जेनरेटर और नॉनलाइनियर लोड: कैसे हार्मोनिक शमन ओवरसाइज़िंग आवश्यकता को समाप्त करता है - मिरस इंटरनेशनल
| भार | 200 हिमाचल प्रदेश (150 kW), 480 वी पंप - 6-पल्स पीडब्लूएम एएसडी |
| जगह | दूरस्थ मानवरहित साइट, मिडवेस्ट यूएसए - द्वीपीय जनरेटर आपूर्ति |
| मूल जनरेटर | 176 किलोवाट - अस्थिरता और एएसडी विफलताओं का कारण बना |
| बड़े आकार का जनरेटर | 500 किलोवाट - समस्याएं कम हुईं लेकिन समाप्त नहीं हुईं |
| शमन का परीक्षण किया गया | कोई फ़िल्टर नहीं → 3% एसी रिएक्टर → वाइड स्पेक्ट्रम हार्मोनिक फ़िल्टर (डब्ल्यूएसएचएफ) |
| डब्लूएसएचएफ परिणाम (500 किलोवाट जनरल) | THDमैं 5.7%, THDमें 2.3%, असली शक्ति 111.5 किलोवाट बनाम. 137.5 रिएक्टर के साथ किलोवाट |
| राइटसाइज्ड जनरेटर | 350 किलोवाट प्राकृतिक गैस - टीएचडीमैं 5.8%, THDमें 2.5% क्षेत्र माप द्वारा पुष्टि की गई |
| ईंधन की बचत (300 किलोवाट बनाम. 500 kW) | 38.1% कमी - $12,000+ USD/माह |
| CO₂ में कमी | 33,120 किग्रा/माह (equivalent to 84 कम ऑटोमोबाइल) |
01 समस्या: ओवरसाइज़िंग इसका उत्तर नहीं है
जब समायोज्य गति चलती है (ASDs), यूपीएस सिस्टम, कंप्यूटर उपकरण, और अन्य विद्युत इलेक्ट्रॉनिक भार एक जनरेटर से जुड़े होते हैं, पारंपरिक उद्योग की प्रतिक्रिया जनरेटर को बड़ा आकार देने की है - आम तौर पर 2 से 2.5 समय-निर्धारित क्षमता - इन अरैखिक भारों द्वारा उत्पादित हार्मोनिक धाराओं को समायोजित करने के लिए. इस नियम का व्यापक रूप से पालन किया जाता है लेकिन इसे कम समझा जाता है, और इसके परिणाम महत्वपूर्ण हैं.[1]
ज़्यादा आकार न रखने के परिणाम वास्तविक हैं: ब्राउनआउट स्थितियाँ, जनरेटर ओवरलोडिंग, nuisance tripping, एवीआर का दुरूपयोग, जनरेटर की विफलता, और ऊंचे वोल्टेज विरूपण से लोड उपकरण क्षति. लेकिन अधिक आकार के परिणाम भी वास्तविक हैं - और कई अनुप्रयोगों में, वे बड़ी समस्या हैं:
- उच्च पूंजीगत लागत - ए 500 किलोवाट जनरेटर की लागत काफी अधिक है 200 समान उपयोगी भार के लिए किलोवाट इकाई
- ख़राब परिचालन दक्षता - डीजल जनरेटर 75-85% लोड पर सबसे अधिक कुशलता से काम करते हैं. 20-30% लोड पर चलने वाला एक बड़ा जनरेटर प्रति kWh वितरित आनुपातिक रूप से अधिक ईंधन की खपत करता है
- उच्च उत्सर्जन - अधिक ईंधन जलाने का मतलब है अधिक CO₂, कणिका तत्व, CO, और नाइट्रोजन के ऑक्साइड. एक लीटर डीजल लगभग 2.4-3.5 किलोग्राम CO₂ उत्सर्जित करता है
- उच्च परिचालन लागत - ईंधन, रखरखाव, और पट्टे की लागत जनरेटर के आकार के साथ सभी पैमाने पर होती है
इस लेख का मूल तर्क सीधा है: ओवरसाइज़िंग किसी समस्या के लिए एक इंजीनियरिंग समाधान है जिसका सीधा तकनीकी समाधान होता है. प्रभावी हार्मोनिक शमन लागू करें - स्रोत पर हार्मोनिक धाराओं को कम करें - और जनरेटर को वास्तविक भार के लिए अधिकार दिया जा सकता है, किसी काल्पनिक 2× भार के लिए नहीं जो असंयमित हार्मोनिक्स के लिए जिम्मेदार है.[1]
02 जेनरेटर सिद्धांत: जेनरेटर पर हार्मोनिक लोड कठिन क्यों हैं?
