నష్టాలు మరియు వోల్టేజ్ చుక్కలు - తేడాలు ఏమిటి

సాధారణ మానవ జీవితంలో, "నష్టం" మరియు "పతనం" అనే పదాలు కొన్ని విజయాలలో తగ్గుదల వాస్తవాన్ని సూచించడానికి ఉపయోగించబడతాయి, కానీ అవి వేరే విలువను సూచిస్తాయి.

ఈ సందర్భంలో, «నష్టాలు» అంటే ఒక భాగాన్ని కోల్పోవడం, నష్టం, గతంలో సాధించిన స్థాయి పరిమాణాన్ని తగ్గించడం. నష్టాలు అవాంఛనీయమైనవి, కానీ మీరు వాటిని తట్టుకోగలరు.

"పతనం" అనే పదం హక్కులను పూర్తిగా కోల్పోవడంతో సంబంధం ఉన్న మరింత తీవ్రమైన హానిగా అర్థం చేసుకోవచ్చు. అందువలన, కాలక్రమేణా అప్పుడప్పుడు సంభవించే నష్టాలు (చెప్పండి, ఒక పోర్ట్‌ఫోలియో) కూడా క్షీణతకు దారితీయవచ్చు (ఉదాహరణకు, భౌతిక జీవిత స్థాయి).

ఈ విషయంలో, ఎలక్ట్రికల్ నెట్‌వర్క్ యొక్క వోల్టేజ్‌కు సంబంధించి మేము ఈ ప్రశ్నను పరిశీలిస్తాము.

నష్టాలు మరియు వోల్టేజ్ చుక్కలు ఎలా ఏర్పడతాయి

ఒక సబ్‌స్టేషన్ నుండి మరొక సబ్‌స్టేషన్‌కు ఓవర్‌హెడ్ లైన్‌ల ద్వారా విద్యుత్తు చాలా దూరం తీసుకువెళుతుంది.

ఓవర్ హెడ్ లైన్లు అనుమతించదగిన శక్తిని ప్రసారం చేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి మరియు ఒక నిర్దిష్ట పదార్థం మరియు విభాగం యొక్క మెటల్ వైర్లతో తయారు చేయబడ్డాయి. అవి R యొక్క నిరోధక విలువ మరియు X యొక్క రియాక్టివ్ లోడ్‌తో రెసిస్టివ్ లోడ్‌ను సృష్టిస్తాయి.

స్వీకరించే వైపు అది నిలుస్తుంది ట్రాన్స్ఫార్మర్విద్యుత్ మార్పిడి.దీని కాయిల్స్ క్రియాశీల మరియు ఉచ్ఛరించే ప్రేరక నిరోధకత XLని కలిగి ఉంటాయి. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైపు వోల్టేజ్ని తగ్గిస్తుంది మరియు వినియోగదారులకు మరింత ప్రసారం చేస్తుంది, దీని లోడ్ Z యొక్క విలువ ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది మరియు ప్రకృతిలో చురుకుగా, కెపాసిటివ్ మరియు ప్రేరకంగా ఉంటుంది. ఇది నెట్వర్క్ యొక్క విద్యుత్ పారామితులను కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది.

పవర్ ట్రాన్స్మిషన్ సబ్‌స్టేషన్‌కు దగ్గరగా ఉన్న ఓవర్‌హెడ్ లైన్ యొక్క మద్దతు యొక్క వైర్‌లకు వర్తించే వోల్టేజ్, ప్రతి దశలో సర్క్యూట్ యొక్క రియాక్టివ్ మరియు యాక్టివ్ రెసిస్టెన్స్‌ను అధిగమిస్తుంది మరియు దానిలో కరెంట్‌ను సృష్టిస్తుంది, దీని వెక్టర్ వెక్టర్ నుండి వైదొలగుతుంది. ఒక కోణం φ ద్వారా వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది.

వోల్టేజీల పంపిణీ యొక్క స్వభావం మరియు సుష్ట లోడ్ మోడ్ కోసం లైన్ వెంట ప్రవాహాల ప్రవాహం ఫోటోలో చూపబడింది.

