التكامل الفعال للطاقة الكهربائية ثلاثية الطور وأنظمة الإمداد المتواصل بالطاقة الكهربائية

TIPS ： في المجالات الصناعية والتجارية الحديثة، يعد استقرار وكفاءة إمدادات الطاقة أمرًا بالغ الأهمية للتشغيل العادي للمؤسسات. لقد أصبحت الطاقة الكهربائية ثلاثية الطور، بمزاياها المتمثلة في قدرة نقل الطاقة العالية والإنتاج المستقر للتيار، طريقة الإمداد بالطاقة المفضلة للعديد من المؤسسات الكبيرة ومراكز البيانات ومواقع التصنيع الصناعي. ومع ذلك، على الرغم من أن نظام الطاقة ثلاثي الأطوار مستقر نسبيًا، إلا أن المشاكل مثل انقطاع التيار الكهربائي وتقلبات الجهد الكهربائي لا تزال حتمية، مما يبرز أهمية نظام الإمداد بالطاقة غير المنقطع (UPS) المتوافق معه. وبفضل سنوات من الخبرة في مجال حماية الطاقة، أطلقت شركة BKPOWER سلسلة من حلول الإمداد غير المنقطع للطاقة عالية الأداء لسيناريوهات تطبيقات الطاقة ثلاثية الطور، حيث تجمع بشكل مثالي بين مزايا الطاقة ثلاثية الطور والحماية الموثوقة لنظام الإمداد غير المنقطع للطاقة، وبناء خط دفاع قوي للطاقة للمعدات الحيوية للشركات والأعمال الأساسية.

I. نظرة عامة على نظام الطاقة الكهربائية ثلاثي الأطوار

1.مبدأ عمل الطاقة الكهربائية ثلاثية الطور:

يتألف نظام الطاقة ثلاثي الأطوار من ثلاث دوائر تيار متردد بنفس التردد وسعة جهد متساوية وفرق طور 120 درجة. هذا التصميم الفريد يمكّن الطاقة ثلاثية الطور من توفير طاقة أكثر استقرارًا وقوة أثناء النقل. بالمقارنة مع الطاقة أحادية الطور، يمكن للطاقة ثلاثية الطور أن تقلل من خسائر الخطوط والتكاليف عند توصيل نفس الطاقة. وتقلل خصائصها الحالية المتوازنة بشكل فعال من تسخين المعدات وتآكلها، مما يطيل من عمر خدمة المعدات. على سبيل المثال، في المصانع الكبيرة، يمكن للمحركات ثلاثية الطور أن توفر طاقة أقوى وتعمل بسلاسة أكبر.

2.سيناريوهات تطبيق الطاقة الكهربائية ثلاثية الطور

تُستخدم الطاقة ثلاثية الطور على نطاق واسع في مختلف المجالات مثل التصنيع الصناعي ومراكز البيانات والمباني التجارية. ففي مجال التصنيع الصناعي، تعتمد العديد من المعدات الميكانيكية كبيرة الحجم، مثل أدوات ماكينات التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي والمحركات الثقيلة على طاقة ثلاثية الطور للتشغيل؛ كما أن مجموعات الخوادم وأنظمة التبريد في مراكز البيانات لها متطلبات عالية للغاية لاستقرار وقوة إمدادات الطاقة، وأصبحت الطاقة ثلاثية الطور هي طريقة إمداد الطاقة القياسية؛ كما تتطلب المعدات عالية الطاقة مثل مكيفات الهواء المركزية والمصاعد في المباني التجارية دعمًا للطاقة ثلاثية الطور. تشير الإحصاءات إلى أنه في مجال استهلاك الطاقة الصناعية، يستخدم أكثر من 801 تيرابايت 3 تيرابايت من المعدات الكهربائية طاقة ثلاثية الطور لإمداد الطاقة.

ثانيًا. تحديات الطاقة في بيئة الطاقة الكهربائية ثلاثية الطور

على الرغم من المزايا العديدة للطاقة ثلاثية الطور، إلا أنها لا تزال تواجه تحديات في التطبيقات العملية من مشاكل الطاقة المختلفة.

1.أعطال الشبكة

يمكن أن تؤدي عوامل مثل الكوارث الطبيعية (مثل الأعاصير والزلازل والصواعق والصواعق وغيرها) وتقادم معدات الشبكة وأخطاء التشغيل البشرية إلى حدوث أعطال في الشبكة في نظام الطاقة ثلاثي الأطوار، مثل انقطاع التيار الكهربائي وانخفاض الجهد والارتفاعات المفاجئة. وبمجرد حدوث هذه الحالات، فإنها تؤثر بشكل مباشر على الإنتاج والتشغيل العادي للمؤسسات. على سبيل المثال، قد يؤدي انخفاض الجهد الكهربائي لفترة وجيزة إلى تعطل الخوادم في مركز البيانات، مما يؤدي إلى انقطاع الأعمال وفقدان البيانات.