2.1 स्रोत प्रतिबाधा - मौलिक पैरामीटर
एक तुल्यकालिक जनरेटर अपेक्षाकृत प्रदान करता है “कमज़ोर” उपयोगिता ग्रिड की तुलना में वोल्टेज स्रोत. इसका स्रोत प्रतिबाधा असंतृप्त उपक्षणीय प्रतिक्रिया एक्स द्वारा विशेषता है”डी - जनरेटर के आधार प्रतिबाधा के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया गया. विशिष्ट एक्स”d मानों की सीमा होती है 10% खत्म करने के लिए 20% निर्माता पर निर्भर करता है, क्षमता, और डिज़ाइन का इरादा.[1]
X जितना अधिक होगा”घ, स्रोत जितना कमजोर होगा. प्रचुर शॉर्ट-सर्किट क्षमता वाले उपयोगिता ग्रिड कनेक्शन में औद्योगिक ग्राहक के सेवा प्रवेश द्वार पर 1-3% का प्रभावी स्रोत प्रतिबाधा हो सकती है।. उसी बस में एक डीजल जनरेटर में 10-20% स्रोत प्रतिबाधा होती है. स्रोत प्रतिबाधा में यह 5-20× अंतर इस बात का मूल कारण है कि उपयोगिता आपूर्ति पर सौम्य हार्मोनिक समस्याएं जनरेटर आपूर्ति पर गंभीर क्यों हो जाती हैं.
2.2 जनरेटर में हार्मोनिक हानि के तीन तंत्र
हार्मोनिक धाराएं तीन अलग-अलग हानि तंत्रों के माध्यम से जनरेटर क्षमता को कम करती हैं, ये सभी ऑपरेटिंग तापमान को बढ़ाते हैं और जनरेटर की उपयोगी बिजली देने की क्षमता को कम करते हैं:[1]
- आघात अवशोषक (स्पंज) पिंजरे का नुकसान - स्टेटर में हार्मोनिक धाराओं से भटके हुए चुंबकीय क्षेत्र रोटर के डैम्पर पिंजरे में परिसंचारी धाराओं को प्रेरित करते हैं. पिंजरे का प्रतिरोध इन परिसंचारी धाराओं को गर्मी में परिवर्तित करता है, उस शक्ति का प्रतिनिधित्व करना जिसे जनरेटर को उत्पन्न करना चाहिए लेकिन वह कोई उपयोगी कार्य नहीं करता है.
- त्वचा पर प्रभाव I²R हानि - हार्मोनिक आवृत्तियों पर, धारा प्रवाह कंडक्टरों की बाहरी सतह पर केंद्रित होता है (त्वचा पर प्रभाव). हार्मोनिक आवृत्तियों पर स्टेटर वाइंडिंग्स का प्रभावी प्रतिरोध बढ़ जाता है, I²R हानियों को DC प्रतिरोध की भविष्यवाणी से अधिक बढ़ाना.
- मुख्य घाटा - जनरेटर कोर में हार्मोनिक फ्लक्स अतिरिक्त एड़ी धारा और हिस्टैरिसीस नुकसान पैदा करता है, दक्षता को और कम करना और ऑपरेटिंग तापमान को बढ़ाना.
