वोल्टेज और मौजूदा Harmonics (जॉन विले & संस)

लेखक: एंजेलो बैगिनी और ज़बिग्न्यू हेंज़ेल्का

स्रोत: एंजेलो Baggin द्वारा संपादित विद्युत गुणवत्ता की पुस्तिका, जॉन विले & संस, लिमिटेड

1.0 छह-पल्स कनवर्टर के लिए ट्रांसफार्मर का चयन और रेटिंग [10]

जब हार्मोनिक स्पेक्ट्रम ज्ञात हो जाता है, या कम से कम एक निश्चित विश्वसनीयता के साथ मापा जा सकता है या भविष्यवाणी की जा सकती है, अतिरिक्त नुकसान की गणना आसानी से की जा सकती है.

गणना की प्रक्रिया निम्नलिखित चरणों के माध्यम से की जानी चाहिए:

1. हार्मोनिक्स की उपस्थिति के कारण अतिरिक्त हानि के सभी घटकों का निर्धारण.
2. हार्मोनिक स्पेक्ट्रम का निर्धारण, या तो माप से या अनुमान से, सभी हार्मोनिक उत्पन्न करने वाले उपकरणों को ध्यान में रखते हुए, विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर्स में.
3. प्रत्येक हार्मोनिक घटक के योगदान की गणना और कुल अतिरिक्त नुकसान का निर्धारण.

व्यवहार में, सैद्धांतिक मूल्यों के बजाय वास्तविक हार्मोनिक वर्तमान परिमाण का उपयोग करना महत्वपूर्ण है.

तालिका 1 गणना की गई अतिरिक्त हानियाँ दर्शाता है, क्रमानुसार हार्मोनिक धाराओं के लिए 25, सामान्य पर्यावरणीय तापमान पर दो ट्रांसफार्मर के लिए, चित्र में दिखाए गए वर्तमान हार्मोनिक स्पेक्ट्रम को मानते हुए 1.

परिणाम दर्शाते हैं कि ट्रांसफॉर्मर विशेषताएँ हार्मोनिक भार के साथ नुकसान का निर्धारण करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं.

इस उदाहरण में ट्रांसफार्मर को थोड़े अलग तापमान पर मापा गया था (21.5°सी पहले के लिए और 22.8दूसरे के लिए डिग्री सेल्सियस); इससे परिणामों की विश्वसनीयता नहीं बदलेगी.

1.1 K फैक्टर की गणना

तालिका 2 चित्र के हार्मोनिक स्पेक्ट्रम के लिए K कारक की गणना दर्शाता है 1 प्रति यूनिट के आधार पर.

पहला चरण आर.एम.एस. की गणना है. कुल धारा I का मान, 1.0410 इस मामले में, जिसके बाद प्रत्येक हार्मोनिक धारा के आनुपातिक मूल्यों के वर्गों की गणना की जा सकती है, K के मान की ओर अग्रसर. इतने भार के लिए, K रेटिंग वाला एक ट्रांसफार्मर 9 छह-पल्स कनवर्टर के लिए उपयुक्त होगा.

1.2 कारक K की गणना

कारक K स्थापित करने में पहला कदम (तालिका 2) ई का मूल्य खोजना है, मौलिक आवृत्ति पर एड़ी धारा हानि और कुल भार हानि का अनुपात. ट्रांसफार्मर निर्माता को यह उपलब्ध कराने में सक्षम होना चाहिए, अन्यथा इसकी सीमा में होने की संभावना है 0.05 से 0.1. प्रतिपादक q ट्रांसफार्मर के निर्माण पर गंभीर रूप से निर्भर करता है और निर्माता से भी उपलब्ध होना चाहिए. के दायरे में रहने की संभावना है 1.5 से 1.7. पहले जैसा, गणना चित्र के सैद्धांतिक मूल्यों पर आधारित है 1. व्यवहार में, ट्रांसफार्मर को व्युत्पन्न करने की आवश्यकता होगी 84.75 % (1/1.18) छह-पल्स कनवर्टर की आपूर्ति करते समय नाममात्र बिजली रेटिंग.

2.0 व्युत्पन्न केबल

जैसा कि अनुभाग में वर्णित है 6.2, तीसरे हार्मोनिक के कारण तटस्थ में वर्तमान आयाम मौलिक आवृत्ति पर चरण धारा के आयाम से अधिक हो सकता है. इस मामले में सर्किट केबलों के आकार के संबंध में तटस्थ धारा पर विचार किया जाना चाहिए. यह उदाहरण एक कार्यालय भवन से संबंधित है जहां स्थापित किए जाने वाले केबल के आकार का मूल्यांकन करने के लिए चार अलग-अलग हार्मोनिक्स स्पेक्ट्रा का उपयोग किया गया है.

सिस्टम एक तीन चरण वाला सर्किट है 32 दीवार पर सीधे बिछाई गई चार-कोर ईपीआर इंसुलेटेड केबल का उपयोग करके एक रेटेड लोड स्थापित किया जाना है.

2.1 परिदृश्यों

ये इस प्रकार हैं:

1. हार्मोनिक्स का अभाव. इस धारा के लिए कॉपर कंडक्टर केबल का उपयोग करना आम बात है 4 मिमी² की क्षमता वाला क्रॉस-सेक्शन 35 एक [5] .
2. का एक मान 22 % तीसरे क्रम के हार्मोनिक का (चित्रा 2). इस स्पेक्ट्रम के लिए तटस्थ धारा I होगी_N = 32·0,22·3 = 21,1ए, मैं_N <मैं_एफ, इसलिए मान का चयन लाइन करंट के आधार पर किया जाता है. ए लगाना 0.86 कमी कारक (तालिका 12), समतुल्य भार धारा है 32/0,86 =37,2 ए. इस मान के लिए केबल अनुभाग में a6mm है² की क्षमता वाला क्रॉस-सेक्शन 44 एक [5].

