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गाड़ी में सुरीले विरूपण

चर आवृत्ति ड्राइव- (VFD-) उत्पन्न harmonics के मोटे तौर पर एक माना जाता है, बल्कि वास्तविक से, समस्या. में 27 एचवीएसी और अन्य अनुप्रयोगों में VFDs आवेदन करने की वर्षों, इस लेखक के वास्तविक harmonics के लिए समस्या का केवल एक मुट्ठी भर का अनुभव है, सभी लेकिन एक वोल्टेज विरूपण के उच्च स्तर से stemming के साथ, वर्तमान विकृति है कि हाल ही में इतना ध्यान मिल रहा है नहीं.

इस लेखक का सामना किया है VFD हस्तक्षेप समस्याओं के अधिकांश गरीब स्थापना का परिणाम किया गया है - विशेष रूप से, गरीब तारों और ग्राउंडिंग. मामलों के बहुमत में, रेडियो आवृत्ति हस्तक्षेप (RFI) या विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई), नहीं harmonics, अपराधी था. RFI / ईएमआई मुद्दों 50-kHz-से-कम-मेगाहर्ट्ज़ रेंज में शोर से स्टेम, नहीं 300 हर्ट्ज पांचवें या 420-हर्ट्ज सातवें हार्मोनिक रेंज.

इतिहास

में 1981, एएनएसआई / आईईईई मानक 519, सुरीले नियंत्रण और स्टेटिक सत्ता कन्वर्टर्स की प्रतिक्रियाशील मुआवजा के लिए आईईईई गाइड, प्रकाशित किया गया था. यह अधिकतम कुल हार्मोनिक वोल्टेज विरूपण शामिल (THDमें) सिफारिशें.

बहुत हद तक, वोल्टेज विरूपण सत्ता-प्रणाली वोल्टेज waveforms के फ्लैट टॉपिंग पैदा कर सकता है (चित्रा 1), संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक प्रोसेसर और उलझन में खराबी बनने के लिए पैदा कर सकता है.

में 1992, एएनएसआई / आईईईई मानक 519 संशोधित किया गया था. नाम बदला आईईईई इलेक्ट्रिकल पावर सिस्टम में सुरीले नियंत्रण के लिए आचरण और आवश्यकताएँ की सिफारिश की, यह अब कुल हार्मोनिक वर्तमान विरूपण पर अधिक ध्यान केंद्रित (THD1) वोल्टेज विरूपण से.

THD1 उपयोगिता कदम नीचे के माध्यम से प्रचार कर सकते हैं / ट्रांसफार्मर-कदम है और किसी अन्य के लिए एक सुविधा से अपना रास्ता बनाना. उदाहरण के लिये, कई साल पहले, एक VFD निर्माता अपने जलाने में परीक्षण ऑपरेशन के दौरान वर्तमान विरूपण की उच्च मात्रा का निर्माण किया गया. वर्तमान विरूपण एक पड़ोसी मुद्रण संयंत्र में उपयोगिता फ़ीड करने के लिए VFD निर्माता के संयंत्र में उपयोगिता ट्रांसफार्मर के माध्यम से कूच, नियंत्रण और प्रत्यक्ष वर्तमान में तर्क सर्किट भ्रष्ट (डीसी) प्रिंटिंग प्रेस पंजीकरण मुद्रण संयंत्र की प्रिंटिंग प्रेस चल रहा है और पैदा कर ड्राइव की खराबी के लिए.

THD1 वितरण ट्रांसफार्मर में अतिरिक्त गर्मी में परिणाम आम तौर पर उपयोगिताओं द्वारा प्रदान की, साथ ही यह निकलती है जहाँ से उपकरणों की शक्ति-फीडर केबल के रूप में. असल में, THD1 एक सुविधा के लिए एक उपयोगिता उत्पन्न करने के लिए है कि वर्तमान और स्रोत है, लेकिन यह है कि उपयोगिता के लिए कोई राजस्व लाता है. यह उपयोगिताओं के लिए एक असली मुद्दा है, THDI मोटे तौर पर देखने का एक सुविधा प्रबंधक के बिंदु से एक कथित समस्या है.

एएनएसआई / आईईईई मानक 519-1992 THD की प्रणाली मुद्दा प्रकृति के पते1 कुल मांग विरूपण शुरू करने से (TDD), इस प्रकार के रूप में जो गणना की जा सकती:

जहां:

मैंवह = प्रणाली द्वारा मापा के रूप में कुल हार्मोनिक वर्तमान

मैंHC VFDs द्वारा योगदान = कुल हार्मोनिक वर्तमान

मैंL = अधिकतम मांग-वर्तमान लोड (मौलिक आवृत्ति घटक) (15- या 30 मिनट की मांग) आम युग्मन की उपयोगिता बिंदु पर (पीसीसी) प्रणाली में मापा जाता है के रूप में

मैंसी VFDs द्वारा योगदान = मौलिक आवृत्ति घटक (VFDs मौजूदा भार के लिए एक अतिरिक्त तभी शामिल)

(सभी मात्रा एम्पीयर जड़ में वर्ग मतलब कर रहे हैं।)

एएनएसआई / आईईईई मानक 519-1992 राज्यों, "एक औद्योगिक संयंत्र के भीतर, पीसीसी अरेखीय भार और अन्य भार के बीच बिंदु है। "कई कंसल्टिंग इंजीनियर्स मतलब है कि इस व्याख्या की है THD1 VFD इनपुट-बिजली कनेक्शन पर मापा जा रहा है (PCC2, बजाय PCC1 की, चित्रा में 2). एएनएसआई / आईईईई मानक के इस दुरुपयोग 519-1992 HVAC उद्योग में multipulse ड्राइव के अति प्रयोग के लिए योगदान दिया. सुविधा-उपकरण डॉलर के कई लाखों विनिर्देश और की स्थापना के माध्यम से गंवा दिया गया है 12- और एक मानक छह पल्स ड्राइव काफी कम अग्रिम लागत के लिए ही काम किया होता, जिसमें वाणिज्यिक कार्यालय भवनों और अन्य वातावरण में 18 पल्स ड्राइव.

यह भी तथ्य एएनएसआई / आईईईई मानक दुर्भाग्यपूर्ण है 519-1992 स्वीकार्य अधिकतम TDD के पाँच विभिन्न स्तरों है, जो अधिकतम शॉर्ट सर्किट वर्तमान के अनुपात पर निर्भर (मैंअनुसूचित जाति) अधिकतम मैं करने के लिएL एक पीसीसी के लिए. मैंअनुसूचित जाति-टू-मैंL तालिका में अनुपात 1 एक उपयोगिता फ़ीड की ताकत का कार्य एक सुविधा और सबस्टेशन ट्रांसफार्मर के आकार के हैं.

वर्तमान स्थिति

कई विशिष्टताओं को केवल राज्य, इस तरह के एक बयान हार्मोनिक गणना प्रदर्शन करने के लिए आवश्यक जानकारी के बिना अर्थहीन है "VFDs 519. एएनएसआई / आईईईई मानक को पूरा करेगा":

  • ट्रांसफार्मर kilovolt-एम्पीयर और प्रतिशत प्रतिबाधा.
  • कुल रेखीय जुड़ा लोड amperage के या कुल की उम्मीद है और रैखिक जुड़े amperage.
  • संख्या और VFDs का आकार.
  • उपयोगिता मैंअनुसूचित जाति बिकाऊ.

निर्माताओं अतिरिक्त जानकारी है जब गणना भी अधिक सटीक हैं, ऐसी सुविधा कुल वर्तमान के रूप में, हार्मोनिक सामग्री मौजूदा, और तार आकार और लंबाई.

कुछ इंजीनियरों अश्वशक्ति आकार की आवश्यकताओं पर आधारित लेखन हार्डवेयर विनिर्देशों के लिए ले लिया है. उदाहरण के लिये: "सभी VFDs 100 हिमाचल प्रदेश और 18-नाड़ी डिजाइन किया जाएगा। "कम से 100 हिमाचल प्रदेश, एक 18 पल्स ड्राइव आसानी से ऊर्जा की बचत करने में कोई सुधार के साथ एक छह पल्स ड्राइव के रूप में ज्यादा के रूप में चार गुना खर्च कर सकते हैं.

यही कारण है कि जो एक के लिए कोई आवेदन कर रहे हैं कहने के लिए नहीं है 12- या 18-पल्स ड्राइव उपयुक्त है. लेलो, उदाहरण के लिए, एक आवासीय पड़ोस में एक cinderblock पंप स्टेशन. इस लेखक के तीन 300 अश्वशक्ति VFDs वहाँ थे जिसमें एक मनाया, भूमि के ऊपर प्रकाश फ्लोरोसेंट, और एक दीवार पर चढ़कर क्रमादेश तर्क नियंत्रक (पीएलसी). पंप स्टेशन एक समर्पित 480-V ट्रांसफार्मर से तंग आ गया था. वस्तुतः ट्रांसफार्मर पर पूरे लोड गैर रेखीय था. VFD गैर रेखीय लोड लगभग प्रतिनिधित्व 1,100 amps. पीएलसी और फ्लोरोसेंट प्रकाश भार amps के एक जोड़े के कुल. यही कारण है कि 18-नाड़ी या अन्य ultralow हार्मोनिक VFD प्रौद्योगिकी के लिए एक आदर्श आवेदन किया गया था.