2.3 वोल्टेज विरूपण के प्रति AVR संवेदनशीलता
स्वचालित वोल्टेज नियामक (ए.वी.आर) निरंतर आउटपुट वोल्टेज बनाए रखने के लिए जनरेटर के क्षेत्र उत्तेजना को नियंत्रित करता है. एवीआर वोल्टेज सेंसिंग सर्किट को वास्तविक आरएमएस वोल्टेज या मूलभूत घटक पर प्रतिक्रिया देनी चाहिए - लेकिन हार्मोनिक विरूपण पर प्रतिक्रिया नहीं देनी चाहिए. जब टर्मिनल वोल्टेज नॉनलाइनियर लोड से बुरी तरह विकृत हो जाता है, कई एवीआर डिज़ाइन एक स्वच्छ मौलिक-आवृत्ति सिग्नल निकालने के लिए संघर्ष करते हैं, शिकार की ओर अग्रसर, दोलन, या वोल्टेज विनियमन का नुकसान. उत्तेजना नियंत्रण प्रणालियाँ जो जनरेटर आउटपुट से अपनी बिजली आपूर्ति लेती हैं, अतिरिक्त रूप से असुरक्षित हैं, चूंकि विकृत बिजली आपूर्ति उत्तेजना इलेक्ट्रॉनिक्स में खराबी का कारण बन सकती है.[1]
03 स्रोत प्रतिबाधा प्रभाव: THDi और THDv के बीच प्रति-सहज संबंध
जेनरेटर-फेड सिस्टम पर हार्मोनिक्स के सबसे महत्वपूर्ण और सबसे कम समझे जाने वाले पहलुओं में से एक स्रोत प्रतिबाधा परिवर्तन के रूप में वर्तमान विरूपण और वोल्टेज विरूपण के बीच व्युत्क्रम संबंध है।. उसी से डेटा मापा 15 हिमाचल प्रदेश, 480 में, 6-दो अलग-अलग आपूर्ति स्रोतों पर संचालित पल्स एएसडी इसे स्पष्ट रूप से दर्शाता है.[1]
3.1 कठोर उपयोगिता आपूर्ति
अंजीर. 1. का इनपुट करंट 15 हिमाचल प्रदेश, 6-एक कठोर उपयोगिता स्रोत पर पल्स एएसडी. THDमैं = 108% - एक अनफ़िल्टर्ड 6-पल्स रेक्टिफायर की विशेषता तेज डबल-पल्स तरंग. इस अत्यंत उच्च धारा विकृति के बावजूद, निम्न स्रोत प्रतिबाधा नगण्य वोल्टेज विरूपण उत्पन्न करती है. स्रोत: मिरस इंटरनेशनल / ईजीएसए पॉवरलाइन Q3 2019.[1]
अंजीर. 2. का इनपुट वोल्टेज 15 हिमाचल प्रदेश, 6-एक कठोर उपयोगिता स्रोत पर पल्स एएसडी. THDमें = 2.2% - कम स्रोत प्रतिबाधा महत्वपूर्ण वोल्टेज विरूपण के बिना हार्मोनिक धाराओं को अवशोषित करती है. वोल्टेज तरंगरूप अनिवार्य रूप से साइनसॉइडल है. स्रोत: मिरस इंटरनेशनल / ईजीएसए पॉवरलाइन Q3 2019.[1]
3.2 कमजोर जनरेटर आपूर्ति - समान ड्राइव, वही भार
अंजीर. 3. उसी का इनपुट करंट 15 एचपी एएसडी, अब एक कमजोर जेनरेटर स्रोत से आपूर्ति की जा रही है. THDमैं = 25.8% - कठोर उपयोगिता स्रोत की तुलना में कम क्योंकि उच्च स्रोत प्रतिबाधा वर्तमान दालों को सुचारू कर देती है. स्रोत: मिरस इंटरनेशनल / ईजीएसए पॉवरलाइन Q3 2019.[1]
अंजीर. 4. उसी का इनपुट वोल्टेज 15 कमजोर जनरेटर स्रोत पर एचपी एएसडी. THDमें = 13.8% - गंभीर फ्लैट-टॉपिंग दिखाई दे रही है. कम टीएचडीआई के बावजूद, वोल्टेज विरूपण अत्यंत बदतर है क्योंकि हार्मोनिक धाराएँ उच्च जनरेटर स्रोत प्रतिबाधा के माध्यम से प्रवाहित होती हैं. स्रोत: मिरस इंटरनेशनल / ईजीएसए पॉवरलाइन Q3 2019.[1]
जनरेटर आपूर्ति पर: THDi = 25.8%, टीएचडीवी = 13.8%.
