शक्ति कारक और प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति के बीच अंतर्संबंध

क्या आपको कभी इस पेचीदा समस्या का सामना करना पड़ा है? आपने बिजली की गुणवत्ता में सुधार के लिए अतिरिक्त क्षतिपूर्ति कैपेसिटर स्थापित किए हैं - फिर भी आपकी बिजली की लागत बढ़ी है, कम नहीं हुई है। इस प्रतिकूल परिणाम के पीछे छिपा तकनीकी कारण क्या है? इस टुकड़े में, हम पावर फैक्टर और प्रतिक्रियाशील बिजली क्षतिपूर्ति के मूल बुनियादी सिद्धांतों को तोड़ते हैं, क्षतिपूर्ति क्षमता की गणना के माध्यम से आपका मार्गदर्शन करते हैं, और अनुनाद खतरों को कम करने और रोकने के लिए व्यावहारिक उपायों की रूपरेखा तैयार करते हैं।

 

पावर फैक्टर लोड पर निर्भर है। डीसी सर्किट में, पावर फैक्टर हमेशा 1 होता है, इसलिए अवधारणा स्वयं कार्यात्मक रूप से अप्रासंगिक है। एक बार जब हम एसी पावर की दुनिया में प्रवेश करते हैं, तो पावर फैक्टर - आता है और यह लगभग हमेशा 1 से कम होता है।

 

पावर फैक्टर को औपचारिक रूप से सक्रिय शक्ति और स्पष्ट शक्ति के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

सक्रिय शक्ति: वास्तविक, उपयोगी कार्य करने के लिए उपकरण द्वारा खपत की गई वास्तविक विद्युत ऊर्जा।

प्रतिक्रियाशील शक्ति: इसका उपयोग कभी भी भार से नहीं होता है; बजाय। यह ऊर्जा है जो पावर ग्रिड के भीतर लगातार घूमती रहती है और निष्क्रिय रूप से दोलन करती रहती है।

तीन मात्राओं के बीच ज्यामितीय संबंध इस सूत्र का अनुसरण करता है:

                                                     P²+Q²=S²(सक्रिय पावर² + रिएक्टिव पावर²=स्पष्ट पावर²)

2. हमें रिएक्टिव पावर मुआवजे की आवश्यकता क्यों है?

 

पावर फैक्टर मूल रूप से आपकी विद्युत लाइनों और भार के कैपेसिटिव और इंडक्टिव व्यवहार से निर्धारित होता है।

सामान्य अंतिम उपयोगकर्ता उपकरण के विपरीत, कैपेसिटर और इंडक्टर्स दोनों विद्युत ऊर्जा खींचते हैं और अस्थायी रूप से संग्रहीत करते हैं। अधिकांश व्यावहारिक परिदृश्यों में, उनकी ऊर्जा खपत उनकी संग्रहीत क्षमता से कहीं अधिक है। हालाँकि, यह अभी भी करंट का एक हिस्सा बनाता है जो सिस्टम के माध्यम से प्रसारित होता है, फिर भी कोई उत्पादक कार्य नहीं करता है।

 

पूछ सकते हैं:यदि बिजली वास्तविक रूप से काम नहीं करती तो इससे मुझे क्या फ़र्क पड़ता है?

हालांकि यह आपके लिए अप्रासंगिक लग सकता है, यह बिजली संयंत्रों और ग्रिड उपयोगिताओं के लिए एक गंभीर चिंता का विषय है। जब कोई जनरेटर सुरक्षित वर्तमान सीमा के भीतर संचालित होता है, तो कम पावर फैक्टर सीधे उपयोग योग्य, उत्पादक बिजली की मात्रा को कम कर देता है जो वह आपूर्ति कर सकता है। चूंकि बिजली का बिल विशेष रूप से सक्रिय बिजली खपत पर किया जाता है। प्रतिक्रियाशील बिजली मूल्यवान उत्पादन और ग्रिड बुनियादी ढांचे की क्षमता को बर्बाद कर देती है, जबकि बिजली प्रदाताओं को कोई राजस्व नहीं मिलता है।

 

इसे इस तरह से सोचें: यह बिल्कुल मेट्रो की सवारी करने जैसा है। एक यात्री एक टिकट खरीदता है, लाइन के शुरू से अंत तक जाता है, फिर मुड़ता है और सीधे वापस आ जाता है। वे पूरे दिन इधर-उधर घूमते रहते हैं, और कभी स्टेशन से बाहर भी नहीं निकलते। वे केवल एक छोटा सा किराया चुकाते हैं, फिर भी पूरे समय पारगमन क्षमता को बांध कर रखते हैं - इसमें कोई आश्चर्य नहीं कि सबवे ऑपरेटर को नुकसान उठाना पड़े!

