محول ثلاثي الأطوار بقدرة 75 كيلو فولت أمبير، من 480 فولت إلى 208Y/120 فولت: المواصفات والتطبيقات ودليل الاختيار

A محول ثلاثي الأطوار بقدرة 75 كيلو فولت أمبير، جهد 480-208Y/120 فولت هو محول توزيع من النوع الجاف ذو الجهد المنخفض، ويُستخدم على نطاق واسع في المباني التجارية والمنشآت الصناعية ومراكز البيانات ومصانع الإنتاج وغيرها من الأنظمة الكهربائية التي تتطلب كلاً من تيار كهربائي ثلاثي الأطوار بجهد 208 فولت وتيار كهربائي أحادي الأطوار بجهد 120 فولت.

يعمل هذا المحول على خفض جهد التيار الكهربائي ثلاثي الأطوار البالغ 480 فولت إلى نظام ثانوي 208 ياردة/120 فولت, ، مما يتيح تزويد المعدات ثلاثية الطور بالطاقة، مع توفير طاقة بجهد 120 فولت للإضاءة والمآخذ الكهربائية وأجهزة التحكم والأحمال أحادية الطور الأخرى.

بالنسبة للمشاريع في الولايات المتحدة وكندا، تشمل المواصفات الشائعة ترددًا يبلغ 60 هرتز، وتوصيل أولي بتكوين دلتا بجهد 480 فولت، وتوصيل ثانوي بتكوين Y مع تأريض بجهد 208Y/120 فولت، وبنية من النوع الجاف، وعلب مصنفة وفقًا لمعايير NEMA. وتستخدم المنتجات التجارية من كبرى الشركات المصنعة، مثل شنايدر إلكتريك وأكمي إلكتريك وسيمنز وإيتون، هذا التكوين للجهد الكهربائي.

ما هو المحول الذي تبلغ قدرته 75 كيلو فولت أمبير، والجهد المدخل 480 فولت، والجهد المخرج 208Y/120 فولت؟

يبلغ القوة الظاهرية المقدرة لمحول بقدرة 75 كيلو فولت أمبير 75 كيلوفولت-أمبير (kVA).

التكوين النموذجي للجهد هو:

• الجهد الأولي: 480 فولت
• الجهد الثانوي: 208 ياردة/120 فولت
• المرحلة: ثلاثي الأطوار
• التكرار: 60 هرتز
• السعة المقدرة: 75 كيلو فولت أمبير
• نوع المحول: النوع الجاف
• التبريد: AN (هواء طبيعي)
• الوصلة الثانوية: واي مع السلك المحايد
• التطبيق النموذجي: توزيع الطاقة ذات الجهد المنخفض

المصطلح 208 ياردة/120 فولت وهذا يعني أن الملف الثانوي موصّل بتكوين نجمي. ويبلغ الجهد بين أي مرحلتين 208 فولت، بينما يبلغ الجهد بين أي مرحلة ونقطة الصفر 120 فولت.

وهذا يجعل المحول مفيدًا بشكل خاص عندما تحتوي المنشأة على أحمال ثلاثية الطور بجهد 208 فولت وأحمال أحادية الطور بجهد 120 فولت في آن واحد.

تيار الحمل الكامل لمحول 75 كيلو فولت أمبير

يُعد تيار الحمل الكامل أحد أهم المواصفات التي يجب مراعاتها عند اختيار محول.

بالنسبة للمحول ثلاثي الأطوار، يمكن حساب التيار التقريبي عند الحمل الكامل باستخدام المعادلة التالية:

I = kVA × 1,000 / (√3 × V)

التيار الأولي

بالنسبة لمحول بقدرة 75 كيلو فولت أمبير وخط أولي بجهد 480 فولت:

75,000 / (1.732 × 480) ≈ 90.2 أمبير

وبالتالي، فإن تيار الحمل الكامل الأولي يساوي تقريبًا:

90 أ

التيار الثانوي

بالنسبة للمرحلة الثانوية 208V:

75,000 / (1.732 × 208) ≈ 208.2 أمبير

وبالتالي، فإن تيار الحمل الكامل الثانوي يساوي تقريبًا:

208 أ

المواصفات التي يحددها المصنع لنماذج مماثلة من طراز 7محولات عزل بقدرة 5 كيلو فولت أمبير كما تُظهر تيارًا أوليًّا يبلغ حوالي 90.2 أمبير وتيارًا ثانويًّا يبلغ 208.2 أمبير.

