कैपेसिटर बैंकों में श्रृंखला रिएक्टरों के लिए प्रतिक्रिया दर का चयन

परिचय

श्रृंखला रिएक्टर (जिन्हें इस नाम से भी जाना जाता है)अव्यवस्थित रिएक्टर) पावर कैपेसिटर बैंकों के साथ उपयोग दुनिया भर में पावर सिस्टम में प्रतिक्रियाशील पावर मुआवजे में सुधार, लाइन लॉस को कम करने, कैपेसिटर स्विचिंग इनरश धाराओं को सीमित करने और हार्मोनिक विरूपण को दबाने के लिए व्यापक रूप से सिद्ध हुआ है।

 

उचित रिएक्टर प्रतिक्रिया दर का चयन महत्वपूर्ण है क्योंकि हार्मोनिक धाराएं ग्रिड हार्मोनिक स्रोतों, सिस्टम प्रतिबाधा और कैपेसिटर बैंक पैरामीटर सहित कई कारकों से प्रभावित होती हैं। अनुपयुक्त प्रतिक्रिया दर से अनुनाद, संधारित्र अधिभार, अति ताप, या समय से पहले उपकरण विफलता हो सकती है।

 

यह आलेख प्रतिक्रिया दर चयन के पीछे के सिद्धांतों की व्याख्या करता है और कैपेसिटर बैंक अनुप्रयोगों के लिए व्यावहारिक मार्गदर्शन प्रदान करता है।

 

1. कैपेसिटर स्विचिंग इनरश करंट को सीमित करना

कैपेसिटर स्विचिंग इनरश करंट, स्विचिंग उपकरणों पर तनाव के सबसे आम कारणों में से एक हैसंधारित्र बैंक. अत्यधिक इनरश करंट संपर्ककर्ता, सर्किट ब्रेकर, कैपेसिटर और अन्य बिजली प्रणाली घटकों को नुकसान पहुंचा सकता है।

 

कैपेसिटर बैंक ऊर्जाकरण के दौरान आमतौर पर दो प्रकार की इनरश धारा उत्पन्न होती है:

टाइप 1: सिंगल कैपेसिटर बैंक स्विचिंग

जब एक स्टैंडअलोन कैपेसिटर बैंक सक्रिय होता है, तो परिणामी इनरश करंट आमतौर पर मानक स्विचिंग उपकरण की स्वीकार्य क्षमता के भीतर होता है। अधिकांश मामलों में, किसी अतिरिक्त वर्तमान सीमित उपाय की आवश्यकता नहीं होती है।

 

टाइप 2: वापस-से-वापस कैपेसिटर बैंक स्विचिंग

जब एक अतिरिक्त कैपेसिटर बैंक चालू किया जाता है जबकि एक या अधिक कैपेसिटर बैंक पहले से ही सिस्टम से जुड़े होते हैं, तो बहुत अधिक इनरश करंट उत्पन्न हो सकता है।

 

क्षेत्र अनुभव से पता चलता है कि यह क्षणिक धारा पहुंच सकती हैरेटेड करंट का 20 से 250 गुनाकैपेसिटर बैंक का.

अंतर्वाह धारा को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

 

कहाँ:

(Q_C)=संधारित्र प्रतिक्रियाशील शक्ति

(X_L)=सर्किट प्रेरक प्रतिक्रिया

 

समीकरण से पता चलता है कि सर्किट की आगमनात्मक प्रतिक्रिया बढ़ने से इनरश करंट कम हो जाता है। इसलिए, उचित रूप से चयनित श्रृंखला रिएक्टर स्थापित करने से स्विचिंग सर्ज प्रभावी रूप से सीमित हो जाते हैं और कैपेसिटर और स्विचिंग उपकरण दोनों की सुरक्षा होती है।

 

2. हार्मोनिक दमन और प्रतिक्रिया दर चयन

आधुनिक विद्युत प्रणालियों में बड़ी संख्या में अरेखीय भार होते हैं, जैसे:

• परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव (वीएफडी)
• रेक्टिफायर्स
• यूपीएस सिस्टम
• आर्क भट्टियां
• नवीकरणीय ऊर्जा कन्वर्टर्स

 

ये उपकरण हार्मोनिक धाराएँ उत्पन्न करते हैं जो वोल्टेज तरंग को विकृत करते हैं और कैपेसिटर बैंकों को नकारात्मक रूप से प्रभावित करते हैं।

 

बिजली की गुणवत्ता में सुधार और कैपेसिटर की सुरक्षा के लिए, श्रृंखला रिएक्टरों को आमतौर पर हार्मोनिक दमन रिएक्टरों के रूप में स्थापित किया जाता है।

 

कैपेसिटर बैंकों पर हार्मोनिक्स का प्रभाव

एक गैर-साइनसॉइडल तरंग में एक मौलिक आवृत्ति घटक और हार्मोनिक आवृत्तियाँ शामिल होती हैं जो मौलिक आवृत्ति के पूर्णांक गुणक होते हैं।

 

व्यावहारिक विद्युत प्रणालियों में, सबसे महत्वपूर्ण हार्मोनिक आदेश हैं:

• तीसरा हार्मोनिक
• 5वां हार्मोनिक
• सातवां हार्मोनिक
• 11वां हार्मोनिक
• 13वां हार्मोनिक

 

इनमें से5वां हार्मोनिकआमतौर पर प्रमुख घटक होता है.

