નોન-સાઇનુસાઇડલ વોલ્ટેજ કેવી રીતે ઘટાડવું

અસંખ્ય વીજ ગ્રાહકો લાગુ કરેલ વોલ્ટેજ પર વર્તમાન વપરાશની બિન-રેખીય અવલંબન ધરાવે છે, જેના કારણે તેઓ નેટવર્કમાંથી બિન-સાઇનસાઇડલ પ્રવાહનો વપરાશ કરે છે... નેટવર્કના તત્વો દ્વારા સિસ્ટમમાંથી વહેતો આ પ્રવાહ બિન-રેખીય પ્રવાહનું કારણ બને છે. -તેનામાં સાઇનુસોઇડલ વોલ્ટેજ ડ્રોપ, જે લાગુ વોલ્ટેજને "સુપરઇમ્પોઝ" કરે છે અને વિકૃત કરે છે. સિનુસોઇડલ વોલ્ટેજ વિકૃતિ પાવર સપ્લાયથી નોનલાઇનર ઇલેક્ટ્રિકલ રીસીવર સુધીના તમામ ગાંઠો પર થાય છે.

હાર્મોનિક વિકૃતિના સ્ત્રોતો છે:

• સ્ટીલ ઉત્પાદન માટે આર્ક ભઠ્ઠીઓ,

• વાલ્વ કન્વર્ટર,

• બિન-રેખીય વોલ્ટ-એમ્પીયર લાક્ષણિકતાઓ સાથે ટ્રાન્સફોર્મર્સ,

• ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર,

• ઇન્ડક્શન ભઠ્ઠીઓ,

• ફરતી વિદ્યુત મશીનો,

• વાલ્વ કન્વર્ટર દ્વારા સંચાલિત,

• ટેલિવિઝન રીસીવરો,

• ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ,

• પારો લેમ્પ

છેલ્લા ત્રણ જૂથોને વ્યક્તિગત રીસીવરોના હાર્મોનિક વિકૃતિના નીચા સ્તર દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, પરંતુ તેમાંથી મોટી સંખ્યામાં ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ નેટવર્કમાં પણ હાર્મોનિકનું નોંધપાત્ર સ્તર નક્કી કરે છે.

આ પણ જુઓ: ઇલેક્ટ્રિકલ નેટવર્ક્સમાં હાર્મોનિક્સના સ્ત્રોતો અને આધુનિક પાવર સિસ્ટમ્સમાં ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સના દેખાવના કારણો

બિન-સાઇન્યુસાઇડલ વોલ્ટેજ ઘટાડવાની રીતોને ત્રણ જૂથોમાં વહેંચી શકાય છે:

એ) સાંકળ ઉકેલો: એક અલગ બસ સિસ્ટમ પર બિન-રેખીય લોડનું વિતરણ, તેમની સાથે સમાંતર ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સના જોડાણ સાથે એસઇએસના વિવિધ એકમોમાં લોડનું વિતરણ, તબક્કાના ગુણાકાર યોજના અનુસાર કન્વર્ટરનું જૂથીકરણ, જોડાણ ઉચ્ચ પાવર સિસ્ટમ પર લોડ કરો,

b) ફિલ્ટરિંગ ઉપકરણોનો ઉપયોગ, નેરોબેન્ડ રેઝોનન્સ ફિલ્ટર્સના લોડના સમાંતરમાં સમાવેશ, ફિલ્ટર-કમ્પેન્સેટિંગ ઉપકરણો (FCD) નો સમાવેશ;

c) ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સના ઉત્પાદનના ઘટાડેલા સ્તર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ વિશેષ સાધનોનો ઉપયોગ, "અસંતૃપ્ત" ટ્રાન્સફોર્મર્સનો ઉપયોગ, સુધારેલ ઊર્જા લાક્ષણિકતાઓ સાથે મલ્ટિફેઝ કન્વર્ટરનો ઉપયોગ.

