નુકસાન અને વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સ - શું તફાવત છે

સામાન્ય માનવ જીવનમાં, "નુકસાન" અને "પતન" શબ્દોનો ઉપયોગ અમુક સિદ્ધિઓમાં ઘટાડાની હકીકત દર્શાવવા માટે થાય છે, પરંતુ તેનો અર્થ અલગ મૂલ્ય છે.

આ કિસ્સામાં, "નુકસાન" નો અર્થ એ છે કે એક ભાગની ખોટ, નુકસાન, અગાઉ પ્રાપ્ત કરેલ સ્તરના કદમાં ઘટાડો. નુકસાન અનિચ્છનીય છે, પરંતુ તમે તેને સહન કરી શકો છો.

"પતન" શબ્દને અધિકારોની સંપૂર્ણ વંચિતતા સાથે સંકળાયેલ વધુ ગંભીર નુકસાન તરીકે સમજવામાં આવે છે. આમ, સમયાંતરે અવારનવાર થતા નુકસાન (કહો, પોર્ટફોલિયો) પણ ઘટાડા તરફ દોરી શકે છે (ઉદાહરણ તરીકે, ભૌતિક જીવનનું સ્તર).

આ સંદર્ભે, અમે વિદ્યુત નેટવર્કના વોલ્ટેજના સંબંધમાં આ પ્રશ્નનો વિચાર કરીશું.

નુકસાન અને વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સ કેવી રીતે રચાય છે

એક સબસ્ટેશનથી બીજા સબસ્ટેશન સુધી ઓવરહેડ લાઇન દ્વારા લાંબા અંતર સુધી વીજળી વહન કરવામાં આવે છે.

ઓવરહેડ લાઇન્સ અનુમતિપાત્ર શક્તિને પ્રસારિત કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે અને તે ચોક્કસ સામગ્રી અને વિભાગના મેટલ વાયરથી બનેલી છે. તેઓ R ના પ્રતિકારક મૂલ્ય અને X ના પ્રતિક્રિયાશીલ લોડ સાથે પ્રતિકારક લોડ બનાવે છે.

રિસીવિંગ સાઇડ પર તે ઊભો છે ટ્રાન્સફોર્મરવીજળી રૂપાંતર.તેના કોઇલમાં સક્રિય અને ઉચ્ચારણ પ્રેરક પ્રતિકાર XL છે. ટ્રાન્સફોર્મરની ગૌણ બાજુ વોલ્ટેજને ઘટાડે છે અને તેને ગ્રાહકોને વધુ પ્રસારિત કરે છે, જેનો ભાર Z ના મૂલ્ય દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે અને તે સક્રિય, કેપેસિટીવ અને પ્રકૃતિમાં પ્રેરક છે. આ નેટવર્કના વિદ્યુત પરિમાણોને પણ અસર કરે છે.

પાવર ટ્રાન્સમિશન સબસ્ટેશનની સૌથી નજીક, ઓવરહેડ લાઇનના સપોર્ટના વાયર પર લાગુ થયેલ વોલ્ટેજ, દરેક તબક્કામાં સર્કિટના પ્રતિક્રિયાશીલ અને સક્રિય પ્રતિકારને દૂર કરે છે અને તેમાં એક પ્રવાહ બનાવે છે, જેનો વેક્ટર સર્કિટના વેક્ટરમાંથી વિચલિત થાય છે. કોણ φ વડે લાગુ કરેલ વોલ્ટેજ.

વોલ્ટેજના વિતરણની પ્રકૃતિ અને સપ્રમાણ લોડ મોડ માટે રેખા સાથે પ્રવાહોનો પ્રવાહ ફોટોમાં બતાવવામાં આવ્યો છે.