يجب دائمًا تحديد المتطلبات الفعلية الخاصة بالموصلات والمفاتيح الكهربائية وأجهزة الفصل وحماية التيار الزائد وفقًا لقواعد الكهرباء المعمول بها وتصميم التركيب الكامل.

لماذا نستخدم 480 فولت إلى 208Y/120 فولت؟

يُستخدم الجهد 480 فولت على نطاق واسع في شبكات التوزيع الكهربائي بالمنشآت التجارية والصناعية في أمريكا الشمالية، لأن ارتفاع جهد التوزيع يمكن أن يقلل من انخفاض التيار والجهد.

ومع ذلك، تتطلب العديد من أحمال المنشآت جهدًا كهربائيًّا أقل.

يوفر نظام 208 ياردة/120 فولت ما يلي:

تيار كهربائي ثلاثي الأطوار بجهد 208 فولت لـ:

• المحركات
• معدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
• المضخات
• الآلات الصناعية
• المعدات التجارية

و:

تيار كهربائي أحادي الطور بجهد 120 فولت لـ:

• الإضاءة
• المحامل
• دوائر التحكم
• المعدات المكتبية
• الأجهزة الكهربائية الصغيرة

وبالتالي، يمكن لمحول واحد من 480 فولت إلى 208Y/120 فولت أن يخدم أنواعًا متعددة من الأحمال داخل نفس المنشأة.

التطبيقات النموذجية

1. المباني التجارية

يمكن استخدام المحولات التي تبلغ قدرتها 75 كيلو فولت أمبير في مباني المكاتب، ومرافق البيع بالتجزئة، والفنادق، والمجمعات التجارية لتزويد أنظمة التوزيع التي تعمل بجهد 208Y/120 فولت بالطاقة.

2. المنشآت الصناعية

غالبًا ما تستخدم المصانع جهدًا كهربائيًا يبلغ 480 فولت للمحركات والمعدات الكبيرة، بينما تحتاج إلى جهد 208Y/120 فولت للأنظمة المساعدة وأجهزة التحكم والإضاءة والأحمال ذات الأغراض العامة.

3. مراكز البيانات

يُستخدم توزيع التيار 208 ي/120 فولت بشكل شائع لتغذية أحمال معينة في مراكز البيانات، ومعدات تكنولوجيا المعلومات، والأنظمة المساعدة، والبنية التحتية للمنشأة.

بالنسبة لتطبيقات مراكز البيانات، قد يتطلب اختيار المحولات إيلاء اهتمام إضافي للتيارات التوافقية، ومتطلبات معامل K، والمقاومة، وارتفاع درجة الحرارة، والتكرار، وجودة الطاقة.

4. المدارس والمؤسسات

يمكن للمدارس والجامعات والمستشفيات والمباني المؤسسية الأخرى استخدام محولات من 480 فولت إلى 208Y/120 فولت لتزويد الأحمال الكهربائية المختلطة بالطاقة.

5. مرافق البيع بالتجزئة والخدمات

قد تحتاج مراكز التسوق والمطاعم والورش ومرافق الخدمات إلى طاقة كهربائية ثلاثية الطور بجهد 208 فولت وطاقة أحادية الطور بجهد 120 فولت.

مدرسة دلتا الابتدائية مقابل مدرسة واي الابتدائية

من التكوينات الشائعة لهذا المحول ما يلي:

480 فولت دلتا (أولي) → 208 Y/120 فولت (ثانوي)

تقدم كبرى الشركات المصنعة منتجات بقدرة 75 كيلو فولت أمبير بهذه المواصفات. على سبيل المثال، تدرج شركة «شنايدر إلكتريك» في قائمة منتجاتها محولًا ثلاثي الأطوار من النوع الجاف بقدرة 75 كيلو فولت أمبير، مع ملف أولي بتوصيل دلتا بجهد 480 فولت وملف ثانوي بتوصيل 208Y/120 فولت.

ومع ذلك، يمكن أيضًا استخدام تكوين أولي على شكل نجمة بجهد 480 فولت في بعض التطبيقات.

يعتمد التوصيل الأساسي الصحيح على نظام التيار الكهربائي الوارد إلى المنشأة.

