નીચા વોલ્ટેજ રક્ષણ ઉપકરણો

ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનને વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સ (ફ્લાયવ્હીલ, સ્ટેટિક અનઇન્ટરપ્ટિબલ પાવર સપ્લાય (UPS), ડાયનેમિક વોલ્ટેજ ડિસ્ટોર્શન કમ્પેન્સટર, સ્ટેટિક કમ્પેન્સટર (STATCOM), સમાંતર કનેક્ટેડ LED, બૂસ્ટ કન્વર્ટર, એક્ટિવ ફિલ્ટર અને ટ્રાન્સફોર્મર વિના સીરિઝ એમ્પ્લીફાયર)થી બચાવવા માટે વિવિધ સિસ્ટમ્સનો વિચાર કરો.

વોલ્ટેજમાં ઘટાડો એ ઉદ્યોગમાં સૌથી ખર્ચાળ ઘટના છે. સંવેદનશીલ પ્રક્રિયાઓને કોઈપણ નુકસાનથી બચાવવાનો સૌથી સહેલો રસ્તો છે UPS ઇન્સ્ટોલેશન... જો કે, તેમની ખરીદી અને જાળવણીના ઊંચા ખર્ચને કારણે, UPS ફક્ત મોટા માળખાકીય વસ્તુઓમાં જ ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે, જ્યાં વીજ પુરવઠાની સમસ્યાઓને કારણે નુકસાન થાય છે. નોંધપાત્ર નુકસાન પહોંચાડે છે, ઉદાહરણ તરીકે હોસ્પિટલોમાં, કમ્પ્યુટરના ઉત્પાદનમાં, નાણાકીય સંસ્થાઓમાં.

જ્યારે રક્ષણાત્મક સાધનો સ્થાપિત કરવાનું નક્કી કરો, ત્યારે ચોક્કસ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા માટે UPS સ્થાપિત કરવાની શક્યતા દર્શાવવા માટે એક શક્યતા અભ્યાસ કરવો જોઈએ.

ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં વિવિધ ગતિ સાથે ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સને વોલ્ટેજના ટીપાંથી બચાવવાની સમસ્યા હવે હલ થઈ ગઈ છે. આવી પ્રણાલીઓની બ્રાન્ડ્સની વિશાળ વિવિધતાને લીધે, આ સમસ્યાનો શ્રેષ્ઠ તકનીકી અને આર્થિક ઉકેલ શોધવાનું ખૂબ સરળ નથી.

સુધારાત્મક સાધનોના પ્રકાર

મોટર-જનરેટર ફ્લાયવ્હીલ (D-G) પાવર સિસ્ટમમાંના તમામ વોલ્ટેજ સેગ્સથી નિર્ણાયક ઉત્પાદન વિક્ષેપને સુરક્ષિત કરી શકે છે C. જ્યારે વોલ્ટેજ સૉગ થાય છે, ત્યારે ફ્લાયવ્હીલ દ્વારા સમગ્ર લોડમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપ ધીમો પડી જાય છે. ફ્લાયવ્હીલને મોટર-જનરેટર સાથે જોડવા માટેની વિવિધ યોજનાઓ 1 માં બતાવેલ સમાન છે.

ચોખા. 1. વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સની ભરપાઈ કરવા માટે ફ્લાયવ્હીલનો ઉપયોગ કરવાની યોજના

સ્વતંત્ર સ્ટેટિક યુપીએસના મુખ્ય ઘટકો ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યા છે. 2, જેની બેટરીઓ (કેપેસિટર્સ) માત્ર થોડા સમય માટે વોલ્ટેજના ટીપાં સામે રક્ષણ આપવા ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે. જો વોલ્ટેજ ડ્રોપ થાય છે, તો લોડ બેટરીથી DC-ટુ-AC કન્વર્ટર દ્વારા સંચાલિત થાય છે.