లైన్ యొక్క ప్రతి దశ యాదృచ్ఛికంగా డిస్‌కనెక్ట్ చేయబడిన లేదా పని చేయడానికి కనెక్ట్ చేయబడిన విభిన్న వినియోగదారుల సంఖ్యను అందిస్తుంది కాబట్టి, దశ లోడ్‌ను సంపూర్ణంగా సమతుల్యం చేయడం సాంకేతికంగా చాలా కష్టం. దానిలో ఎల్లప్పుడూ అసమతుల్యత ఉంటుంది, ఇది దశ ప్రవాహాల వెక్టర్ జోడింపు ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు 3I0 గా వ్రాయబడుతుంది. చాలా లెక్కలలో, ఇది కేవలం విస్మరించబడుతుంది.

ట్రాన్స్మిటింగ్ సబ్‌స్టేషన్ ద్వారా వినియోగించబడే శక్తి రేఖ యొక్క ప్రతిఘటనను అధిగమించడంలో పాక్షికంగా ఖర్చు చేయబడుతుంది మరియు స్వల్ప మార్పుతో స్వీకరించే వైపుకు చేరుకుంటుంది. ఈ భిన్నం నష్టం మరియు వోల్టేజ్ డ్రాప్ ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది, దీని వెక్టర్ వ్యాప్తిలో కొద్దిగా తగ్గుతుంది మరియు ప్రతి దశలో ఒక కోణం ద్వారా మార్చబడుతుంది.

నష్టాలు మరియు వోల్టేజ్ డ్రాప్ ఎలా లెక్కించబడతాయి

విద్యుత్ ప్రసారం సమయంలో జరుగుతున్న ప్రక్రియలను అర్థం చేసుకోవడానికి, వెక్టర్ రూపం ప్రధాన లక్షణాలను సూచించడానికి సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. వివిధ గణిత గణన పద్ధతులు కూడా ఈ పద్ధతిపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

గణనలను సులభతరం చేయడానికి మూడు-దశల వ్యవస్థ ఇది మూడు సింగిల్-ఫేజ్ సమానమైన సర్క్యూట్‌ల ద్వారా సూచించబడుతుంది. ఈ పద్ధతి సుష్ట లోడ్తో బాగా పనిచేస్తుంది మరియు అది విచ్ఛిన్నమైనప్పుడు ప్రక్రియలను విశ్లేషించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.

పై రేఖాచిత్రాలలో, లైన్ యొక్క ప్రతి కండక్టర్ యొక్క క్రియాశీల R మరియు ప్రతిచర్య X లు φ కోణం ద్వారా వర్గీకరించబడిన సంక్లిష్ట లోడ్ నిరోధకత Znతో సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.

అదనంగా, ఒక దశలో వోల్టేజ్ నష్టం మరియు వోల్టేజ్ డ్రాప్ యొక్క గణన నిర్వహించబడుతుంది. దీన్ని చేయడానికి, మీరు డేటాను పేర్కొనాలి. ఈ ప్రయోజనం కోసం, శక్తిని పొందే సబ్‌స్టేషన్ ఎంపిక చేయబడింది, ఇక్కడ అనుమతించదగిన లోడ్ ఇప్పటికే నిర్ణయించబడాలి.

ఏదైనా అధిక-వోల్టేజ్ సిస్టమ్ యొక్క వోల్టేజ్ విలువ ఇప్పటికే రిఫరెన్స్ పుస్తకాలలో సూచించబడింది మరియు వైర్ల యొక్క ప్రతిఘటనలు వాటి పొడవు, క్రాస్-సెక్షన్, మెటీరియల్ మరియు నెట్‌వర్క్ యొక్క కాన్ఫిగరేషన్ ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి. సర్క్యూట్లో గరిష్ట కరెంట్ సెట్ చేయబడింది మరియు వైర్ల లక్షణాల ద్వారా పరిమితం చేయబడింది.

అందువల్ల, గణనలను ప్రారంభించడానికి, మనకు ఇవి ఉన్నాయి: U2, R, X, Z, I, φ.

