໄດ້ຈາກ S × ໂຄຟີເຊັນຄວາມເປັນໄປໄດ້; ພະລັງງານປະຕິກິລິຍາ (Q) (kVAR) ຄຳນວນໄດ້ຈາກ S × sin(arccos(PF)).
ລະບົບທີ່ບໍ່ສົມດຸນຈະເຮັດໃຫ້ວິທີທາງໄວທີ່ໃຊ້ຄ່າ √3 ບໍ່ຖືກຕ້ອງ. ຕ້ອງປະເມີນແຕ່ລະເຟສຢ່າງເອກະລາດດ້ວຍຄ່າຄວາມຕ້ານຂອງເສັ້ນຕໍ່ກັບຈຸດເປີດ (line-to-neutral voltage) ແລະ ຄ່າປະຈຸບັນຂອງເຟສ. ພະລັງງານຮຽນຮູ້ທັງໝົດ (total apparent power) ເທົ່າກັບຜົນບວກຂອງຄ່າ kVA ຂອງແຕ່ລະເຟສ—ແລະ ຖ້າມີປະຈຸບັນໃນເສັ້ນເປີດ (neutral current), ມັນຈະມີສ່ວນຮ່ວມໃນການສູນເສຍພະລັງງານ ແລະ ການຮ້ອນຂຶ້ນ. ຕົວປັບຄ່າຄວາມຕີງສາມເຟສທີ່ມີຄວາມແໜ້ນສູງ ມັກຈະລະບຸການຫຼຸດທອນ (derating) ໃນສະຖານະການທີ່ບໍ່ສົມດຸນ; ໂດຍສະເພາະ, ປະຈຸບັນຂອງເຟສທີ່ສູງທີ່ສຸດຈະຕ້ອງບໍ່ເກີນຄ່າທີ່ກຳນົດໄວ້ໃນປ້າຍຊື່ (nameplate rating). ເຖິງແມ່ນວ່າເຄື່ອງຄວບຄຸມດິຈິຕອນທີ່ທັນສະໄໝຈະສາມາດຕິດຕາມແຕ່ລະເຟສໃນເວລາຈິງ, ການຄຳນວນແບບເດີ່ມ (manual single-phase calculations) ຍັງຄົງເປັນພື້ນຖານສຳຄັນສຳລັບການຄຳນວນຂະໜາດເບື້ອງຕົ້ນ. ການປະກອບເອົາປັດໄຈຄວາມແຕກຕ່າງ (diversity factor) ແລະ ຄວາມຫຼວງສຳລັບການຂະຫຍາຍໃນອະນາຄົດ 20–25% ຈະຮັບປະກັນຄວາມໝັ້ນຄົງຕໍ່ການເຄື່ອນຕົວຂອງເຟສ (phase drift) ແລະ ການເພີ່ມຂື້ນຂອງພາລະບັນທຸກ (load growth), ເຮັດໃຫ້ ການຈັດການຄຸນນະພາບພະລັງງານເຟສສາມ ໃນຂັ້ນຕອນການວາງແຜນ.
ເຫດໃດຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ການຄຳນວນພາລະບັນທຸກທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງນຳໄປສູ່ການຮ້ອນເກີນໄປ (thermal runaway) ແລະ ການເສີຍຫາຍກ່ອນເວລາ
ການປະເມີນຄ່າພາລະບັນທຸກທີ່ຕຳ່ເກີນໄປຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການຮ້ອນເກີນໄປ (thermal runaway) ໂດຍກົງໃນ ຕົວປັບຄ່າຄວາມຕີງສາມເຟສທີ່ມີຄວາມແໜ້ນສູງ . ເຫຼົ່ານີ້ເປັນອຸປະກອນທີ່ອີງໃສ່ການປ້ອງກັນດ້ວຍຊັ້ນ H (ມີຄວາມຕ້ານທານອຸນຫະພູມໄດ້ຮອດ 180 °C), ໂດຍອາຍຸການຂອງຂົດລວມຈະຫຼຸດລົງເຖິງເທິງໜຶ່ງເທົ່າສຳລັບທຸກໆ 10 °C ທີ່ເກີນອຸນຫະພູມຈຸດຮ້ອນທີ່ອອກແບບໄວ້—ຕາມມາດຕະຖານ IEEE C57.91 ແລະ ລະບົບຈຳລອງການເຖົ້າຂອງວັດສະດຸປ້ອງກັນ. ຂໍ້ຜິດພາດທີ່ເກີດຂື້ນເປັນປົກກະຕິແມ່ນການລືມຄຳນຶງເຖິງການເກີດກະແສໄຟຟ້າສູງຢ່າງທັນທີທັນໃດເວລາເລີ່ມເຄື່ອງ: ກະແສໄຟຟ້າທີ່ເກີດຂື້ນສູງເຖິງ 600% ຂອງກະແສໄຟຟ້າເຕັມທີ່ເປັນເວລາຫຼາຍວິນາທີ ຈະເກີນຄ່າຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຂອງຕົວຄວບຄຸມສ່ວນຫຼາຍ. ການເກີດກະແສໄຟຟ້າສູງຊ້ຳໆກັນຈະເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມພາຍໃນເກີນຂອບເຂດປອດໄພ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ວັດສະດຸປ້ອງກັນເຖົ້າໄວ້ຢ່າງໄວວ່າ ແລະ ເພີ່ມຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເກີດການລັດຊະການລະຫວ່າງຂົດລວມ. ອຸນຫະພູມແວດລ້ອມທີ່ສູງ—ເຊິ່ງມັກຈະເກີນ 40 °C ພາຍໃນຕູ້ອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ—ຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມສາມາດທາງຄວາມຮ້ອນຫຼຸດລົງເພີ່ມເຕີມ. ຜົນທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນການເສີຍຫາຍກ່ອນເວລາອັນຄວນ, ເຊິ່ງບາງຄັ້ງເກີດຂື້ນພາຍໃນເດືອນເທົ່ານັ້ນ ແທນທີ່ຈະເປັນອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຄາດໄວ້ 20 ປີ. ການໃຊ້ເຄື່ອງມືວັດແທກຄ່າ RMS ທີ່ຖືກຕ້ອງເພື່ອການຢືນຢັນການເຄື່ອງຈັກ ແລະ ການນຳໃຊ້ຄ່າການເລີ່ມຕົ້ນທີ່ສູງກວ່າຄ່າທີ່ຕ້ອງການຢ່າງໜ້ອຍ 25% ແມ່ນເປັນການປະຕິບັດທີ່ດີທີ່ສຸດໃນອຸດສາຫະກຳ, ເຊິ່ງຊ່ວຍປ້ອງກັນ ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານໃນລະບົບໄຟຟ້າ ໂດຍການຫຼີກເວັ້ນການສູນເສຍພະລັງງານເວລາຢູ່ໃນສະຖານະພາບພ້ອມໃຊ້ງານທີ່ເກີນຄວາມຈຳເປັນ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ເກີດຈາກການປ່ຽນແທນຊ້ຳໆກັນ.
ເງື່ອນໄຂສຳຄັນໃນການເລືອກຕົວຄວບຄຸມຄ່າຄວາມຕ້ານທານໄຟຟ້າສາມເຟສສຳລັບການໃຊ້ງານໜັກໃນອຸດສາຫະກຳ
ຄວາມຕ້ານທານຮູບແບບຄື່ນ, ການປະກອບຕາມ IEC 61000-3-12, ແລະ ຂອບເຂດການໃຊ້ງານໃນສະພາບແວດລ້ອມ
ຄວາມຕ້ານທານຮູບແບບຄື່ນແມ່ນບໍ່ສາມາດເຈລະຈາໄດ້ເມື່ອກຳນົດ ຕົວປັບຄ່າຄວາມຕີງສາມເຟສທີ່ມີຄວາມແໜ້ນສູງ ສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນສະຖານທີ່ອຸດສາຫະກຳທີ່ມີພາກສ່ວນທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ (non-linear loads) ເປັນຫຼັກ—ເຊັ່ນ: VFDs, rectifiers, ແລະ SMPS. ສ່ວນເຫຼົ່ານີ້ເກີດຮູບແບບຄື່ນທີ່ເຮັດໃຫ້ຫົວໃຈເຫຼັກ (magnetic cores) ເຕັມໄປດ້ວຍຄື່ນ, ເພີ່ມການສູນເສຍ I²R, ແລະ ເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸຫຸ້ມຫໍ່ເສື່ອມສະຫຼາຍໄວຂຶ້ນ. ການປະກອບຕາມ IEC 61000-3-12, ເຊິ່ງກຳນົດຂອບເຂດການປ່ອຍອອກຂອງອຸປະກອນທີ່ມີຄ່າປະຈຸບັນ ≤75 A ຕໍ່ເຟສ, ຮັບປະກັນວ່າ ຕົວປັບຄ່າຄວາມຕີງສາມເຟສທີ່ມີຄວາມແໜ້ນສູງ ສາມາດກັ້ນຫຼືຕ້ານການເບິ່ງເບົາ (distortion) ໄດ້ໂດຍບໍ່ເກີດຄວາມຖີ່ຮ່ວມ (resonance) ຫຼື ການເຕັມໄປດ້ວຍຄື່ນໃນຫົວໃຈເຫຼັກ.