एक वाणिज्यिक कार्यालय की इमारत में, VFDs हर प्रशंसक और पंप पर स्थापित कर रहे हैं, वे आम तौर पर की तुलना में कम उपयोग करेगा 20 बिजली की मांग भार का प्रतिशत. लगभग सभी ऐसे मामलों में, मानक छह पल्स ड्राइव एक अच्छा विकल्प है.

आम धारणा के विपरीत, एएनएसआई / आईईईई मानक 519 एक कानून या सरकार / उपयोगिता विनियमन नहीं है; यह एक "सिफारिश की प्रथा है।" यह अपनी सिफारिश हार्मोनिक सीमा का कड़ाई से पालन कहा गया है कि "हमेशा उत्पन्न होने से समस्याओं को रोकने नहीं होगा।" इसके विपरीत भी सही है: एक सुविधा मानक की अधिकतम सिफारिश की सीमा से अधिक में harmonics है और कठिनाइयों का अनुभव नहीं हो सकता है.

प्रौद्योगिकियों

VFD जनित harmonics कम करने का सबसे सरल और कम से कम महंगा तरीका एक VFD पर प्रतिबाधा जोड़ने है. यह एक इनपुट लाइन रिएक्टर के साथ पूरा किया जा सकता है (चित्रा 3) या एक डीसी लिंक रिएक्टर (गला घोंटना होगा) (चित्रा 4). एक एक प्रतिशत स्रोत प्रतिबाधा प्रणाली में, एक 3 प्रतिशत लाइन रिएक्टर के बारे में करने के लिए एक VFD के लिए इनपुट पर हार्मोनिक मौजूदा सामग्री को कम कर सकते हैं 40 पूर्ण भार उत्पादन में प्रतिशत.

हार्मोनिक-शमन प्रौद्योगिकी की अगली सबसे आम प्रकार 12-नाड़ी VFD है (चित्रा 5). एक 12-नाड़ी VFD के बारे में करने के लिए हार्मोनिक मौजूदा सामग्री कम कर देता है 10 प्रतिशत.

इसके अलावा आम व्यापक बैंड और निष्क्रिय फिल्टर कर रहे हैं (चित्रा 6). इन संकर फिल्टर लगभग करने के लिए हार्मोनिक मौजूदा सामग्री को कम 7 प्रतिशत.

अगली सबसे प्रभावी प्रौद्योगिकी 18-पल्स ड्राइव है (चित्रा 7), जो आम तौर पर VFD आदानों पर लगभग 5 प्रतिशत वर्तमान विरूपण प्रस्तुत करता है. कोई प्रतिबाधा के साथ एक VFD के साथ तुलना में, कुल हार्मोनिक कमी की सीमा में है 93 प्रतिशत.

अपेक्षाकृत नई प्रौद्योगिकियों सक्रिय हार्मोनिक फिल्टर कर रहे हैं (चित्रा 8) और सक्रिय-सामने के अंत VFD (चित्रा 9). एक एकल सक्रिय फिल्टर कई VFDs के harmonics या एक पूरी सुविधा फ़िल्टर कर सकते हैं. इस बीच, एक सक्रिय सामने अंत के साथ एक VFD की THDI सामग्री - VFD इनपुट पर मापा जाता है - आम तौर पर की तुलना में कम है 4 प्रतिशत, कुल हार्मोनिक-वर्तमान-सामग्री की कमी है, जबकि 95 प्रतिशत.

तालिका 2 उम्मीद की वर्तमान विरूपण को सूची बद्ध, प्रतिशत वर्तमान विरूपण कमी, और विभिन्न हार्मोनिक में कमी प्रौद्योगिकियों के रिश्तेदार लागत. अनुमानों के एक एक प्रतिशत स्रोत प्रतिबाधा प्रणाली और एक पूरी तरह से संतुलित वोल्टेज की आपूर्ति के आधार पर कर रहे हैं.

सभी हार्डवेयर आधारित, "जानवर बल" हार्मोनिक कमी के तरीकों इनपुट-शक्ति-प्रणाली वोल्टेज असंतुलन से नकारात्मक रूप से प्रभावित कर रहे हैं. अधिकांश VFD निर्माताओं VFDs से हार्मोनिक विरूपण अनुमान लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि कंप्यूटर प्रोग्राम है.

एक सबस्टेशन ट्रांसफार्मर पर अधिक से अधिक आधार लोड, एक पीसीसी में कम मौजूदा विरूपण. हार्मोनिक वर्तमान विरूपण अतिरिक्त ट्रांसफार्मर हीटिंग का कारण बनता है क्योंकि, एक सुविधा से उम्मीद की लोडिंग के रिश्तेदार अक्सर उपयोगिताओं वृहदाकार सबस्टेशन ट्रांसफार्मर. फलस्वरूप, सही अधिकतम ट्रांसफार्मर लोड होने (अनुमान है या मापा) महत्वपूर्ण है. अन्यथा, अधिकतम ट्रांसफार्मर मैंL मान लिया जाना चाहिए.

गंदे छोटे से रहस्य

उदाहरण के लिए - ज्यादातर हार्मोनिक विश्लेषण प्रोग्राम उपलब्ध शक्ति एक संतुलित वोल्टेज मान, 480 वी चरण पर प्रत्येक, चरण बी, और चरण सी. असली दुनिया में, तथापि, कोई फर्क नहीं पड़ता अच्छी तरह से डिजाइन कैसे एक इमारत वितरण प्रणाली है, सही संतुलन नायाब है. के लिए आशा कर सकते हैं सबसे अच्छा एक एक मामूली असंतुलन है, जैसे 478:480:482 में. अधिकांश उपयोगिताओं अप करने के लिए की शक्ति-वोल्टेज असंतुलन की अनुमति देते हैं 3 प्रतिशत.

कई साल पहले, मिडवेस्ट में एक बड़े विश्वविद्यालय में, एक ऊर्जा की बचत पुराना वापस परियोजना में प्रदान VFDs एएनएसआई / आईईईई मानक में सिफारिश की विकृति के स्तर से अधिक भवनों के लिए दोषी ठहराया जा रहा थे 519. हार्मोनिक विश्लेषण पर्याप्त तीसरे हार्मोनिक सामग्री से पता चला. एक आदर्श दुनिया में, VFDs तीसरे harmonics के पैदा नहीं करते, तीसरे और अन्य triplen harmonics क्योंकि VFDs के तीन चरण प्रकृति के रद्द के रूप में. अगर, तथापि, चरणों ए के बीच वोल्टेज रिश्ता, बी, और सी असंतुलित है, मनाही की पूरी तरह से नहीं हो सकता, और VFDs triplen harmonics बना सकते हैं. इस मामले में, चरण लगभग था 450 में, चरणों बी और सी के करीब थे, जबकि 480 में. विश्वविद्यालय के एक और अधिक संतुलित हालत के लिए इनपुट वोल्टेज लाने के लिए भार ले जाने के लिए कहा गया था. जो कुछ किया गया था एक बार, VFDs हार्मोनिक विरूपण का ऊंचा स्तर के कारण बंद कर दिया.

1990 के दशक के दौरान, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोग केंद्र, इलेक्ट्रिक पावर रिसर्च इंस्टीट्यूट की एक सहायक, ड्राइव का परीक्षण किया 17 कोई इनपुट लाइन रिएक्टर या डीसी बस गला घोंटना के साथ एक VFD के इनपुट लग्स पर manufacturers.1 0.2 प्रतिशत वोल्टेज असंतुलन एक 17 प्रतिशत मौजूदा असंतुलन के कारण पाया गया.

एक असंतुलित इनपुट बिजली प्रणाली के साथ, सभी हार्डवेयर आधारित हार्मोनिक-शमन प्रौद्योगिकियों हार्मोनिक-निरस्तीकरण प्रभाव हानिकारक के अधीन हैं. उदाहरण के लिये, एक 12-नाड़ी चरण स्थानांतरण ट्रांसफार्मर तीन इनपुट होता है और छह उत्पादन होता है और दो घटक हैं: एक डेल्टा / डेल्टा घुमावदार सेट और एक डेल्टा-Wye घुमावदार सेट (चित्रा 10). यह विन्यास सत्ता में एक 30 डिग्री बिजली-चरण में बदलाव ड्राइव के दो डायोड पुलों में से एक में खिलाया जा रहा है का कारण बनता है, के कारण, एक आदर्श दुनिया में, पांचवें और सातवें harmonics के रद्द होने की. इनपुट शक्ति असंतुलित है, तो, तथापि, मनाही की पूरी तरह से घटित नहीं होगा.