మేము ఒక దశను తీసుకుంటాము, ఉదాహరణకు, «A» మరియు కాంప్లెక్స్ ప్లేన్‌లో దాని కోసం వెక్టర్స్ U2 మరియు I, Figure 1లో చూపిన విధంగా φ కోణంతో స్థానభ్రంశం చెందుతాయి. కండక్టర్ యొక్క క్రియాశీల ప్రతిఘటనలో సంభావ్య వ్యత్యాసం దిశలో సమానంగా ఉంటుంది. ప్రస్తుత మరియు పరిమాణంతో వ్యక్తీకరణ I ∙ R. మేము U2 (Fig. 2) చివరి నుండి ఈ వెక్టర్‌ను వాయిదా వేస్తాము.

కండక్టర్ యొక్క ప్రతిచర్యలో సంభావ్య వ్యత్యాసం ఒక కోణం φ1 ద్వారా ప్రస్తుత దిశ నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు ఉత్పత్తి I ∙ X నుండి లెక్కించబడుతుంది. మేము దానిని వెక్టర్ I ∙ R (Fig. 3) నుండి వాయిదా వేస్తాము.

రిమైండర్లు: కాంప్లెక్స్ ప్లేన్‌లోని వెక్టర్స్ యొక్క భ్రమణ సానుకూల దిశ కోసం, అపసవ్య దిశలో కదలిక తీసుకోబడుతుంది. ప్రేరక లోడ్ ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ ఒక కోణం ద్వారా అనువర్తిత వోల్టేజ్‌ను లాగ్ చేస్తుంది.

ఫిగర్ 4 మొత్తం వైర్ రెసిస్టెన్స్ I ∙ Z మరియు సర్క్యూట్ U1 యొక్క ఇన్‌పుట్ వద్ద ఉన్న వోల్టేజ్‌పై సంభావ్య వ్యత్యాస వెక్టర్స్ యొక్క ప్లాట్లను చూపుతుంది.

ఇప్పుడు మీరు ఇన్‌పుట్ వెక్టార్‌లను సమానమైన సర్క్యూట్‌తో మరియు లోడ్ అంతటా పోల్చవచ్చు. ఇది చేయుటకు, ఫలిత రేఖాచిత్రాన్ని క్షితిజ సమాంతరంగా ఉంచండి (Fig. 5) మరియు మాడ్యూల్ U1 యొక్క వ్యాసార్థంతో ప్రారంభం నుండి ఒక ఆర్క్ని గీయండి, ఇది వెక్టర్ U2 (Fig. 6) యొక్క దిశతో కలుస్తుంది.

మూర్తి 7 మరింత స్పష్టత కోసం త్రిభుజం యొక్క విస్తరణను చూపిస్తుంది మరియు సహాయక రేఖల డ్రాయింగ్, అక్షరాలతో ఖండన యొక్క లక్షణ పాయింట్లను సూచిస్తుంది.

చిత్రం దిగువన అది ఫలితంగా వెక్టార్ ac వోల్టేజ్ డ్రాప్ అని మరియు ab నష్టం అని చూపబడింది. అవి పరిమాణం మరియు దిశలో విభిన్నంగా ఉంటాయి. మేము అసలు స్కేల్‌కి తిరిగి వస్తే, వెక్టర్స్ (U1 నుండి U2) యొక్క రేఖాగణిత వ్యవకలనం ఫలితంగా ac పొందబడిందని మరియు ab అనేది అంకగణితమని మనం చూస్తాము. ఈ ప్రక్రియ క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది (Fig. 8).