વિકાસ પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સનો મૂળભૂત આધાર અને ઉચ્ચ-આવર્તન મોડ્યુલેશનની નવી પદ્ધતિઓ 1970 ના દાયકામાં ઉપકરણોના નવા વર્ગની રચના તરફ દોરી ગઈ, વીજળીની ગુણવત્તામાં સુધારો – સક્રિય ફિલ્ટર્સ (AF)... સક્રિય ફિલ્ટર્સનું શ્રેણી અને સમાંતર, તેમજ વર્તમાન અને વોલ્ટેજ સ્ત્રોતોમાં વર્ગીકરણ તરત જ ઉદ્ભવ્યું, જે ચાર મુખ્ય સર્કિટ તરફ દોરી ગયું.

ચાર બંધારણોમાંથી દરેક (ફિગ. 1. 6) ઓપરેટિંગ આવર્તન પર ફિલ્ટર સર્કિટ નક્કી કરે છે: કન્વર્ટરમાં સ્વિચ અને સ્વિચનો પ્રકાર (બે-માર્ગી અથવા વન-વે સ્વિચ). વર્તમાન સ્ત્રોત (ફિગ. 1.a, d) તરીકે સેવા આપતા કન્વર્ટરમાં ઊર્જા સંગ્રહ ઉપકરણ તરીકે તેનો ઉપયોગ થાય છે. ઇન્ડક્ટન્સ, અને કન્વર્ટરમાં, જે વોલ્ટેજ સ્ત્રોત તરીકે સેવા આપે છે (ફિગ. 1.b, c), કેપેસીટન્સનો ઉપયોગ થાય છે.

આકૃતિ 1.સક્રિય ફિલ્ટર્સના મુખ્ય પ્રકારો: a — સમાંતર વર્તમાન સ્ત્રોત; b — સમાંતર વોલ્ટેજ સ્ત્રોત; c — શ્રેણી વોલ્ટેજ સ્ત્રોત; d — શ્રેણી વર્તમાન સ્ત્રોત

તે જાણીતું છે કે આવર્તન w પર ફિલ્ટર Z નો પ્રતિકાર બરાબર છે

જ્યારે ХL = ХC અથવા wL = (1 / wC) આવર્તન w પર, વોલ્ટેજ રેઝોનન્સ, જેનો અર્થ છે કે આવર્તન w સાથે હાર્મોનિક અને વોલ્ટેજ ઘટક માટે ફિલ્ટરનો પ્રતિકાર શૂન્ય બરાબર છે. આ કિસ્સામાં, આવર્તન w સાથે હાર્મોનિક ઘટકો ફિલ્ટર દ્વારા શોષાઈ જશે અને નેટવર્કમાં પ્રવેશ કરશે નહીં. રેઝોનન્ટ ફિલ્ટર્સ ડિઝાઇન કરવાનો સિદ્ધાંત આ ઘટના પર આધારિત છે.

બિન-રેખીય લોડવાળા નેટવર્ક્સમાં, નિયમ પ્રમાણે, કેનોનિકલ શ્રેણીના હાર્મોનિક્સ ઉદ્ભવે છે, જેનો ક્રમ નંબર ν 3, 5, 7, છે. …..

આકૃતિ 2. પાવર રેઝોનન્સ ફિલ્ટરનું સમકક્ષ સર્કિટ

XLν = ХL, ХCv = (XC / ν), જ્યાં XL અને Xc એ રિએક્ટર અને મૂળભૂત આવર્તન પર કેપેસિટર બેંકના પ્રતિકાર છે તે ધ્યાનમાં લેતા, અમે મેળવીએ છીએ:

એક ફિલ્ટર જે, હાર્મોનિક્સને ફિલ્ટર કરવા ઉપરાંત, જનરેટ કરશે પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ, અને નેટવર્ક પાવર લોસ અને વોલ્ટેજ માટે વળતર આપે છે, તેને વળતર ફિલ્ટર (PKU) કહેવામાં આવે છે.