 

तो हम इसे कैसे ठीक करें? अच्छी खबर यह है: कैपेसिटिव लोड और इंडक्टिव लोड से प्रतिक्रियाशील शक्ति स्वाभाविक रूप से एक दूसरे को रद्द कर देती है। एक संधारित्र में धारा वोल्टेज को 90 डिग्री तक ले जाती है, जबकि एक प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से धारा वोल्टेज को 90 डिग्री तक पीछे ले जाती है। जब कैपेसिटिव रिएक्शन और इंडक्टिव रिएक्शन पूरी तरह से संतुलित हो जाते हैं, तो कुल सर्किट पावर फैक्टर 1 के आदर्श मान तक पहुंच सकता है।

 

अब एक महत्वपूर्ण प्रश्न उठता है: एक सामान्य वास्तविक - विश्व विद्युत वितरण प्रणाली में, क्या हमारे पास अधिक आगमनात्मक भार, या कैपेसिटिव भार हैं?

व्यापक परिभाषा में, एक संधारित्र बस कोई दो पृथक प्रवाहकीय निकाय है, और स्वाभाविक रूप से ज्यादातर मामलों में केवल बहुत कम मात्रा में समाई प्रस्तुत करता है। इसके विपरीत, इंडक्शन हर जगह है: यह कॉइल्स, इलेक्ट्रिक मोटर और इसी तरह की मशीनरी में अंतर्निहित है। वाइंडिंग कॉइल वाले उपकरण का कोई भी टुकड़ा आगमनात्मक भार के रूप में गिना जाता है।

 

यही कारण है कि आगमनात्मक भार सभी रोजमर्रा के बिजली उपयोग पर भारी हावी है - और यही कारण है कि प्रतिक्रियाशील बिजली मुआवजा लगभग हमेशा आवश्यक होता है। मानक उद्योग दृष्टिकोण सिस्टम के समग्र पावर फैक्टर को विश्वसनीय रूप से बढ़ावा देने के लिए, आपकी सुविधा की वास्तविक प्रतिक्रियाशील बिजली आवश्यकताओं के अनुसार मिलान पावर कैपेसिटर को आकार देना और स्थापित करना है।

 

मुआवज़ा दृष्टिकोण चयन

 

स्थानीय ऑन-साइट मुआवज़ा:कम {{0}वोल्टेज प्रतिक्रियाशील शक्ति की भरपाई एलवी कैपेसिटर का उपयोग करके कम {{1}वोल्टेज स्तर पर की जाएगी, जबकि उच्च {{2}वोल्टेज प्रतिक्रियाशील शक्ति को एचवी कैपेसिटर द्वारा नियंत्रित किया जाएगा। यदि कोई उच्च वोल्टेज लोड मौजूद नहीं है तो शंट कैपेसिटर को कभी भी उच्च वोल्टेज वाले हिस्से पर स्थापित नहीं किया जाना चाहिए।

 

स्विचिंग योजना:स्थिर परिचालन स्थितियों के साथ स्थिर आधार प्रतिक्रियाशील भार के लिए मैनुअल स्विचिंग सबसे अच्छा काम करती है। लाइट लोड ऑपरेशन के दौरान अधिक मुआवजे को रोकने और ओवरवॉल्टेज के मुद्दों को खत्म करने के लिए स्वचालित स्विचिंग आदर्श है।

 

नियंत्रण एवं विनियमन:जब ऊर्जा दक्षता प्राथमिक लक्ष्य है, तो प्रतिक्रियाशील शक्ति आधारित पैरामीटर नियंत्रण पसंदीदा समाधान है। उतार-चढ़ाव के लिए, प्रभाव को तेजी से टाइप करें {{3} लोड को बदलते हुए, थाइरिस्टर को नियंत्रित मुआवजा सुचारू रूप से देता है, इनरश को मुफ्त में स्विच करता है और स्वतंत्र विभाजन को चरण सुधार का समर्थन करता है।

 

बैंक समूहन सिद्धांत:स्विचिंग घटनाओं के दौरान अनुनाद के जोखिम को खत्म करने के लिए, कैपेसिटर ग्रुपिंग को सभी सिस्टम उपकरणों के विनिर्देशों से उचित रूप से मेल खाना चाहिए।

 