ສະພາບແວດລ້ອມກໍມີຜົນຕໍ່ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ເທົ່າທຽບກັນ. ອີງຕາມ IEEE C57.12.00‑2021, ອຸນຫະພູມໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເກີນ 40 °C ຕ້ອງຫຼຸດຄ່າການຈັດອັນດັບ (de-rating) ເພື່ອຮັກສາອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງວັດສະດຸຫຸ້ມຫໍ່. ຄວາມສູງເທິງລະດັບນ້ຳທະເລຫຼຸດຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອາກາດ ແລະ ປະສິດທິພາບການລະເຢັນ; ຄວາມຊື້ນຕ້ອງການການສ້າງທີ່ຕ້ານການກັດກິນ—ບໍ່ໄດ້ຫຼຸດຄ່າ kVA ດ້ວຍຕົວເອງ, ແຕ່ເປັນສິ່ງທີ່ສຳຄັນຫຼາຍຕໍ່ຄວາມໝັ້ນຄົງໃນໄລຍະຍາວ.
ຕາຕະລາງ
| ສະພາບແວດລ້ອມ | ຄຳແນະນຳການຫຼຸດຄ່າການຈັດອັນດັບ |
|---|---|
| ອຸນຫະພູມ >40°C | ຫຼຸດຄ່າ kVA ທີ່ຈັດອັນດັບໄວ້ 1 % ຕໍ່ 1°C ທີ່ເກີນ 40°C (ທົ່ວໄປຈົນເຖິງ 50°C) |
| ຄວາມສູງເທິງລະດັບນ້ຳທະເລ >1,000 m | ຫຼຸດລົງ 1 % ຕໍ່ທຸກໆ 100 ແມັດເທີທີ່ສູງກວ່າ 1,000 ແມັດ (ອາກາດທີ່ຈາງລົງເຮັດໃຫ້ການລະເຢັນບໍ່ດີ) |
| ຄວາມຊື້ນ >95 % (ບໍ່ມີການກໍ່ຕົວເປັນນ້ຳ) | ບໍ່ມີການຫຼຸດລົງໂດຍກົງ, ແຕ່ຕ້ອງໃຊ້ຕູ້ປ້ອງກັນແລະຜິວທີ່ຕ້ານການກັດກິນ |
ການລະເລີຍງເຫຼົ່ານີ້ອາດເຮັດໃຫ້ບໍ່ເຂົ້າຕາມຂໍ້ກຳນົດ, ສູນເສຍພະລັງງານເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວໃນເວລາໃຊ້ງານທີ່ສາມາດປ້ອງກັນໄດ້ ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານໃນລະບົບໄຟຟ້າ .
ລຳດັບຂັ້ນຕອນ: ຈາກການວິເຄາະຮູບແບບການໃຊ້ພະລັງງານ ໄປຫາການກຳນົດຄ່າຂອງເຄື່ອງຄວບຄຸມ
ຂະບວນການທີ່ເຂັ້ມງວດຈະປ່ຽນຂໍ້ມູນການໃຊ້ງານໃຫ້ເປັນຂໍ້ກຳນົດທີ່ເຂັ້ມແຂງສຳລັບ ຕົວປັບຄ່າຄວາມຕີງສາມເຟສທີ່ມີຄວາມແໜ້ນສູງ :
- ບັນທຶກຂໍ້ມູນການໃຊ້ພະລັງງານຢ່າງລະອຽດ: ບັນທຶກພະລັງງານຈິງ (kW), ແຜ່ນສັດສ່ວນການໃຊ້ພະລັງງານ, ອັດຕາສູງສຸດ, ສະເປັກຕຣຸມຂອງຄວາມເຖີງ (THD-I, ຄວາມເຖີງແຕ່ລະຕົວ), ແລະການເລີ່ມຕົ້ນຂອງມໍເຕີ (ແຮມປັ່ນ-ໂຣຕີ ອັມແປີ ແລະ ເວລາ) ສຳລັບອຸປະກອນທັງໝົດທີ່ເຊື່ອມຕໍ່.
- ກຳນົດຄວາມຕ້ອງການສູງສຸດ: ຄຳນວນ kVA ສູງສຸດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ kVA ສູງສຸດໃນເວລາສັ້ນ—ລວມທັງການເລີ່ມຕົ້ນ ແລະ ການໂຫຼດເກີນເວລາສັ້ນ.
- ປະເມີນສະພາບແວດລ້ອມ: ບັນທຶກອຸນຫະພູມແວດລ້ອມ ຄວາມສູງເທິງລະດັບນ້ຳທະເລ ຄວາມຊື້ນ ລະດັບຝຸ່ນ ແລະ ຂໍ້ກຳນົດດ້ານກົດໝາຍ (ຕົວຢ່າງ: IEC 61000‑3‑12).
- ເລືອກຫົວໆທີ່ເປັນໄປໄດ້: ເລືອກ ຕົວປັບຄ່າຄວາມຕີງສາມເຟສທີ່ມີຄວາມແໜ້ນສູງ ທີ່ຄ່າ kVA ຂອງປ້າຍຊື່ເກີນຄ່າພາລະບໍລິການຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ຄ່າພາລະບໍລິການສູງສຸດ ໂດຍປັດໄຈຄວາມປອດໄພ 1.25–1.5×—ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມຫ່າງຫາກຈາກການບໍລິການເຕັມທີ່ ແລະ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຈາກຄວາມຮ້ອນ.
- ປັບໃຊ້ການຫຼຸດລົງຂອງຜູ້ຜະລິດ: ປັບຄ່າອັນດັບຂອງຫົວໆທີ່ເປັນໄປໄດ້ດ້ວຍເສັ້ນສະແດງທີ່ຖືກເຜີຍແຜ່—ຕົວຢ່າງ: ສະຖານທີ່ທີ່ມີອຸນຫະພູມ 50°C ອາດຈະຕ້ອງເລືອກຂະໜາດເຟຣມໃຫຍ່ຂຶ້ນໜຶ່ງຂະໜາດ.
- ຢືນຢັນຄວາມເໝາະສົມຂອງປະສິດທິຜົນ: ຢືນຢັນຄວາມຕ້ານທານຂອງຄວາມເບິ່ງທີ່ບໍ່ເປັນສ່ວນໜຶ່ງ (ຕົວຢ່າງ: ຄວາມສາມາດ THD-I ເຖິງ 150%) ປະສິດທິຜົນໃນສະພາບການບໍລິການເຄິ່ງໜຶ່ງ ແລະ ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຄວບຄຸມຄ່າຄວາມດັນ (<±1%) ເພື່ອໃຫ້ບັນລຸ KPI ດ້ານການດຳເນີນງານ ແລະ ສອດຄ່ອງກັບ ການຈັດການຄຸນນະພາບພະລັງງານເຟສສາມ ເປົ້າໝາຍ.
- ວາງແຜນເພື່ອຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍ: ປະເມີນຄ່າອັນດັບສຸດທ້າຍໃໝ່ອີກຄັ້ງຕາມການຄາດຄະເນການເຕີບໂຕຂອງພາລະບໍລິການໃນໄລຍະ 5–10 ປີ ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການຕິດຕັ້ງໃໝ່ ຫຼື ການປ່ຽນແທນທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ.