ચોખા. 2. વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સની ભરપાઈ કરવા માટે UPS નો ઉપયોગ કરવાની યોજના

વોલ્ટેજ ડ્રોપ દરમિયાન ગતિશીલ વોલ્ટેજ વિકૃતિનું વળતર આપનાર તે ટ્રાન્સફોર્મર 2 દ્વારા ઇલેક્ટ્રિકલ નેટવર્ક 1 સાથે જોડાયેલ રહે છે અને વોલ્ટેજનો ખૂટતો ભાગ નક્કી કરે છે (ફિગ. 3). તે લોડ 7 સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલા ઓટોટ્રાન્સફોર્મરના પ્રાથમિક 4 અને સેકન્ડરી 3 વિન્ડિંગ્સ દ્વારા વોલ્ટેજનો આ ખૂટતો ભાગ ઉમેરે છે. હેતુ પર આધાર રાખીને, વોલ્ટેજ ડ્રોપ દરમિયાન વોલ્ટેજ કન્વર્ટર 5 દ્વારા લોડ 7 ને સપ્લાય કરવા માટે ઊર્જા મેળવી શકાય છે. નેટવર્કમાંથી અથવા વધારાના પાવર સ્ત્રોતમાંથી લેવામાં આવે છે (મુખ્યત્વે કેપેસિટર્સ c થી).

વિવિધ ઉત્પાદકોના બે ફેરફારોનો વિચાર કરો. પ્રથમ (ત્યારબાદ DKIN-1 તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) પાવર સ્ત્રોત ધરાવતું નથી અને તે કાયમી ધોરણે જોડાયેલ છે. વોલ્ટેજને 50% સુધી વધારવા માટે આ વિકલ્પ ખર્ચ-અસરકારક છે. 30% દ્વારા વોલ્ટેજ વધારવાની ક્ષમતા સાથે DKIN ઉપકરણમાં ફેરફાર છે. એવું માનવામાં આવે છે કે DKIN ઉપકરણ (30%) ના આ ફેરફારથી શરૂ કરીને, ઉત્પાદનમાં તેનો ઉપયોગ કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે.

ચોખા. 3. વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સની ભરપાઈ કરવા માટે DKIN નો ઉપયોગ કરવાની યોજના

બીજા ફેરફાર (DKIN-2)માં ભારે ભાર માટે રચાયેલ પાવર સ્ત્રોત છે. બે-મેગાવોટનું ઉપકરણ 4 મેગાવોટના લોડના લોડ વોલ્ટેજને 50% અથવા 8 મેગાવોટના લોડને 23% વધારી શકે છે. મોટાભાગના અન્ય ઉપકરણોથી વિપરીત, પાવર સ્ત્રોત લાંબા સમય સુધી ટીપાંનો સામનો કરવામાં સક્ષમ છે.

સ્થિર વળતર આપનાર (STATCOM) એક વોલ્ટેજ ડ્રોપ વળતર ઉપકરણ લોડ સાથે સમાંતર જોડાયેલ છે (ફિગ. 4). STATCOM ઉપકરણ જંકશન પર પ્રતિક્રિયાશીલ લોડને બદલીને વોલ્ટેજ ડ્રોપ ઘટાડી શકે છે.

ડીપ્સ ઘટાડવાની ક્ષમતા વધારાના પાવર સ્ત્રોતને ઉમેરીને સુધારી શકાય છે, જેમ કે સુપરકન્ડક્ટીંગ મેગ્નેટિક પાવર સ્ત્રોત. જો કે STATCOM વળતર આપનારાઓ (ફિગ. 4) VStatistic રૂપે પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિને શોષી લેવા અને પરત કરવામાં સક્ષમ છે, તેમનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે આર્થિક કારણોસર સ્થિર વળતર સુધી મર્યાદિત હોય છે.

સ્ટેપ-ડાઉન મોડમાં, STATCOM સિસ્ટમ DC સોર્સ મોડ પર સ્વિચ કરે છે. કેપેસિટર ટર્મિનલ્સમાં વોલ્ટેજ સતત રાખી શકાય છે.