कुछ VFD निर्माताओं ऑटो ट्रांसफार्मर के सामने एक अतिरिक्त 5 प्रतिशत प्रतिबाधा रिएक्टर के साथ 18-पल्स ड्राइव की आपूर्ति. इस windings के ऑटो ट्रांसफार्मर के तीन सेट में मौजूदा आकर्षित संतुलन में मदद करता है और असंतुलित वोल्टेज और स्रोत फ़ीड के प्रभाव को कम करने में मदद करता.

इसलिए यह एक संपूर्ण दुनिया नहीं है - अब क्या?

VFD आदानों पर ultralow harmonics के प्राप्त करने का सबसे कारगर साधन एक सक्रिय फिल्टर या एक सक्रिय सामने अंत है. एक सक्रिय फिल्टर एक सक्रिय शोर में कमी हेडसेट की तरह काम करता है. अगर, उदाहरण के लिये, यह एक बिजली की आपूर्ति के चरण में एक 30-amp के पांचवें हार्मोनिक का पता लगाता है, यह 30-amp के पांचवें हार्मोनिक injects 180 VFD बनाया हार्मोनिक साथ चरण से बाहर डिग्री, एक निरस्तीकरण प्रभाव पैदा. यह उपायों और स्वचालित रूप से सुधारात्मक हार्मोनिक सामग्री injects क्योंकि यह तकनीक आने वाली वोल्टेज असंतुलन कम करने के लिए अतिसंवेदनशील है.

कुछ निर्माताओं ultralow हार्मोनिक VFD प्रौद्योगिकियों बनाने. एक ultralow हार्मोनिक VFD छह अछूता गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर है (IGBTs), बल्कि निष्क्रिय डायोड पुल घटकों से, इसके कनवर्टर अनुभाग में (चित्रा 11). इन IGBTs एक VFD द्वारा तैयार हार्मोनिक वर्तमान को नियंत्रित. तैयार की कोई हार्मोनिक वर्तमान के साथ, कोई मनाही की आवश्यकता होती है. Ultralow हार्मोनिक प्रौद्योगिकी आम तौर पर करने के लिए इनपुट हार्मोनिक धाराओं कम कर देता है 4 एक VFD इनपुट पर प्रतिशत या उससे कम (तालिका 2).

एक परीक्षण में, एक 18 पल्स ट्रांसफॉर्मर / ड्राइव के इनपुट पर एक 3 प्रतिशत वोल्टेज असंतुलन वर्तमान विरूपण में 1.5 प्रतिशत प्रति यूनिट वृद्धि का कारण बना. इस प्रकार, कंप्यूटर हार्मोनिक विश्लेषण का अनुमान किया गया था कि अगर 4 प्रतिशत, वास्तविक THDI गया होता 5.5 प्रतिशत.

एक-ultralow हार्मोनिक या सक्रिय फिल्टर प्रणाली के साथ, एक 3 प्रतिशत वोल्टेज असंतुलन कम से कम द्वारा हार्मोनिक वर्तमान विकृति बढ़ जाती है 0.5 प्रति यूनिट प्रतिशत.

निष्कर्ष

एक डिजाइन को अंतिम रूप दिया जाता है से पहले एक हार्मोनिक विश्लेषण किया जाना चाहिए. विश्लेषण एक इमारत को मुख्य उपयोगिता सेवा के प्रवेश द्वार पर वर्तमान विरूपण निर्धारित करने के लिए पीसीसी में आयोजित किया जाना चाहिए. एक निश्चित हॉर्स पावर से अधिक है कि किसी भी ड्राइव हुक्म हार्डवेयर आधारित विनिर्देशों एक निश्चित प्रौद्योगिकी का उपयोग किया जा नहीं करना चाहिए किया जाएगा.

संदर्भ

1) मंसूर, ए, फिप्स, लालकृष्ण, & लोहा, आर. (1996). सिस्टम संगतता अनुसंधान: पांच हॉर्स पावर PWM समायोज्य गति ड्राइव. नॉक्सविल, तमिलनाडु: पावर इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोग केंद्र.

अतीत के लिए HPAC इंजीनियरिंग सुविधा लेख, दर्शन www.hpac.com.

एबीबी कंपनी जगत के लिए HVAC अनुप्रयोगों के प्रबंधक. बिजली & नियंत्रण बिक्री, माइकल आर. ओल्सन एचवीएसी में व्यापक अनुभव है, पानी / अपशिष्ट उपचार, और रासायनिक उद्योगों. उन्होंने कहा कि समायोज्य गति ड्राइव के आवेदन पर चर्चा कई व्यापार-पत्रिका में लेख लिखा है और इस विषय पर कई पुस्तकों के लिए एक योगदान संपादक कर दिया गया है. वह इलिनोइस विश्वविद्यालय से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में स्नातक की डिग्री और इंजीनियरिंग के मिलवॉकी स्कूल से इंजीनियरिंग प्रबंधन में एक मास्टर की डिग्री है. उन्होंने कहा कि ताप के अमेरिकन सोसायटी के एक सदस्य है, एयर कंडीशनिंग इंजीनियर्स और BACnet अंतर्राष्ट्रीय Refrigerating और. उन्होंने पर संपर्क किया जा सकता है mike.olson@us.abb.com.

पावर गुणवत्ता की समस्या और नए समाधान (ICREPQ कागज)

लेखक: एक. अल्मीडा, L. Moreira. जम्मू. पतला

ISR - बिजली और Coimbra कम्प्यूटर इंजीनियरिंग विश्वविद्यालय के विभाग, पोलो द्वितीय 3030-290 Coimbra (पुर्तगाल) फ़ोन: +351 239 796 218, फैक्स: +351 239 406 672 ई - मेल: adealmeida@isr.uc.pt, licinio@isr.uc.pt, Jdelgado@elect.estv.ipv.pt.

अमूर्त: इस पत्र में, मुख्य विद्युत गुणवत्ता (PQ) समस्याओं उनके संबद्ध कारणों और परिणामों के साथ प्रस्तुत कर रहे हैं. पीक्यू के साथ जुड़े आर्थिक प्रभावों विशेषता है. अंत में, पीक्यू समस्याओं को दूर करने के लिए कुछ समाधान प्रस्तुत कर रहे हैं.

कीवर्ड

विद्युत गुणवत्ता, पावर गुणवत्ता की समस्या, विद्युत गुणवत्ता लागत, विद्युत गुणवत्ता समाधान.

1. परिचय

विद्युत गुणवत्ता (PQ) संबंधित मुद्दों आजकल सबसे चिंता का विषय है. इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के व्यापक उपयोग, ऐसी सूचना प्रौद्योगिकी उपकरण के रूप में, ऐसे समायोज्य गति ड्राइव के रूप में पावर इलेक्ट्रॉनिक्स (एएसडी), क्रमादेश तर्क नियंत्रकों (पीएलसी), ऊर्जा कुशल प्रकाश, बिजली भार प्रकृति की एक पूर्ण परिवर्तन के लिए नेतृत्व. ये भार एक साथ प्रमुख causers और बिजली की गुणवत्ता की समस्याओं के प्रमुख शिकार हैं. कारण उनके गैर linearity के लिए, इन सभी भार वोल्टेज तरंग में गड़बड़ी का कारण.

प्रौद्योगिकी अग्रिम के साथ साथ, दुनिया भर में अर्थव्यवस्था के संगठन वैश्वीकरण की दिशा में विकसित किया गया है और कई गतिविधियों का लाभ मार्जिन में कमी करते हैं. प्रक्रियाओं के विशाल बहुमत की वृद्धि की संवेदनशीलता (औद्योगिक, सेवाओं और यहां तक ​​कि आवासीय) समस्याओं PQ को गुणवत्ता के साथ बिजली की उपलब्धता हर गतिविधि क्षेत्र में प्रतिस्पर्धा के लिए एक महत्वपूर्ण कारक बदल जाता है. सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों सतत प्रक्रिया उद्योग और सूचना प्रौद्योगिकी सेवा कर रहे हैं. एक अशांति होती है, जब, भारी वित्तीय नुकसान हो सकता है, उत्पादकता और प्रतिस्पर्धा के फलस्वरूप नुकसान के साथ.

कई प्रयासों उपयोगिताओं द्वारा लिया गया है, कुछ उपभोक्ताओं को उच्च आधुनिक बिजली नेटवर्क द्वारा उपलब्ध कराई स्तर से पीक्यू के स्तर की आवश्यकता. यह कुछ उपायों विद्युत गुणवत्ता के उच्च स्तर को प्राप्त करने के क्रम में रखा जाना चाहिए कि तात्पर्य.

2. पावर गुणवत्ता की समस्या के प्रकार

बिजली की गुणवत्ता की समस्याओं का सबसे आम प्रकार मैं टेबल में प्रस्तुत कर रहे हैं.