ເກີນຄ່າ kVA ທີ່ບອກຢູ່ໃນປ້າຍຊື່: ຄວາມສາມາດທີ່ແທ້ຈິງໃນການຈັດການໄຟຟ້າຂອງເຄື່ອງຄວບຄຸມຄ່າຄວາມຕີ້ນໄຟຟ້າສາມເຟສປະເພດໜັກ
ໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່, ອັດຕາສ່ວນຄ່າສູງສຸດ (Crest Factor), ແລະ ຄວາມເຂ้าໃຈຜິດເລື່ອງ “ຄວາມສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນ 125%”
ຄ່າ kVA ທີ່ບອກຢູ່ໃນປ້າຍຊື່ຖືກຄິດໄວ້ສຳລັບໄຟຟ້າທີ່ເປັນເສັ້ນຊື່, ມີຮູບແບບຄືນເປັນໄຟຟ້າເສັ້ນຊື່ບໍ່ເປີດ (sinusoidal) ແລະ ມີອັດຕາສ່ວນກຳລັງເທົ່າກັບ 1—ເປັນຄ່າທີ່ທິດສະດີເທົ່ານັ້ນ ແລະ ມັກຈະບໍ່ເກີດຂຶ້ນໃນການໃຊ້ງານຈິງ. ສິ່ງອຳນວຍຄວາມສະດວກທີ່ທັນສະໄໝໃຊ້ເຄື່ອງຄວບຄຸມຄວາມເລັ່ງໄຟຟ້າ (VFDs), ເຄື່ອງປ່ຽນໄຟຟ້າຈາກ AC ເປັນ DC (rectifiers), ແລະ ເຄື່ອງຂັບໄຟຟ້າ LED ທີ່ດຶງໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ ແລະ ມີຮູບແບບເປັນໄຟຟ້າທີ່ເກີດເປັນຄືນ (pulsed current) ເປັນຫຼາຍ—ເຮັດໃຫ້ອັດຕາສ່ວນຄ່າສູງສຸດ (crest factor) ເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງ 2.5–3.0 ເທື່ອ ເທື່ອລະ so ກັບ 1.414 ສຳລັບໄຟຟ້າເສັ້ນຊື່ບໍ່ເປີດທີ່ບໍ່ມີການເปลີ່ນແປງ. ໃນສະພາບການດັ່ງກ່າວ, ກົດເກນ “ເພີ່ມຄວາມສາມາດຂຶ້ນ 125%” ຈະບໍ່ຖືກຕ້ອງ: ການສູນເສຍພະລັງງານທີ່ເກີດຈາກຄືນໄຟຟ້າ (harmonics) ຈະຫຼຸດທຳມານຄວາມສາມາດທາງຄວາມຮ້ອນໄວກວ່າທີ່ການທົດສອບກັບໄຟຟ້າທີ່ເປັນເສັ້ນຊື່ຈະບອກ. ມາດຕະຖານ IEEE C57.110‑2018 ໄດ້ສະເໜີການຫຼຸດທຳມານຄວາມສາມາດທີ່ອີງໃສ່ຫຼັກຖານທາງວິທະຍາສາດ—ເຊິ່ງມັກຈະຢູ່ທີ່ 0.60–0.75 ສຳລັບລະບົບທີ່ມີຄ່າ THD-I ເກີນ 20%—ໝາຍຄວາມວ່າ ເຄື່ອງ 100 kVA ຕົວປັບຄ່າຄວາມຕີງສາມເຟສທີ່ມີຄວາມແໜ້ນສູງ ສາມາດຈັດສົ່ງໄດ້ຢ່າງປອດໄພເທົ່ານັ້ນປະມານ 68 kVA ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມຜິດປົກກະຕິສູງ. ກໍລະນີທີ່ຖືກບັນທຶກຈາກ Schneider Electric ໃນເຂດທີ່ມີການຕິດຕັ້ງຈິງ ໄດ້ຢືນຢັນສິ່ງນີ້: ເຄື່ອງຈັກທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄື່ອງຈັກທີ່ມີທັງໝົດ 30% THD ແລະ ຄ່າ crest factor ເທົ່າກັບ 2.8 ໄດ້ຫຼຸດທຳມາດຂອງຄວາມສາມາດໃນການຈັດສົ່ງໄປເຖິງ 68 kVA. ດັ່ງນັ້ນ ການຄຳນວນຂະໜາດທີ່ຖືກຕ້ອງຈິງນັ້ນຈຶ່ງຂຶ້ນກັບສະເພກຕູມຂອງຄວາມຜິດປົກກະຕິທີ່ວັດແທກໄດ້ ແລະ ການວິເຄາະຄ່າສູງສຸດຂອງກະແສໄຟຟ້າ—ບໍ່ແມ່ນການຄູນດ້ວຍຕົວເລກຄົງທີ່. ມີພຽງການສຶກສາການໃຊ້ພະລັງງານຢ່າງລະອຽດ ເຊິ່ງລວມເຖິງການວັດແທກຄວາມຜິດປົກກະຕິ, ຄ່າ crest factor ແລະ ອັດຕາການໃຊ້ງານ (duty cycle) ເທົ່ານັ້ນ ທີ່ຈະໃຫ້ຄ່າຄວາມສາມາດທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ ແລະ ສາມາດໃຊ້ໄດ້ໃນອະນາຄົດ.
