नुकसान और वोल्टेज में गिरावट - क्या अंतर हैं

सामान्य मानव जीवन में, "हानि" और "पतन" शब्द कुछ उपलब्धियों में कमी के तथ्य को दर्शाने के लिए उपयोग किए जाते हैं, लेकिन उनका अर्थ एक अलग मूल्य है।

इस मामले में, "नुकसान" का अर्थ है एक हिस्से का नुकसान, क्षति, पहले हासिल किए गए स्तर के आकार में कमी। नुकसान अवांछनीय हैं, लेकिन आप उन्हें सहन कर सकते हैं।

"पतन" शब्द को अधिकारों के पूर्ण अभाव से जुड़े अधिक गंभीर नुकसान के रूप में समझा जाता है। इस प्रकार, यहां तक ​​कि समय के साथ-साथ कभी-कभार होने वाले नुकसान (जैसे, एक पोर्टफोलियो) में गिरावट हो सकती है (उदाहरण के लिए, भौतिक जीवन का स्तर)।

इस संबंध में, हम इस प्रश्न पर विद्युत नेटवर्क के वोल्टेज के संबंध में विचार करेंगे।

नुकसान और वोल्टेज की गिरावट कैसे बनती है

ओवरहेड लाइनों द्वारा एक सबस्टेशन से दूसरे सबस्टेशन तक बिजली को लंबी दूरी तक ले जाया जाता है।

ओवरहेड लाइनें अनुमेय शक्ति को संचारित करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं और एक निश्चित सामग्री और खंड के धातु के तारों से बनी हैं। वे R के प्रतिरोध मान और X के प्रतिक्रियाशील भार के साथ एक प्रतिरोधक भार बनाते हैं।

प्राप्त करने वाले पक्ष पर यह खड़ा है ट्रांसफार्मरबिजली रूपांतरण।इसके कॉइल में एक सक्रिय और स्पष्ट आगमनात्मक प्रतिरोध XL है। ट्रांसफार्मर का द्वितीयक पक्ष वोल्टेज को कम करता है और इसे आगे उपभोक्ताओं तक पहुंचाता है, जिसका भार Z के मान से व्यक्त किया जाता है और प्रकृति में सक्रिय, कैपेसिटिव और इंडक्टिव है। यह नेटवर्क के विद्युत मापदंडों को भी प्रभावित करता है।

विद्युत पारेषण सबस्टेशन के निकटतम ओवरहेड लाइन के समर्थन के तारों पर लागू वोल्टेज, प्रत्येक चरण में सर्किट के प्रतिक्रियाशील और सक्रिय प्रतिरोध पर काबू पाता है और इसमें एक करंट बनाता है, जिसका वेक्टर वेक्टर के विचलन से विचलित होता है एक कोण φ द्वारा लागू वोल्टेज।

एक सममित लोड मोड के लिए वोल्टेज के वितरण की प्रकृति और लाइन के साथ धाराओं का प्रवाह फोटो में दिखाया गया है।

चूंकि लाइन का प्रत्येक चरण अलग-अलग उपभोक्ताओं को खिलाता है, जो अनियमित रूप से डिस्कनेक्ट या काम से जुड़े होते हैं, चरण भार को पूरी तरह से संतुलित करना तकनीकी रूप से बहुत कठिन है। इसमें हमेशा एक असंतुलन होता है, जो चरण धाराओं के वेक्टर जोड़ से निर्धारित होता है और इसे 3I0 के रूप में लिखा जाता है। अधिकांश गणनाओं में, इसे केवल अनदेखा कर दिया जाता है।

ट्रांसमिटिंग सबस्टेशन द्वारा खपत की गई ऊर्जा आंशिक रूप से लाइन के प्रतिरोध पर काबू पाने में खर्च होती है और थोड़ा बदलाव के साथ प्राप्त पक्ष तक पहुंचती है। यह अंश हानि और वोल्टेज ड्रॉप की विशेषता है, जिनमें से वेक्टर आयाम में थोड़ा कम हो जाता है और प्रत्येक चरण में एक कोण से स्थानांतरित हो जाता है।