వోల్టేజ్ నష్టాలను లెక్కించడానికి సూత్రాల ఉత్పన్నం

ఇప్పుడు ఫిగర్ 7కి తిరిగి వెళ్లి bd సెగ్మెంట్ చాలా చిన్నదిగా ఉందని గమనించండి. ఈ కారణంగా, ఇది గణనలలో నిర్లక్ష్యం చేయబడింది మరియు వోల్టేజ్ నష్టం సెగ్మెంట్ పొడవు ప్రకటన నుండి లెక్కించబడుతుంది. ఇది ae మరియు ed అనే రెండు లైన్ విభాగాలను కలిగి ఉంటుంది.

ae = I ∙ R ∙ cosφ మరియు ed = I ∙ x ∙ sinφ కాబట్టి, ఒక దశకు వోల్టేజ్ నష్టాన్ని సూత్రం ద్వారా లెక్కించవచ్చు:

∆Uph = I ∙ R ∙ cosφ + I ∙ x ∙ sinφ

అన్ని దశలలో లోడ్ సుష్టంగా ఉంటుందని మేము ఊహిస్తే (షరతులతో 3I0 నిర్లక్ష్యం), మేము లైన్‌లో వోల్టేజ్ నష్టాన్ని లెక్కించడానికి గణిత పద్ధతులను ఉపయోగించవచ్చు.

∆Ul = √3I ∙ (R ∙ cosφ + x ∙ sinφ)

ఈ ఫార్ములా యొక్క కుడి వైపు నెట్‌వర్క్ వోల్టేజ్ అన్‌తో గుణించబడి విభజించబడితే, అప్పుడు విద్యుత్ సరఫరా ద్వారా వోల్టేజ్ నష్టాల యొక్క p గణనను నిర్వహించడానికి మాకు అనుమతించే ఫార్ములా వస్తుంది.

∆Ul = (P ∙ r + Q ∙ x) / అన్

క్రియాశీల P మరియు రియాక్టివ్ Q శక్తి యొక్క విలువలను లైన్ మీటర్ రీడింగుల నుండి తీసుకోవచ్చు.

అందువలన, ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్లో వోల్టేజ్ నష్టం ఆధారపడి ఉంటుంది:

• సర్క్యూట్ యొక్క క్రియాశీల మరియు ప్రతిచర్య;

• అనువర్తిత శక్తి యొక్క భాగాలు;

• అనువర్తిత వోల్టేజ్ యొక్క పరిమాణం.

వోల్టేజ్ డ్రాప్ యొక్క విలోమ భాగాన్ని లెక్కించడానికి సూత్రాల యొక్క ఉత్పన్నం

మూర్తి 7కి తిరిగి వెళ్దాం. వెక్టార్ ac యొక్క విలువను లంబ త్రిభుజం acd యొక్క హైపోటెన్యూస్ ద్వారా సూచించవచ్చు. మేము ఇప్పటికే ప్రకటన అడుగును లెక్కించాము. విలోమ భాగం cdని నిర్ధారిద్దాం.

బొమ్మ cd = cf-df అని చూపిస్తుంది.

df = ce = I ∙ R ∙ sin φ.

cf = I ∙ x ∙ cos φ.

cd = I ∙ x ∙ cosφ-I ∙ R ∙ sinφ.

పొందిన నమూనాలను ఉపయోగించి, మేము చిన్న గణిత పరివర్తనలను నిర్వహిస్తాము మరియు వోల్టేజ్ డ్రాప్ యొక్క విలోమ భాగాన్ని పొందుతాము.

δU = √3I ∙ (x ∙ cosφ-r ∙ sinφ) = (P ∙ x-Q ∙ r) / అన్.

విద్యుత్ లైన్ ప్రారంభంలో వోల్టేజ్ U1 ను లెక్కించడానికి సూత్రం యొక్క నిర్ణయం

లైన్ U2 చివరిలో వోల్టేజ్ విలువను తెలుసుకోవడం, నష్టం ∆Ul మరియు డ్రాప్ δU యొక్క విలోమ భాగం, మేము పైథాగరియన్ సిద్ధాంతం ద్వారా వెక్టర్ U1 యొక్క విలువను లెక్కించవచ్చు. విస్తరించిన రూపంలో, ఇది క్రింది రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

U1 = √ [(U2 + (Pr + Qx) / Un)2+ ((Px-Qr) / Un)2].

