विद्युत उपकरण को गर्म करने के लिए गणना सूत्रों का सारांश

I. उच्च और निम्न वोल्टेज स्विचगियर/पैनलों की ताप क्षमता

उच्च -वोल्टेज स्विचगियर पैनलों के ताप अपव्यय की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

Q=(​I_g/I_e​​)²q_e​(किलोवाट)

I_g​: उच्च -वोल्टेज स्विच का ऑपरेटिंग करंट (ए)

I_e​: उच्च -वोल्टेज स्विच की रेटेड धारा (ए)

q_e​: रेटेड करंट पर उच्च -वोल्टेज स्विच का ताप अपव्यय

उच्च -वोल्टेज स्विचगियर को इनकमिंग स्विचगियर और फीडर स्विचगियर में विभाजित किया गया है। आम तौर पर, इनकमिंग स्विचगियर का ताप उत्पादन फीडर स्विचगियर की तुलना में अधिक होता है

निम्न सूत्र का उपयोग करके कम वोल्टेज स्विचगियर पैनलों की गर्मी अपव्यय की गणना की जा सकती है:

Q=e×∑P(kW)

ई: पैनल का उपयोग कारक

x: पैनल का वास्तविक हानि कारक

∑P: कम वोल्टेज पैनल (किलोवाट) में सभी विद्युत घटकों की बिजली हानि का योग

● पावर स्टेशन में विभिन्न पैनलों के विभिन्न उद्देश्यों और ऑपरेटिंग धाराओं के कारण, आम तौर पर, ऑपरेटिंग करंट जितना बड़ा होगा, पैनल में विद्युत घटकों की गर्मी उत्पादन उतना ही अधिक होगा। केंद्रीय रूप से व्यवस्थित वितरण पैनलों के लिए, उपकरण निर्माता से अधिक सटीक ताप उत्पादन डेटा प्राप्त करने की अनुशंसा की जाती है।

● विशेष रूप से, महत्वपूर्ण वितरण पैनलों के लिए, विद्युत घटकों की सुरक्षा, अत्यधिक नमी को रोकने और इन्सुलेशन प्रदर्शन को कम करने के लिए अंदर इलेक्ट्रिक हीटर स्थापित किए जाते हैं। प्रत्येक पैनल की शक्ति आम तौर पर लगभग 0.3 ~ 0.5 किलोवाट होती है, जिसे केंद्रीय रूप से व्यवस्थित रिले सुरक्षा कक्षों में माना जाना चाहिए।

 

द्वितीय. ट्रांसफार्मर ताप उत्पादन

ट्रांसफार्मर का ताप अपव्यय मुख्य रूप से ट्रांसफार्मर के अंदर ऊर्जा हानि को संदर्भित करता है, जिसमें दो भाग होते हैं: कॉपर लॉस (प्रतिरोधक हानि) और आयरन लॉस (चुंबकीय हानि)। तांबे का नुकसान भार के साथ बदलता रहता है, जबकि लोहे का नुकसान भार से स्वतंत्र होता है और इसे स्थिर माना जा सकता है। आम तौर पर, रेटेड लोड पर तांबे की हानि को शॉर्ट {{2}सर्किट हानि के रूप में परिभाषित किया जाता है, और रेटेड वोल्टेज पर लोहे की हानि को नो - लोड हानि के रूप में परिभाषित किया जाता है।

स्वतःशीतलित, वायुशीतलित, वायुशीतलित, और शुष्क{2}}प्रकार के ट्रांसफार्मरों की हानि आसपास की हवा में फैल जाती है। इसके विपरीत, पानी से ठंडा होने वाले ट्रांसफार्मर के लिए, अधिकांश नुकसान पानी शीतलन प्रणाली द्वारा दूर कर लिया जाता है, जबकि तेल का तापमान परिवेशी हवा के तापमान से अधिक होने के कारण एक छोटा सा हिस्सा हवा में नष्ट हो जाता है।

आम तौर पर, बंद कारखानों, भूमिगत बिजली स्टेशनों और पंप भंडारण बिजली स्टेशनों में, कारखाने की इमारतों या भूमिगत में व्यवस्थित मुख्य ट्रांसफार्मर ज्यादातर जल शीतलन को अपनाते हैं। हालाँकि, पावर स्टेशन में अन्य ट्रांसफार्मर, जैसे स्टेशन सेवा ट्रांसफार्मर, प्रकाश ट्रांसफार्मर, आपातकालीन ट्रांसफार्मर, और उत्तेजना ट्रांसफार्मर, ज्यादातर वायु {{1} ठंडा या सूखा {{2} प्रकार के ट्रांसफार्मर को अपनाते हैं।

