गैर-साइनसॉइडल वोल्टेज को कैसे कम करें

कई बिजली उपभोक्ताओं के पास लागू वोल्टेज पर वर्तमान खपत की एक गैर-रैखिक निर्भरता होती है, जिसके कारण वे नेटवर्क से एक गैर-साइनसोइडल वर्तमान का उपभोग करते हैं। -उनमें साइनसॉइडल वोल्टेज गिरता है, जो लागू वोल्टेज और विकृतियों को "अतिरंजित" करता है। साइनसॉइडल वोल्टेज विरूपण बिजली की आपूर्ति से लेकर नॉनलाइनियर इलेक्ट्रिकल रिसीवर तक सभी नोड्स पर होता है।

हार्मोनिक विरूपण के स्रोत हैं:

• इस्पात उत्पादन के लिए चाप भट्टियां,

• वाल्व कन्वर्टर्स,

• गैर-रैखिक वोल्ट-एम्पीयर विशेषताओं वाले ट्रांसफार्मर,

• आवृत्ति कन्वर्टर्स,

• प्रेरण भट्टियां,

• घूर्णन विद्युत मशीनें,

• वाल्व कन्वर्टर्स द्वारा संचालित,

• टेलीविजन रिसीवर,

• फ्लोरोसेंट लैंप,

• पारा दीपक।

पिछले तीन समूहों को व्यक्तिगत रिसीवरों के हार्मोनिक विरूपण के निम्न स्तर की विशेषता है, लेकिन उनमें से बड़ी संख्या उच्च वोल्टेज नेटवर्क में भी हार्मोनिक्स का एक महत्वपूर्ण स्तर निर्धारित करती है।

यह सभी देखें: विद्युत नेटवर्क में हार्मोनिक्स के स्रोत और आधुनिक बिजली प्रणालियों में उच्च हार्मोनिक्स की उपस्थिति के कारण

गैर साइनसॉइडल वोल्टेज को कम करने के तरीकों को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

ए) श्रृंखला समाधान: एक अलग बस प्रणाली पर गैर-रैखिक भार का वितरण, एसईएस की विभिन्न इकाइयों में उनके साथ समानांतर में इलेक्ट्रिक मोटर्स के कनेक्शन के साथ भार का वितरण, चरण गुणन योजना के अनुसार कन्वर्टर्स का समूहन, का कनेक्शन एक उच्च शक्ति प्रणाली पर लोड करें,

बी) फ़िल्टरिंग उपकरणों का उपयोग, नैरोबैंड अनुनाद फिल्टर के लोड के समानांतर में शामिल करना, फिल्टर-क्षतिपूर्ति उपकरणों (एफसीडी) को शामिल करना;

ग) उच्च हार्मोनिक्स की पीढ़ी के कम स्तर की विशेषता वाले विशेष उपकरणों का उपयोग, "असंतृप्त" ट्रांसफार्मर का उपयोग, बेहतर ऊर्जा विशेषताओं के साथ मल्टीफ़ेज़ कन्वर्टर्स का उपयोग।

विकास बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स का प्राथमिक आधार और उच्च-आवृत्ति मॉड्यूलेशन के नए तरीकों ने 1970 के दशक में उपकरणों के एक नए वर्ग का निर्माण किया, बिजली की गुणवत्ता में सुधार – सक्रिय फिल्टर (AF)... तुरंत श्रृंखला और समानांतर में सक्रिय फिल्टर का वर्गीकरण, साथ ही साथ वर्तमान और वोल्टेज स्रोत उत्पन्न हुए, जिससे चार मुख्य सर्किट बन गए।

चार संरचनाओं में से प्रत्येक (चित्र। 1. 6) ऑपरेटिंग आवृत्ति पर फ़िल्टर सर्किट निर्धारित करता है: कनवर्टर में स्विच और स्वयं स्विच के प्रकार (दो-तरफ़ा या एक-तरफ़ा स्विच)। एक कनवर्टर में एक ऊर्जा भंडारण उपकरण के रूप में जो वर्तमान स्रोत (चित्र 1.ए, डी) के रूप में कार्य करता है, इसका उपयोग किया जाता है अधिष्ठापन, और कनवर्टर में, जो एक वोल्टेज स्रोत के रूप में कार्य करता है (चित्र 1.बी, सी), समाई का उपयोग किया जाता है।

आकृति 1।मुख्य प्रकार के सक्रिय फिल्टर: ए - समानांतर वर्तमान स्रोत; बी - समानांतर वोल्टेज स्रोत; सी - श्रृंखला वोल्टेज स्रोत; डी - श्रृंखला वर्तमान स्रोत

यह ज्ञात है कि आवृत्ति w पर फ़िल्टर Z का प्रतिरोध बराबर है

जब ХL = ХC या wL = (1 / wC) आवृत्ति w पर, वोल्टेज अनुनाद, जिसका अर्थ है कि आवृत्ति w के साथ हार्मोनिक और वोल्टेज घटक के लिए फ़िल्टर का प्रतिरोध शून्य के बराबर है। इस मामले में, आवृत्ति w वाले हार्मोनिक घटकों को फ़िल्टर द्वारा अवशोषित किया जाएगा और नेटवर्क में प्रवेश नहीं करेगा। गुंजयमान फिल्टर डिजाइन करने का सिद्धांत इस घटना पर आधारित है।

गैर-रैखिक भार वाले नेटवर्क में, एक नियम के रूप में, विहित श्रृंखला के हार्मोनिक्स उत्पन्न होते हैं, जिसकी क्रम संख्या ν 3, 5, 7, है। … ..