ચોખા. 4. સ્થિર વિસ્તરણ સંયુક્ત

સમાંતર-જોડાયેલ સિંક્રનસ મોટર (SM) કંઈક અંશે STATCOM જેવી જ હોય ​​છે, પરંતુ તેમાં કોઈ પાવર ઈલેક્ટ્રોનિક્સ નથી (ફિગ. 5). સિંક્રનસ મોટરની ક્ષમતા મોટા રિએક્ટિવ લોડને પૂરી પાડવા માટે આવી સિસ્ટમને 6 સે.ની અંદર 60% સુધીના ઊંડા વોલ્ટેજ ડ્રોપને વળતર આપવા માટે પરવાનગી આપે છે. તે જ સમયે, એક નાનું ફ્લાયવ્હીલ 100ms માટે સંપૂર્ણ પાવર નિષ્ફળતાથી લોડને સુરક્ષિત કરે છે.

ચોખા. 5. LED અને ફ્લાયવ્હીલ સમાંતર રીતે જોડાયેલા છે: 1 — પાવર સિસ્ટમ; 2 - ટ્રાન્સફોર્મર; 3 - સ્વિચ કરો

સ્ટેપ-અપ કન્વર્ટર આ એક ડીસી / ડીસી કન્વર્ટર છે જે ડીસી બસ વોલ્ટેજ (ઉદાહરણ તરીકે, એક વેરિયેબલ ફ્રીક્વન્સી મોટર) ને નજીવા સ્તર (ફિગ. 6) સુધી વધે છે.

સૌથી મોટો વોલ્ટેજ ડ્રોપ જે વળતર આપી શકાય છે તે બુસ્ટ કન્વર્ટરના રેટ કરેલ વર્તમાન પર આધાર રાખે છે. ઉપકરણની DC બસો પર વોલ્ટેજ ડ્રોપની જાણ થતાં જ બૂસ્ટ કન્વર્ટર કામ કરવાનું શરૂ કરે છે. 50% સુધીના સપ્રમાણ વોલ્ટેજ ટીપાંની ભરપાઈ કરવાની ક્ષમતા સાથે, બૂસ્ટ કન્વર્ટર ઊંડા અસમપ્રમાણ ટીપાં માટે વળતર આપવાની ક્ષમતા ધરાવે છે, જેમ કે તબક્કાઓમાંથી એકની સંપૂર્ણ નિષ્ફળતા. કુલ પાવર નિષ્ફળતા સામે રક્ષણ આપવા માટે બુસ્ટ કન્વર્ટરને બેટરી સાથે પૂરક બનાવી શકાય છે.

સક્રિય ફિલ્ટર (અંજીર 7) એ કન્વર્ટર છે જે ડાયોડને બદલે IGBT થાઇરિસ્ટોર્સનો ઉપયોગ કરીને રેક્ટિફાયરની જેમ કામ કરે છે.

સક્રિય ફિલ્ટર વોલ્ટેજ ડ્રોપ દ્વારા સતત વોલ્ટેજ જાળવી શકે છે. સક્રિય ફિલ્ટરનું વર્તમાન રેટિંગ મહત્તમ વોલ્ટેજ ડ્રોપ કરેક્શન મૂલ્ય નક્કી કરે છે.

ચોખા. 7. સક્રિય ફિલ્ટર

વોલ્ટેજ ડ્રોપની ઘટનામાં, ટ્રાન્સફોર્મરલેસ વોલ્ટેજ વળતર સર્કિટ (ફિગ. 8) ખુલે છે અને લોડને ઇન્વર્ટર દ્વારા ખવડાવવામાં આવે છે.ઇન્વર્ટરનો DC બસ પાવર સપ્લાય શ્રેણીમાં ચાર્જ કરાયેલા બે કેપેસિટર દ્વારા સપોર્ટેડ છે.

ચોખા. 8. ટ્રાન્સફોર્મર વિના શ્રેણી વોલ્ટેજ ડ્રોપ વળતર

50% ના શેષ વોલ્ટેજ માટે, રેટ કરેલ વોલ્ટેજ સ્તર પ્રદાન કરી શકાય છે. આ ઉપકરણમાં, વધારાના પુરવઠો (કેપેસિટર્સ) મર્યાદિત સમય માટે સંપૂર્ણ વિક્ષેપને ઘટાડી શકે છે. ઉપકરણ અસમપ્રમાણ વોલ્ટેજ ટીપાં સાથે પણ વોલ્ટેજને પુનઃસ્થાપિત કરવાની ક્ષમતા પ્રદાન કરે છે.