वर्तमान विकृति गिर गई 75% - लेकिन वोल्टेज विरूपण 6× से अधिक बढ़ गया. जनरेटर का उच्च स्रोत प्रतिबाधा वर्तमान पल्स को सुचारू करता है (reducing THDi) साथ ही उन्हीं हार्मोनिक धाराओं को गंभीर वोल्टेज विरूपण में परिवर्तित करना (THDv बढ़ाना). यही कारण है कि जनरेटर आपूर्ति पर मापे गए टीएचडीआई की तुलना सीधे उपयोगिता-प्रणाली टीएचडीआई माप से नहीं की जा सकती है - मीट्रिक स्रोत प्रतिबाधा के साथ अर्थ बदलता है. वोल्टेज विरूपण वह परिणाम है जो उपकरण की विश्वसनीयता के लिए मायने रखता है, और जनरेटर पर यह विनाशकारी हो सकता है, भले ही वर्तमान विकृति मामूली दिखाई दे.
04 वाइड स्पेक्ट्रम हार्मोनिक फ़िल्टर: डिज़ाइन और जेनरेटर संगतता
4.1 WSHF टोपोलॉजी
एक विस्तृत स्पेक्ट्रम हार्मोनिक फिल्टर (डब्ल्यूएसएचएफ) एक अवरुद्ध तत्व और एक ट्यून किए गए फ़िल्टरिंग तत्व के संयोजन का उपयोग करके एक निष्क्रिय श्रृंखला से जुड़ा फ़िल्टर है. विशिष्ट हार्मोनिक ऑर्डर को लक्षित करने वाले ट्यून किए गए निष्क्रिय फ़िल्टर के विपरीत, WSHF व्यापक आवृत्ति रेंज में हार्मोनिक कमी प्रदान करता है - 6-पल्स रेक्टिफायर के सभी विशिष्ट हार्मोनिक्स को क्षीण करता है (5वें, 7वें, 11वें, 13वें) इसके साथ ही. THDमैं पूर्ण लोड पर इसे न्यूनतम तक कम किया जा सकता है 5% इस पर ध्यान दिए बिना कि ड्राइव में AC या DC रिएक्टर शामिल है या नहीं.[1]
अंजीर. 5. वाइड स्पेक्ट्रम हार्मोनिक फ़िल्टर योजनाबद्ध. डिज़ाइन एक अवरोधक तत्व को जोड़ता है (L1, L2 - आपसी युग्मन का शोषण करने वाले एक सामान्य कोर पर कई वाइंडिंग) एक ट्यून्ड फ़िल्टरिंग तत्व के साथ (एल3, सी). इनपुट टर्मिनलों से देखी गई गुंजयमान आवृत्ति चौथे हार्मोनिक के पास है - 3-चरण रेक्टिफायर के प्रमुख हार्मोनिक्स के नीचे. स्रोत: मिरस इंटरनेशनल / ईजीएसए पॉवरलाइन Q3 2019.[1]
4.2 जनरेटर के लिए कम कैपेसिटिव रिएक्शन महत्वपूर्ण क्यों है?
