Lo squilibrio del carico tri-fase è un fattore chiave che porta a un basso tasso di utilizzo delle apparecchiature e a un grave spreco di risorse nei sistemi di riscaldamento industriale. Molte aziende investono molto nell'acquisto di trasformatori ad alta-potenza, gruppi di tubi di riscaldamento e apparecchiature di distribuzione dell'energia, ma non riescono a sfruttare appieno le prestazioni di progettazione delle apparecchiature a causa del funzionamento a lungo termine-con carichi sbilanciati. La capacità operativa effettiva del sistema è di gran lunga inferiore al margine di progettazione, il che si traduce in risorse di attrezzature inattive a lungo termine e in maggiori costi di produzione unitari. Comprendere appieno il meccanismo di attenuazione dell'efficienza delle apparecchiature in condizioni sbilanciate e adottare l'ottimizzazione del carico dinamico assistita da termocoppia- può massimizzare l'utilizzo del sistema di riscaldamento e migliorare i vantaggi economici dell'impresa.
Il carico sbilanciato trifase- provoca una limitazione del margine della corrente di fase delle apparecchiature di potenza. La corrente operativa sicura dei trasformatori e delle apparecchiature di distribuzione è determinata dalla corrente massima di una singola fase anziché dal valore medio di tre fasi. In condizioni di carico sbilanciato, quando la corrente di fase più pesante raggiunge il limite nominale, l'apparecchiatura deve smettere di aumentare il carico anche se le altre due fasi hanno ancora una grande capacità a vuoto. Questo meccanismo porta a un'inattività a lungo-termine pari a due-terzi del margine di potenza dell'apparecchiatura, riducendo notevolmente l'effettiva efficienza di uscita e il tasso di utilizzo delle risorse dell'intero sistema di riscaldamento.
La distribuzione sbilanciata del carico causa gravi perdite di prestazioni dei tubi di riscaldamento batch. Il carico di riscaldamento centralizzato sulle singole fasi porta al funzionamento in sovraccarico dei tubi di riscaldamento parziali e al funzionamento a carico di luce-a bassa potenza di altri tubi di riscaldamento. I tubi di riscaldamento sovraccarichi invecchiano rapidamente con frequenti operazioni a temperature elevate, mentre i tubi di riscaldamento con carico leggero non possono esercitare l'efficienza di riscaldamento prevista. La potenza termica complessiva del sistema è insufficiente, il ciclo di produzione è prolungato e le prestazioni di abbinamento dei lotti delle apparecchiature di riscaldamento non possono essere pienamente utilizzate. Il funzionamento asimmetrico a lungo termine- provoca inoltre un grado di invecchiamento incoerente delle apparecchiature, aumentando i successivi costi di manutenzione e sostituzione.
Lo squilibrio del circuito magnetico aumenta ulteriormente la perdita aggiuntiva dell'apparecchiatura e l'attenuazione delle prestazioni. La corrente sbilanciata genera un flusso magnetico disordinato all'interno del nucleo di ferro del trasformatore, causando un flusso di dispersione magnetica e una distribuzione asimmetrica del circuito magnetico. Il campo magnetico sbilanciato aumenta la perdita di ferro e la perdita di eccitazione dell'apparecchiatura, con conseguente aumento del consumo energetico a vuoto e riduzione dell'efficienza operativa anche in condizioni di carico leggero. Il-disturbo del circuito magnetico a lungo termine causa anche la distorsione della forma d'onda di potenza e la deriva dei parametri, deteriorando ulteriormente le prestazioni operative delle apparecchiature.
La valutazione della temperatura su più punti- della termocoppia fornisce una base di dati accurata per l'ottimizzazione del bilanciamento del carico. Il carico sbilanciato porta a una capacità di riscaldamento complessiva insufficiente e a una distribuzione non uniforme del campo di temperatura, che può essere analizzata quantitativamente attraverso le statistiche dei dati sulla temperatura della termocoppia a lungo-termine. Regolando la distribuzione del carico incrociato-fase e bilanciando il margine della corrente trifase-, le aziende possono liberare completamente la capacità delle apparecchiature inattive, massimizzare la potenza erogata dal sistema di riscaldamento ed eliminare ulteriori perdite causate dal disturbo del circuito magnetico. Il funzionamento a carico bilanciato migliora significativamente il tasso di utilizzo delle apparecchiature, riduce il consumo energetico complessivo e realizza un funzionamento efficiente ed economico a lungo termine dei sistemi di riscaldamento industriale supportato dal monitoraggio intelligente della termocoppia.