3. विद्युत गुणवत्ता विशेषता

यहां तक ​​कि सबसे उन्नत पारेषण और वितरण प्रणाली आधुनिक समाज में भार के समुचित कार्य के लिए विश्वसनीयता के वांछित स्तर से विद्युत ऊर्जा प्रदान करने में सक्षम नहीं हैं. आधुनिक प्रौद्योगिकी&डी (पारेषण और वितरण) सिस्टम के लिए पेश कर रहे हैं 99,9 से 99,99% उपलब्धता. यह मान नेटवर्क के अतिरेक स्तर का अत्यधिक निर्भर है, भौगोलिक स्थिति और वोल्टेज स्तर के अनुसार अलग है जो (उपलब्धता एचवी नेटवर्क पर अधिक है). कुछ दूरस्थ साइटों में, टी की उपलब्धता&डी सिस्टम के रूप में कम किया जा सकता है 99%. यहां तक ​​कि के साथ एक 99,99% स्तर के एक बराबर रुकावट समय है 52 प्रति वर्ष मिनट.

आधुनिक डिजिटल अर्थव्यवस्था में सबसे ज्यादा मांग प्रक्रियाओं के साथ विद्युत ऊर्जा की जरूरत 99.9999999% उपलब्धता (9-नौ विश्वसनीयता) ठीक ढंग से काम करने के लिए.

के बीच 1992 और 1997, EPRI गड़बड़ी की औसत अवधि के लिए चिह्नित करने के लिए अमेरिका में एक अध्ययन किया जाता है. एक ठेठ साइट के लिए परिणाम, 6 साल की अवधि के नीचे प्रस्तुत है दौरान.

Power Quality Problems and New Solutions_img_0अंजीर. 1 - में एक विशिष्ट सुविधा के लिए उसकी अवधि से पीक्यू गड़बड़ी की विशिष्ट वितरण 6 साल (1992-97) अमेरिका में [2].

मैं टेबल - सबसे आम पावर गुणवत्ता की समस्या [ 1], [4]

1. वोल्टेज शिथिलता (या डुबकी) विवरण: बीच सामान्य वोल्टेज स्तर की कमी 10 और 90% बिजली आवृत्ति पर नाममात्र आरएमएस वोल्टेज की, की अवधि के लिए 0,5 चक्र के लिए 1 मिनट.कारणों: पारेषण या वितरण नेटवर्क पर दोष (समानांतर फीडरों पर समय की सबसे). उपभोक्ता की स्थापना में दोष. भारी भार के कनेक्शन और बड़े मोटर्स का शुरू हुआ.परिणाम: सूचना प्रौद्योगिकी उपकरण की खराबी, अर्थात् माइक्रोप्रोसेसर आधारित नियंत्रण प्रणाली (पीसी, PLCs, ASDs, आदि) एक प्रक्रिया है कि ठहराव को जन्म दे सकती. Contactors और विद्युत रिले की ट्रिपिंग. वियोग और बिजली के घूर्णन मशीनों में दक्षता का नुकसान.

2. बहुत कम रुकावट

 

विवरण: एक या दो सेकंड के लिए कुछ मिसे से अवधि के लिए बिजली की आपूर्ति की कुल रुकावट.कारणों: मुख्य रूप से सुरक्षा उपकरणों के उद्घाटन और स्वचालित reclosure की वजह से नेटवर्क का एक दोषपूर्ण अनुभाग decommission को. मुख्य गलती कारणों इन्सुलेशन विफलता हैं, बिजली और इन्सुलेटर flashover.परिणाम: सुरक्षा उपकरणों की ट्रिपिंग, डाटा प्रोसेसिंग उपकरण की जानकारी और खराबी का नुकसान. संवेदनशील उपकरण का ठहराव, ऐसे ASDs के रूप में, पीसी, PLCs, वे इस स्थिति से निपटने के लिए तैयार नहीं कर रहे हैं.
3. लंबी रुकावट विवरण: से अधिक की अवधि के लिए बिजली की आपूर्ति की कुल रुकावट 1 से 2 सेकंड्सकारणों: बिजली प्रणाली नेटवर्क में उपकरण की विफलता, तूफान और वस्तुओं (के पेड़, कारों, आदि) हड़ताली लाइनों या डंडे, आग, मानव त्रुटि, सुरक्षा उपकरणों के खराब समन्वय या विफलता.परिणाम: सभी उपकरणों का ठहराव.

4. वोल्टेज स्पाइक

 

विवरण: कुछ मिसे के लिए एक कई microseconds से durations के लिए वोल्टेज मूल्य का बहुत तेजी से भिन्नता. इन बदलावों वोल्ट के हजारों तक पहुंच सकता है, यहां तक ​​कि कम वोल्टेज में.कारणों: बिजली, लाइनों या बिजली का पहलू सुधार capacitors के स्विचिंग, भारी लोड के वियोग.परिणाम: घटकों के विनाश (विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों) और इन्सुलेशन सामग्री की, डाटा प्रोसेसिंग त्रुटियों या डेटा हानि, विद्युत चुम्बकीय व्यतीकरण.

5. वोल्ट प्रफुल्लित

 

विवरण: वोल्टेज की क्षणिक वृद्धि, बिजली की आवृत्ति पर, सामान्य tolerances बाहर, एक से अधिक चक्र और आम तौर पर कम से कम एक कुछ सेकंड की अवधि के साथ.कारणों: भारी लोड के / शुरू रोक, बुरी तरह dimensioned ऊर्जा स्रोतों, बुरी तरह विनियमित ट्रांसफार्मर (मुख्य रूप से बंद पीक घंटे के दौरान).परिणाम: डेटा हानि, प्रकाश और स्क्रीन की चंचल, ठहराव या संवेदनशील उपकरण की क्षति, वोल्टेज मूल्यों को भी उच्च रहे हैं.

6. सुरीले विरूपण

 

विवरण: वोल्टेज या वर्तमान waveforms गैर sinusoidal आकार ग्रहण. तरंग अलग परिमाण और चरण के साथ अलग साइन तरंगों की राशि से मेल खाती है, बिजली प्रणाली आवृत्ति के गुणकों हैं कि आवृत्तियों होने.कारणों: शास्त्रीय स्रोतों: आकर्षण संस्कार वक्र के घुटने के ऊपर काम कर बिजली की मशीनों (चुंबकीय संतृप्ति), आर्क फर्नेस, वेल्डिंग मशीन, टेलीफोन, और डीसी ब्रश मोटर्स. आधुनिक स्रोतों: सभी गैर रेखीय भार, जैसे ASDs सहित पावर इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरण, मोड बिजली की आपूर्ति बंद कर, डाटा प्रोसेसिंग उपकरण, उच्च दक्षता प्रकाश.परिणाम: प्रतिध्वनि की घटना में वृद्धि की संभावना, 3 चरण प्रणालियों में तटस्थ अधिभार, सभी केबल और उपकरणों के overheating, बिजली की मशीनों में दक्षता का नुकसान, संचार प्रणालियों के साथ विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप, औसत पढ़ने मीटर का उपयोग करते समय उपायों में त्रुटियों, थर्मल सुरक्षा के उपद्रव ट्रिपिंग.

7. वोल्टेज उतार - चढ़ाव

 

विवरण: वोल्टेज मूल्य के दोलन, आवृत्ति के साथ एक संकेत द्वारा संग्राहक आयाम 0 से 30 हर्ट्ज.कारणों: आर्क फर्नेस, बिजली की मोटरों के लगातार शुरू / बंद करो (उदाहरण के लिए लिफ्ट), oscillating भार.परिणाम: अधिकांश परिणाम undervoltages के लिए आम हैं. सबसे प्रत्यक्ष परिणाम प्रकाश और स्क्रीन की चंचल है, दृश्य धारणा की अस्थिरता का आभास दे रही है.

8. शोर

 

विवरण: बिजली प्रणाली आवृत्ति की तरंग पर उच्च आवृत्ति संकेतों के सुपरइंपोज़.कारणों: ऐसे माइक्रोवेव के रूप हर्ट्ज विद्युत तरंग द्वारा उकसाया विद्युतचुंबकीय हस्तक्षेप, टेलीविजन प्रसार, और कारण वेल्डिंग मशीनों के लिए विकिरण, आर्क फर्नेस, और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण. अनुचित ग्राउंडिंग भी एक कारण हो सकता है.परिणाम: संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर गड़बड़ी, आमतौर पर विनाशकारी नहीं. डेटा हानि और डाटा प्रोसेसिंग त्रुटियों के कारण हो सकता है.

9. वोल्ट असंतुलन

 

विवरण: तीन वोल्टेज परिमाण या उन दोनों के बीच पहले चरण कोण मतभेद बराबर नहीं कर रहे हैं, जिसमें एक तीन चरण प्रणाली में एक वोल्टेज परिवर्तन.कारणों: बड़े एकल चरण भार (प्रेरण भट्टी, कर्षण भार), सिस्टम के तीन चरणों की सभी एकल चरण भार का गलत वितरण (इस वजह से एक गलती के लिए भी हो सकता है).परिणाम: असंतुलित सिस्टम सभी तीन चरण भार के लिए हानिकारक है कि एक नकारात्मक अनुक्रम का अस्तित्व मतलब. सबसे अधिक प्रभावित भार तीन चरण प्रेरण मशीनें हैं.