ఆచరణాత్మక ఉపయోగం

నెట్‌వర్క్ యొక్క కాన్ఫిగరేషన్ మరియు దాని మూలకాల యొక్క సరైన ఎంపిక కోసం ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్ ప్రాజెక్ట్‌ను సృష్టించే దశలో ఇంజనీర్లచే వోల్టేజ్ నష్టాల గణన నిర్వహించబడుతుంది.

ఎలక్ట్రికల్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌ల ఆపరేషన్ సమయంలో, అవసరమైతే, లైన్ల చివర్లలోని వోల్టేజ్ వెక్టర్స్ యొక్క ఏకకాల కొలతలు క్రమానుగతంగా నిర్వహించబడతాయి మరియు సాధారణ గణనల పద్ధతి ద్వారా పొందిన ఫలితాలను పోల్చవచ్చు.ఈ పద్ధతి పెరిగిన పరికరాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. అధిక పని ఖచ్చితత్వం అవసరం కారణంగా అవసరాలు.

సెకండరీ సర్క్యూట్లలో వోల్టేజ్ నష్టాలు

ఒక ఉదాహరణ వోల్టేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్లను కొలిచే ద్వితీయ సర్క్యూట్లు, ఇవి కొన్నిసార్లు అనేక వందల మీటర్ల పొడవును చేరుకుంటాయి మరియు పెరిగిన క్రాస్-సెక్షన్తో ప్రత్యేక విద్యుత్ కేబుల్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడతాయి.

అటువంటి కేబుల్ యొక్క విద్యుత్ లక్షణాలు వోల్టేజ్ ట్రాన్స్మిషన్ యొక్క నాణ్యతకు పెరిగిన అవసరాలకు లోబడి ఉంటాయి.

ఎలక్ట్రికల్ పరికరాల యొక్క ఆధునిక రక్షణకు అధిక మెట్రాలాజికల్ సూచికలు మరియు 0.5 లేదా 0.2 యొక్క ఖచ్చితత్వ తరగతితో కొలిచే వ్యవస్థల ఆపరేషన్ అవసరం. అందువల్ల, వాటికి వర్తించే వోల్టేజ్ యొక్క నష్టాలను తప్పనిసరిగా పర్యవేక్షించాలి మరియు పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. లేకపోతే, పరికరాల ఆపరేషన్‌లో వారు ప్రవేశపెట్టిన లోపం అన్ని కార్యాచరణ లక్షణాలను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

పొడవైన కేబుల్ లైన్లలో వోల్టేజ్ నష్టాలు

పొడవైన కేబుల్ రూపకల్పన యొక్క లక్షణం ఏమిటంటే, కోర్లను నిర్వహించడం మరియు వాటి మధ్య ఇన్సులేషన్ యొక్క పలుచని పొర కారణంగా ఇది కెపాసిటివ్ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. ఇది కేబుల్ గుండా వెళుతున్న ప్రస్తుత వెక్టర్‌ను మరింత విక్షేపం చేస్తుంది మరియు దాని పరిమాణాన్ని మారుస్తుంది.

I ∙ z విలువను మార్చడానికి గణనలో కెపాసిటివ్ రెసిస్టెన్స్‌పై వోల్టేజ్ డ్రాప్ ప్రభావం తప్పనిసరిగా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. లేకపోతే, పైన వివరించిన సాంకేతికత మారదు.

కథనం ఓవర్ హెడ్ పవర్ లైన్లు మరియు కేబుల్స్ పై నష్టాలు మరియు వోల్టేజ్ చుక్కల ఉదాహరణలను అందిస్తుంది. అయినప్పటికీ, ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు, ఇండక్టర్‌లు, కెపాసిటర్ బ్యాంకులు మరియు ఇతర పరికరాలతో సహా విద్యుత్ వినియోగదారులందరిలో ఇవి కనిపిస్తాయి.

ప్రతి రకమైన ఎలక్ట్రికల్ పరికరాలకు వోల్టేజ్ నష్టాల మొత్తం ఆపరేటింగ్ పరిస్థితుల పరంగా చట్టబద్ధంగా నియంత్రించబడుతుంది మరియు అన్ని ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్లలో వారి నిర్ణయం యొక్క సూత్రం ఒకే విధంగా ఉంటుంది.