WSHF कैपेसिटर बैंक का डिज़ाइन जनरेटर-संचालित अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है. आम कोर रिएक्टर पर कई वाइंडिंग्स के बीच आपसी युग्मन एक काफी छोटे कैपेसिटर बैंक के उपयोग की अनुमति देता है - आमतौर पर इससे कम 15% पूर्ण लोड रेटिंग के प्रतिशत के रूप में प्रतिक्रियाशील शक्ति. यह प्रतिस्पर्धी निष्क्रिय फ़िल्टर डिज़ाइनों से एक महत्वपूर्ण अंतर है.[1]
कई विस्तृत स्पेक्ट्रम फिल्टर में कैपेसिटेंस मान की सुविधा होती है 30% या उनकी किलोवाट रेटिंग के सापेक्ष अधिक. हल्के भार पर, जब हार्मोनिक फ़िल्टरिंग की मांग कम हो लेकिन कैपेसिटिव रिएक्टिव पावर अभी भी मौजूद हो, ये बड़े कैपेसिटर बैंक अग्रणी पावर फैक्टर स्थितियों और वोल्टेज को बढ़ावा दे सकते हैं जो जनरेटर एवीआर विनियमन में हस्तक्षेप करते हैं. कुछ आपूर्तिकर्ता कैपेसिटर को हल्के लोड पर स्विच करके इसका समाधान करते हैं - जो एक साथ लोड स्तर पर फ़िल्टर की हार्मोनिक शमन क्षमता को समाप्त कर देता है जहां जनरेटर स्थिरता सबसे महत्वपूर्ण है. डब्लूएसएचएफ का स्वाभाविक रूप से कम कैपेसिटिव रिएक्शन स्विचिंग कॉन्टैक्टर की आवश्यकता के बिना इस समस्या से बचाता है.
4.3 अपस्ट्रीम हार्मोनिक आयात सुरक्षा
ऐसे इंस्टॉलेशन में जहां कई नॉनलाइनियर लोड एक सामान्य जनरेटर बस साझा करते हैं, एक ड्राइव पर एक हार्मोनिक फ़िल्टर को उसी बस में अन्य ड्राइव से बहने वाली हार्मोनिक धाराओं द्वारा अतिभारित नहीं किया जाना चाहिए. डब्लूएसएचएफ डिज़ाइन गुंजयमान आवृत्ति रखकर इसे संबोधित करता है (जैसा कि इनपुट टर्मिनलों से देखा गया है) चौथे हार्मोनिक के पास - पांचवें हार्मोनिक के नीचे जो कि 3-चरण रेक्टिफायर की प्रमुख विशेषता है. इसका मतलब है कि बस पर अन्य भार से हार्मोनिक धाराओं को फ़िल्टर इनपुट टर्मिनलों पर एक उच्च प्रतिबाधा दिखाई देती है और उन्हें फ़िल्टर में प्रवाहित होने से रोक दिया जाता है।. फ़िल्टर स्वयं को नेटवर्क से बचाता है.
05 मामले का अध्ययन: 200 एचपी रिमोट पंप - से 500 किलोवाट से 350 किलोवाट जेनरेटर
केस स्टडी एक है 200 हिमाचल प्रदेश (150 kW), 480 मिडवेस्ट यूएसए में एक मानव रहित दूरस्थ स्थल पर वी पंप, एक द्वीपीय डीजल जनरेटर द्वारा आपूर्ति की गई. यह वही एप्लिकेशन है जिसे इस आईपीक्यूडीएफ श्रृंखला में पहले प्लेन्स ऑल-अमेरिकन पाइपलाइन केस स्टडी में प्रलेखित किया गया था - ईजीएसए पॉवरलाइन लेख पूर्ण तकनीकी विश्लेषण प्रदान करता है जिसे वाणिज्यिक केस स्टडी ने संक्षेप में प्रस्तुत किया है।.[1]
5.1 विफलता क्रम
मूल 176 किलोवाट जनरेटर ने जनरेटर अस्थिरता और बार-बार एएसडी विफलताओं का कारण बना. Following the generator manufacturer’s recommendation, एक 500 kW generator was installed. This reduced but did not eliminate the ASD operational problems — the harmonic currents were still present, still causing losses, still distorting the voltage. The oversized generator was simply large enough to absorb the consequences without failing catastrophically.