यह छवि में देखा जा सकता है. 1., पंजीकृत गड़बड़ी के विशाल बहुमत (के बारे में 87%) से भी कम समय तक चली 1 दूसरी और केवल 12 अधिक से अधिक से अधिक अवधि 1 मिनट. यह नहीं इन सब गड़बड़ी उपकरण खराब रहता है कि कारण स्पष्ट है, लेकिन संवेदनशील उपकरणों के कई प्रकार प्रभावित हो सकता है.

EPRI के एक अन्य अध्ययन में किया गया था, के बीच 1993 और 1999, कम वोल्ट पर पीक्यू चिह्नित करने के लिए आदेश में (एल.वी.) वितरण नेटवर्क. इस अध्ययन में यह निष्कर्ष निकाला है कि 92% पीक्यू में गड़बड़ी के आयाम के लिए ऊपर चला जाता है के साथ वोल्टेज sags थे 50% और नीचे अवधि 2 सेकंड्स. अंजीर. 2 के तहत sags की ठेठ वितरण से पता चलता है 0.5 सेकंड और सूक्ष्म रुकावट.

Power Quality Problems and New Solutions_img_1अंजीर. 2 - अमेरिका में एल.वी. नेटवर्क में शिथिलता और सूक्ष्म रुकावट का वितरण [3].

यूरोप के विकसित देशों में स्थिति अमेरिका में मनाया एक के समान है. अंजीर. 3 अवधि फ़रवरी 2002 से जनवरी में आपूर्ति की निगरानी के द्वारा पुर्तगाल के केंद्र के एक औद्योगिक क्षेत्र में पीक्यू के लक्षण वर्णन से पता चलता है 2003.

Power Quality Problems and New Solutions_img_2अंजीर. 3 - पुर्तगाल में एक औद्योगिक सुविधा में विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति गड़बड़ी की विशेषता.

4. पावर गुणवत्ता की समस्या की लागत

पीक्यू समस्याओं की लागत कई कारकों की अत्यधिक निर्भर हैं, गतिविधि का मुख्य रूप से व्यापार के क्षेत्र. अन्य कारकों, प्रयुक्त उपकरणों की संवेदनशीलता की तरह
सुविधाओं और बाजार की स्थितियों में, अन्य के बीच, भी पीक्यू समस्याओं की लागत को प्रभावित.

एक. विद्युत गुणवत्ता लागत मूल्यांकन

एक PQ अशांति से संबंधित लागत में विभाजित किया जा सकता है:

  1. प्रत्यक्ष लागत. अशांति के लिए सीधे कारण हो सकता है कि लागत. इन लागत के उपकरणों में नुकसान शामिल, उत्पादन में कमी, कच्चे माल की हानि, गैर उत्पादक अवधि के दौरान वेतन लागत और पुनः आरंभ लागत. कभी कभी, गैर उत्पादक अवधि के दौरान कुछ बचत हासिल कर रहे हैं, ऊर्जा बचत के रूप में, लागत को घटाया जाना चाहिए जो. कुछ गड़बड़ी उत्पादन ठहराव संकेत नहीं है, लेकिन जुड़े अन्य लागत हो सकता है, इस तरह के उपकरणों दक्षता और उपकरण जीवनकाल की कमी की कमी के रूप में.
  2. अप्रत्यक्ष लागतें. इन लागत का मूल्यांकन करने के लिए बहुत मेहनत कर रहे हैं. कारण कुछ गड़बड़ी और गैर उत्पादक समय के लिए, एक कंपनी के कुछ प्रसव और ढीली भविष्य के आदेश के लिए समय सीमा को पूरा करने में सक्षम नहीं हो सकता. बिजली की गुणवत्ता की समस्याओं को रोकने के लिए निवेश एक अप्रत्यक्ष लागत पर विचार किया जा सकता है.
  3. गैर सामग्री असुविधा. बिजली अशांति की वजह से कुछ असुविधाओं पैसे में व्यक्त नहीं किया जा सकता, ऐसे रेडियो या टीवी देखना नहीं सुन रूप. इन असुविधाओं खाते में एक ही रास्ता उपभोक्ता इस असुविधा से बचने के लिए भुगतान करने को तैयार है कि पैसे की राशि की स्थापना के लिए है [4], [5].
बी. विद्युत गुणवत्ता लागत पर अनुमान

कई अध्ययनों से उपभोक्ताओं के लिए पीक्यू समस्याओं की लागत का मूल्यांकन करने के लिए बनाया गया है. एक सही मूल्य का आकलन लगभग असंभव है; इसलिए इन सभी अध्ययनों अनुमानों पर आधारित हैं. इन अध्ययनों में से कुछ नीचे प्रस्तुत कर रहे हैं.

  1. बिजनेस वीक (1991). पीक्यू लागत पर अनुमान लगाया गया था 26,000 संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रति वर्ष दस लाख डालर.
  2. EPRI (1994). इस अध्ययन में यह बताया 400,000 संयुक्त राज्य अमेरिका में पीक्यू लागत के लिए प्रति वर्ष दस लाख डालर.
  3. अमेरिकी ऊर्जा विभाग (1995). पीक्यू लागत पर अनुमान लगाया गया था 150,000 संयुक्त राज्य अमेरिका के लिए प्रति वर्ष दस लाख डालर.
  4. फॉर्च्यून पत्रिका (1998). पीक्यू लागत के आसपास ने कहा कि 10,000 संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रति वर्ष दस लाख डालर.
  5. ई स्रोत (2001). सतत प्रक्रिया इंडस्ट्रीज शामिल एक अध्ययन, संयुक्त राज्य अमेरिका में वित्तीय सेवाओं और खाद्य प्रसंस्करण, पर पीक्यू समस्याओं की औसत वार्षिक लागत का अनुमान 60,000 से 80,000 अधिष्ठापन प्रति डालर.
  6. यूरोपीय संघ में पीक्यू लागत (2001). उद्योग और वाणिज्य में कुल मिलाकर पीक्यू लागत, यूरोपीय संघ में, में अनुमान है 10,000 प्रति वर्ष दस लाख यूरो [6].

विभिन्न अध्ययनों का अनुमान एक बहुत अलग, लेकिन एक आम बात के लिए सभी बिंदु: पीक्यू लागत भारी रहे हैं.

सी. क्षणिक व्यवधान की लागत

एक रुकावट सुविधाओं पर सबसे perceivable प्रभाव के साथ पीक्यू समस्या है. तालिका II क्षणिक रुकावट के विशिष्ट लागत सारांशित (1 मिनट) उपभोक्ताओं के विभिन्न प्रकारों के लिए. प्रस्तुत लागत रुकावट से निपटने के लिए सवारी के माध्यम क्षमताओं को प्राप्त करने के लिए प्रौद्योगिकियों में प्रमुख निवेश के बिना कर रहे हैं. इन मूल्यों को व्यक्तिगत अध्ययन के साथ प्रकाशित सेवाओं और Electrotek अवधारणाओं अनुभवों के आधार पर कर रहे हैं [5].

टेबल द्वितीय - क्षणिक रुकावट की विशिष्ट लागत (1 मिनट, $ / किलोवाट मांग में, औद्योगिक और सेवा सुविधाओं के विभिन्न प्रकारों के लिए.

क्षणिक व्यवधान की लागत ($/किलोवाट मांग)
अधिकतम न्यूनतम
औद्योगिक
ऑटोमोबाइल विनिर्माण 5.0 7.5
रबड़ और प्लास्टिक 3.0 4.5
कपड़ा 2.0 4.0
काग़ज़ 1.5 2.5
मुद्रण (समाचार पत्रों) 1.0 2.0
पेट्रो 3.0 5.0
धातु का निर्माण 2.0 4.0
कांच 4.0 6.0
खनन 2.0 4.0
खाद्य संसाधन 3.0 5.0
औषधि 5.0 50.0
इलेक्ट्रानिक्स 8.0 12.0
सेमीकंडक्टर विनिर्माण 20.0 60.0
सेवाएं
संचार, सूचना संसाधन 1.0 10.0
अस्पतालों, बैंकों, सिविल सेवा 2.0 3.0
रेस्टोरेंट, सलाखों, होटल 0.5 1.0
वाणिज्यिक दुकानें 0.1 0.5

यह देखा जा सकता है, औद्योगिक क्षेत्र सबसे रुकावट से प्रभावित है, विशेष रूप से सतत प्रक्रिया उद्योग. सेवा क्षेत्र में, संचार और सूचना संसाधन सबसे अधिक प्रभावित व्यापार क्षेत्र है.

रुकावट की लागत भी इसकी अवधि का कार्य कर रहे हैं. अंजीर. 4 इसकी अवधि खिलाफ रुकावट की लागत को दर्शाया गया है.

Power Quality Problems and New Solutions_img_3अंजीर. 4 - समारोह उसकी अवधि के रूप में रुकावट की लागत [5].