લાઇનનો દરેક તબક્કો અવ્યવસ્થિત રીતે ડિસ્કનેક્ટ થયેલા અથવા કામ સાથે જોડાયેલા હોય તેવા ગ્રાહકોને અલગ-અલગ સંખ્યામાં ફીડ કરે છે, તેથી તબક્કાના ભારને સંપૂર્ણ રીતે સંતુલિત કરવું તકનીકી રીતે ખૂબ જ મુશ્કેલ છે. તેમાં હંમેશા અસંતુલન હોય છે, જે તબક્કાના પ્રવાહોના વેક્ટર ઉમેરા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને 3I0 તરીકે લખવામાં આવે છે. મોટાભાગની ગણતરીઓમાં, તેને ફક્ત અવગણવામાં આવે છે.

ટ્રાન્સમિટિંગ સબસ્ટેશન દ્વારા વપરાતી ઉર્જા અંશતઃ લાઇનના પ્રતિકારને દૂર કરવામાં ખર્ચવામાં આવે છે અને થોડા ફેરફાર સાથે પ્રાપ્તકર્તા તરફ પહોંચે છે. આ અપૂર્ણાંક નુકશાન અને વોલ્ટેજ ડ્રોપ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેનું વેક્ટર કંપનવિસ્તારમાં સહેજ ઘટે છે અને દરેક તબક્કામાં એક ખૂણા દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે.

નુકસાન અને વોલ્ટેજ ડ્રોપ કેવી રીતે ગણવામાં આવે છે

વીજળીના પ્રસારણ દરમિયાન થતી પ્રક્રિયાઓને સમજવા માટે, વેક્ટર ફોર્મ મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે અનુકૂળ છે. વિવિધ ગાણિતિક ગણતરી પદ્ધતિઓ પણ આ પદ્ધતિ પર આધારિત છે.

માં ગણતરીઓને સરળ બનાવવા માટે ત્રણ તબક્કાની સિસ્ટમ તે ત્રણ સિંગલ-ફેઝ સમકક્ષ સર્કિટ દ્વારા રજૂ થાય છે. આ પદ્ધતિ સપ્રમાણ લોડ સાથે સારી રીતે કાર્ય કરે છે અને જ્યારે તે તૂટી જાય ત્યારે તમને પ્રક્રિયાઓનું વિશ્લેષણ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

ઉપરોક્ત આકૃતિઓમાં, લાઇનના દરેક વાહકના સક્રિય R અને પ્રતિક્રિયા X એ કોણ φ દ્વારા લાક્ષણિકતા ધરાવતા જટિલ લોડ પ્રતિકાર Zn સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલા છે.

વધુમાં, એક તબક્કામાં વોલ્ટેજ નુકશાન અને વોલ્ટેજ ડ્રોપની ગણતરી કરવામાં આવે છે. આ કરવા માટે, તમારે ડેટાનો ઉલ્લેખ કરવાની જરૂર છે. આ હેતુ માટે, એક સબસ્ટેશન પસંદ કરવામાં આવે છે જે ઊર્જા મેળવે છે, જ્યાં અનુમતિપાત્ર લોડ પહેલેથી જ નિર્ધારિત હોવું આવશ્યક છે.

કોઈપણ ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ સિસ્ટમનું વોલ્ટેજ મૂલ્ય પહેલેથી જ સંદર્ભ પુસ્તકોમાં સૂચવવામાં આવ્યું છે, અને વાયરની પ્રતિકાર તેમની લંબાઈ, ક્રોસ-સેક્શન, સામગ્રી અને નેટવર્કની ગોઠવણી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સર્કિટમાં મહત્તમ વર્તમાન વાયરના ગુણધર્મો દ્વારા સેટ અને મર્યાદિત છે.

તેથી, ગણતરીઓ શરૂ કરવા માટે, અમારી પાસે છે: U2, R, X, Z, I, φ.

