النظام الكهربائي ثلاثي الطور

ما هي القدرة ثلاثية الطور؟

توفر القدرة ثلاثية الطور ثلاثة تيارات متناوبة، مع ثلاث خدمات كهربائية بشكل منفصل، يتم وصل كل طرف من أطراف التيار المتردد والذي يملك أقصى جهد ممكن، بحيث تكون هذه الأطراف بثلث الوقت وفقط في دورة كاملة واحد، وبعبارة أخرى، يبقى خارج القدرة للقوة ثلاثية الأطوار ثابتاً، ولا ينخفض أبداً وصولاً الى الصفر. 

وفي مزود القدرة ثلاثية الأطوار، يتطلب الأمر أربعة من الأسلاك وهي: سلك محايد واحد بالإضافة الى ثلاثة موصلات للتيار الحي، تكون هذه الأسلاك الموصلة الثلاثة تبعد بمقدار(120) درجة عن بعضها البعض.
 كما أن كل إشارة قدرة للتيار المتردد هي عبارة عن (1200)، إشارة أخرى خارج الطور مع بعضها البعض، علاوة على ذلك، هناك نوعان من تكوينات الدوائر في مصدر طاقة ثلاثي الطور، كشكل الدلتا وشكل النجمة، لا يتطلب تكوين دلتا أي سلك محايد ويتم استخدامها فقط في جميع أنظمة الجهد العالي، بينما تتطلب توصيلة النجمة طرفاً محايداً بالإضافة الى سلك تأريض يتم وصله من نقطة التقاء الثلاث أطوار.

ما هي مزايا القدرة ثلاثية الطور؟

• القيام بتشغيل الأحمال الكبيرة بسهولة تامة، وتفضل الأحمال التجارية والصناعية مصدر الطاقة ثلاثي الطور؛ وذلك لأنها تتطلب المزيد من الأحمال الإلكترونية الثقيلة.
  
• لا نحتاج إلى أي بادئات تشغيلية للمحركات ثلاثية الطور المستخدمة في الصناعات الكبيرة، حيث تحتوي على فرق جهد كافي لتزويد عزم الدوران الأولي للمحرك من أجل بدء التشغيل.
  
•  كما أن نظام ثلاثي الأطوار يتطلب مواد موصلة أقل لنقل وتوزيع القدرة الكهربائية، وبالتالي يصبح أكثر جدوى اقتصادية عندما نتحدث عن التكاليف المالية.
  
• مع زيادة عدد المراحل في النظام، يصبح جهد التيار المستمر لقوة ثلاثية الأطوار أكثر سلاسة وأكثر فائدة.
  

ما هي سلبيات القدرة ثلاثية الطور؟

• نظراً لأن جهد النظام مرتفع جداً، فإن مصادر الطاقةوالمحركات ثلاثية الطور تبقى محافظة على تكلفة عزل عالية.
  
•  يعتمد العزل على الجهد داخل الوحدة، بينما يعتمد حجم السلك على التيار.
  
• لا تستطيع وحدات الطاقة ثلاثية الطور التعامل مع الحمل الزائد، بمعنى عندما ينتج ضرر ما، تكون تكلفة الإصلاح والصيانة أعلى؛ لأن تغيير المكونات بشكل منفصل يعد مكلفاً للغاية.
  

ما هي الاختلافات بين القدرة أحادية الطور والقدرة ثلاثية الطور؟

• الأسلاك المطلوبة في عملية التزويد: في مصدر القدرة أحادي الطور، لا يتطلب الأمر سوى سلكين، وهما الطرف الحي والطرف المحايد، ومن ناحية أخرى يعمل مصدر القدرة ثلاثي الطور فقط من خلال ثلاثة أسلاك، بما في ذلك الأسلاك ثلاثية الموصلات بالإضافة الى السلك المحايد.
  
•  الفولتية: في مصدر قدرة أحادي الطور، يفي بالغرض فقط (230) فولت، في حين أن مصدر القدرة ثلاثي الطور يصل إلى (415) فولت.
  
• مجال الاستخدام: عادة ما تستخدم المنازل السكنية مصدر طاقة أقل، مما يتطلب كمية أقل من الطاقة لتشغيل الأجهزة المحمولة والأجهزة المنزلية، وفي المقابل تتطلب الشركات التجارية والصناعية حمولة كهربائية أثقل، وبالتالي فهي تستخدم مصدر قدرة ثلاثي الطور لكي تعمل.
  
• الكفاءة: لا يمكن أن تبدأ الطاقة أحادية الطور من تلقاء نفسها، مما يتطلب أجهزة خارجية مثل محركات البدء، على العكس من ذلك، يمكن أن تبدأ القدرة ثلاثية الطور من تلقاء نفسها دون الحاجة إلى أي أجهزة خارجية  وأيضاً يمكنها العمل باتجاهين مختلفين.
  
• التطبيق: يولد مصدر القدرة أحادي الطور كمية أقل من الكهرباء لدعم المنازل والشركات غير الصناعية، في حين توفر القدرة ثلاثية الطور شبكات الطاقة ومراكز البيانات والطائرات والسفن وأحمال إلكترونية أخرى تزيد عن 1000 واط.
  

ماذا نختار بين النظامين؟

 لتلخيص كل شيء، فإن الاختيار بين القدرة أحادية الطور أو القدرة ثلاثية الطور هي مسألة ذات ضرورة قصوى بالنسبة للاقتصاد والحياة العملية، بينما كيف يمكن أن نستفيد من هاذين المصدرين من الطاقة؟

حسب رأي الاختصاصيين فهو تطبيق واقعي أن تختار طاقة أحادية الطور للاستخدام المنزلي والسكني، حيث تتميز الطاقة أحادية الطور بميزات مادية بسيطة وعادية، وتتطلب قدراً صغيراً من الطاقة لتشغيل أجهزتك المحمولة والأجهزة المنزلية المتعددة.

ولكن، عندما يكون لدينا ثلاث إلى أربع وحدات تكييف تعمل في نفس الوقت، وثلاجات ذات باب مزدوج، وغسالات كبيرة الحجم، فإن أخصائيين الطاقة ينحصوا بالاستفادة من مصدر طاقة ثلاثي المراحل لتوزيع كل الحمولة بالشكل الصحيح، في حين أن كل من القدرة أحادية الطور وثلاثية الطور لها اختلافات ملموسة، كما يجب علينا دائماً مراعاة العوامل التالية للحصول على استثمار حكيم وهي:

• الأسلاك المطلوبة لإمدادات الطاقة.
  
• الفولتية.
  
• مكان تطبيق القدرة المطلوبة.
  
• كفاءة الأداء التي تحتاج.
  
• التطبيق الصحيح.