नुकसान और वोल्टेज ड्रॉप की गणना कैसे की जाती है

बिजली के संचरण के दौरान होने वाली प्रक्रियाओं को समझने के लिए, मुख्य विशेषताओं का प्रतिनिधित्व करने के लिए वेक्टर रूप सुविधाजनक है। विभिन्न गणितीय गणना पद्धतियाँ भी इसी पद्धति पर आधारित हैं।

में गणना को सरल बनाने के लिए तीन चरण प्रणाली इसे तीन एकल-चरण समतुल्य परिपथों द्वारा दर्शाया गया है। यह विधि एक सममित भार के साथ अच्छी तरह से काम करती है और आपको टूटने पर प्रक्रियाओं का विश्लेषण करने की अनुमति देती है।

उपरोक्त आरेखों में, लाइन के प्रत्येक कंडक्टर के सक्रिय आर और रिएक्शन एक्स को कोण φ द्वारा विशेषता जटिल भार प्रतिरोध Zn के साथ श्रृंखला में जोड़ा जाता है।

इसके अलावा, एक चरण में वोल्टेज हानि और वोल्टेज ड्रॉप की गणना की जाती है। ऐसा करने के लिए, आपको डेटा निर्दिष्ट करने की आवश्यकता है। इस प्रयोजन के लिए, एक सबस्टेशन का चयन किया जाता है जो ऊर्जा प्राप्त करता है, जहां अनुमेय भार पहले से ही निर्धारित किया जाना चाहिए।

किसी भी उच्च-वोल्टेज प्रणाली का वोल्टेज मान पहले से ही संदर्भ पुस्तकों में इंगित किया गया है, और तारों का प्रतिरोध उनकी लंबाई, क्रॉस-सेक्शन, सामग्री और नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन द्वारा निर्धारित किया जाता है। सर्किट में अधिकतम करंट तारों के गुणों द्वारा सेट और सीमित होता है।

इसलिए, गणना शुरू करने के लिए, हमारे पास है: U2, R, X, Z, I, φ।

हम एक चरण लेते हैं, उदाहरण के लिए, "ए" और जटिल विमान में इसके लिए अलग-अलग वैक्टर यू 2 और मैं, कोण φ द्वारा विस्थापित, जैसा चित्रा 1 में दिखाया गया है। कंडक्टर के सक्रिय प्रतिरोध में संभावित अंतर दिशा में मेल खाता है वर्तमान और परिमाण के साथ अभिव्यक्ति I ∙ R से निर्धारित होता है। हम इस वेक्टर को U2 (चित्र 2) के अंत से स्थगित करते हैं।

कंडक्टर की प्रतिक्रिया में संभावित अंतर कोण φ1 द्वारा वर्तमान की दिशा से भिन्न होता है और इसकी गणना उत्पाद I ∙ X से की जाती है। हम इसे वेक्टर I ∙ R (चित्र 3) से स्थगित करते हैं।

अनुस्मारक: जटिल विमान में वैक्टर के रोटेशन की सकारात्मक दिशा के लिए वामावर्त गति ली जाती है। आगमनात्मक भार के माध्यम से बहने वाला प्रवाह लागू वोल्टेज को एक कोण से पीछे कर देता है।

चित्रा 4 कुल तार प्रतिरोध I ∙ Z और सर्किट यू 1 के इनपुट पर वोल्टेज पर संभावित अंतर वैक्टरों की साजिश दिखाता है।

अब आप इनपुट वैक्टर की तुलना समतुल्य सर्किट और लोड के पार कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए, परिणामी आरेख को क्षैतिज रूप से रखें (चित्र 5) और मॉड्यूल U1 की त्रिज्या के साथ शुरुआत से एक चाप खींचें जब तक कि यह वेक्टर U2 (चित्र 6) की दिशा के साथ प्रतिच्छेद न करे।