5. पीक्यू समस्याओं के लिए समाधान

पीक्यू समस्याओं के शमन के लिए विभिन्न स्तरों पर जगह ले सकता है: प्रसारण, वितरण और अंत का उपयोग उपकरण. अंजीर में देखा. 5, कई उपायों इन स्तरों पर लिया जा सकता है.

Power Quality Problems and New Solutions_img_4अंजीर. 5 - डिजिटल बिजली के लिए समाधान [7]

6. ग्रिड पर्याप्तता

कई पीक्यू समस्याओं पारेषण या वितरण ग्रिड में मूल है. इस प्रकार, एक उचित पारेषण और वितरण ग्रिड, पर्याप्त योजना और रखरखाव के साथ, पीक्यू समस्याओं की घटना को कम करने के लिए आवश्यक है.

7. वितरित संसाधन - ऊर्जा संग्रहण प्रणाली

वितरित ऊर्जा संसाधनों के उपयोग में ब्याज (DER) वृद्धि की विश्वसनीयता प्रदान करने के लिए क्योंकि उनकी क्षमता के पिछले कुछ वर्षों में काफी वृद्धि हुई है. इन संसाधनों वितरित उत्पादन और ऊर्जा भंडारण प्रणाली में शामिल.

ऊर्जा भंडारण प्रणालियों, भी प्रौद्योगिकियों को बहाल करने के रूप में जाना, गरीब पीक्यू वातावरण में सवारी के माध्यम से क्षमता के साथ बिजली भार प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है.

Power Quality Problems and New Solutions_img_5अंजीर. 6 - पुनर्स्थापित कर टेक्नोलॉजीज सिद्धांत [1].

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और भंडारण प्रौद्योगिकियों में हाल में हुए तकनीकी विकास पीक्यू समस्याओं को कम करने के लिए प्रीमियम समाधान की प्रौद्योगिकियों बहाल एक मोड़ रहे हैं.

Power Quality Problems and New Solutions_img_6अंजीर. 7 - एक ऊर्जा भंडारण प्रणाली का कार्य सिद्धांत.

पीक्यू के क्षेत्र में इस्तेमाल पहली ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी, अभी तक सबसे अधिक इस्तेमाल किया आज, विद्युत बैटरी है. हालांकि नई प्रौद्योगिकियों, ऐसे flywheels के रूप में, supercapacitors और superconducting चुंबकीय ऊर्जा भंडारण (एसएमई) कई फायदे पेश, विद्युत बैटरी अभी भी वजह से उनके कम कीमत और परिपक्व प्रौद्योगिकी के लिए शासन.

एक. Flywheels

एक चक्का एक विद्युत उपकरण है, जो जोड़े एक घूर्णन इलेक्ट्रिक मशीन है (मोटर / जनरेटर) छोटी अवधि के लिए ऊर्जा की दुकान करने के लिए एक जन घूर्णन के साथ. मोटर / जनरेटर चक्का कताई रोटर रखने के लिए ग्रिड द्वारा प्रदान की बिजली ड्रॉ. एक बिजली अशांति के दौरान, रोटर में संग्रहीत गतिज ऊर्जा जनरेटर द्वारा डीसी विद्युत ऊर्जा को रूपांतरित हो जाता है, और ऊर्जा एक इनवर्टर और एक नियंत्रण प्रणाली के माध्यम से एक निरंतर आवृत्ति और वोल्टेज में वितरित किया जाता है. अंजीर. 8 एक चक्का की योजना को दर्शाया गया है, जहां इस प्रणाली का प्रमुख लाभ व्याख्या कर रहे हैं.

Power Quality Problems and New Solutions_img_7अंजीर. 8 - चक्का [http://www.beaconpower.com]

परंपरागत चक्का रोटार आमतौर पर स्टील का निर्माण कर रहे हैं और प्रति मिनट एक कुछ हजार क्रांतियों की स्पिन दर तक सीमित हैं (आरपीएम). कार्बन फाइबर सामग्री और चुंबकीय बेयरिंग से निर्मित उन्नत flywheels के लिए गति पर निर्वात में स्पिन कर सकते हैं 40,000 से 60,000 आरपीएम. संग्रहित ऊर्जा जड़ता का क्षण है और घूर्णी गति के वर्ग के समानुपाती है. उच्च गति flywheels पारंपरिक flywheels की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा स्टोर कर सकते हैं.

चक्का उपयोगिता की आपूर्ति बिजली की हानि और उपयोगिता शक्ति की वापसी या एक के पीछे से बिजली व्यवस्था के शुरू होने से या तो बीच में एक अवधि के दौरान शक्ति प्रदान करता है (अर्थात, डीजल जनरेटर). Flywheels आम तौर पर प्रदान 1-100 सवारी के माध्यम से समय के सेकंड, और बैक अप जनरेटर के भीतर ऑनलाइन प्राप्त करने में सक्षम हैं 5-20 सेकंड्स.

बी. Supercapacitors

Supercapacitors (भी ultracapacitors के रूप में जाना) डीसी ऊर्जा स्रोत हैं और एक स्थिर शक्ति कंडीशनर के साथ बिजली ग्रिड को interfaced किया जाना चाहिए, ग्रिड आवृत्ति में ऊर्जा उत्पादन प्रदान. एक supercapacitor कम अवधि रुकावट या वोल्टेज sags दौरान शक्ति प्रदान करता है.

मध्यम आकार supercapacitors (1 MJoule) छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सवारी के माध्यम से क्षमता को लागू करने के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं, लेकिन बड़े supercapacitors विकास में अभी भी कर रहे हैं, लेकिन जल्द ही ऊर्जा भंडारण क्षेत्र के एक व्यवहार्य घटक बन सकते हैं.

Power Quality Problems and New Solutions_img_8अंजीर. 9 - बिजली डबल परत supercapacitor [http://www.esmacap.com]

प्लेटों के बीच की दूरी बहुत छोटा है क्योंकि समाई बहुत बड़ी है (कई angstroms), और क्योंकि कंडक्टर सतह का क्षेत्र (सक्रिय कार्बन के उदाहरण के लिए) खण्ड 1500-2000 एम2/जी (16000-21500 फुट2/जी). इस प्रकार, ऐसे capacitors द्वारा संग्रहित ऊर्जा तक पहुंच सकता है 50-60 जम्मू / जी [8].

सी. एसएमई

एक चुंबकीय क्षेत्र superconducting तार के एक बंद कुंडली में एक डीसी वर्तमान परिसंचारी द्वारा बनाई गई है. कुंडल परिसंचारी वर्तमान का मार्ग एक ठोस राज्य स्विच के साथ खोला जा सकता है, पर और बंद संग्राहक है जो. कारण कुंडली के उच्च अधिष्ठापन के लिए, स्विच बंद है जब (खुला), चुंबकीय तार एक वर्तमान स्रोत के रूप में व्यवहार और कुछ वोल्टेज स्तर तक चार्ज होगा जो शक्ति कनवर्टर में वर्तमान मजबूर करेंगे. ठोस राज्य स्विच के समुचित मॉडुलन पलटनेवाला के समुचित संचालन सीमा के भीतर वोल्टेज पकड़ कर सकते हैं, एसी शक्ति के रूप में डीसी वोल्टेज धर्मान्तरित.

Power Quality Problems and New Solutions_img_9अंजीर. 10 - एसएमई प्रणाली [9].

तरल हीलियम से ठंडा कम तापमान एसएमई व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है. तरल नाइट्रोजन से ठंडा उच्च तापमान एसएमई के विकास के चरण में अब भी है और इसकी वजह से संभावित कम कीमत के लिए भविष्य में एक व्यवहार्य वाणिज्यिक ऊर्जा भंडारण स्रोत बन सकते हैं.

एसएमई सिस्टम कम durations के लिए बड़े और आम तौर पर इस्तेमाल कर रहे हैं, ऐसे उपयोगिता स्विचन घटनाओं के रूप में.

डी. संग्रहण प्रणाली की तुलना

अंजीर. 11 विशिष्ट शक्ति और विशिष्ट ऊर्जा के मामले में अलग भंडारण प्रौद्योगिकी की तुलना से पता चलता है.

Power Quality Problems and New Solutions_img_10अंजीर. 11 - भंडारण प्रौद्योगिकियों के लिए विशिष्ट ऊर्जा पर्वतमाला बनाम विशिष्ट शक्ति [9].

Power Quality Problems and New Solutions_img_11अंजीर. 12 - ऊर्जा भंडारण उपकरणों के विशिष्ट लागत [10].

उच्च गति चक्का एसएमई और supercapacitors के रूप में एक ही कीमत रेंज के बारे में और के बारे में है 5 गुना अधिक महंगा एक कम गति चक्का से इसकी वजह से और अधिक जटिल डिजाइन और सीमित शक्ति दर्ज़ा के लिए. विद्युत बैटरी परिपक्व के एक उच्च डिग्री और एक सरल डिजाइन किया है. की भंडारण समय के नीचे 25 सेकंड कम गति चक्का बैटरी से अधिक लागत प्रभावी हो सकता है.