के मूल्य के लिए 42 % तीसरे क्रम के हार्मोनिक का (चित्रा 3), मैं_N = 32·0.42·3=40.3ए, मैं_N >मैं_एफ, इसलिए मूल्य का चयन तटस्थ धारा के आधार पर किया जाता है. ए लगाना 0.86 कमी कारक, समतुल्य लोड धारा 40,3/0,86=46,9 ए है. इस मान के लिए केबल अनुभाग में एक है 10 मिमी² 60A की क्षमता वाला क्रॉस-सेक्शन [5].

चित्र C7.4 धारा तरंगरूप और उसका स्पेक्ट्रम

3. तीसरे क्रम, हार्मोनिक-समृद्ध वातावरण, जैसा कि चित्र में है 4. तटस्थ धारा I होगी_एन= 32·1.31·3 = 125.76ए, मैं_एन>मैं_च, इसलिए मूल्य का चयन तटस्थ धारा के आधार पर किया जाता है. के बराबर कमी कारक लागू करना 1, समतुल्य भार धारा है 125.76/1 = 125,67 एक. इस मान के लिए केबल अनुभाग में एक है 35 मिमी² की क्षमता वाला क्रॉस-सेक्शन 128 एक [5].

3.0 हार्मोनिक स्रोत स्थान

बिजली आपूर्तिकर्ता और ग्राहक के बीच पीसीसी पर आपूर्ति नेटवर्क वोल्टेज के महत्वपूर्ण विरूपण की स्थिति में, अशांति के स्रोत का पता लगाया जाना चाहिए. बिजली आपूर्ति के लिए अनुबंध तैयार करते समय या आपूर्ति की गुणवत्ता खराब करने के लिए चार्जिंग करते समय यह विशेष महत्व का हो जाता है। कई मामलों में आपूर्तिकर्ता और ग्राहक का मात्रात्मक निर्धारण भी होता है(एस) पीसीसी पर कुल वोल्टेज विरूपण में योगदान की आवश्यकता है.

हार्मोनिक स्रोतों का पता लगाने की सबसे आम व्यावहारिक विधि दिए गए हार्मोनिक्स के लिए सक्रिय शक्ति प्रवाह की दिशा निर्धारित करने पर आधारित है, हालाँकि कई लेखक इसकी सीमाओं को इंगित करते हैं और अन्य तरीकों का प्रस्ताव करते हैं (प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रवाह की दिशा और 'महत्वपूर्ण प्रतिबाधा' की जांच, इंटरहार्मोनिक इंजेक्शन, वोल्टेज और वर्तमान सापेक्ष मूल्यों का निर्धारण, आदि. [34],[35]). ज्यादातर मामलों में ये तरीके, उनकी तकनीकी जटिलता के अलावा, विश्लेषित प्रणाली के समकक्ष मापदंडों के मूल्यों पर सटीक जानकारी की आवश्यकता होती है, जिन तक पहुंचना कठिन है, या महँगे मापों के परिणामस्वरूप ही प्राप्त किया जा सकता है.

सक्रिय शक्ति प्रवाह विधि की दिशा के अनुसार, किसी दिए गए हार्मोनिक का प्रमुख स्रोत (क्रमानुसार n) सिस्टम के विभिन्न बिंदुओं पर इस हार्मोनिक सक्रिय शक्ति प्रवाह की दिशा निर्धारित करके स्थित किया जा सकता है (चित्रा 5). P का एक गैर-शून्य मान_(एन) =यू_(एन)मैं_(एन) ओल(Φi_{यू(एन)}-Φi_{मैं(एन)})एक ही आवृत्ति के साथ वोल्टेज और करंट की परस्पर क्रिया का प्रभाव है. विकृत वोल्टेज के साथ आपूर्ति किया गया एक रैखिक भार प्रत्येक हार्मोनिक के लिए सक्रिय शक्ति खींचता है: पी_(एन) ≥ 0. यदि ग्राहक पक्ष में गैर-रैखिक तत्व मौजूद हैं, कुछ हार्मोनिक्स के लिए सक्रिय शक्ति नेटवर्क को आपूर्ति की जा सकती है: पी_(एन)<0. पी का चिन्ह_(एन) एक ही क्रम के वोल्टेज और करंट के चरण कोणों को मापकर निर्धारित किया जा सकता है: Φi_{यू(एन)}और Φi(एन)^.

इस विधि के सिद्धांत को एकल-चरण सर्किट के उदाहरण में समझाया गया है, तालिका में दिखाया गया है 4 (आपूर्ति वोल्टेज स्रोत यू है_एस, L_एस), जहां नॉनलाइनियर लोड थाइरिस्टर पावर कंट्रोलर है (TYR1, TYR2, प्रतिरोध आर_{ओएनएल}, अधिष्ठापन एल_{ओएनएल}), जो क्रम n = 2k ± की हार्मोनिक धाराओं का स्रोत है 1 = 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, (के = 1,2,3 के लिए,…). वहाँ मामले, वोल्टेज विरूपण स्रोत के स्थान से भिन्न, स्थित पावर कंट्रोलर के लिए चर्चा की गई है: (मैं) पीसीसी के अपस्ट्रीम, (द्वितीय) पीसीसी के नीचे की ओर, और (III) पीसीसी के दोनों किनारों पर हार्मोनिक स्रोत

 

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