उपयोगिता मानकों के अनुपालन को प्रदर्शित करने के लिए एक हार्मोनिक अध्ययन करना आधुनिक बिजली प्रणालियों को ग्रिड से जोड़ने के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीकी प्रक्रिया है. इन्वर्टर-आधारित संसाधनों और गैर-रेखीय भार के प्रसार के साथ, उपयोगिताएँ अब IEEE जैसे मानकों को सख्ती से लागू करती हैं 519 या यूके G5/5 बिजली की गुणवत्ता और सिस्टम स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए.
नीचे एक तकनीकी मार्गदर्शिका है जो हार्मोनिक अध्ययन करने के लिए व्यवस्थित पद्धति की रूपरेखा बताती है, वर्तमान अंतर्राष्ट्रीय मानकों के आधार पर.
1. मूलभूत अवधारणाएँ और नियामक ढाँचा
गणना शुरू करने से पहले, शासकीय मानकों और चल रही भौतिक घटनाओं को समझना आवश्यक है.
1.1 हार्मोनिक विरूपण को समझना
हार्मोनिक्स साइनसॉइडल वोल्टेज या आवृत्तियों वाली धाराएं हैं जो मौलिक आवृत्ति के पूर्णांक गुणक हैं (उदाहरणार्थ, 60 हर्ट्ज या 50 हर्ट्ज) . वे परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव जैसे गैर-रेखीय भार द्वारा उत्पन्न होते हैं, प्रकाश नेतृत्व, और इनवर्टर. इन विकृतियों के कारण उपकरण अधिक गरम हो सकते हैं, ट्रांसफार्मर हानि, और सुरक्षा कुसंचालन .
1.2 लागू मानक
मानक का चुनाव आपकी भौगोलिक स्थिति और उपयोगिता आवश्यकताओं पर निर्भर करता है:
- आईईईई एसटीडी 519-2014: मुख्य रूप से उत्तरी अमेरिका में उपयोग किया जाता है, यह मानक सामान्य युग्मन के बिंदु पर बिजली की गुणवत्ता निर्धारित करता है (पीसीसी). यह व्यक्तिगत हार्मोनिक विरूपण दोनों को सीमित करता है (आईएचडी) और कुल हार्मोनिक विरूपण (THD) वोल्टेज और करंट का .
- इंजीनियरिंग अनुशंसा G5/5: यूके में अनिवार्य, इस मानक के लिए दोनों वृद्धिशील के अधिक कठोर मूल्यांकन की आवश्यकता है (आपके पौधे का योगदान) और कुल (पृष्ठभूमि + INCREMENTAL) हार्मोनिक वोल्टेज, अक्सर 100वें हार्मोनिक तक मूल्यांकन किया जाता है .
2. डेटा अधिग्रहण और सिस्टम मॉडलिंग
एक हार्मोनिक अध्ययन की सटीकता पूरी तरह से इनपुट डेटा की गुणवत्ता पर निर्भर है.
2.1 उपयोगिता डेटा (सामान्य युग्मन का बिंदु)
आपको वितरण नेटवर्क ऑपरेटर से निम्नलिखित प्राप्त करना होगा (तल) या उपयोगिता:
- पृष्ठभूमि हार्मोनिक वोल्टेज: आमतौर पर सामान्य परिचालन भिन्नताओं को पकड़ने के लिए पीसीसी पर दो सप्ताह के मापे गए डेटा पर आधारित होता है .
- हार्मोनिक प्रतिबाधा लोकी: यह बताता है कि नेटवर्क प्रतिबाधा आवृत्ति के साथ कैसे बदलती है. संभावित प्रतिध्वनि की पहचान के लिए यह महत्वपूर्ण है. पसंदीदा प्रारूप प्रत्येक हार्मोनिक क्रम के लिए असमूहीकृत लिफाफे हैं .
- ग्रिड की ताकत: आमतौर पर शॉर्ट सर्किट अनुपात के रूप में व्यक्त किया जाता है (द.म.रे.) पीसीसी पर.
2.2 उपकरण डेटा (OEM)
मूल उपकरण निर्माता (OEM) संयंत्र का नॉर्टन समतुल्य मॉडल प्रदान करना होगा (पलटनेवाला, drive, आदि). यह मॉडल, सटीक अनुकरण के लिए आवश्यक, प्रत्येक आवृत्ति के लिए दो भाग होते हैं :
- नॉर्टन वर्तमान स्रोत: डिवाइस द्वारा इंजेक्ट किए गए हार्मोनिक करंट का परिमाण और चरण कोण.
- नॉर्टन प्रतिबाधा: डिवाइस की आंतरिक प्रतिबाधा, जो प्रभावित करता है कि यह ग्रिड अनुनादों के साथ कैसे इंटरैक्ट करता है.
चित्रा 1: हार्मोनिक्स उदाहरण (इंटरएक्टिव)
मौलिक और हार्मोनिक आवृत्तियों के संयोजन से उत्पन्न विकृत तरंग (पूरी तरह से इंटरैक्टिव).
3. चरण-दर-चरण हार्मोनिक विश्लेषण पद्धति
एक बार डेटा इकट्ठा हो जाए, अध्ययन विशेष सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके विश्लेषणात्मक चरणों की एक श्रृंखला के माध्यम से आगे बढ़ता है (उदाहरणार्थ, ईटीएपी, डिजीसाइलेंट पॉवरफैक्ट्री).