5.2 Three-way simulation: no filter, एसी रिएक्टर, डब्ल्यूएसएचएफ
Computer simulation was performed for the 500 kW generator supplying the 200 HP ASD at 90% load under three conditions. The generator subtransient reactance X”d = 11.8%, power factor = 0.8.[1]
| पैरामीटर | कोई शमन नहीं | 3% एसी रिएक्टर | डब्ल्यूएसएचएफ |
|---|---|---|---|
| THDमें | 7.6% | 5.4% | 1.7% |
| THDमैं | 44.7% | 32.0% | 6.6% |
| वर्तमान (एक) | 198.8 | 191.5 | 180.3 |
| Real power (kW) | 147.2 | 146.9 | 148.3 |
5.3 Field measurements — AC reactor vs. WSHF on the 500 kW generator
Field measurements were taken at a pump flow rate of 240 BPH, controlled by a separate control loop. The comparison between the 3% एसी रिएक्टर (existing) and the WSHF (installed as replacement) सिमुलेशन परिणामों की पुष्टि की - और एक अप्रत्याशित अतिरिक्त लाभ का खुलासा किया:[1]
| पैरामीटर | 3% एसी रिएक्टर | डब्ल्यूएसएचएफ | सुधार |
|---|---|---|---|
| THDमें | 6.0% | 2.3% | 62% कमी |
| THDमैं | 23.7% | 5.7% | 76% कमी |
| वर्तमान (एक) | 181 | 137 | 24% कमी |
| Real power (kW) | 137.5 | 111.5 | 19% कमी समान प्रवाह दर पर |
5.4 को अधिकार देना 350 किलोवाट जनरेटर - सिमुलेशन और क्षेत्र माप
टीएचडी के साथमैं नीचे 10%, जनरेटर व्युत्पन्न कारक 2-2.5× से गिरकर 1.4× हो गया. अब केवल पंप की आवश्यकता है 111.5 किलोवाट वास्तविक शक्ति - एक जनरेटर को उतना ही छोटा ठहराना 200 गणना द्वारा किलोवाट. संचालिका, विफलताओं के इतिहास को देखते हुए यह स्पष्ट रूप से सतर्क है, एक चुना 350 इसके बजाय किलोवाट प्राकृतिक गैस जनरेटर, डीजल से उपलब्ध फ्लेयर गैस में परिवर्तित करना.[1]
| पैरामीटर | कंप्यूटर सिमुलेशन (350 किलोवाट जनरल) | फ़ील्ड माप (350 किलोवाट जनरल) |
|---|---|---|
| THDमें | 2.3% | 2.5% |
| THDमैं | 6.2% | 5.8% |
| वर्तमान (एक) | 180.6 | 144 |
| Real power (kW) | 148.5 | 117.6 |
| सच्चा पीएफ | 0.99 | 0.99 |
सिमुलेशन और क्षेत्र माप टीएचडी पर बारीकी से सहमत हुएमें और टीएचडीमैं. दोनों मान आईईईई से मिले 519 छोटे जनरेटर पर आराम से आवश्यकताएं.[2] निकट-एकता सच्चा पावर फैक्टर (0.99) WSHF कैपेसिटर को प्रतिबिंबित करता है जो मोटर की प्रेरक प्रतिक्रियाशील शक्ति की भरपाई करता है - जनरेटर लोडिंग को कम करता है और सिस्टम दक्षता में सुधार करता है.