لذلك، يجب على المشترين تحديد ليس فقط الجهد الكهربائي، بل أيضًا ما هو مطلوب الاتصال الأساسي.

ملفات نحاسية أم ألومنيومية؟

يمكن استخدام كل من النحاس والألومنيوم كمواد لف في محول من النوع الجاف بقدرة 75 كيلو فولت أمبير.

الملفات النحاسية

يتميز النحاس بموصلية كهربائية ممتازة، كما يتيح تصميمًا مدمجًا للملفات.

غالبًا ما يتم اختيار المحولات الملفوفة بالنحاس في الحالات التالية:

• الأماكن محدودة
• يلزم توفر قوة ميكانيكية عالية
• يُفضل أن تكون مقاومة اللف أقل
• تتطلب مواصفات المشروع استخدام موصلات نحاسية

الملفات المصنوعة من الألومنيوم

يُستخدم الألومنيوم على نطاق واسع في محولات التوزيع، ويمكن أن يوفر حلاً فعالاً من حيث التكلفة.

على سبيل المثال، التجاري محولات بقدرة 75 كيلو فولت أمبير تتوفر هذه المنتجات بملفات من الألومنيوم، كما تتوفر أيضًا إصدارات بملفات من النحاس.

يجب أن يستند الاختيار إلى مواصفات المشروع، والمساحة المتاحة، ومتطلبات الكفاءة، والميزانية، وظروف التركيب.

الكفاءة النموذجية ومتطلبات وزارة الطاقة الأمريكية

بالنسبة للمحولات التي تُباع في الولايات المتحدة، تُعد متطلبات كفاءة الطاقة أحد الاعتبارات المهمة.

يمكن للمحولات المماثلة التي تبلغ قدرتها 75 كيلو فولت أمبير والمتوفرة حاليًا في السوق الأمريكية أن تلبي وزارة الطاقة الأمريكية، اللائحة الفيدرالية 10 CFR، الجزء 431 المتطلبات. تذكر بعض المنتجات كفاءات تبلغ حوالي 98.6% حسب التصميم المحدد وظروف الاختبار.

عند شراء محول لمشروع في الولايات المتحدة، يجب على المشتري التأكد من متطلبات الكفاءة المعمول بها الصادرة عن وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) وطلب بيانات الكفاءة والفقدان من الشركة المصنعة.

ارتفاع درجة الحرارة وفئة العزل

قد تتوفر المحولات النموذجية من النوع الجاف في نطاق التصنيف هذا مع:

• ارتفاع في درجة الحرارة بمقدار 115 درجة مئوية
• ارتفاع في درجة الحرارة بمقدار 150 درجة مئوية
• أنظمة عزل حراري بدرجة حرارة 180 درجة مئوية أو 220 درجة مئوية

يجب عدم الخلط بين هذه المواصفات.

فئة العزل يشير إلى السعة الحرارية القصوى لنظام العزل، في حين أن ارتفاع درجة الحرارة يشير إلى الزيادة المتوقعة في درجة حرارة الملف في ظل ظروف التشغيل المقدرة.

على سبيل المثال، تتوفر المنتجات التجارية بقدرة 75 كيلو فولت أمبير مع ارتفاع في درجة الحرارة يبلغ 150 درجة مئوية وأنظمة عزل تصل إلى 220 درجة مئوية.

قد يُفضل استخدام تصميم يحد من ارتفاع درجة الحرارة في الحالات التي تكون فيها الكفاءة أو العمر التشغيلي أو درجة حرارة التشغيل ذات أهمية خاصة.

خيارات العلب وفقًا لمعايير NEMA

يجب اختيار العلبة وفقًا لبيئة التركيب.

تشمل التكوينات الشائعة ما يلي:

NEMA 1

تُستخدم عادةً في التركيبات الداخلية التي تتطلب الحماية من التلامس العرضي والتعرض البيئي المحدود.

NEMA 3R

مصمم للاستخدام في الهواء الطلق أو في البيئات الأكثر قسوة التي تتطلب الحماية من المطر والظروف البيئية الأخرى.

تتوفر المحولات التجارية بقدرة 75 كيلو فولت أمبير، التي تعمل بتحويل الجهد من 480 فولت إلى 208Y/120 فولت، مزودة بعلب حماية من فئة NEMA 3R.

