રેખાંશ પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ વળતર — ભૌતિક અર્થ અને તકનીકી અમલીકરણ

હાલની પાવર લાઇનની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા તેમજ તેમના થ્રુપુટને સુધારવા માટે, પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિના રેખાંશ વળતર માટેના ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આજે, વિવિધ ક્ષમતાઓ સાથે વિવિધ ઉત્પાદન સ્ત્રોતોની વિપુલતા, તેમજ ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ રેખાઓ, ખાસ કરીને જે લાંબા અંતર પર વીજળીનું પ્રસારણ કરે છે, તે સામાન્ય રીતે પાવર સિસ્ટમ્સની વિશ્વસનીયતા વધારવા માટે જ નહીં, પરંતુ તેમાં સુધારો કરવા માટે પણ વધતી માંગ તરફ દોરી જાય છે. તેમની કાર્યક્ષમતા

પાવર લાઇનની ટ્રાન્સમિશન ક્ષમતા વધારવાના બે રસ્તાઓ છે, જેમાંથી પ્રથમ લાઇનના ક્રોસ-સેક્શનમાં સીધો વધારો કરવાનો છે, અને બીજી પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિને વળતર આપવા માટે રેખાંશ યોજનાઓનો ઉપયોગ કરવાનો છે. બીજી રીત-રેખાંશ પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ વળતર-આંતર-સિસ્ટમ અને ઇન્ટ્રા-સિસ્ટમ જોડાણો બંને માટે આ ધ્યેય હાંસલ કરવાની વધુ આર્થિક રીત સાબિત થાય છે.

તે જાણીતું છે કે જ્યારે પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ વાયર પર પ્રસારિત થાય છે, ત્યારે વિદ્યુત નેટવર્કના વિભાગોમાં નોંધપાત્ર વોલ્ટેજ ટીપાં અને વર્તમાનમાં વધારો થાય છે, અને આ ઉપયોગી, સક્રિય શક્તિના પ્રસારણ પર મર્યાદાઓ બનાવે છે.

લોન્ગીટ્યુડિનલ રિએક્ટિવ પાવર વળતર સ્ટેપ-અપ અથવા આઇસોલેશન ટ્રાન્સફોર્મર્સ દ્વારા લોડ સાથે શ્રેણીમાં કેપેસિટરના વધારાના જોડાણને સૂચિત કરે છે, જે લોડ વર્તમાનના વર્તમાન મૂલ્યના આધારે સ્વચાલિત વોલ્ટેજ નિયમન પ્રાપ્ત કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

અલબત્ત, રેખાંશ વળતર સાથે, કટોકટી સ્થિતિઓ અનિવાર્ય છે, જેના કારણો આ હોઈ શકે છે:

• કેપેસિટર્સનું શંટીંગ, જે સર્જનું કારણ બની શકે છે;

• ફેરોસોનન્સ ઘટના;

• અંદરથી કેપેસિટરને નુકસાન.

વોલ્ટેજમાં અચાનક વધારો થવાથી થતા નુકસાનને ટાળવા માટે, આવા સમયે કેપેસિટર્સ ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ સ્વીચ દ્વારા આપમેળે ડિસ્કનેક્ટ થવું જોઈએ અથવા સ્પાર્ક ગેપ દ્વારા તરત જ ડિસ્ચાર્જ થવું જોઈએ.

પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર કમ્પેન્સેશન કેપેસિટર એસી સર્કિટમાં શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોવાથી, સમગ્ર લાઇન કરંટ તેમાંથી વહે છે અને તેથી શોર્ટ સર્કિટ કરંટ, જો કોઈ હોય, તો તે પણ તેમાંથી વહેશે.

ટ્રાન્સમિશન ક્ષમતા વધારવા માટે, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ રેખાઓમાં રેખાંશ વળતર લાગુ કરવામાં આવે છે, જે આ રેખાઓ સમાવિષ્ટ પાવર સિસ્ટમ્સની સ્થિરતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

રેખાંશ વળતરમાં, કેપેસિટર વર્તમાન I તેમાંથી વહેતા કુલ લોડ પ્રવાહની બરાબર છે, અને કેપેસિટર બેંક પાવર Q એ ચલ મૂલ્ય છે જે કોઈપણ સમયે લોડ પર આધાર રાખે છે.આ પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે:

Bk =Az2/ωC

અને રેખાંશ વળતરની પ્રક્રિયામાં કેપેસિટર્સની શક્તિ સ્થિર રહેતી નથી, તેથી વોલ્ટેજ પણ તે રકમથી વધે છે જે આપેલ રેખાના પ્રતિક્રિયાશીલ લોડમાં ફેરફારના પ્રમાણમાં હોય છે, એટલે કે, કેપેસિટરનું વોલ્ટેજ કોઈ પણ રીતે સ્થિર નથી, જેમ કે પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિના ક્રોસ વળતરમાં.

સ્વિચિંગ કેપેસિટીવ લોન્ગીટ્યુડીનલ કમ્પેન્સેશન યુનિટ્સ આજે ખૂબ જ લોકપ્રિય છે. ઇલેક્ટ્રિક એન્જિનના પેન્ટોગ્રાફ પર લાગુ થતા વોલ્ટેજ પર ટ્રેક્શન નેટવર્ક અને ટ્રેક્શન સબસ્ટેશનના ટ્રાન્સફોર્મર્સની પ્રતિક્રિયાના પ્રેરક ઘટકના પ્રભાવને ઘટાડવા માટે આવા ઇન્સ્ટોલેશનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. અહીં, ઉપર જણાવ્યા મુજબ, કેપેસિટર પેન્ટોગ્રાફ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે.