2.عدم توازن الأحمال

في نظام الطاقة ثلاثي الأطوار، إذا كان توزيع الأحمال بين الأطوار غير متساوٍ، فسيؤدي ذلك إلى اختلال توازن التيار ثلاثي الأطوار، وزيادة خسائر الخطوط، وتقليل كفاءة معدات الطاقة، بل وحتى التسبب في تعطل المعدات. في بعض المجمعات التجارية، نظرًا لاختلاف أوقات بدء التشغيل ومستويات الطاقة للمعدات الكهربائية في مناطق مختلفة، من المحتمل أن يحدث اختلال في توازن الأحمال.

3.التداخل التوافقي

مع الاستخدام الواسع النطاق لعدد كبير من الأحمال غير الخطية (مثل محولات التردد، وإمدادات الطاقة التحويلية، وما إلى ذلك)، سيتم توليد التوافقيات في نظام الطاقة ثلاثي الأطوار. ستؤثر التوافقيات على التشغيل العادي لمعدات الطاقة، وتتسبب في تسخين المعدات وزيادة الضوضاء، وقد تتداخل أيضًا مع أنظمة الاتصالات.

ثالثاً حلول الإمداد بالطاقة الكهربائية غير المنقطعة BKPOWER ثلاثية الطور

استجابةً لتحديات الطاقة المختلفة في بيئة الطاقة ثلاثية الطور، أطلقت BKPOWER سلسلة من حلول UPS الاحترافية التي تغطي الجوانب الرئيسية من مصدر إمداد الطاقة Ups للبطارية الاحتياطية، مما يوفر حماية شاملة للطاقة للمؤسسات.

1.منتجات يو بي إس عالية الأداء

تعتمد معدات UPS من BKPOWER على تقنية تحكم رقمية متقدمة، والتي يمكنها الاستجابة بسرعة ودقة للتغيرات في الطاقة ثلاثية الطور. عندما تكون طاقة التيار الكهربائي طبيعية، فإنها تعمل على استقرار وتصفية وكبح التوافقيات في طاقة الإدخال ثلاثية الطور لضمان إخراج طاقة مستقرة ونقية؛ وعندما تنقطع طاقة التيار الكهربائي، يمكن أن تتحول وحدة الإمداد بالطاقة غير المنقطعة إلى وضع طاقة البطارية في غضون أجزاء من الثانية لضمان التشغيل المتواصل لمعدات الحمل. يتميز أحد منتجات UPS ثلاثية الطور بكفاءة تحويل تصل إلى 95%، مما يقلل من استهلاك الطاقة بشكل فعال. في الوقت نفسه، لا يزال بإمكانه الحفاظ على جهد خرج ثابت حتى في حالة عدم توازن الحمل ثلاثي الأطوار، مما يضمن التشغيل الآمن للمعدات.

2.نظام بطارية احتياطية موثوق به

تُعد البطارية الاحتياطية عالية الجودة جزءًا مهمًا من نظام UPS. تختار BKPOWER بطاريات الرصاص الحمضية عالية الأداء أو بطاريات الليثيوم الأيونية كمصادر طاقة احتياطية، والتي تتميز بخصائص العمر الطويل والقدرة العالية وسرعة الشحن والتفريغ. من خلال نظام إدارة البطارية الذكي، تتم مراقبة حالة البطارية، بما في ذلك الجهد والتيار ودرجة الحرارة والمعلمات الأخرى في الوقت الفعلي، ويتم التحذير من أعطال البطارية مسبقًا لإطالة عمر البطارية. في تطبيق مراكز البيانات واسعة النطاق، يمكن لنظام BKPOWER الاحتياطي للبطاريات أن يوفر عدة ساعات من الطاقة الاحتياطية للمعدات، مما يضمن استمرار عمل مركز البيانات بشكل طبيعي أثناء انقطاع التيار الكهربائي على المدى الطويل وإكمال النسخ الاحتياطي للبيانات وإيقاف تشغيل النظام بشكل آمن.

3.تكوين النظام المرن

تراعي BKPOWER بشكل كامل احتياجات المستخدمين المختلفين وتوفر مجموعة متنوعة من أنظمة يو بي إس بسعات ومواصفات مختلفة. يمكن للمستخدمين اختيار تكوين وحدة واحدة أو تكوين متوازي أو تكوين زائد عن الحاجة بمرونة وفقًا لحجم الحمل الفعلي والطلب على الطاقة والميزانية. بالنسبة للمؤسسات الصناعية الكبيرة، يمكن تشغيل وحدات يو بي إس متعددة بالتوازي لتحسين قدرة إمداد الطاقة وموثوقية النظام؛ أما بالنسبة للمؤسسات الصغيرة والمتوسطة الحجم، يمكن لنظام يو بي إس بوحدة واحدة أن يلبي احتياجات حماية الطاقة الأساسية بتكلفة أقل. في الوقت نفسه، تدعم أنظمة يو بي إس من BKPOWER بروتوكولات اتصال متعددة ويمكن دمجها بسلاسة مع أنظمة مراقبة الطاقة الحالية للمؤسسات، مما يتيح المراقبة عن بُعد والإدارة الذكية.