અમે એક તબક્કો લઈએ છીએ, ઉદાહરણ તરીકે, «A» અને તેના માટે જટિલ સમતલમાં વેક્ટર U2 અને I, કોણ φ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે, આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. વાહકના સક્રિય પ્રતિકારમાં સંભવિત તફાવત દિશામાં એકરુપ છે. વર્તમાન સાથે અને તીવ્રતામાં I ∙ R અભિવ્યક્તિ પરથી નિર્ધારિત થાય છે. અમે આ વેક્ટરને U2 ના અંતથી મુલતવી રાખીએ છીએ (ફિગ. 2).

વાહકની પ્રતિક્રિયામાં સંભવિત તફાવત એ કોણ φ1 દ્વારા વર્તમાનની દિશાથી અલગ પડે છે અને તેની ગણતરી I ∙ X ઉત્પાદનમાંથી કરવામાં આવે છે. અમે તેને વેક્ટર I ∙ R (ફિગ. 3) થી મુલતવી રાખીએ છીએ.

રીમાઇન્ડર્સ: જટિલ પ્લેનમાં વેક્ટરના પરિભ્રમણની સકારાત્મક દિશા માટે, કાઉન્ટરક્લોકવાઇઝ ગતિ લેવામાં આવે છે. ઇન્ડક્ટિવ લોડમાંથી વહેતો પ્રવાહ લાગુ વોલ્ટેજને કોણ દ્વારા લેગ કરે છે.

આકૃતિ 4 કુલ વાયર પ્રતિકાર I ∙ Z અને સર્કિટ U1 ના ઇનપુટ પરના વોલ્ટેજ પર સંભવિત તફાવત વેક્ટરનું પ્લોટિંગ બતાવે છે.

હવે તમે સમકક્ષ સર્કિટ અને સમગ્ર લોડ સાથે ઇનપુટ વેક્ટર્સની તુલના કરી શકો છો. આ કરવા માટે, પરિણામી રેખાકૃતિને આડી રીતે મૂકો (ફિગ. 5) અને મોડ્યુલ U1 ની ત્રિજ્યા સાથે શરૂઆતથી એક ચાપ દોરો જ્યાં સુધી તે વેક્ટર U2 (ફિગ. 6) ની દિશા સાથે છેદે નહીં.

આકૃતિ 7 વધુ સ્પષ્ટતા અને સહાયક રેખાઓ દોરવા માટે ત્રિકોણનું વિસ્તરણ દર્શાવે છે, જે અક્ષરો સાથે આંતરછેદના લાક્ષણિક બિંદુઓને દર્શાવે છે.

ચિત્રના તળિયે તે દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે પરિણામી વેક્ટર એસીને વોલ્ટેજ ડ્રોપ કહેવામાં આવે છે અને એબીને નુકસાન કહેવાય છે. તેઓ કદ અને દિશામાં ભિન્ન છે. જો આપણે મૂળ સ્કેલ પર પાછા ફરીએ, તો આપણે જોઈશું કે વેક્ટરના ભૌમિતિક બાદબાકી (U1 માંથી U2) ના પરિણામે ac મેળવવામાં આવે છે, અને ab એ અંકગણિત છે. આ પ્રક્રિયા નીચેના ચિત્રમાં બતાવવામાં આવી છે (ફિગ. 8).

વોલ્ટેજ નુકશાનની ગણતરી માટે સૂત્રોની વ્યુત્પત્તિ

હવે ચાલો આકૃતિ 7 પર પાછા જઈએ અને નોંધ લો કે bd સેગમેન્ટ ખૂબ નાનો છે. આ કારણોસર, ગણતરીમાં તેની ઉપેક્ષા કરવામાં આવે છે અને સેગમેન્ટ લંબાઈની જાહેરાત પરથી વોલ્ટેજ નુકશાનની ગણતરી કરવામાં આવે છે. તેમાં બે લીટી સેગમેન્ટ્સ ae અને ed છે.