चित्रा 2. एक शक्ति अनुनाद फिल्टर के समतुल्य सर्किट

इस बात को ध्यान में रखते हुए कि XLν = ХL, ХCv = (XC / ν), जहां XL और Xc मौलिक आवृत्ति पर रिएक्टर और कैपेसिटर बैंक के प्रतिरोध हैं, हम प्राप्त करते हैं:

एक फिल्टर, जो हार्मोनिक्स को फ़िल्टर करने के अलावा उत्पन्न करेगा प्रतिक्रियाशील ऊर्जा, और नेटवर्क बिजली हानि और वोल्टेज के लिए क्षतिपूर्ति करता है, जिसे क्षतिपूर्ति फ़िल्टर (PKU) कहा जाता है।

यदि कोई उपकरण, उच्च हार्मोनिक्स को फ़िल्टर करने के अलावा, वोल्टेज संतुलन का कार्य करता है, तो ऐसे उपकरण को कहा जाता है फ़िल्टर संतुलन (FSU)... संरचनात्मक रूप से, FSU नेटवर्क के लाइन वोल्टेज से जुड़ा एक असममित फ़िल्टर है। लाइन वोल्टेज की पसंद जिससे एफएसयू फिल्टर सर्किट जुड़े हुए हैं, साथ ही फिल्टर चरणों में शामिल कैपेसिटर के पावर अनुपात वोल्टेज संतुलन की स्थिति से निर्धारित होते हैं।

यह ऊपर से अनुसरण करता है कि पीकेयू और एफएसयू जैसे उपकरण कई पर एक साथ कार्य करते हैं बिजली गुणवत्ता संकेतक (गैर-साइनसॉइडल, विषमता, वोल्टेज विचलन)। विद्युत ऊर्जा की गुणवत्ता में सुधार के लिए ऐसे उपकरणों को मल्टीफंक्शनल ऑप्टिमाइज़िंग डिवाइस (एमओयू) कहा जाता है।

इस तरह के उपकरणों के विकास में समीचीनता इस तथ्य के कारण उत्पन्न हुई कि प्रकार के अचानक चर भार आर्क स्टील भट्टियां कई संकेतकों के लिए एक साथ वोल्टेज विरूपण का कारण बनता है। एमओयू का उपयोग बिजली की गुणवत्ता सुनिश्चित करने की समस्या को व्यापक रूप से हल करने का अवसर प्रदान करता है, अर्थात। एक साथ कई संकेतकों के लिए।

ऐसे उपकरणों की श्रेणी में हाई-स्पीड स्टैटिक रिएक्टिव पावर सोर्स (IRM) शामिल हैं।

प्रतिक्रियाशील शक्ति के विनियमन सिद्धांत के अनुसार, IRM को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: प्रत्यक्ष क्षतिपूर्ति के उच्च गति वाले स्थिर प्रतिक्रियाशील शक्ति स्रोत, अप्रत्यक्ष मुआवजे के उच्च गति वाले स्थिर प्रतिक्रियाशील शक्ति स्रोत ... IRM की संरचना चित्र 3 में दिखाई गई है , ए, बी, क्रमशः। ऐसे उपकरण, जिनकी उच्च प्रतिक्रिया गति होती है, वोल्टेज में उतार-चढ़ाव को कम कर सकते हैं। स्टेपवाइज समायोजन और फिल्टर की उपस्थिति उच्च हार्मोनिक स्तरों को संतुलित और कम करती है।

अंजीर में। 3, एक सीधा मुआवजा सर्किट प्रस्तुत किया जाता है जहां "नियंत्रित" प्रतिक्रियाशील शक्ति स्रोत के माध्यम से स्विच किया जाता है thyristors संधारित्र बैंक। बैटरी में कई खंड हैं और आपको उत्पन्न होने वाली प्रतिक्रियाशील शक्ति को अलग-अलग करने की अनुमति देता है। अंजीर में। 3b, IRM शक्ति रिएक्टर को समायोजित करके भिन्न होती है। इस नियंत्रण विधि के साथ, रिएक्टर फिल्टर द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त प्रतिक्रियाशील शक्ति का उपभोग करता है।इसलिए, विधि को अप्रत्यक्ष मुआवजा कहा जाता है।

चित्र 3. प्रत्यक्ष (ए) और अप्रत्यक्ष (बी) मुआवजे के साथ एक बहुक्रियाशील आईआरएम के ब्लॉक आरेख

अप्रत्यक्ष मुआवजे के दो मुख्य नुकसान हैं: अतिरिक्त शक्ति को अवशोषित करने से अतिरिक्त नुकसान होता है, और वाल्व नियंत्रण कोण का उपयोग करके रिएक्टर शक्ति को बदलने से उच्च हार्मोनिक्स की अतिरिक्त पीढ़ी होती है।