رابعًا. حالات تطبيق BKPOWER ثلاثي الأطوار للطاقة الكهربائية UPS

1.مشروع مركز بيانات واسع النطاق

يضطلع مركز البيانات هذا بخدمات تخزين ومعالجة بيانات الإنترنت الضخمة ولديه متطلبات عالية للغاية لاستقرار وموثوقية إمدادات الطاقة. قبل إدخال نظام إمداد الطاقة غير المنقطعة ثلاثي الأطوار من BKPOWER، شهد مركز البيانات العديد من الانقطاعات في العمل بسبب أعطال الشبكة، مما أدى إلى خسائر اقتصادية ضخمة. بعد اعتماد معدات BKPOWER ثلاثية الطور لإمدادات الطاقة غير المنقطعة ونظام النسخ الاحتياطي للبطاريات، من خلال التشغيل المتوازي والتكوين الاحتياطي لوحدات UPS المتعددة، تم تحقيق النسخ الاحتياطي N + 1، مما أدى إلى تحسين موثوقية النظام بشكل كبير. وفي الوقت نفسه، يمكن لنظام المراقبة الذكي مراقبة حالة تشغيل وحدة الإمداد بالطاقة غير المنقطعة وحالة البطارية في الوقت الفعلي والتحذير من الأعطال المحتملة مسبقًا. في العام الماضي، لم يشهد مركز البيانات أي انقطاعات في العمل بسبب مشاكل في الطاقة، وتم تحسين استقرار التشغيل بشكل كبير.

2.مصنع لتصنيع السيارات

يتطلب عدد كبير من معدات الإنتاج الآلي في مصنع تصنيع السيارات متطلبات صارمة لجودة الطاقة. ونظرًا لوجود عدد كبير من الأحمال غير الخطية في المصنع، فإن التوافقيات في نظام الطاقة ثلاثي الأطوار شديدة، ومعدل تعطل المعدات مرتفع نسبيًا. قامت شركة BKPOWER بتخصيص حل UPS ثلاثي الأطوار مع وظيفة قمع التوافقيات لها. لا يمكن لمعدات UPS توفير حماية مستقرة للطاقة فحسب، بل يمكنها أيضًا قمع التوافقيات بشكل فعال وتحسين جودة الطاقة. بعد التحويل، تم تخفيض معدل تعطل المعدات في المصنع بمقدار 40%، وتم تحسين كفاءة الإنتاج بشكل كبير، وفي الوقت نفسه، تم تمديد عمر خدمة المعدات، وتم تخفيض تكلفة الصيانة.

V. كيفية اختيار نظام يو بي إس مناسب للطاقة الكهربائية ثلاثية الطور

1.تقييم متطلبات التحميل

احسب بدقة الطاقة الإجمالية وتيار بدء التشغيل وخصائص الحمل (مثل الأحمال الخطية أو غير الخطية) لمعدات المؤسسة، وحدد السعة المطلوبة ونوع وحدة إمداد الطاقة غير المنقطعة. بالنسبة للأحمال الاستقرائية مثل المحركات الكبيرة، يجب مراعاة التيار المتدفق أثناء بدء التشغيل، ويجب اختيار وحدة إمداد بالطاقة غير المنقطعة ذات سعة حمل زائدة لحظية كافية.

2.تحديد وقت النسخ الاحتياطي

حدد وقت النسخ الاحتياطي لوحدة الإمداد بالطاقة غير المنقطعة بعد انقطاع التيار الكهربائي وفقًا للاحتياجات الفعلية للمؤسسة. إذا احتاجت المؤسسة إلى الحفاظ على الإنتاج أثناء انقطاع التيار الكهربائي على المدى الطويل، فيجب تكوين حزمة بطارية ذات سعة كبيرة أو اختيار نظام UPS يمكن توصيله بمولد.

3.الاهتمام بمؤشرات الأداء

بالإضافة إلى السعة ووقت النسخ الاحتياطي، مؤشرات الأداء.

المراجع

1. اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)الموقع الرسمي: www.iec.ch
2. مختبرات أندررايترز (UL)الموقع الرسمي: www.ul.com
3. اللجنة الأوروبية للتوحيد القياسي (CEN)الموقع الرسمي: www.cen.eu
4. إدارة التوحيد القياسي في الصين (SAC)الموقع الرسمي: www.sac.gov.cn
5. تحالف تشونغقوانكون لتكنولوجيا صناعة تخزين الطاقة (CNESA)الموقع الرسمي: www.cnESA.org
6. الموقع الرسمي للمنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO): www.iso.org