06 ईंधन की खपत और उत्सर्जन: व्यावसायिक मामले का परिमाणीकरण
ईंधन और उत्सर्जन विश्लेषण ने एक ही समय में तीन परिचालन परिदृश्यों की तुलना की 240 बीपीएच थ्रूपुट: 500 एसी रिएक्टर के साथ किलोवाट जनरेटर (आधारभूत), 500 WSHF के साथ किलोवाट जनरेटर, और 300 WSHF के साथ किलोवाट जनरेटर. डीजल का खर्च: $3.80 अमरीकी डालर/गैलन. CO₂ उत्सर्जन कारक: 10.2 किग्रा/गैलन. आपरेशन: 24 घंटे/दिन, 7 दिन/सप्ताह.[1]
| पैरामीटर | 500 kW + एसी रिएक्टर | 500 kW + डब्ल्यूएसएचएफ | 300 kW + डब्ल्यूएसएचएफ |
|---|---|---|---|
| भार (kW) | 137.5 | 111.5 | 117.2 |
| भार % | 27.4% | 22.2% | 39.2% |
| ईंधन दर (गैलन/घंटा) | 11.8 | 10.1 | 7.3 |
| मासिक ईंधन (गैलन/मो) | 8,496 | 7,272 | 5,256 |
| मासिक ईंधन लागत (USD) | $32,285 | $27,634 | $19,973 |
| मासिक ईंधन बचत | - | $4,651 (14.4%) | $12,312 (38.1%) |
| मासिक CO₂ (किग्रा) | 86,400 | 74,160 | 53,280 |
| मासिक CO₂ में कमी (किग्रा) | - | 12,240 | 33,120 |
स्तर 2 - का अधिकार आकार 300 kW generator + डब्ल्यूएसएचएफ: $12,312/महीने की ईंधन बचत, 33,120 किग्रा CO₂/माह की कमी (हटाने के बराबर 84 सेवा से ऑटोमोबाइल). जेनरेटर राइटसाइज़िंग ईंधन की बचत को अकेले फ़िल्टर द्वारा प्राप्त की गई उपलब्धि से कहीं अधिक बढ़ा देता है.
The 500 22-27% लोड पर चलने वाला किलोवाट जनरेटर अपने सबसे कम कुशल क्षेत्र में काम कर रहा है. एक सही आकार का जनरेटर 39% लोड न केवल पूर्ण रूप से कम ईंधन का उपयोग करता है - यह वितरित प्रति किलोवाट कम ईंधन का उपयोग करता है क्योंकि यह उच्च लोड अंश पर संचालित होता है जहां डीजल इंजन दक्षता बेहतर होती है. दो प्रभाव मिश्रित होते हैं: छोटा इंजन, आउटपुट की प्रति यूनिट बेहतर दक्षता.
07 पीक्यू परिप्रेक्ष्य: संपूर्ण इंजीनियरिंग तर्क
7.1 यह लेख PQ शृंखला में क्यों है?
होवेनार्स और मैकग्रा का यह ईजीएसए पॉवरलाइन लेख इस आईपीक्यूडीएफ श्रृंखला में जनरेटर-हार्मोनिक्स-राइटसाइज़िंग संबंधों का सबसे तकनीकी रूप से संपूर्ण उपचार है।. यह वह प्रदान करता है जो व्यावसायिक केस अध्ययनों ने नहीं दिया: अंतर्निहित जनरेटर भौतिकी (एक्स”घ, एवीआर संवेदनशीलता, त्वचा पर प्रभाव), स्रोत प्रतिबाधा सिद्धांत THDi/THDv संबंध की व्याख्या करता है, अनुकरण पद्धति, डेटा तालिकाएँ, और उत्सर्जन मात्रा का ठहराव - जनरेटर उद्योग के दर्शकों के उद्देश्य से सभी एक ही दस्तावेज़ में.