જો કોઈ ઉપકરણ, ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સને ફિલ્ટર કરવા ઉપરાંત, વોલ્ટેજ બેલેન્સિંગના કાર્યો કરે છે, તો આવા ઉપકરણને ફિલ્ટર બેલેન્સિંગ (FSU) કહેવામાં આવે છે... માળખાકીય રીતે, FSU એ નેટવર્કના લાઇન વોલ્ટેજ સાથે જોડાયેલ અસમપ્રમાણ ફિલ્ટર છે. લાઇન વોલ્ટેજની પસંદગી કે જેમાં FSU ફિલ્ટર સર્કિટ્સ જોડાયેલા છે, તેમજ ફિલ્ટર તબક્કાઓમાં સમાવિષ્ટ કેપેસિટર્સના પાવર રેશિયો, વોલ્ટેજ સંતુલન સ્થિતિઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

તે ઉપરથી અનુસરે છે કે PKU અને FSU જેવા ઉપકરણો એકસાથે અનેક પર કાર્ય કરે છે પાવર ગુણવત્તા સૂચકાંકો (બિન-સાઇનસોઇડલ, અસમપ્રમાણતા, વોલ્ટેજ વિચલન). વિદ્યુત ઊર્જાની ગુણવત્તા સુધારવા માટેના આવા ઉપકરણોને મલ્ટિફંક્શનલ ઑપ્ટિમાઇઝિંગ ડિવાઇસ (MOU) કહેવામાં આવે છે.

આવા ઉપકરણોના વિકાસમાં યોગ્યતા એ હકીકતને કારણે ઊભી થઈ છે કે અચાનક પ્રકારનો ચલ લોડ આર્ક સ્ટીલ ભઠ્ઠીઓ સંખ્યાબંધ સૂચકાંકો માટે એક સાથે વોલ્ટેજ વિકૃતિનું કારણ બને છે. એમઓયુનો ઉપયોગ વીજળીની ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવાની સમસ્યાને વ્યાપકપણે ઉકેલવાની તક પૂરી પાડે છે, એટલે કે. એક સાથે અનેક સૂચકાંકો માટે.

આવા ઉપકરણોની શ્રેણીમાં હાઇ-સ્પીડ સ્ટેટિક રિએક્ટિવ પાવર સોર્સિસ (IRM)નો સમાવેશ થાય છે.

પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિના નિયમન સિદ્ધાંત અનુસાર, IRM ને બે જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: પ્રત્યક્ષ વળતરના હાઇ-સ્પીડ સ્ટેટિક રિએક્ટિવ પાવર સ્ત્રોતો, પરોક્ષ વળતરના હાઇ-સ્પીડ સ્ટેટિક રિએક્ટિવ પાવર સ્ત્રોતો... IRM ની રચનાઓ આકૃતિ 3 માં બતાવવામાં આવી છે. , a, b, અનુક્રમે. આવા ઉપકરણો, જે ઉચ્ચ પ્રતિભાવ ગતિ ધરાવે છે, તે વોલ્ટેજની વધઘટ ઘટાડી શકે છે. સ્ટેપવાઈઝ એડજસ્ટમેન્ટ અને ફિલ્ટર્સની હાજરી ઉચ્ચ હાર્મોનિક સ્તરને સંતુલિત અને ઘટાડો પ્રદાન કરે છે.

અંજીરમાં. 3, પ્રત્યક્ષ વળતર સર્કિટ રજૂ કરવામાં આવે છે જ્યાં "નિયંત્રિત" પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ સ્ત્રોતને માધ્યમ દ્વારા સ્વિચ કરવામાં આવે છે. thyristors કેપેસિટર બેંક. બેટરીમાં ઘણા વિભાગો છે અને તે તમને ઉત્પાદિત પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિને અલગ અલગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. અંજીરમાં. 3b, રિએક્ટરને સમાયોજિત કરીને IRM પાવર વિવિધ છે. આ નિયંત્રણ પદ્ધતિ સાથે, રિએક્ટર ફિલ્ટર્સ દ્વારા પેદા થતી વધારાની પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિનો ઉપયોગ કરે છે.તેથી, પદ્ધતિને પરોક્ષ વળતર કહેવામાં આવે છે.

આકૃતિ 3. ડાયરેક્ટ (a) અને પરોક્ષ (b) વળતર સાથે મલ્ટિફંક્શનલ IRM ના બ્લોક ડાયાગ્રામ

પરોક્ષ વળતરના બે મુખ્ય ગેરફાયદા છે: વધારાની શક્તિને શોષવાથી વધારાનું નુકસાન થાય છે, અને વાલ્વ કંટ્રોલ એન્ગલનો ઉપયોગ કરીને રિએક્ટર પાવરને બદલવાથી ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સનું વધારાનું ઉત્પાદન થાય છે.