ત્યારથી ae = I ∙ R ∙ cosφ અને ed = I ∙ x ∙ sinφ, તો પછી એક તબક્કા માટે વોલ્ટેજ નુકશાનની ગણતરી સૂત્ર દ્વારા કરી શકાય છે:

∆Uph = I ∙ R ∙ cosφ + I ∙ x ∙ sinφ

જો આપણે ધારીએ કે લોડ તમામ તબક્કાઓમાં સપ્રમાણ છે (શરતી રૂપે 3I0 ને અવગણવું), તો અમે લાઇનમાં વોલ્ટેજના નુકશાનની ગણતરી કરવા માટે ગાણિતિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ.

∆Ul = √3I ∙ (R ∙ cosφ + x ∙ sinφ)

જો આ સૂત્રની જમણી બાજુએ નેટવર્ક વોલ્ટેજ Un દ્વારા ગુણાકાર અને વિભાજિત કરવામાં આવે, તો અમને એક સૂત્ર મળે છે જે અમને પાવર સપ્લાય દ્વારા વોલ્ટેજના નુકસાનની pCalculation કરવા દે છે.

∆Ul = (P ∙ r + Q ∙ x) / Un

સક્રિય P અને પ્રતિક્રિયાશીલ Q પાવરના મૂલ્યો લાઇન મીટર રીડિંગ્સમાંથી લઈ શકાય છે.

આમ, વિદ્યુત સર્કિટમાં વોલ્ટેજની ખોટ આના પર આધાર રાખે છે:

• સર્કિટની સક્રિય અને પ્રતિક્રિયા;

• લાગુ શક્તિના ઘટકો;

• લાગુ કરેલ વોલ્ટેજની તીવ્રતા.

વોલ્ટેજ ડ્રોપના ટ્રાંસવર્સ ઘટકની ગણતરી માટે સૂત્રોની વ્યુત્પત્તિ

ચાલો આકૃતિ 7 પર પાછા જઈએ. વેક્ટર ac ની કિંમત કાટખૂણ ત્રિકોણ acd ના કર્ણ દ્વારા દર્શાવી શકાય છે. અમે પહેલેથી જ જાહેરાત પગની ગણતરી કરી છે. ચાલો ટ્રાંસવર્સ કોમ્પોનન્ટ cd નક્કી કરીએ.

આકૃતિ બતાવે છે કે cd = cf-df.

df = ce = I ∙ R ∙ sin φ.

cf = I ∙ x ∙ cos φ.

cd = I ∙ x ∙ cosφ-I ∙ R ∙ sinφ.

પ્રાપ્ત મોડેલોનો ઉપયોગ કરીને, અમે નાના ગાણિતિક પરિવર્તનો કરીએ છીએ અને વોલ્ટેજ ડ્રોપના ટ્રાંસવર્સ ઘટકને મેળવીએ છીએ.

δU = √3I ∙ (x ∙ cosφ-r ∙ sinφ) = (P ∙ x-Q ∙ r) / Un.

પાવર લાઇનની શરૂઆતમાં વોલ્ટેજ U1 ની ગણતરી માટે સૂત્રનું નિર્ધારણ

રેખા U2 ના અંતે વોલ્ટેજનું મૂલ્ય, નુકશાન ∆Ul અને ડ્રોપ δU ના ટ્રાંસવર્સ ઘટકને જાણીને, અમે પાયથાગોરિયન પ્રમેય દ્વારા વેક્ટર U1 ની કિંમતની ગણતરી કરી શકીએ છીએ. વિસ્તૃત સ્વરૂપમાં, તેનું નીચેનું સ્વરૂપ છે.

U1 = √ [(U2 + (Pr + Qx) / Un)2+ ((Px-Qr) / Un)2].

વ્યવહારુ ઉપયોગ

નેટવર્ક અને તેના ઘટક તત્વોના રૂપરેખાંકનની શ્રેષ્ઠ પસંદગી માટે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ પ્રોજેક્ટ બનાવવાના તબક્કે ઇજનેરો દ્વારા વોલ્ટેજ નુકસાનની ગણતરી હાથ ધરવામાં આવે છે.