हवा के कूल्ड ट्रांसफार्मर के ताप अपव्यय की गणना निम्नलिखित सूत्र द्वारा की जा सकती है:

Q=P_k​+P_d​(किलोवाट)

P_k​ - नहीं-ट्रांसफार्मर की लोड हानि (किलोवाट)

ठंडे ट्रांसफार्मरों में पानी के ताप अपव्यय की गणना निम्नलिखित सूत्र द्वारा की जा सकती है:

Q=5.5×(t_y​−t_n​)1.25A×10⁻³(किलोवाट)

कहा पे:टी_y​- ट्रांसफार्मर टैंक का औसत तेल तापमान (आम तौर पर 65-70 डिग्री के बीच)

t_n​ - परिवेशीय इनडोर तापमान (डिग्री)

 

तृतीय. बसबारों और केबलों का ताप उत्पादन

पावर स्टेशनों में, जेनरेटर और ट्रांसफार्मर के बीच कनेक्शन के लिए ज्यादातर सेल्फ-{0}}सील्ड एनक्लोज्ड बसबार का उपयोग किया जाता है। बसबारों की गर्मी उत्पादन में दो भाग शामिल हैं: बसबार बिजली हानि से गर्मी उत्पादन और बाड़े से प्रेरित गर्मी अपव्यय।

चूँकि मुख्य बसबार के दोनों सिरे क्रमशः जनरेटर और ट्रांसफार्मर उपकरण से जुड़े होते हैं, बसबार और बाड़े के बीच की हवा वास्तव में संलग्न होती है। बसबार के गर्मी अपव्यय को कम किए बिना, आसपास के विद्युत उपकरणों और पर्यावरण पर बसबार के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के प्रभाव को कम करने के लिए परिक्षेत्र सुरक्षा और विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण के रूप में कार्य करता है। बसबार बिजली हानि से गर्मी बसबार और बाड़े के बीच की हवा में स्थानांतरित हो जाती है, फिर बाड़े के खोल के माध्यम से पर्यावरण में। बाड़े से प्रेरित गर्मी अपव्यय सीधे पर्यावरण में स्थानांतरित हो जाता है।

बसबार बिजली हानि के कारण होने वाली गर्मी अपव्यय की गणना निम्नलिखित सूत्र द्वारा की जा सकती है:

q_s​=3×I²RΣ​φ_s​L×10⁻³(किलोवाट)

I: बसबार का ऑपरेटिंग करंट (ए)

आरΣ: बसबार की प्रति इकाई लंबाई के बराबर प्रतिरोध (Ω/m)

φ_s​: पर्यावरण को होने वाली बिजली हानि का आनुपातिक गुणांक

एल: बसबार की लंबाई (एम)

बसबार बाड़े की प्रेरित गर्मी अपव्यय की गणना निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

q_k​=3×I²R_k​φ_k​L×10⁻³(किलोवाट)

I: बसबार का चरण वर्तमान (ए)

R_Z​: ऑपरेटिंग तापमान पर बसबार का डीसी प्रतिरोध (Ω/m)

R_k​: ऑपरेटिंग तापमान पर बसबार बाड़े का डीसी प्रतिरोध (Ω/m)

φ_s​: बसबार का त्वचा प्रभाव गुणांक

φ_k​: बसबार परिक्षेत्र का त्वचा प्रभाव गुणांक

एल: बसबार की लंबाई (एम)

 

चतुर्थ. रिएक्टरों का ताप उत्पादन

रिएक्टरों का उपयोग बड़ी क्षमता वाले बिजली वितरण उपकरणों में शॉर्ट सर्किट धाराओं को सीमित करने के लिए किया जाता है, और इन्हें सुधार उपकरणों में फिल्टर रिएक्टर के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

रिएक्टर के ताप अपव्यय की गणना निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

Q=η₁​η₂​P(kW)>कहाँ:

η₁​: रिएक्टर का उपयोग कारक, आम तौर पर लिया जाता है0.95

η₂​: रिएक्टर का लोड फैक्टर, आम तौर पर लिया जाता है0.75

पी: रेटेड पावर (किलोवाट) पर रिएक्टर की बिजली हानि, रेटेड वर्तमान, रेटेड प्रतिक्रिया और मॉडल द्वारा निर्धारित की जाती है