ເງື່ອນໄຂທີ່ສຳຄັນໃນການຄຳນວນຂະໜາດສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍມໍເຕີ
ການຈັດການກັບກະແສໄຟຟ້າເລີ່ມຕົ້ນຂອງມໍເຕີ ເທືອບກັບຄວາມຕ້ອງການການໃຊ້ງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ
ການເລີ່ມຕົ້ນມໍເຕີ ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ເປັນເອກະລັກຕໍ່ ຕົວປັບຄ່າຄວາມຕີງສາມເຟສທີ່ມີຄວາມແໜ້ນສູງ : ຄ່າປະຈຸບັນທີ່ເຂົ້າມາຢ່າງໄວວາ (inrush currents) ມີຄ່າເຖິງ 6–8 ເທົ່າຂອງຄ່າປະຈຸບັນໃນສະພາບການເຕັມທີ່ (full-load amperage) ໃນຫຼາຍວຟີດ—ເຊິ່ງເກີນໄປຫຼາຍຈາກຂອບເຂດການອອກແບບທາງຄວາມຮ້ອນໃນສະພາບການຄົງທີ່ (steady-state thermal design limits). ການເລືອກຂະໜາດອຸປະກອນເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນ (regulator) ໂດຍອີງເພີ່ງຄ່າປະຈຸບັນຕໍ່ເນື່ອງ (continuous current) ເທົ່ານັ້ນ ອາດເຮັດໃຫ້ເກີດການຕັດໄຟຢ່າງບໍ່ຈຳເປັນ (nuisance tripping), ອຸນຫະພູມຂອງຈຸດຕໍ່ເຊມີຄອນດັກເຕີ (semiconductor junction) ສູງເກີນໄປ, ແລະ ການເຖື່ອນໂຕຂອງອຸປະກອນປ່ຽນທິດທາງ (switching components) ເລີ່ມເລີວຂຶ້ນ. ຕົວຊີ້ວັດທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດແມ່ນຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນໃນໄລຍະສັ້ນ (short-time thermal withstand)—ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ ກຳນົດໄວ້ທີ່ 150–200% ຂອງຄ່າ kVA ທີ່ກຳນົດໄວ້ (nominal kVA) ໃນໄລຍະ 2–3 ວິນາທີ. ສຳລັບການເລີ່ມເຄື່ອງເປັນປະຈຳ, ການຈັບຄູ່ອຸປະກອນເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນກັບອຸປະກອນເລີ່ມເຄື່ອງຢ່າງຊ້າ (soft-starters) ຫຼື ອຸປະກອນຄວບຄຸມຄວາມເລີວຂອງມໍເຕີ (VFDs) ຈະຊ່ວຍຫຼຸດຄ່າຄວາມຕ້ອງການສູງສຸດ (peak demand) ແລະ ໃຫ້ເກີດການເລືອກຂະໜາດທີ່ເໝາະສົມກວ່າ ໂດຍອີງຕາມຄວາມຕ້ອງການໃນສະພາບການຄົງທີ່. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການເລີ່ມເຄື່ອງມໍເຕີອິນດັກຊັນ (induction motors) ຢ່າງເຕັມທີ່ (across-the-line starting) ຈະຕ້ອງໃຫ້ຄ່າປະຈຸບັນສູງສຸດ (peak current rating) ຂອງອຸປະກອນເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນເກີນຄ່າປະຈຸບັນທີ່ຄຳນວນໄດ້ໃນສະພາບທີ່ລໍອດ (locked-rotor amperage)—ເຊິ່ງຕ້ອງໄດ້ຮັບການຢືນຢັນດ້ວຍຂໍ້ມູນຈາກປ້າຍຊື່ຂອງມໍເຕີ (motor nameplate data) ແລະ ມາດຕະຖານ NEMA MG-1. ການຈັບຄູ່ຄວາມສາມາດຮັບຄ່າປະຈຸບັນທີ່ເຂົ້າມາຢ່າງໄວວາຂອງອຸປະກອນເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນໃຫ້ເຂົ້າກັບລັກສະນະທີ່ແທ້ຈິງຂອງມໍເຕີ ຈະຮັບປະກັນອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານ, ຫຼີກເວັ້ນການອອກແບບທີ່ເກີນຄວາມຈຳເປັນ (over-engineering), ແລະ ຮັກສາຄວາມສະຖຽນຂອງຄ່າຄວາມຕ້ານ (voltage stability) ໃນລຳດັບການເລີ່ມເຄື່ອງທີ່ສຳຄັນ.
ຖາມບ່ອຍໆ
- ຄຳຖາມທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດເກີ່ຍວກັບຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງລະບົບທີ່ສົມດຸນ ແລະ ລະບົບທີ່ບໍ່ສົມດຸນໃນການຄຳນວນພາລະບັນທຸກແມ່ນຫຍັງ? ລະບົບທີ່ສົມດຸນສົມມຸດວ່າມີຄ່າຄວາມຕ້ານທາງແລະຄ່າປະຈຸໄຟທີ່ເທົ່າກັນໃນແຕ່ລະເຟືອງ ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ຄຳນວນຢ່າງງ່າຍດາຍດ້ວຍວິທີທີ່ເອີ້ນວ່າ √3. ສ່ວນລະບົບທີ່ບໍ່ສົມດຸນຈຳເປັນຕ້ອງປະເມີນແຕ່ລະເຟືອງຢ່າງເອງ ແລະ ມັກຈະຕ້ອງຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສາມາດໃນການຮັບພາລະບັນທຸກທີ່ບໍ່ເປັນປົກກະຕິ.
- ເຫດໃດຈຶ່ງເປັນສິ່ງສຳຄັນຫຼາຍທີ່ຕ້ອງພິຈາລະນາຄວາມຕ້ານທານຂອງຄວາມຖີ່ສູງ (harmonic) ສຳລັບຕົວຄວບຄຸມຄ່າຄວາມຕ້ານທາງ? ປະຈຸໄຟທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງຈາກພາລະບັນທຸກທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ (non-linear loads) ຈະເຮັດໃຫ້ຫົວໃຈເຫຼັກ (magnetic cores) ເຕັມໄປດ້ວຍປະຈຸໄຟ ແລະ ເພີ່ມການສູນເສຍພະລັງງານ ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ສ່ວນປ້ອງກັນ (insulation) ສູນເສຍປະສິດທິພາບ. ການຮັບປະກັນຄວາມຕ້ານທານຂອງຄວາມຖີ່ສູງຈະຊ່ວຍປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດເຫດການຄົງທີ່ (resonance) ແລະ ຄຸ້ມຄອງຕົວຄວບຄຸມຄ່າຄວາມຕ້ານທາງ ເຊິ່ງເປັນອົງປະກອບຫຼັກຂອງ ການຈັດການຄຸນນະພາບພະລັງງານເຟສສາມ .
- ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສາມາດຂອງຕົວຄວບຄຸມຄ່າຄວາມຕ້ານທາງທີ່ຖືກອອກແບບມາສຳລັບການໃຊ້ງານໜັກເນື່ອງຈາກອຸນຫະພູມເຮັດວຽກແມ່ນເຮັດແນວໃດ? ອຸນຫະພູມແວດລ້ອມທີ່ສູງກວ່າ 40 °C ຈະຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບຂອງການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ຕ້ອງຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສາມາດຂອງ kVA ທີ່ກຳນົດໄວ້ ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນ 1% ຕໍ່ແຕ່ລະອົງສາທີ່ສູງກວ່າ 40°C. ການສຳຜັດຕໍ່ເວລາທີ່ຍາວນານອາດຈະມີຜົນກະທົບຢ່າງມີນັກຕໍ່ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງຕົວຄວບຄຸມຄ່າຄວາມຕ້ານທາງ.
- ເຫດໃດຈຶ່ງເປັນສິ່ງທີ່ຄວນເອົາໃຈໃສຢ່າງຫຼາຍເມື່ອກຳນົດຂະໜາດຂອງຕົວຄວບຄຸມຄ່າຄວາມຕ້ານທາງເນື່ອງຈາກປະຈຸໄຟເລີ່ມຕົ້ນຂອງມໍເຕີ? ປະຈຸບັນທີ່ເຂົ້າໄປໃນມໍເຕີສາມາດເຖິງ 600–800% ຂອງປະຈຸບັນທີ່ເຕັມທີ່, ເກີນຂອບເຂດການອອກແບບທາງຄວາມຮ້ອນຢ່າງຫຼາຍ. ການເລືອກຂະໜາດທີ່ຖືກຕ້ອງຈະຮັບປະກັນວ່າ ຕົວປັບຄ່າຄວາມຕີງສາມເຟສທີ່ມີຄວາມແໜ້ນສູງ ສາມາດຮັບມືກັບຄວາມຕ້ອງການສູງສຸດເຫຼົ່ານີ້ໂດຍບໍ່ເກີດຄວາມຮ້ອນເກີນໄປ ຫຼື ລົ້ມເຫຼວ.
ບັນຊີເນື້ອຫາ
- ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງການຄຳນວນການໂຫຼດສາມເຟສສຳລັບຕົວປັບຄ່າຄວາມຕີງທີ່ມີຄວາມແໜ້ນສູງ
- ສູດຄຳນວນພະລັງງານຈິງ, ພະລັງງານປະຕິກິລິຍາ, ແລະ ພະລັງງານເບື້ອງຕົ້ນໃນລະບົບທີ່ສົມດຸນ ແລະ ບໍ່ສົມດຸນ
- ເຫດໃດຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ການຄຳນວນພາລະບັນທຸກທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງນຳໄປສູ່ການຮ້ອນເກີນໄປ (thermal runaway) ແລະ ການເສີຍຫາຍກ່ອນເວລາ
- ເງື່ອນໄຂສຳຄັນໃນການເລືອກຕົວຄວບຄຸມຄ່າຄວາມຕ້ານທານໄຟຟ້າສາມເຟສສຳລັບການໃຊ້ງານໜັກໃນອຸດສາຫະກຳ
- ລຳດັບຂັ້ນຕອນ: ຈາກການວິເຄາະຮູບແບບການໃຊ້ພະລັງງານ ໄປຫາການກຳນົດຄ່າຂອງເຄື່ອງຄວບຄຸມ
- ເກີນຄ່າ kVA ທີ່ບອກຢູ່ໃນປ້າຍຊື່: ຄວາມສາມາດທີ່ແທ້ຈິງໃນການຈັດການໄຟຟ້າຂອງເຄື່ອງຄວບຄຸມຄ່າຄວາມຕີ້ນໄຟຟ້າສາມເຟສປະເພດໜັກ
- ເງື່ອນໄຂທີ່ສຳຄັນໃນການຄຳນວນຂະໜາດສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍມໍເຕີ
- ຖາມບ່ອຍໆ