 

एक ऐसी प्रणाली पर विचार करें जिसमें केवल मौलिक वोल्टेज और 5वां हार्मोनिक वोल्टेज घटक हो। यदि 5वाँ हार्मोनिक वोल्टेज रेटेड वोल्टेज के 26.45% तक पहुँच जाता है:

• संधारित्र ओवरवोल्टेज लगभग 3.4% तक पहुँच जाता है
• संधारित्र ओवरकरंट लगभग 65.6% तक पहुँच जाता है
• प्रतिक्रियाशील शक्ति अधिभार लगभग 35% तक पहुँच जाता है

 

ये मान कैपेसिटर बैंक संचालन पर हार्मोनिक्स के गंभीर प्रभाव को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करते हैं।

 

3. अनुनाद विश्लेषण

हार्मोनिक धारा की गणना इस प्रकार की जा सकती है:

कहाँ:

• (ई_एन)=हार्मोनिक वोल्टेज
• (X_B)=सिस्टम प्रतिबाधा
• (X_L)=रिएक्टर प्रतिक्रिया
• (X_C)=संधारित्र प्रतिक्रिया
• (एन)=हार्मोनिक क्रम

 

अनुनाद तब होता है जब:

 

संगत अनुनाद स्थितियाँ:

अनुनाद से बचने और हार्मोनिक धाराओं को प्रभावी ढंग से दबाने के लिए, निम्नलिखित शर्त पूरी होनी चाहिए:

 

यह सुनिश्चित करता है कि संधारित्र शाखा लक्ष्य हार्मोनिक आवृत्ति पर आगमनात्मक विशेषताओं को प्रदर्शित करती है, जिससे हार्मोनिक प्रवर्धन को रोका जा सकता है।

 

4. रिएक्टर प्रतिक्रिया दर का निर्धारण

इंजीनियरिंग अभ्यास में, 1.5 का सुरक्षा कारक आमतौर पर लागू किया जाता है:

 

5वें हार्मोनिक दमन के लिए:

प्रतिक्रिया दर (K) को इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

कहाँ:

(के)=रिएक्टर प्रतिक्रिया दर

(X_L)=मौलिक -आवृत्ति रिएक्टर प्रतिक्रिया

(X_C)=मौलिक -आवृत्ति संधारित्र प्रतिक्रिया

 

इसलिए, ए6% प्रतिक्रिया दर5वीं हार्मोनिक आवृत्ति के नीचे कैपेसिटर बैंक को प्रभावी ढंग से अलग करता है, 5वें {{2}आदेश और उच्च हार्मोनिक्स को दबाता है, और इनरश करंट को रेटेड करंट से लगभग पांच गुना तक स्विच करने की सीमा तय करता है।

 

5. मानक प्रतिक्रिया दर चयन गाइड

0.1% - 1% प्रतिक्रिया दर

आवेदन पत्र:

• केवल वर्तमान को सीमित करना
• कोई हार्मोनिक दमन की आवश्यकता नहीं

 

विशिष्ट उपयोग:

• बहुत कम हार्मोनिक सामग्री वाली स्वच्छ विद्युत प्रणालियाँ
• लघु-सर्किट धारा सीमा

 

4.5% - 6% प्रतिक्रिया दर

आवेदन पत्र:

• 5वें - क्रम और उच्च हार्मोनिक्स का दमन

 

विशिष्ट उपयोग:

• औद्योगिक सुविधाएं
• व्यावसायिक भवन
• सामान्य प्रतिक्रियाशील बिजली मुआवजा प्रणाली

 

सबसे अधिक चयनित प्रतिक्रिया दर

12% - 13% प्रतिक्रिया दर

आवेदन पत्र:

• तीसरे क्रम और उच्च हार्मोनिक्स का दमन

 

विशिष्ट उपयोग:

• महत्वपूर्ण तृतीय हार्मोनिक सामग्री वाले सिस्टम
• विशेष हार्मोनिक शमन परियोजनाएं

 

लागू सिस्टम आवृत्ति

• 50 हर्ट्ज पावर सिस्टम
• 60 हर्ट्ज पावर सिस्टम

 

निष्कर्ष

श्रृंखला रिएक्टर आधुनिक कैपेसिटर बैंकों का एक अनिवार्य घटक हैं, जो समग्र बिजली की गुणवत्ता और ऊर्जा दक्षता में सुधार करते हुए स्विचिंग इनरश धाराओं, हार्मोनिक विरूपण और अनुनाद समस्याओं के खिलाफ प्रभावी सुरक्षा प्रदान करते हैं।

 

प्रतिक्रिया दर हमेशा वास्तविक साइट स्थितियों और हार्मोनिक माप के अनुसार चुनी जानी चाहिए:

• 6% प्रतिक्रिया दरआमतौर पर हार्मोनिक दमन और कैपेसिटर बैंक सुरक्षा के लिए इसकी अनुशंसा की जाती है।
• 0.2%-1% वायु-कोर रिएक्टरउपयुक्त होते हैं जब प्राथमिक उद्देश्य स्विचिंग इनरश करंट को सीमित करना और कुछ हद तक शॉर्ट सर्किट करंट को कम करना है।
• 12%-13% प्रतिक्रिया दरमहत्वपूर्ण तृतीय क्रम हार्मोनिक्स के दमन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए अनुशंसित हैं।

 

उचित रिएक्टर चयन विश्वसनीय संचालन, विस्तारित कैपेसिटर सेवा जीवन, बेहतर पावर फैक्टर सुधार प्रदर्शन और संपूर्ण विद्युत प्रणाली में बढ़ी हुई पावर गुणवत्ता सुनिश्चित करता है।