بالنسبة للتركيبات الخارجية، ينبغي النظر بشكل متكامل في كل من غلاف المحول، والتهوية، والمسافات الآمنة، والحماية من العوامل الجوية، وترتيبات التثبيت.

هل تحتاج إلى درع واقٍ من الشحنات الكهروستاتيكية؟

الدرع الكهروستاتيكي هو ميزة اختيارية يمكن تركيبها بين اللفات الأولية والثانوية.

ويمكن أن يكون ذلك مفيدًا في التطبيقات التي يُعد فيها الحد من انتقال الضوضاء الكهربائية عالية التردد بين الدائرة الأولية والدائرة الثانوية أمرًا مهمًا.

قد تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

• المعدات الإلكترونية الحساسة
• المرافق الطبية
• مراكز البيانات
• أنظمة التحكم الصناعية
• أنظمة القياس

تتوفر بعض المحولات المتداولة في الأسواق بقدرة 75 كيلو فولت أمبير، والتي تعمل على تحويل الجهد من 480 فولت إلى 208Y/120 فولت، مزودة بدرع واقٍ كهروستاتيكي.

يعتمد ما إذا كان الدرع ضروريًا أم لا على البيئة الكهربائية ومتطلبات المشروع.

المواصفات النموذجية للمحولات

قد تتضمن المواصفات النموذجية لمحول بقدرة 75 كيلو فولت أمبير مخصص لهذا الاستخدام ما يلي:

هذه قيم تمثيلية وليست مواصفات عامة. يجب التأكد من أن التصميم النهائي يتوافق مع متطلبات المشروع.

75 كيلو فولت أمبير مقابل أحجام المحولات الأخرى

يجب أن يستند اختيار 75 كيلو فولت أمبير إلى الحمل الفعلي المتصل وحمل الطلب، بدلاً من الاكتفاء باختيار المحول وفقًا لأكبر حمل فردي.

على سبيل المثال:

إذا كان الحمل المحسوب قريبًا من 75 كيلو فولت أمبير، فيجب على المهندس أن يأخذ في الاعتبار الأحمال المستمرة، والتوسعات المستقبلية، وبدء تشغيل المحركات، والتوافقيات، ودرجة الحرارة المحيطة، والحمل المطلوب على المحول قبل تحديد الحجم النهائي.

كيفية اختيار المحول المناسب بقدرة 75 كيلو فولت أمبير

قبل طلب محول بقدرة 75 كيلو فولت أمبير من 480 فولت إلى 208Y/120 فولت، يرجى التأكد مما يلي:

1. الجهد الأولي

يرجى التأكد مما إذا كان المصدر:

480 فولت، توصيل دلتا

أو تكوين آخر بجهد 480 فولت.

2. الجهد الثانوي

يرجى التأكد من أن النظام المطلوب هو:

208 ياردة/120 فولت

وأنه يلزم وجود وصلة محايدة.

3. التكرار

بالنسبة لمعظم الطلبات المقدمة في الولايات المتحدة:

60 هرتز

4. مادة اللف

حدد:

النحاس أو الألومنيوم

حسب متطلبات المشروع.

5. ارتفاع درجة الحرارة

ومن بين الخيارات الشائعة ما يلي:

115 درجة مئوية أو 150 درجة مئوية

6. المرفق

اختر:

NEMA 1 للاستخدامات الداخلية

أو

معيار NEMA 3R للاستخدامات الخارجية المناسبة.

7. الصنابير

توفر التصميمات الشائعة للمحولات نقاط توصيل من نوع 2.5% لتعويض التغيرات في جهد الإمداد الوارد. وينبغي التأكد من التكوين الفعلي لنقاط التوصيل مع الشركة المصنعة.

8. الشهادات والمعايير

بالنسبة للطلبات المقدمة في الولايات المتحدة، يرجى التأكد من المتطلبات المعمول بها مثل:

• متطلبات الكفاءة التي تحددها وزارة الطاقة الأمريكية
• UL 1561
• NEMA ST-20
• متطلبات CSA حيثما ينطبق ذلك

عادةً ما تُطرح المنتجات التجارية في هذه الفئة متوافقة مع معيار UL 1561 و/أو معيار CSA.

شركة مصنعة لمحولات بقدرة 75 كيلو فولت أمبير

تقدم شركة EverNew Transformer حلولاً مخصصة لمحولات الجافة ومحولات التوزيع المخصصة للتطبيقات التجارية والصناعية والبنية التحتية والطاقة المتجددة.