रिएक्टर बड़ी ताप क्षमता और ताप उत्पादन के साथ वाइंडिंग से बने होते हैं, और स्थिर ताप उत्पादन तक पहुंचने में कुछ समय लगता है। लगातार काम करने वाले रिएक्टरों के लिए, गर्मी उत्पादन स्थिर है; रुक-रुक कर काम करने वाले रिएक्टरों के लिए, गर्मी उत्पादन को ऑपरेटिंग समय और रिएक्टर के गर्मी उत्पादन विशेषता वक्र के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए।

 

V. जेनरेटर सेटों का ताप उत्पादन

जनरेटर सेट का ताप अपव्यय मुख्य रूप से दो पहलुओं से होता है: एक है कवर प्लेट और आवरण संलग्न संरचना के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण, और दूसरा जनरेटर सेट की ठंडी परिसंचारी हवा के रिसाव द्वारा लाई गई गर्मी है।

बड़े और मध्यम आकार के जेनरेटर सेट आमतौर पर बंद वायु सेल्फ सर्कुलेशन कूलिंग मोड को अपनाते हैं: जेनरेटर वाइंडिंग के नुकसान को ठंडी हवा में स्थानांतरित किया जाता है, और फिर सेट के वॉटर कूलर के माध्यम से ठंडा पानी द्वारा हवा की गर्मी को दूर ले जाया जाता है। मापे गए आंकड़ों के अनुसार, स्टेटर से निकलने वाली हवा का तापमान आमतौर पर 65 डिग्री से अधिक नहीं होता है, जबकि रोटर में प्रवेश करने वाली हवा का तापमान आमतौर पर 5 डिग्री से कम नहीं होता है।

जनरेटर आवरण के ताप अपव्यय की गणना निम्न सूत्र द्वारा की जा सकती है:

q_k​=केए(टी_g​−t_n​)(W)

K: जनरेटर आवरण का ताप अंतरण गुणांक (W/(m²·डिग्री ))

ए: जनरेटर आवरण का सतह क्षेत्र (एम²)

t_g​: जनरेटर की ठंडी परिसंचारी हवा का औसत तापमान (डिग्री)

t_n​: इनडोर परिवेश तापमान (डिग्री)

 

जेनरेटर वायु रिसाव से गर्मी का अपव्यय

जनरेटर वायु रिसाव के कारण होने वाली गर्मी अपव्यय की गणना निम्नलिखित सूत्र द्वारा की जा सकती है:

q_f​= वीसी (टी_f​−t_n​)

: रिसाव गुणांक (स्टील कवर प्लेटों के लिए 0.3%)

v: ठंडी वायु परिसंचरण मात्रा (m³/h)

सी: हवा की विशिष्ट ताप क्षमता (डब्ल्यू/(किग्रा · डिग्री ))

: वायु घनत्व (1.2 किग्रा/वर्ग मीटर)

t_f​: रिसाव हवा का तापमान (डिग्री)

t_n​: इनडोर परिवेश तापमान (डिग्री)

मुख्य नोट: वायु रिसाव ताप हानि की गणना काफी हद तक निर्भर करती हैठंडी हवा की मात्रा (v). घरेलू और अंतर्राष्ट्रीय निर्माताओं के बीच डिज़ाइन मानकों में अंतर के कारण, निर्दिष्ट वायु मात्रा में काफी भिन्नता हो सकती है (उदाहरण के लिए, 300MW इकाई के लिए 200 m³/h बनाम . 120 m³/h)। सटीक परिणामों के लिए, केवल मैन्युअल गणना पर निर्भर रहने के बजाय जनरेटर निर्माता से आधिकारिक शीतलन वायु मात्रा पैरामीटर प्राप्त करने की अनुशंसा की जाती है।

 

VI. एसएफसी स्टेटिक फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर स्टार्टिंग डिवाइस का हीट जेनरेशन

एसएफसी (स्टेटिक फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर) एक स्थिर आवृत्ति रूपांतरण प्रारंभ करने वाला उपकरण है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से पंपिंग स्थितियों के तहत पंपयुक्त भंडारण पावर स्टेशन इकाइयों को शुरू करने के लिए किया जाता है। इसमें इनपुट रिएक्टर, आउटपुट रिएक्टर, फिल्टर, पावर कैबिनेट और डीसी रिएक्टर शामिल हैं।

300 मेगावाट की एकल इकाई क्षमता वाले पंपयुक्त {{0}भंडारण पावर स्टेशन के लिए, एक विदेशी निर्माता द्वारा प्रदान किए गए एसएफसी डिवाइस में प्रत्येक घटक की क्षमताएं इस प्रकार हैं:

एसएफसी डिवाइस क्षमता

नहीं।	उपकरण का नाम	चल रहा है (किलोवाट)	स्टैंडबाय (किलोवाट)
1	इनपुट रिएक्टर	27	3
2	आउटपुट रिएक्टर	63	0
3	फ़िल्टर	83	28
4	पावर कैबिनेट	15	6
5	डीसी रिएक्टर	200	0
6	कुल	388	37

 

जैसा कि हम देख सकते हैं, पूर्ण लोड पर गणना करने पर एसएफसी डिवाइस का ताप उत्पादन 388 किलोवाट तक पहुंच जाता है। कुछ ऑपरेटिंग पंप वाले स्टोरेज पावर स्टेशनों के वास्तविक संचालन विश्लेषण और आंकड़ों के अनुसार, एक इकाई के स्टार्टअप (स्थैतिक ड्रैगिंग से ग्रिड कनेक्शन तक) में केवल 240 सेकंड लगते हैं, और छह इकाइयों के लिए स्टार्टअप समय लगभग 25 मिनट है।

विदेशी निर्माता द्वारा प्रदान किए गए एसएफसी डिवाइस ऑपरेटिंग विशेषता वक्र के आधार पर:

इनपुट रिएक्टर, आउटपुट रिएक्टर और डीसी रिएक्टर पहुंचते हैं20%25 मिनट के ऑपरेशन के बाद उनकी रेटेड गर्मी उत्पन्न होती है।

फिल्टर और पावर कैबिनेट लगभग पहुंचते हैं70%उनकी रेटेड ऊष्मा उत्पादन का।

इस गणना के अनुसार, एसएफसी डिवाइस का ताप उत्पादन लगभग है126.6 किलोवाट, जो है32.6%रेटेड ताप उत्पादन का।

एसएफसी उपकरण का ताप उत्पादन इसकी क्षमता और परिचालन समय से निकटता से संबंधित है। उपकरण ताप उत्पादन को अधिक सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए, संबंधित निर्माता से उपकरण संचालन विशेषता वक्र का अनुरोध करना आवश्यक है, और फिर उपकरण क्षमता और संचालन समय के आधार पर इसकी गणना करना आवश्यक है।

 

सातवीं. प्रकाश उपकरणों का ताप उत्पादन

बड़े और मध्यम आकार के बिजली स्टेशनों के लिए, वास्तुशिल्प सजावट और परिदृश्य डिजाइन में प्रकाश की मांग के कारण प्रकाश शक्ति में वृद्धि होती है। प्रकाश उपकरणों के विकास के साथ, बिजली स्टेशनों में प्रकाश का अनुप्रयोग गरमागरम लैंप और फ्लोरोसेंट लैंप से उच्च चमक वाले प्रकाश स्रोतों जैसे कि आयोडीन {{3} टंगस्टन लैंप और धातु हैलाइड लैंप में स्थानांतरित हो गया है। हालाँकि, प्रकाश उपकरणों का ताप अपव्यय स्थिर है: जब तक वोल्टेज और बिजली स्थिर है, तब तक ताप अपव्यय अपरिवर्तित रहता है।

 

प्रकाश द्वारा खपत की गई विद्युत ऊर्जा का एक हिस्सा सीधे ऊष्मा में परिवर्तित हो जाता है, जो संवहन और संचालन के माध्यम से आसपास के वातावरण में फैल जाता है। प्रकाश ऊर्जा अवरक्त विकिरण के रूप में बाहर की ओर विकीर्ण होती है, जिसे सीधे हवा द्वारा अवशोषित नहीं किया जा सकता है, लेकिन यह हवा से होकर आसपास की वस्तुओं द्वारा अवशोषित हो जाती है, और फिर हवा में स्थानांतरित हो जाती है। प्रकाश में परिवर्तित भाग को भी पहले आसपास की वस्तुओं पर प्रक्षेपित किया जाता है, वस्तुओं द्वारा अवशोषित किया जाता है और फिर गर्मी में परिवर्तित किया जाता है, जिसे फिर संवहन, संचालन या विकिरण के माध्यम से हवा और अन्य वस्तुओं में स्थानांतरित किया जाता है।

प्रकाश उपकरणों की ऊष्मा उत्पादन की गणना इस प्रकार की जाती है:

Q=n₁​एन(किलोवाट)

n₁​: गिट्टी की बिजली खपत गुणांक, आम तौर पर के रूप में लिया जाता है1.2

एन: प्रकाश उपकरण की कुल स्थापित शक्ति (किलोवाट)