8. वितरित संसाधन - वितरित उत्पादन

वितरित उत्पादन (डीजी) इकाइयों महत्वपूर्ण भार को स्वच्छ शक्ति प्रदान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, ग्रिड में मूल के साथ गड़बड़ी से उन्हें अलग. डीजी इकाइयों को भी निरंतर कटौती के दौरान महत्वपूर्ण लोड करने के लिए ऊर्जा की आपूर्ति को आश्वस्त करने के बैकअप जनरेटर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है. इसके अतिरिक्त महानिदेशक की इकाइयों पीक मांग को कम करने के उद्देश्य से लोड प्रबंधन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

वर्तमान समय में, घूमकर इंजन महानिदेशक बाजार में प्रचलित तकनीक है, लेकिन प्रौद्योगिकी में प्रगति के साथ, अन्य प्रौद्योगिकियों अधिक आकर्षक होते जा रहे हैं, ऐसे microturbines या ईंधन की कोशिकाओं के रूप में (टेबल III).

टेबल तृतीय - डीजी प्रौद्योगिकियों का विकास.

इंजन घूमकर Microturbines ईंधन कोशिकाओं
समय • चल रही है • अब उभर • 200 से
बाजार • स्टैंडबाय / वापस ऊपर उपयोग • पीक शेविंग और पीक्यू प्रधानमंत्री सत्ता और PQ •
अर्थशास्त्र • 300 एक 600 $/किलोवाट • 33-45% • कुशल <5% उपयोग • 15-30 सेंट / kWh • 750 $/किलोवाट • 20-30% • ~ 20% कुशल उपयोग • 10-15 सेंट / kWh • 1000* एक 4000 $/किलोवाट • 45-60% • कुशल >80% उपयोग • 5* सेंट / kWh * भविष्यवाणी

डीजी इकाइयों बैक अप पीढ़ी के रूप में इस्तेमाल किया जा रहे हैं, एक भंडारण इकाई अशांति का मूल है और आपातकालीन जनरेटर से शुरू हुआ के बीच की अवधि के दौरान भार को ऊर्जा प्रदान करने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए.

सबसे आम समाधान विद्युत बैटरी यूपीएस और एक डीजल genset का संयोजन है. वर्तमान समय में, एक इकाई में एक चक्का और एक डीजल genset का एकीकरण भी एक लोकप्रिय समाधान होता जा रहा है, कई निर्माताओं द्वारा की पेशकश की.

Power Quality Problems and New Solutions_img_12अंजीर. 13 - एक निरंतर बिजली व्यवस्था की योजना, एक चक्का और एक डीजल genset का उपयोग [www.geindustrialsystems.com].

Power Quality Problems and New Solutions_img_13अंजीर. 14 - गतिशील यूपीएस, हाईटेक बिजली संरक्षण द्वारा, जैसे. [http://www.hitec-ups.com].

9. बढ़ी इंटरफ़ेस उपकरणों

ऊर्जा भंडारण प्रणालियों और डीजी के अलावा, कुछ अन्य उपकरणों पीक्यू की समस्याओं को हल करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

सही इंटरफेस उपकरणों का उपयोग करना, एक ग्रिड से पाने गड़बड़ी से भार अलग कर सकते हैं.

एक. गतिशील वोल्ट रेस्टोरर

एक गतिशील वोल्टेज आरोग्य (DVR) लोड के साथ श्रृंखला में जुड़े एक वोल्टेज स्रोत की तरह कार्य करता है. सबसे आम डीवीआर का काम सिद्धांत अंजीर के समान है. 7. डीवीआर के उत्पादन में वोल्टेज उत्पादन आपूर्ति गर्त एक वोल्टेज कनवर्टर में सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति इंजेक्षन करने के लिए एक कदम ऊपर ट्रांसफॉर्मर और / या संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग करके लोड टर्मिनलों पर लगभग स्थिर वोल्टेज रखा है.

बी. क्षणिक वोल्टेज बढ़ने दमन (TVSS)

क्षणिक वोल्टेज बढ़ने दमन शक्ति के स्रोत और संवेदनशील भार के बीच इंटरफेस के रूप में इस्तेमाल कर रहे हैं, यह भार तक पहुंचने से पहले क्षणिक वोल्टेज TVSS द्वारा clamped है कि इतना. TVSSs आमतौर पर एक nonlinear प्रतिरोध के साथ एक घटक होते हैं (एक धातु आक्साइड varistor या एक zener डायोड) कि अत्यधिक वोल्टेज लाइन की सीमा और भूमि पर किसी भी अधिक आवेग ऊर्जा का संचालन.

सी. लगातार वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर

लगातार वोल्टेज ट्रांसफार्मर (CVT) वोल्टेज sags और यात्रियों के प्रभाव को कम करने के लिए इस्तेमाल पहली पीक्यू समाधानों में से एक थे. वोल्टेज निरंतर बनाए रखने के लिए, वे सामान्य रूप से परहेज कर रहे हैं कि दो सिद्धांतों का उपयोग: गूंज और कोर संतृप्ति.

Power Quality Problems and New Solutions_img_14अंजीर. 15 - लगातार वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर.

प्रतिध्वनि होती है, जब, वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के चुंबकीय कोर के संतृप्ति का कारण बनता है कि एक बिंदु तक की वृद्धि होगी. चुंबकीय कोर संतृप्त है तो, तो चुंबकीय प्रवाह मोटे तौर पर स्थिर रहेगा और ट्रांसफार्मर लगभग एक निरंतर वोल्टेज उत्पादन का उत्पादन होगा.

ठीक से इस्तेमाल नहीं हैं, लोगों को कम से एक CVT अधिक पीक्यू समस्याओं आरंभ होगा. यह यात्रियों उत्पादन कर सकते हैं, harmonics (वोल्टेज लहर शीर्ष और किनारों पर काटा) और यह अक्षम है (के बारे में 80% पूरे लोड पर). अपने आवेदन की वजह से अन्य क्षेत्रों में तकनीकी विकास के लिए असामान्य होता जा रहा है.

डी. शोर फिल्टर

शोर फिल्टर अवांछित आवृत्ति वर्तमान या वोल्टेज संकेतों से बचने के लिए उपयोग किया जाता है (शोर) तक पहुँचने संवेदनशील उपकरण से. यह उच्च आवृत्तियों के लिए मौलिक आवृत्ति और उच्च प्रतिबाधा के लिए एक कम प्रतिबाधा रास्ता बनाता है कि capacitors और inductances का एक संयोजन का उपयोग करके पूरा किया जा सकता है, अर्थात, एक कम पास फिल्टर. KHz सीमा में आवृत्ति के साथ शोर काफी है जब वे उपयोग किया जाना चाहिए.

यह. अलगाव ट्रांसफॉर्मर

अलगाव ट्रांसफार्मर साधन से पाने यात्रियों और शोर से संवेदनशील भार अलग करने के लिए उपयोग किया जाता है. कुछ मामलों में (डेल्टा-Wye कनेक्शन) अलगाव ट्रांसफार्मर ट्रांसफार्मर नदी के ऊपर से हो रही भार द्वारा उत्पन्न हार्मोनिक धाराओं रखना.

अलगाव ट्रांसफार्मर की ख़ासियत प्राथमिक और माध्यमिक के बीच स्थित nonmagnetic पन्नी से बना एक उड़ान ढाल है. में स्रोत से आया है कि कोई शोर या क्षणिक प्राथमिक और ढाल के बीच समाई के माध्यम से और जमीन पर फैलता है और भार तक पहुँच नहीं है.

अंजीर. 16 - अलग ट्रांसफॉर्मर.

एफ. स्टेटिक वर Compensators

स्टेटिक वर compensators (आर) जल्दी वोल्टेज को विनियमित करने के लिए capacitors और रिएक्टरों के संयोजन का उपयोग. ठोस राज्य स्विच अस्थिर वोल्टेज से रोकने के लिए सही परिमाण में capacitors और रिएक्टरों की प्रविष्टि को नियंत्रित. आर के मुख्य आवेदन उच्च वोल्टेज और बड़े भार की वजह से झिलमिलाहट के उन्मूलन में वोल्टेज विनियमन है (ऐसे प्रेरण भट्टी के रूप में).

जी. सुरीले फ़िल्टर

सुरीले फिल्टर अवांछनीय harmonics कम करने के लिए उपयोग किया जाता है. वे दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: निष्क्रिय फिल्टर और सक्रिय फिल्टर.

Power Quality Problems and New Solutions_img_16अंजीर. 17 - सुरीले फिल्टर [11].

निष्क्रिय फिल्टर (अंजीर. 17 बाईं) निष्क्रिय घटकों का उपयोग कर तनु को harmonics की आवृत्तियों के लिए एक कम प्रतिबाधा पथ में मिलकर बनता है (inductors, capacitors और प्रतिरोधों). समानांतर में जुड़े कई निष्क्रिय फिल्टर कई हार्मोनिक घटकों को खत्म करने के लिए आवश्यक हो सकता है. सिस्टम बदलता है (हार्मोनिक घटकों के परिवर्तन), निष्क्रिय फिल्टर अप्रभावी और कारण गूंज बन सकते हैं.