हार्मोनिक एवं सर्ज शमन:उच्च -वोल्टेज कैपेसिटर बैंक श्रृंखला रिएक्टरों से सुसज्जित होंगे। कम वोल्टेज सिस्टम पर, आप स्विचिंग इनरश करंट को प्रभावी ढंग से दबाने के लिए अलग-अलग स्विचिंग चरणों का आकार बढ़ा सकते हैं, या समर्पित उद्देश्य निर्मित कॉन्टैक्टर्स / थाइरिस्टर स्विच तैनात कर सकते हैं।

 

4. आवश्यक प्रतिक्रियाशील क्षतिपूर्ति क्षमता का आकार कैसे निर्धारित करें

 

मुआवजे के आकार से पहले तीन मुख्य मापदंडों की पुष्टि की जानी चाहिए:

प्रारंभिक ऑपरेटिंग पावर फैक्टर cosφ1​

लक्ष्य वांछित पावर फैक्टर cosφ2​

सिस्टम सक्रिय शक्ति पी

 

गणना सूत्र:

व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

 

एक साइट संचालित होती है630 केवीएट्रांसफार्मर, वर्तमान में 0.6 के प्रारंभिक पावर फैक्टर पर चल रहा है, और इसे 0.9 के लक्ष्य तक पावर फैक्टर में सुधार करने की आवश्यकता है। किस मुआवज़े की क्षमता की आवश्यकता है?

 

उपरोक्त सूत्र को लागू करने से लगभग गणना की गई प्रतिक्रियाशील मांग प्राप्त होती है334 क्वार. इस एप्लिकेशन के लिए, 334 kvar स्वचालित रूप से स्विच किया गया कैपेसिटर बैंक इष्टतम और उचित रूप से मिलान किया गया समाधान है।

 

नई परियोजना के लिए त्वरित अनुमान

नई स्थापनाओं के लिए जहां मौजूदा ऐतिहासिक पावर फैक्टर रिकॉर्ड उपलब्ध नहीं हैं, उद्योग मानक अभ्यास मुआवजे की क्षमता का अनुमान लगाना हैट्रांसफार्मर की नाममात्र रेटेड क्षमता का 30% से 40%.

 

5. अधिक मुआवज़े के जोखिम क्या हैं?

 

कैपेसिटिव पावर मुआवजा ग्रिड वोल्टेज स्थिरता बनाए रखने और वोल्टेज क्षय को रोकने के लिए शंट कैपेसिटर तैनात करके काम करता है। जैसा कि कहा गया है, आपके मुआवज़े बैंक का आकार बहुत बड़ा होने से गंभीर नकारात्मक पहलू सामने आते हैं:

 

अनावश्यक ग्रिड हानियाँ:उपयोगिता के दृष्टिकोण से, कैपेसिटिव और इंडक्टिव रिएक्टिव करंट दोनों ही अतिरिक्त वास्तविक बिजली हानि पैदा करते हैं। वास्तविक आवश्यकता से अधिक कोई भी मुआवजा शून्य परिचालन लाभ प्रदान करता है।

 

अनुनाद खतरा:जब ग्राहक साइड ग्रिड ओवर कैपेसिटिव हो जाता है, जबकि अपस्ट्रीम वितरण ग्रिड स्वाभाविक रूप से आगमनात्मक रहता है, तो बेमेल प्रतिक्रिया मान सिस्टम अनुनाद को उत्तेजित कर सकते हैं। यह अत्यधिक ओवरवॉल्टेज और ओवरकरंट घटनाओं को ट्रिगर करता है, जो जुड़े हुए उपकरणों को स्थायी रूप से नष्ट कर सकता है - और सबसे खराब स्थिति में, यहां तक ​​कि स्थानीय ग्रिड डिस्कनेक्शन का कारण भी बन सकता है।

 

इस कारण से, अधिक से अधिक मुआवज़ा हमेशा रोका जाना चाहिए। उद्योग के सर्वोत्तम अभ्यास के लिए केवल 0.9 के आसपास पावर फैक्टर बनाए रखने की आवश्यकता होती है। इस सेटपॉइंट पर, सक्रिय विद्युत प्रवाह का लगभग आधा हिस्सा अभी भी प्रतिक्रियाशील धारा से बना है, जो लाइन हानियों को 56% तक बढ़ा देता है। यहां तक ​​कि जब पीएफ को 0.95 तक बढ़ा दिया जाता है, तब भी प्रतिक्रियाशील घटकों का योगदान कुल बिजली का लगभग 31% होता है।

 

वास्तविक विश्व क्षेत्र संचालन में, खतरनाक वोल्टेज और वर्तमान प्रवर्धन प्रभावों को खत्म करने के लिए श्रृंखला रिएक्टरों को स्थापित करने जैसे पूरक उपायों की भी आवश्यकता होती है।