રશિયન ટ્રેક્શન સબસ્ટેશન પર, આ ઇન્સ્ટોલેશન્સ સક્શન લાઇનમાં ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે, જ્યાં રેખાંશ વળતરની સ્થાપના વોલ્ટેજને વધારવા માટે કામ કરે છે, અગ્રણી અથવા લેગિંગ તબક્કાઓની અસરને અટકાવે છે, સપ્લાય આર્મ્સમાં સમાન પ્રવાહો સાથે સપ્રમાણ વોલ્ટેજ મેળવવામાં આવે છે, સામાન્ય વોલ્ટેજ. કાર્યકારી સાધનો માટેનો વર્ગ ઘટાડવામાં આવ્યો છે અને ઇન્સ્ટોલેશનની ડિઝાઇનને સરળ બનાવવામાં આવી છે...

આકૃતિ એક ડાયાગ્રામ બતાવે છે જે રેખાંશ વળતર આપનાર કેપેસિટરનો માત્ર એક વિભાગ દર્શાવે છે, જેમાંથી ખરેખર ઘણા એકબીજા સાથે સમાંતર રીતે જોડાયેલા છે.

શ્રેણીમાં જોડાયેલા ટ્રાન્સફોર્મર્સ T1 અને T2 ના લો-વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ્સને વોલ્ટેજ, થાઇરિસ્ટર સ્વીચ અને લિમિટિંગ રેઝિસ્ટર દ્વારા કેપેસિટર્સની હરોળ દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવે છે.આ કિસ્સામાં, આ ટ્રાન્સફોર્મર્સના ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ્સ વિરુદ્ધ દિશામાં જોડાયેલા હોય છે, અને ટૂંકા સર્કિટ સાથે, કેપેસિટર્સમાં વોલ્ટેજ વધે છે.

જે ક્ષણે વોલ્ટેજ સેટિંગ પર પહોંચે છે, થાઇરિસ્ટર સ્વીચ ટ્રિગર થાય છે અને ત્રણ-ઇલેક્ટ્રોડ ડિસ્ચાર્જરની ચાપ તરત જ સળગાવવામાં આવે છે. જ્યારે વેક્યૂમ કોન્ટેક્ટર ચાલુ થાય છે, ત્યારે ડિસ્ચાર્જરમાં ચાપ બુઝાઈ જાય છે.

રેખાંશ વળતર માટે આવા સ્થાપનોના ફાયદાઓમાં શામેલ છે:

• સપ્રમાણ બસ વોલ્ટેજ;

• વોલ્ટેજની વધઘટ ઘટાડવી અને ઇલેક્ટ્રિકલ રીસીવરો પર તેનું સ્તર વધારવું.

વિપક્ષ:

• પાર્શ્વીય વળતરની તુલનામાં ઇન્સ્ટોલેશનના કેપેસિટર્સની મુશ્કેલ ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ, કારણ કે ટ્રેક્શન નેટવર્કનો શોર્ટ-સર્કિટ પ્રવાહ કેપેસિટર્સમાંથી વહે છે, અને અહીં વિશ્વસનીય ઓવર-સ્પીડ સુરક્ષા જરૂરી છે;

• ખતરનાક સ્થિતિઓમાં કેપેસિટરનું ઓવરલોડિંગ: ફરજ પડી, કટોકટી, કટોકટી પછી.

પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર વળતરની શ્રેષ્ઠ અસર પ્રાપ્ત કરવા માટે, રેખાંશ અને બાજુની વળતરની સંયુક્ત કામગીરી સાથે એડજસ્ટેબલ ઇન્સ્ટોલેશનનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.

સામાન્ય રીતે રેખાંશ વળતર સ્થાપનોનો ઉપયોગ કરવાના ફાયદાઓમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• લાઇન પર પ્રસારિત શક્તિ વધારવી;

• પીક લોડ દરમિયાન પાવર સિસ્ટમ્સની સ્થિરતામાં સુધારો;

• સક્રિય પાવર નુકસાનમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો;

• નેટવર્ક્સમાં વીજળીની ગુણવત્તામાં સુધારો;

• સમાંતર રેખાઓમાં પાવર વિતરણની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા;

• દૂરસ્થ વિસ્તારોમાં ઉત્પાદન સ્ત્રોતો બનાવવાની જરૂરિયાત દૂર કરવામાં આવી છે;

• ઇન્ટરકનેક્શન વિભાગો અને રેખાઓના તકનીકી પરિમાણોને વધારવાની જરૂર નથી.

રેખાંશ વળતર આપતા ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવાનો મુખ્ય આર્થિક ફાયદો ઊર્જા બચત છે. એટલું જ નહીં વીજળીની ગુણવત્તા સુધરે છે, તેથી જો રેખાંશ પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર વળતરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો પાવર લાઇનની સંખ્યા ઘટાડી શકાય છે. પર્યાવરણીય સંરક્ષણ એ આ તકનીકની રજૂઆતનું કુદરતી પરિણામ છે, ખાસ કરીને મોટા પાયે.

ઇન્સ્ટોલેશનની કિંમત એવી છે કે નવી ટ્રાન્સમિશન લાઇનની કિંમત સમાન ટ્રાન્સમિશન ક્ષમતાવાળા રેખાંશ વળતર ઉપકરણ કરતાં 10 ગણી વધારે છે. પરિણામે, પરંપરાગત ટ્રાન્સમિશન લાઇનોની તુલનામાં આવી સિસ્ટમની પુનઃપ્રાપ્તિ માત્ર થોડા વર્ષો છે.