उपयोगिता विद्युत गुणवत्ता पृष्ठभूमि से, यहां तर्क परिचित हैं लेकिन फ़्रेमिंग अलग है. यूटिलिटी इंजीनियर हार्मोनिक्स के बारे में एक नेटवर्क प्रदूषण समस्या के रूप में सोचता है - एक ग्राहक द्वारा इंजेक्ट किया गया हार्मोनिक्स पड़ोसी ग्राहकों को प्रभावित करता है. जनरेटर इंजीनियर हार्मोनिक्स के बारे में एक क्षमता और दक्षता समस्या के रूप में सोचता है - जनरेटर अपना रेटेड आउटपुट नहीं दे सकता क्योंकि हार्मोनिक्स क्षमता का उपभोग करता है और नुकसान बढ़ाता है. दोनों फ़्रेमिंग सही हैं. समाधान - स्रोत पर हार्मोनिक धारा को कम करना - दोनों मामलों में समान है.
7.2 व्युत्पन्न कारक संक्रमण पर 10% THDमैं
जनरेटर निर्माताओं द्वारा उद्धृत विशिष्ट सीमा - टीएचडी को कम करेंमैं नीचे 10% और व्युत्पन्न कारक 2-2.5× से 1.4× तक गिर जाता है - इंजीनियरिंग धुरी बिंदु है जिसके चारों ओर संपूर्ण अधिकार तर्क बदल जाता है. Lineator AUHF और Lineator WSHF विश्वसनीय रूप से 5-8% THD प्राप्त करते हैंमैं पूरे लोड पर, इस सीमा के नीचे आराम से. एक 3% एसी रिएक्टर आमतौर पर 20-30% टीएचडी प्राप्त करता हैमैं - दहलीज के ऊपर, इसलिए 2× व्युत्पन्न अभी भी लागू होता है. यह एकल प्रदर्शन अंतर वह है जो व्यापक स्पेक्ट्रम निष्क्रिय फ़िल्टर को जेनरेटर राइटसाइज़िंग के लिए सक्षम तकनीक बनाता है.
7.3 सिमुलेशन + क्षेत्र माप - सही पद्धति
इस लेख में विश्लेषण मिरस केस स्टडी श्रृंखला में प्रदर्शित उसी पद्धति का अनुसरण करता है: समाधान की पुष्टि के लिए स्थापना से पहले हार्मोनिक सिमुलेशन, प्रदर्शन को सत्यापित करने के लिए स्थापना के बाद फ़ील्ड माप. टीएचडी पर सिमुलेशन और क्षेत्र माप के बीच घनिष्ठ समझौतामें और टीएचडीमैं (0.2-0.4 प्रतिशत अंक के भीतर) सिमुलेशन मॉडल और दृष्टिकोण को मान्य करता है. The unexpected discrepancy on real power — field measurements consistently showing lower power consumption than simulation — is acknowledged honestly and attributed to physical effects (lower insertion loss, improved ASD efficiency) that the simulation software did not model. This kind of transparency about simulation limitations is exactly what a credible engineering analysis should contain.
सन्दर्भ
- [1] टी. Hoevenaars, पी.इंजी. और एम. मैकग्रा, “जेनरेटर और नॉनलाइनियर लोड - हार्मोनिक शमन ओवरसाइज़िंग आवश्यकता को समाप्त करता है,” ईजीएसए पावरलाइन, Q3 2019, पीपी. 17-23. इलेक्ट्रिकल जनरेटिंग सिस्टम एसोसिएशन, Boca Raton, FL. मिरस इंटरनेशनल इंक., Brampton, ओंटारियो, कनाडा.
- [2] आईईईई एसटीडी 519-2022, “इलेक्ट्रिक पावर सिस्टम में हार्मोनिक नियंत्रण के लिए आईईईई मानक,” आईईईई, न्यू यार्क, NY, 2022.