चित्रा 7 अक्षरों के साथ चौराहे के विशिष्ट बिंदुओं को इंगित करते हुए अधिक स्पष्टता और सहायक रेखाओं के चित्रण के लिए त्रिभुज का विस्तार दिखाता है।

तस्वीर के नीचे यह दिखाया गया है कि परिणामी वेक्टर एसी को वोल्टेज ड्रॉप कहा जाता है और एबी को नुकसान कहा जाता है। वे आकार और दिशा में भिन्न हैं। यदि हम मूल पैमाने पर लौटते हैं, तो हम देखेंगे कि ac सदिशों (U1 से U2) के ज्यामितीय घटाव के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है, और ab अंकगणितीय है। यह प्रक्रिया नीचे दी गई तस्वीर (चित्र 8) में दिखाई गई है।

वोल्टेज नुकसान की गणना के लिए सूत्रों की व्युत्पत्ति

अब आइए चित्र 7 पर वापस जाएं और ध्यान दें कि bd खंड बहुत छोटा है। इस कारण से, गणना में इसकी उपेक्षा की जाती है और खंड लंबाई विज्ञापन से वोल्टेज हानि की गणना की जाती है। इसमें दो रेखा खंड ae और ed होते हैं।

चूँकि ae = I ∙ R ∙ cosφ और ed = I ∙ x ∙ sinφ, तो एक चरण के लिए वोल्टेज हानि की गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है:

∆Uph = मैं ∙ आर ∙ cosφ + मैं ∙ x ∙ sinφ

अगर हम मानते हैं कि भार सभी चरणों में सममित है (सशर्त रूप से 3I0 की उपेक्षा), तो हम लाइन में वोल्टेज हानि की गणना करने के लिए गणितीय तरीकों का उपयोग कर सकते हैं।

∆Ul = √3I ∙ (आर ∙ cosφ + x ∙ sinφ)

यदि इस सूत्र के दाहिने हिस्से को नेटवर्क वोल्टेज यूएन से गुणा और विभाजित किया जाता है, तो हमें एक सूत्र मिलता है जो हमें बिजली की आपूर्ति के माध्यम से वोल्टेज के नुकसान की गणना करने की अनुमति देता है।

∆Ul = (पी ∙ आर + क्यू ∙ एक्स) / अन

सक्रिय पी और प्रतिक्रियाशील क्यू शक्ति के मान लाइन मीटर रीडिंग से लिए जा सकते हैं।

इस प्रकार, विद्युत परिपथ में वोल्टेज का नुकसान इस पर निर्भर करता है:

• सर्किट की सक्रिय और प्रतिक्रिया;

• लागू शक्ति के घटक;

• लागू वोल्टेज का परिमाण।

वोल्टेज ड्रॉप के अनुप्रस्थ घटक की गणना के लिए सूत्रों की व्युत्पत्ति

आइए चित्र 7 पर वापस जाएं। सदिश ac का मान एक समकोण त्रिभुज acd के कर्ण द्वारा दर्शाया जा सकता है। हमने पहले ही विज्ञापन फुट की गणना कर ली है। आइए हम अनुप्रस्थ घटक cd ज्ञात करें।

चित्र से पता चलता है कि cd = cf-df.

