इलेक्ट्रिक पावर गुणवत्ता और प्रकाश (हिस्सा 1)

मई पोस्ट 26 2012 ऊर्जा दक्षता में सूफी शाह हामिद जलाली ने, साथ प्रकाश 2 टिप्पणियाँ
इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग पोर्टल पर
मूल स्रोत: Wolsey, रोबर्ट, विद्युत गुणवत्ता, खंड 2, संख्या 2, फरवरी 1995 (प्रकाश रिसर्च सेंटर (LRC) और बिजली की गुणवत्ता)

परिचय

बिजली वितरण प्रणाली पर प्रकाश व्यवस्था के उत्पादों के प्रभाव के बारे में चिंताओं पर ध्यान केंद्रित किया है बिजली की गुणवत्ता. गरीब बिजली की गुणवत्ता ऊर्जा और एक विद्युत प्रणाली की क्षमता बर्बाद कर सकते हैं; यह बिजली वितरण प्रणाली और ऑपरेटिंग सिस्टम पर उपकरणों दोनों को नुकसान पहुँचा सकते हैं.

कई तत्वों दो प्रमुख मापदंडों को प्रभावित करता है कि एक बिजली व्यवस्था में कर रहे हैं; बिजली का पहलू और harmonics. इलेक्ट्रिक मोटर्स, कुछ प्रकाश फिक्स्चर, ट्रांसफार्मर और अन्य प्रेरक और capacitive उपकरणों प्रणाली के लिए प्रतिक्रियाशील शक्ति का परिचय, और इस तरह बिजली का पहलू को नुकसान पहुँचाए में शामिल. इन घटकों को काम करने के लिए प्रतिक्रियाशील शक्ति की जरूरत.

यूपीएस की तरह Nonlinear भार, कंप्यूटर सिस्टम, फ्लोरोसेंट जुड़नार, सीएफएल, डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स, आदि. वर्तमान waveforms विकृत और बिजली व्यवस्था को harmonics शुरू कर रहे हैं.

इस तकनीकी लेख बेहतर बिजली की गुणवत्ता को समझने प्रकाश specifiers और उपभोक्ताओं को मदद देगा, वे अधिक आत्मविश्वास से ऊर्जा कुशल प्रकाश व्यवस्था के उत्पादों का चयन कर सकते हैं ताकि.

बिजली की गुणवत्ता क्या है?

एक बिजली वितरण प्रणाली के लिए, बिजली की गुणवत्ता में निरंतर आयाम के एक साइन लहर जो वोल्टेज लाइन है हद तक है. चित्रा 1 एक 120 वोल्ट की तरंग से पता चलता है (में), 60-हेटर्स (हर्ट्ज) आदर्श बिजली की गुणवत्ता की लाइन वोल्टेज. एक बारी वर्तमान सर्किट में, इलेक्ट्रॉनों चक्र के एक आधे के लिए और दूर दूसरे आधे के लिए शक्ति का स्रोत से शक्ति के स्रोत की ओर प्रवाह.

पर 60 हर्ट्ज, वोल्टेज लहर हर एक चक्र पूरा 1/60वें एक दूसरे की, या लगभग हर 17 मिसे (1/50वें एक दूसरे की, या 20 मिलीसेकेंड में 50 हर्ट्ज प्रणालियों). एक उपयोगिता के जनरेटर या वितरण प्रणाली के साथ समस्याओं ऐसे वोल्टेज ड्रॉप और यात्रियों के रूप में गंभीर बिजली गुणवत्ता की समस्या पैदा कर सकता है, जिनमें से दोनों प्रकाश प्रणालियों का जीवन और अन्य बिजली के उपकरणों को कम कर सकते हैं. विरूपण के उच्च स्तर (साइन लहर से विचलन) वितरण प्रणाली में भी बिजली के उपकरणों को नुकसान पहुंचा सकता है.

वोल्टेज ड्रॉप और यात्रियों के विपरीत, तथापि, विरूपण अक्सर ऑपरेटिंग सिस्टम पर बिजली के उपकरणों के कारण होता है.

एक विशिष्ट बिजली उपकरण के लिए, अवधि बिजली की गुणवत्ता डिवाइस वोल्टेज तरंग विकृत और वोल्टेज और वर्तमान के बीच चरण संबंध परिवर्तन दोनों किस हद तक का वर्णन. आदर्श बिजली की गुणवत्ता विशेषताओं के साथ एक डिवाइस आपूर्ति वोल्टेज विकृत न ही वोल्टेज के वर्तमान चरण रिश्ते को प्रभावित करता है न तो.

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चित्रा 1 – एक 120V के लिए वोल्टेज तरंग, 60आदर्श बिजली की गुणवत्ता के साथ हर्ट्ज बिजली की आपूर्ति

एक चिकनी साइन लहर undistorted वोल्टेज की विशेषता है. की आवृत्ति पर 60 हर्ट्ज, लहर हर दोहराता 16.7 एमएस. आयाम 170V है; जड़ मतलब वर्ग (आरएमएस) लहर के मूल्य 120V है.

कैसे प्रकाश प्रणालियों बिजली की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं?