सक्रिय फिल्टर (अंजीर. 17 सही) लोड द्वारा खपत मौजूदा विश्लेषण और भार द्वारा उत्पन्न हार्मोनिक वर्तमान रद्द कि एक वर्तमान बनाने. सक्रिय फिल्टर अतीत में महंगे थे, लेकिन वे अब अज्ञात या बदलते harmonics के लिए लागत प्रभावी compensating होते जा रहे हैं.

10. कोड और मानकों का विकास

कुछ उपाय है कि उपकरणों की आपूर्ति बिजली मानकों के भीतर है जब ठीक से संचालित करने के लिए होना चाहिए उपयोगिताओं उपभोक्ताओं को प्रदान करने के लिए है कि न्यूनतम पीक्यू स्तर और प्रतिरक्षा स्तर को विनियमित करने के लिए लिया गया है.

इस दिशा में एक बड़ा कदम CBEMA की अवस्था के साथ लिया गया था (अंजीर 18), कंप्यूटर और व्यापार उपकरण निर्माता एसोसिएशन द्वारा बनाई गई. यह मानक कंप्यूटर उपकरणों की न्यूनतम बर्दाश्त क्षमता sags वोल्टेज निर्दिष्ट करता है, सूक्ष्म रुकावट और overvoltages.

Power Quality Problems and New Solutions_img_17अंजीर. 18 - CBEMA वक्र.

 

अंजीर. 19 - ITIC वक्र

यह वक्र, ITIC द्वारा अभी हाल ही में एवजी हालांकि (सूचना प्रौद्योगिकी उद्योग परिषद) वक्र (अंजीर. 19), अभी पीक्यू के क्षेत्र में एक संदर्भ है. वोल्टेज छायांकित क्षेत्र द्वारा निर्धारित सीमा के भीतर है जब, उपकरण सामान्य रूप से कार्य करना चाहिए. वोल्टेज की अनुमति जोन नीचे क्षेत्र पर शामिल किया जाता है तो, उपकरणों की खराबी या बंद कर सकता है. वोल्टेज ऊपरी निषिद्ध क्षेत्र में शामिल है, जब, उपकरण खराबी के अलावा, उपकरण पर नुकसान हो सकता है.

अन्य मानकीकरण संगठनों (आईईसी, CENELEC, आईईईई, आदि) इसी उद्देश्य के साथ मानकों का एक सेट विकसित किया है. यूरोप में, पीक्यू में सबसे अधिक प्रासंगिक मानकों एन रहे हैं 50160 (CENELEC द्वारा) और आईईसी 61000.

टेबल चतुर्थ – यूरोपीय नॉर्म द्वारा परिभाषित सबसे महत्वपूर्ण मानदंडों 50160:2001.

सीमाएं
आवृत्ति बीच में ही रहना चाहिए 49.5 (-1%) और 50.5 (+1%) हर्ट्ज.
वोल्टेज वोल्टेज के बीच होना चाहिए 90% और 110% नाममात्र वोल्टेज की.
वोल्ट असंतुलन नकारात्मक अनुक्रम से परिमाण उच्च कल्पना नहीं कर सकते 2% प्रत्यक्ष अनुक्रम की.
सुरीले वोल्टेज THD < 8 % V3 < 5.0% V5 < 6.0% V7 < 5.0%

11. अंत का उपयोग उपकरणों कम संवेदनशील बनाएं

गड़बड़ी के प्रति संवेदनशील होने के लिए उपकरण डिजाइन आमतौर पर पीक्यू समस्याओं को रोकने के लिए सबसे अधिक लागत प्रभावी उपाय है. अंत का उपयोग उपकरण के कुछ निर्माता अब इस समस्या को पहचानने हैं, लेकिन प्रतिस्पर्धी बाजार निर्माताओं की लागत को कम करने और केवल ग्राहकों की आवश्यकताओं को जवाब देना चाहिए कि इसका मतलब. अपवाद एएसडी बाजार है, निर्माताओं सक्रिय रूप से बढ़ाया सवारी के माध्यम क्षमताओं के साथ उत्पादों को बढ़ावा देने रहे हैं जहां.

बिजली की आपूर्ति करने के लिए एक बड़ी क्षमता के साथ एक संधारित्र जोड़ना, बड़ा तटस्थ कंडक्टर के साथ केबल का उपयोग, ट्रांसफार्मर स्थानीय कर से मुक्ति और undervoltage रिले एडजस्ट, समस्याओं PQ के लिए उपकरणों की संवेदनशीलता कम करने के लिए निर्माताओं द्वारा लिया जा सकता है कि उपाय कर रहे हैं.

12. निष्कर्ष

उच्च गुणवत्ता के साथ बिजली की उपलब्धता आधुनिक समाज के संचालन के लिए महत्वपूर्ण है. कुछ क्षेत्रों उपयोगिताओं द्वारा प्रदान की गई बिजली की गुणवत्ता से संतुष्ट हैं, कुछ दूसरों की अधिक मांग कर रहे हैं.

पीक्यू समस्याओं से संबंधित भारी नुकसान से बचने के लिए, सबसे ज्यादा मांग उपभोक्ताओं की समस्याओं को रोकने के लिए कार्रवाई करनी चाहिए. विभिन्न उपायों के अलावा, कम संवेदनशील उपकरण का चयन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं. यहां तक ​​कि सबसे मजबूत उपकरण प्रभावित होता है जब, तब अन्य उपायों से लिया जाना चाहिए, इस तरह की तकनीकों को बहाल करने की स्थापना के रूप में, वितरित उत्पादन या पीक्यू समस्याओं को रोकने के लिए एक इंटरफेस डिवाइस.

सन्दर्भ

[1] जम्मू. पतला, "इलेक्ट्रिक ऊर्जा क्षेत्र की आपूर्ति के लिए कुल गुणवत्ता प्रबंधन एप्लाइड", पीएचडी थीसिस की डिग्री के लिए आवश्यकताओं की पूर्ति करने के लिए प्रस्तुत. विद्युत इंजीनियरिंग में, Coimbra, सितंबर 2002.

[2] “दो सेकंड समस्या”, अमेरिकी superconductor और EPRI रिसर्च, मार्च 1998.

[3] EPRI बिजली वितरण समूह, "में बिजली वितरण का भविष्य 21सेंट सदी ", 1999.

[4] एम. गेंद, "समझौता पावर गुणवत्ता की समस्या - वोल्टेज sags और व्यवधान", पॉवर इंजीनियरिंग पर आईईईई प्रेस श्रृंखला - जॉन विले और संस, Piscataway, अमेरिका (2000).

[5] एम. McGranaghan, "व्यवधान की लागत", विद्युत गुणवत्ता की कार्यवाही में 2002 सम्मेलन, Rosemont, इलेनॉइस, पीपी 1-8, अक्टूबर 2002..

[6] डी. बिसाती, "गरीब विद्युत गुणवत्ता की लागत", विद्युत गुणवत्ता आवेदन गाइड - कॉपर विकास संघ, मार्च 2001.

[7] EPRI, "एक डिजिटल समाज के लिए बिजली बुनियादी सुविधाओं के निर्माण", UIE-2000 सम्मेलन, लिस्बन, 13, नवंबर 2000.

[8] http://www.esma-cap.com

[9] पी. ब्रूक, बी. जॉनसन, एम. कौआ, एक. Arsoy, और. लियू, "उन्नत बिजली अनुप्रयोगों के लिए ऊर्जा संग्रहण प्रणाली", आईईईई की कार्यवाही, उड़ान 89, नहीं. 12, दिसंबर 2001.

[10] एच. Darrelmann, "वैकल्पिक कम समय संग्रहण प्रणाली की तुलना", लूट, लिमिटेड, Osterode, जर्मनी.

[11] पी. Ferracci, "पावर गुणवत्ता", Cahier तकनीक श्नाइडर इलेक्ट्रिक कोई. 199, सितंबर 2000.

स्रोत: www.icrepq.com/pdfs/PL4.ALMEIDA.pdf

वेब के लिए बिजली की गुणवत्ता के मामले के अध्ययन के उत्पादन के लिए दिशानिर्देश

यहाँ कुछ दिशानिर्देश अपने कौशल या कम करने के समाधान को बेचने में मदद मिलेगी कि एक जानकारीपूर्ण विद्युत गुणवत्ता के मामले के अध्ययन के उत्पादन के लिए कर रहे हैं. इन वर्गों को शामिल किया जाना चाहिए:

  • परिचय – समस्या का बयान और परिणाम
  • विश्लेषण – समस्या का विश्लेषण करने के लिए कदम उठाए गए हैं क्या हैं
  • समाधान – क्या समाधान समस्या को कम करने के लिए चुना गया है
  • समापन – समाधान कैसे प्रभावी है, जारी रखें पढ़ रहे हैं