بالنسبة لـ محول ثلاثي الأطوار بقدرة 75 كيلو فولت أمبير، من 480 فولت إلى 208Y/120 فولت, ، يمكن للعملاء تحديد ما يلي:

• ملفات من النحاس أو الألومنيوم
• 480 فولت، توصيل دلتا في الدائرة الأولية
• 208 ي/120 فولت ثانوي
• 60 هرتز
• خيارات مختلفة لارتفاع درجة الحرارة
• حاوية داخلية أو خارجية
• تكوينات العلب المصنفة وفقًا لمعايير NEMA
• التدريع الكهروستاتيكي
• صنابير مصممة حسب الطلب
• الأبعاد المخصصة وترتيبات الأطراف

بالنسبة للمشاريع الأمريكية، يجب التأكد من مواصفات الشهادات والكفاءة والغلاف والتركيب المطلوبة قبل بدء الإنتاج.

الأسئلة الشائعة

ما هو الغرض من استخدام محول بقدرة 75 كيلو فولت أمبير، بجهد 480 فولت إلى 208Y/120 فولت؟

ويُستخدم في المقام الأول لتحويل الطاقة ثلاثية الأطوار بجهد 480 فولت إلى طاقة ثلاثية الأطوار بجهد 208 فولت وطاقة أحادية الطور بجهد 120 فولت، وذلك لأغراض التوزيع الكهربائي التجاري والصناعي.

كم أمبير يوفر محول بقدرة 75 كيلو فولت أمبير؟

عند جهد 480 فولت ثلاثي الأطوار، يبلغ التيار الأولي التقريبي 90.2A. عند جهد 208 فولت ثلاثي الأطوار، يبلغ التيار الثانوي التقريبي 208.2A.

هل 208 يارك/120 فولت هو نفسه 208 فولت؟

ليس بالضبط. يوفر النظام الذي يعمل بجهد 208 يارك/120 فولت جهدًا يبلغ حوالي 208 فولت بين الأطوار، و120 فولت بين كل طور والخط المحايد.

هل محول بقدرة 75 كيلو فولت أمبير كافٍ لمنشأتي؟

يعتمد ذلك على الحمل المطلوب المحسوب. يجب اختيار المحول بناءً على الحمل الكهربائي الفعلي، والتوسعات المستقبلية، وتيارات التشغيل، والتوافقيات، والظروف المحيطة، والقوانين الكهربائية المعمول بها.

هل يمكن استخدام لفات نحاسية في محول بقدرة 75 كيلو فولت أمبير؟

نعم. تتوفر في الأسواق نسختان، إحداهما ملفوفة بالنحاس والأخرى بالألمنيوم. وغالبًا ما يُختار النحاس عندما تفضل مواصفات المشروع أو قيود المساحة تصميمًا ملفوفًا بالنحاس.

هل يمكن تركيب هذا المحول في الهواء الطلق؟

نعم، شريطة أن يتم تزويدها بعلبة خارجية مناسبة وأن تكون مصممة لتتناسب مع الظروف البيئية. وتتوفر عادةً إصدارات NEMA 3R للاستخدامات الخارجية المناسبة.

الخلاصة

A محول ثلاثي الأطوار بقدرة 75 كيلو فولت أمبير، جهد 480-208Y/120 فولت يُعد حلاً عمليًّا للمنشآت التي تحتاج إلى توزيع التيار الكهربائي ثلاثي الأطوار بجهد 208 فولت والتيار الكهربائي أحادي الأطوار بجهد 120 فولت من نظام كهربائي بجهد 480 فولت.

أهم المواصفات التي يجب التأكد منها هي الجهد الأولي والثانوي، وتكوين الطور، والتردد، ومواد اللف، وارتفاع درجة الحرارة، والكفاءة، ومنافذ التوصيل، ونوع الغلاف، والشهادات، وبيئة التركيب.

بالنسبة للمشاريع في الولايات المتحدة، يجب مراجعة المواصفات النهائية للمحول وفقًا لقانون الكهرباء المعمول به، ومتطلبات الكفاءة الصادرة عن وزارة الطاقة الأمريكية (DOE)، ومتطلبات الاعتماد الخاصة بالمشروع قبل التصنيع والتركيب.