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चित्रा 2 – अत्यधिक विकृत वर्तमान तरंग

वे वोल्टेज तरंग के साथ चरण में हैं कि sinusoidal वर्तमान लहर रूपों है क्योंकि अधिकांश गरमागरम प्रकाश प्रणालियों एक वितरण प्रणाली की शक्ति गुणवत्ता को कम नहीं करते (वृद्धि हुई है और एक ही समय में कमी दोनों वर्तमान और वोल्टेज).

फ्लोरोसेंट, उच्च तीव्रता के निर्वहन (छिपाई), और कम वोल्टेज गरमागरम प्रकाश प्रणालियों, रोड़े या ट्रांसफार्मर का उपयोग जो, वर्तमान waveforms विकृत हो सकता है. चित्रा 2 कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप के लिए कुछ इलेक्ट्रॉनिक गिट्टी की खासियत एक अत्यधिक विकृत वर्तमान तरंग का एक उदाहरण से पता चलता है. ऐसे विकृत वर्तमान waveforms के साथ उपकरण छोटी धारा में वर्तमान आकर्षित (बजाय सुचारू रूप से यह बैठक की), वोल्टेज में विकृति पैदा करता है जो. इन उपकरणों वर्तमान waveforms भी वोल्टेज तरंग के साथ चरण से बाहर हो सकते हैं.

इस तरह के एक चरण विस्थापन बारी मौजूदा सर्किट की क्षमता को कम कर सकते हैं. में चित्रा 3, वर्तमान लहर वोल्टेज की लहर के पीछे lags.

वोल्टेज नकारात्मक है जबकि चक्र के हिस्से के दौरान वर्तमान सकारात्मक है (या इसके विपरीत), छायांकित क्षेत्रों में दिखाया गया है; एक दूसरे के खिलाफ वर्तमान और वोल्टेज काम, प्रतिक्रियाशील शक्ति बनाने. डिवाइस ही चक्र की गैर छायांकित भाग के प्रतिनिधित्व वाले समय के दौरान काम का उत्पादन, सर्किट की सक्रिय शक्ति का प्रतिनिधित्व करते हैं जो.

प्रतिक्रियाशील शक्ति वोल्टेज बिगाड़ना नहीं है. तथापि, यह एक महत्वपूर्ण है बिजली की गुणवत्ता यह कोई उपयोगी कार्य accomplishes भले ही उपयोगिताओं 'वितरण प्रणाली प्रतिक्रियाशील बिजली ले जाने की क्षमता होनी चाहिए चिंता का विषय है क्योंकि.

प्रकाश निर्माताओं और भवन मालिकों के दोनों बिजली की गुणवत्ता में सुधार के लिए कदम उठाए जा सकते. पूर्ण आकार फ्लोरोसेंट लैंप के लिए सबसे इलेक्ट्रॉनिक रोड़े वर्तमान विकृति को कम करने के लिए फिल्टर है. कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप के लिए कुछ इलेक्ट्रॉनिक रोड़े उच्च वर्तमान विरूपण है, लेकिन क्योंकि उनके कम बिजली की वोल्टेज विरूपण करने के लिए बहुत कम योगदान.

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चित्रा 3 – चरण विस्थापन प्रतिक्रियाशील शक्ति

फ्लोरोसेंट और छुपाया लैंप के लिए चुंबकीय रोड़े आम तौर पर मौजूदा ठंड है. कुछ चुंबकीय रोड़े वर्तमान और वोल्टेज सिंक्रनाइज़ कि capacitors होते, प्रतिक्रियाशील शक्ति जो समाप्त. भवन मालिकों को भी ठंड वर्तमान के साथ बड़े भार की भरपाई के लिए उनके निर्माण वितरण प्रणाली में capacitors स्थापित कर सकते हैं.

Harmonics क्या हैं?

एक हार्मोनिक मौलिक के एक पूर्णांक एकाधिक है कि एक आवृत्ति के साथ एक लहर है, या मुख्य लहर. किसी भी विकृत तरंग मौलिक लहर प्लस एक या अधिक harmonics द्वारा वर्णित किया जा सकता है, के रूप में दिखाया चित्रा 4. एक विकृत 60 हर्ट्ज मौजूदा लहर, उदाहरण के लिये, पर harmonics शामिल कर सकते हैं 120 हर्ट्ज, 180 हर्ट्ज, और अन्य कई गुना की 60 हर्ट्ज (में 50 इन कर सकते हैं हर्ट्ज प्रणालियों 100 हर्ट्ज, 150 हर्ट्ज, अन्य गुणकों 50 हर्ट्ज).

जिसका आवृत्ति है कि दो बार मौलिक के हार्मोनिक दूसरे क्रम हार्मोनिक कहा जाता है; तीसरे क्रम हार्मोनिक एक आवृत्ति मौलिक का तीन गुना है, और इतना आगे.