3.1 फ़्रिक्वेंसी स्कैन विश्लेषण
पहला कदम गुंजयमान स्थितियों की पहचान करने के लिए एक आवृत्ति स्वीप है. सॉफ्टवेयर अलग-अलग आवृत्ति का करंट इंजेक्ट करता है और प्रतिबाधा को मापता है.
- उद्देश्य: समानांतर को पहचानें (उच्च प्रतिबाधा) और श्रृंखला (कम प्रतिबाधा) अनुनाद बिंदु.
- जोखिम: यदि एक अनुनाद शिखर एक विशिष्ट हार्मोनिक आवृत्ति के साथ संरेखित होता है (उदाहरणार्थ, 5वें, 7वें, 11वें), हार्मोनिक वोल्टेज बढ़ाया जाएगा, जिससे उच्च विकृति उत्पन्न होती है .
चित्रा 2: 5वें हार्मोनिक पर हार्मोनिक्स अनुनाद (उदाहरण)
प्रतिबाधा बनाम. आवृत्ति प्लॉट एक समानांतर अनुनाद शिखर दिखा रहा है.
संयंत्र के नॉर्टन मॉडल और ग्रिड प्रतिबाधा का उपयोग करना, केवल आपके नए उपकरण के कारण होने वाले वोल्टेज विरूपण की गणना करें.
3.2 वृद्धिशील हार्मोनिक वोल्टेज की गणना करें
जहां: मेंघंटे हार्मोनिक वोल्टेज है, मैंघंटे हार्मोनिक धारा है, और Zघंटे हार्मोनिक क्रम में ग्रिड प्रतिबाधा है घंटे.
अनुपालन जांच: यह मान इससे नीचे होना चाहिए "वृद्धिशील सीमाएँ" उपयोगिता या मानक द्वारा निर्धारित (उदाहरणार्थ, G5/5 चरण 1 सीमा) .
3.3 कुल हार्मोनिक विरूपण की गणना करें
यह वृद्धिशील योगदान को पहले से मौजूद पृष्ठभूमि विरूपण के साथ जोड़ता है.
- कुल वोल्टेज हार्मोनिक विरूपण (टीएचडीवी): मूल का मतलब वर्ग है (आरएमएस) सभी हार्मोनिक वोल्टेज के, मौलिक वोल्टेज के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया गया.
- अनुपालन जांच: THDv और व्यक्तिगत हार्मोनिक वोल्टेज नीचे रहना चाहिए "कुल सीमाएँ" (उदाहरणार्थ, आईईईई 519 वोल्टेज गुणवत्ता या G5/5 योजना स्तर के लिए सीमाएँ) .
चित्रा 3: वोल्टेज हार्मोनिक्स (इंटरएक्टिव)
व्यक्तिगत हार्मोनिक वोल्टेज का बार चार्ट प्रतिनिधित्व (वी.एन.) मौलिक के प्रतिशत के रूप में .
IEEE और UK G5/5 पर आधारित हार्मोनिक अध्ययन
G5/5 और इसी तरह के मानकों के लिए यह जांचना आवश्यक है कि नया कनेक्शन पड़ोसी ग्राहकों पर नकारात्मक प्रभाव न डाले. इसमें निकटवर्ती सबस्टेशनों या संवेदनशील स्थानों पर प्रभाव का अनुकरण करना शामिल है (अस्पताल, डेटा केंद्र) .
चित्रा 4: हार्मोनिक्स प्रतिबाधा लोकी
प्रतिबाधा लोकी को आर-एक्स विमान पर प्लॉट किया गया, यह दर्शाता है कि आवृत्ति के साथ प्रतिबाधा कैसे बदलती है [उद्धरण:4].
अंतिम चरण परिणामों को उपयोगिता के लिए एक औपचारिक रिपोर्ट में संकलित करना है.
4. अनुपालन सत्यापन और रिपोर्टिंग
4.1 सीमाओं के साथ तुलना
मानक सीमाओं के विरुद्ध परिकलित मानों की तुलना करते हुए एक सारांश तालिका बनाएं. आईईईई के लिए 519, इसमें जाँच शामिल है:
- आईईईई 519 तालिका 1: पीसीसी पर वोल्टेज विरूपण सीमा.
- आईईईई 519 तालिका 2: I_ पर आधारित वर्तमान विरूपण सीमाएं{अनुसूचित जाति}/I_L अनुपात (शॉर्ट सर्किट करंट बनाम. भार बिजली) .
4.2 शमन रणनीतियाँ
यदि सीमाएँ पार हो जाती हैं, अध्ययन को समाधान प्रस्तावित करना चाहिए:
- निष्क्रिय फ़िल्टर: विशिष्ट हार्मोनिक आवृत्तियों को शंट करने के लिए ट्यून किया गया.
- सक्रिय सुरीले फ़िल्टर: हार्मोनिक्स को रद्द करने के लिए विरोधी धाराओं को इंजेक्ट करें.
- प्रतिबाधा संशोधन: सिस्टम को डीट्यून करने के लिए ट्रांसफार्मर कनेक्शन बदलना या रिएक्टर जोड़ना .
4.3 तीन-चरणीय सत्यापन दिशानिर्देश
जैसा कि हाल के आईईईई दिशानिर्देशों में बताया गया है, अनुपालन को तीन-चरणीय प्रक्रिया में संक्षेपित किया जा सकता है :
1. इंटरकनेक्शन के बिंदु पर डेटा मापें (तब).
2. डेटा पर सांख्यिकीय मूल्यांकन करें.
3. परिणामों की तुलना सही IEEE सीमा से करें.