વિદ્યુત સ્થાપનોના સંચાલન દરમિયાન, જો જરૂરી હોય તો, રેખાઓના છેડે વોલ્ટેજ વેક્ટરનું એક સાથે માપન સમયાંતરે હાથ ધરવામાં આવી શકે છે અને સરળ ગણતરીઓની પદ્ધતિ દ્વારા મેળવેલા પરિણામોની તુલના કરી શકાય છે. આ પદ્ધતિ એવા ઉપકરણો માટે યોગ્ય છે કે જેમાં વધારો થયો છે. ઉચ્ચ કાર્ય ચોકસાઈની જરૂરિયાતને કારણે જરૂરિયાતો.

ગૌણ સર્કિટ્સમાં વોલ્ટેજનું નુકસાન

એક ઉદાહરણ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સને માપવાના ગૌણ સર્કિટ છે, જે કેટલીકવાર લંબાઈમાં કેટલાક સો મીટર સુધી પહોંચે છે અને વધેલા ક્રોસ-સેક્શન સાથે વિશિષ્ટ પાવર કેબલ દ્વારા પ્રસારિત થાય છે.

આવા કેબલની વિદ્યુત લાક્ષણિકતાઓ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સમિશનની ગુણવત્તા માટે વધેલી આવશ્યકતાઓને આધિન છે.

વિદ્યુત ઉપકરણોના આધુનિક રક્ષણ માટે ઉચ્ચ મેટ્રોલોજીકલ સૂચકાંકો અને 0.5 અથવા તો 0.2 ની ચોકસાઈ વર્ગ સાથે માપન પ્રણાલીના સંચાલનની જરૂર છે. તેથી, તેમના પર લાગુ વોલ્ટેજના નુકસાનનું નિરીક્ષણ કરવું અને તેને ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે. નહિંતર, સાધનસામગ્રીના સંચાલનમાં તેમના દ્વારા રજૂ કરવામાં આવેલી ભૂલ તમામ ઓપરેશનલ લાક્ષણિકતાઓને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરી શકે છે.

લાંબી કેબલ લાઈનોમાં વોલ્ટેજની ખોટ

લાંબી કેબલની ડિઝાઇનની વિશેષતા એ છે કે તે કોરોનું સંચાલન કરવાની એકદમ નજીકની ગોઠવણી અને તેમની વચ્ચેના ઇન્સ્યુલેશનના પાતળા સ્તરને કારણે કેપેસિટીવ પ્રતિકાર ધરાવે છે. તે કેબલમાંથી પસાર થતા વર્તમાન વેક્ટરને વધુ વિચલિત કરે છે અને તેની તીવ્રતામાં ફેરફાર કરે છે.

I ∙ z નું મૂલ્ય બદલવા માટે ગણતરીમાં કેપેસિટીવ પ્રતિકાર પર વોલ્ટેજ ડ્રોપની અસર ધ્યાનમાં લેવી આવશ્યક છે. નહિંતર, ઉપર વર્ણવેલ તકનીક બદલાતી નથી.

લેખ ઓવરહેડ પાવર લાઇન અને કેબલ પરના નુકસાન અને વોલ્ટેજ ડ્રોપના ઉદાહરણો પ્રદાન કરે છે. જો કે, તેઓ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ, ટ્રાન્સફોર્મર્સ, ઇન્ડક્ટર્સ, કેપેસિટર બેંકો અને અન્ય ઉપકરણો સહિત વીજળીના તમામ ગ્રાહકોમાં જોવા મળે છે.

દરેક પ્રકારના વિદ્યુત ઉપકરણો માટે વોલ્ટેજના નુકસાનની માત્રા ઓપરેટિંગ શરતોના સંદર્ભમાં કાયદેસર રીતે નિયંત્રિત થાય છે, અને તમામ વિદ્યુત સર્કિટમાં તેમના નિર્ધારણનો સિદ્ધાંત સમાન છે.