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चित्रा 4 – Harmonics illustrating

नोट – में एक विकृत तरंग चित्रा -4 ए आवृत्ति के साथ एक साइन लहर का योग द्वारा वर्णित किया जा सकता है 1 हर्ट्ज और आयाम 2 फुट, मौलिक जो है, और आवृत्ति के साथ एक दूसरा साइन लहर 3 हर्ट्ज और आयाम 1 फुट, तीसरे क्रम हार्मोनिक जो है. दो घटक लहरों में दिखाए जाते हैं चित्रा 4 बी.

अत्यधिक विकृत वर्तमान waveforms कई harmonics होते. यहां तक ​​कि हार्मोनिक घटकों (दूसरे क्रम, चौथी आदेश, आदि) एक दूसरे के प्रभाव को रद्द करते हैं, लेकिन अजीब harmonics उनके waveforms की चोटियों और troughs अक्सर मेल खाना, क्योंकि तेजी से विरूपण बढ़ जाती है कि एक तरह से जोड़ देते हैं. उद्योग प्रकाश विरूपण कुल हार्मोनिक विरूपण के अपने सबसे आम उपाय कॉल (THD).

संपूर्ण हार्मोनिक विरूपण (THD) और हार्मोनिक कारक

गिट्टी निर्माताओं, विद्युत उपयोगिताओं, और मानक संगठनों को अलग ढंग से THD परिभाषित, प्रकाश उद्योग में कुछ भ्रम का कारण है जो. उदाहरण के लिए आईईईई आईईईई में दिया THD को परिभाषित करता है 1035-1989 के रूप में निम्नानुसार:

1thd-formula-1

जहां:

  • मैं1 जड़ मतलब वर्ग है (आरएमएस) मौलिक वर्तमान तरंग की
  • मैं2 दूसरे क्रम हार्मोनिक वर्तमान तरंग के आरएमएस है
  • मैं3 तीसरे क्रम हार्मोनिक वर्तमान तरंग के आरएमएस है, आदि.

या आईईसी के रूप में परिभाषित 61000-2:

1thd-formula-2

जहां मैं1 मौलिक वर्तमान तरंग है.

दूसरी ओर, एएनएसआई और सीएसए THD की गणना करने के लिए नीचे दिए गए सूत्र का उपयोग करें:

1thd-formula-3

जहां:

  • मैं1 मौलिक वर्तमान तरंग के आरएमएस है,
  • मैं2 दूसरे क्रम हार्मोनिक वर्तमान तरंग के आरएमएस है
  • मैं3 तीसरे क्रम हार्मोनिक वर्तमान तरंग के आरएमएस है, आदि.

हम देख सकते हैं, दूसरी परिभाषा के अनुसार, THD हमेशा से कम है 100%. नीचे दी गई तालिका दो परिभाषाओं के बीच कुछ रूपांतरणों देता है.

THD (%) के रूप में आमतौर निर्माताओं द्वारा रिपोर्ट (आईईईई 1035-1989) THD (%) सीएसए और आईईसी द्वारा परिभाषित
5 5
20 19.6
32 30.5
50 44.7
100 70.7
150 83.2

उपयोगिताओं आम तौर पर की तुलना में कम से वोल्टेज की आपूर्ति 2% THD. तथापि, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए वर्तमान THD बहुत अधिक हो सकती है, अक्सर पर 100%. तालिका 1 कुछ प्रकाश भार से वर्तमान THD सूचीबद्ध करता है, NLPIP द्वारा मापा. उच्च वर्तमान THD के साथ उपकरण एक इमारत के कुल भार का उनका प्रतिशत के अनुपात में वोल्टेज THD के लिए योगदान. इस प्रकार, उच्चतर वाट क्षमता उपकरणों के अधिक कम वाट क्षमता उपकरणों की तुलना में वोल्टेज THD बढ़ा सकते हैं. हार्मोनिक विरूपण एक प्रकाश व्यवस्था के लिए एक चिंता का विषय है, NLPIP विनिर्देशक THD को कम करने के लिए फिल्टर के साथ इलेक्ट्रॉनिक रोड़े उपयोग सिफारिश की है कि.

एक इमारत उपयोगिता वितरण प्रणाली को जोड़ता है, जहां बिंदु पर सिफारिश की अधिकतम स्वीकार्य वोल्टेज THD है 5% (आईईईई 1992).

चित्रा 5 लगभग आधा इमारत की लोड की वर्तमान THD है जब वोल्टेज THD इस सीमा तक पहुँच जाता है पता चलता है कि 55%, या इमारत की लोड की लगभग एक चौथाई की मौजूदा THD है जब 115%.

1voltage-thd

से उत्पन्न वोल्ट THD 55% और 115% वर्तमान THD
तकनीकी लेख भाग 2 में जारी रखा जाएगा ...

सन्दर्भ:

• राष्ट्रीय प्रकाश उत्पाद जानकारी कार्यक्रम;
• अमेरिकी राष्ट्रीय मानक संस्थान;
• श्नाइडर इलेक्ट्रिक - विद्युत प्रतिष्ठान गाइड

स्रोत: इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग पोर्टल

मूल स्रोत: Wolsey, रोबर्ट, विद्युत गुणवत्ता, खंड 2, संख्या 2, फरवरी 1995 (प्रकाश रिसर्च सेंटर (LRC) और बिजली की गुणवत्ता)