डीएफ = सीई = मैं ∙ आर ∙ पाप φ।

सीएफ = मैं ∙ एक्स ∙ क्योंकि φ।

सीडी = मैं ∙ x ∙ cosφ-I ∙ आर ∙ sinφ।

प्राप्त मॉडलों का उपयोग करते हुए, हम छोटे गणितीय परिवर्तन करते हैं और वोल्टेज ड्रॉप के अनुप्रस्थ घटक प्राप्त करते हैं।

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

विद्युत लाइन की शुरुआत में वोल्टेज U1 की गणना के लिए सूत्र का निर्धारण

लाइन U2 के अंत में वोल्टेज के मूल्य को जानने के बाद, नुकसान ∆Ul और ड्रॉप δU के अनुप्रस्थ घटक, हम पाइथागोरस प्रमेय द्वारा वेक्टर U1 के मान की गणना कर सकते हैं। विस्तारित रूप में, इसका निम्न रूप है।

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

प्रायोगिक उपयोग

नेटवर्क के कॉन्फ़िगरेशन और इसके घटक तत्वों के इष्टतम चयन के लिए इलेक्ट्रिक सर्किट प्रोजेक्ट बनाने के चरण में इंजीनियरों द्वारा वोल्टेज के नुकसान की गणना की जाती है।

विद्युत प्रतिष्ठानों के संचालन के दौरान, यदि आवश्यक हो, तो लाइनों के सिरों पर वोल्टेज वैक्टर का एक साथ माप समय-समय पर किया जा सकता है और सरल गणना की विधि द्वारा प्राप्त परिणामों की तुलना की जा सकती है। यह विधि उन उपकरणों के लिए उपयुक्त है जो बढ़े हुए हैं उच्च कार्य सटीकता की आवश्यकता के कारण आवश्यकताएं।

माध्यमिक सर्किट में वोल्टेज का नुकसान

एक उदाहरण वोल्टेज ट्रांसफार्मर को मापने के लिए माध्यमिक सर्किट है, जो कभी-कभी लंबाई में कई सौ मीटर तक पहुंचते हैं और एक विशेष पावर केबल द्वारा क्रॉस-सेक्शन में वृद्धि के साथ प्रेषित होते हैं।

ऐसी केबल की विद्युत विशेषताएं वोल्टेज संचरण की गुणवत्ता के लिए बढ़ी हुई आवश्यकताओं के अधीन हैं।

बिजली के उपकरणों की आधुनिक सुरक्षा के लिए उच्च मेट्रोलॉजिकल संकेतकों और 0.5 या 0.2 की सटीकता कक्षा के साथ माप प्रणालियों के संचालन की आवश्यकता होती है। इसलिए, उन पर लगाए गए वोल्टेज के नुकसान की निगरानी की जानी चाहिए और उन्हें ध्यान में रखा जाना चाहिए। अन्यथा, उपकरण के संचालन में उनके द्वारा की गई त्रुटि सभी परिचालन विशेषताओं को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकती है।

लंबी केबल लाइनों में वोल्टेज का नुकसान

लंबी केबल के डिजाइन की ख़ासियत यह है कि इसमें कंडक्टिंग कोर की काफी करीबी व्यवस्था और उनके बीच इन्सुलेशन की एक पतली परत के कारण कैपेसिटिव प्रतिरोध होता है। यह केबल से गुजरने वाले वर्तमान वेक्टर को और विक्षेपित करता है और इसके परिमाण को बदलता है।

I ∙ z के मान को बदलने के लिए गणना में कैपेसिटिव प्रतिरोध पर वोल्टेज ड्रॉप के प्रभाव को ध्यान में रखा जाना चाहिए। अन्यथा, ऊपर वर्णित तकनीक नहीं बदलती है।

लेख ओवरहेड बिजली लाइनों और केबलों पर नुकसान और वोल्टेज ड्रॉप के उदाहरण प्रदान करता है। हालांकि, वे बिजली के सभी उपभोक्ताओं में पाए जाते हैं, जिनमें इलेक्ट्रिक मोटर, ट्रांसफार्मर, इंडक्टर्स, कैपेसिटर बैंक और अन्य डिवाइस शामिल हैं।

प्रत्येक प्रकार के विद्युत उपकरणों के लिए वोल्टेज के नुकसान की मात्रा कानूनी रूप से परिचालन स्थितियों के संदर्भ में विनियमित होती है, और सभी विद्युत सर्किटों में उनके निर्धारण का सिद्धांत समान होता है।