ఎలక్ట్రికల్ నెట్‌వర్క్‌లలో అసమాన మోడ్‌ల కారణాలు

ఒక సుష్ట మూడు-దశల వోల్టేజ్ వ్యవస్థ మూడు దశల్లో పరిమాణం మరియు దశలో ఒకే విధమైన వోల్టేజ్‌ల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. అసమాన రీతుల్లో, వివిధ దశల్లోని వోల్టేజీలు సమానంగా ఉండవు.

ఎలక్ట్రికల్ నెట్‌వర్క్‌లలో అసమాన మోడ్‌లు క్రింది కారణాల వల్ల ఉత్పన్నమవుతాయి:

1) వివిధ దశలలో అసమాన లోడ్లు,

2) నెట్‌వర్క్‌లోని లైన్లు లేదా ఇతర మూలకాల యొక్క అసంపూర్ణ ఆపరేషన్,

3) వివిధ దశల్లో వివిధ లైన్ పారామితులు.

చాలా తరచుగా, దశ లోడ్ల అసమానత కారణంగా వోల్టేజ్ అసమతుల్యత ఏర్పడుతుంది. వోల్టేజ్ అసమతుల్యతకు ప్రధాన కారణం దశ వ్యత్యాసం (అసమతుల్య లోడ్) కాబట్టి, ఈ దృగ్విషయం 0.4 kV యొక్క తక్కువ-వోల్టేజ్ ఎలక్ట్రికల్ నెట్‌వర్క్‌ల యొక్క అత్యంత లక్షణం.

0.4 kV యొక్క పట్టణ మరియు గ్రామీణ నెట్‌వర్క్‌లలో, వోల్టేజ్ అసమానత ప్రధానంగా సింగిల్-ఫేజ్ లైటింగ్ మరియు తక్కువ-శక్తి గృహ విద్యుత్ వినియోగదారుల కనెక్షన్ ద్వారా సంభవిస్తుంది. అటువంటి సింగిల్-ఫేజ్ విద్యుత్ వినియోగదారుల సంఖ్య పెద్దది మరియు అసమతుల్యతను తగ్గించడానికి వాటిని దశలవారీగా సమానంగా పంపిణీ చేయాలి.

అధిక-వోల్టేజ్ నెట్‌వర్క్‌లలో, ఒక నియమం వలె, శక్తివంతమైన సింగిల్-ఫేజ్ ఎలక్ట్రికల్ రిసీవర్‌ల ఉనికి మరియు కొన్ని సందర్భాల్లో అసమాన దశ వినియోగంతో మూడు-దశల ఎలక్ట్రికల్ రిసీవర్‌ల ద్వారా అసమానత ఏర్పడుతుంది. తరువాతి ఉక్కు ఉత్పత్తి కోసం ఆర్క్ ఫర్నేసులు ఉన్నాయి. పారిశ్రామిక నెట్‌వర్క్‌లు 0.38-10 kVలో అసమానత యొక్క ప్రధాన వనరులు సింగిల్-ఫేజ్ థర్మల్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లు, ధాతువు థర్మల్ ఫర్నేసులు, ఇండక్షన్ మెల్టింగ్ ఫర్నేసులు, రెసిస్టెన్స్ ఫర్నేసులు మరియు వివిధ తాపన సంస్థాపనలు. అదనంగా, అసమాన ఎలక్ట్రిక్ రిసీవర్లు వేర్వేరు శక్తి యొక్క వెల్డింగ్ యంత్రాలు. ఎలక్ట్రిక్ లోకోమోటివ్‌లు సింగిల్-ఫేజ్ ఎలక్ట్రికల్ రిసీవర్‌లు కాబట్టి, ఎలక్ట్రిఫైడ్ AC రైల్వే రవాణా యొక్క ట్రాక్షన్ సబ్‌స్టేషన్‌లు అసమానత యొక్క శక్తివంతమైన మూలం. వ్యక్తిగత సింగిల్-ఫేజ్ ఎలక్ట్రిక్ రిసీవర్ల శక్తి ప్రస్తుతం అనేక మెగావాట్లకు చేరుకుంటుంది.

రెండు రకాల అసమానతలు ఉన్నాయి: క్రమబద్ధమైన మరియు సంభావ్యత లేదా యాదృచ్ఛికం. క్రమబద్ధమైన అసమానత అనేది ఒక దశ యొక్క ఏకరీతి కాని స్థిరమైన ఓవర్‌లోడింగ్ వల్ల ఏర్పడుతుంది, సంభావ్యత అసమానత అనేది స్థిరమైన లోడ్‌లకు అనుగుణంగా ఉంటుంది, దీనిలో యాదృచ్ఛిక కారకాలపై ఆధారపడి వివిధ దశలు వేర్వేరు సమయాల్లో ఓవర్‌లోడ్ చేయబడతాయి (ఆవర్తన అసమానత).

నెట్‌వర్క్ మూలకాల యొక్క అసంపూర్ణ ఆపరేషన్ షార్ట్ సర్క్యూట్ సమయంలో ఒకటి లేదా రెండు దశల స్వల్పకాలిక డిస్‌కనెక్ట్ లేదా దశలవారీ మరమ్మతుల సమయంలో ఎక్కువ డిస్‌కనెక్ట్ చేయడం వల్ల సంభవిస్తుంది. ఒక సింగిల్ లైన్‌లో ఫేసింగ్ నియంత్రణ పరికరాలు అమర్చబడి ఉండవచ్చు, ఇది నిరంతర షార్ట్ సర్క్యూట్ కారణంగా ఆటోమేటిక్ రీక్లోజింగ్ ఆపరేషన్ విఫలమైన సందర్భాల్లో లైన్ యొక్క తప్పు దశను డిస్‌కనెక్ట్ చేస్తుంది.

స్థిరమైన షార్ట్ సర్క్యూట్లలో ఎక్కువ భాగం సింగిల్-ఫేజ్.ఈ సందర్భంలో, దెబ్బతిన్న దశ యొక్క అంతరాయం ఆపరేషన్లో లైన్ యొక్క ఇతర రెండు దశల సంరక్షణకు దారితీస్తుంది.

ఎర్త్డ్ న్యూట్రల్ ఉన్న నెట్‌వర్క్‌లో విద్యుత్ పంపిణి అసంపూర్ణ దశతో ఉన్న లైన్‌లో ఆమోదయోగ్యమైనది మరియు లైన్‌లో రెండవ సర్క్యూట్ నిర్మాణాన్ని వదిలివేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు ఆపివేయబడినప్పుడు హాఫ్-ఫేజ్ మోడ్‌లు కూడా సంభవించవచ్చు.

కొన్ని సందర్భాల్లో, సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లతో కూడిన సమూహం కోసం, ఒక దశ యొక్క అత్యవసర షట్‌డౌన్ సందర్భంలో, రెండు దశలను సరఫరా చేయడం ఆమోదయోగ్యమైనది. ఈ సందర్భంలో, విడి దశ యొక్క సంస్థాపన అవసరం లేదు, ప్రత్యేకించి సబ్‌స్టేషన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల వద్ద సింగిల్-ఫేజ్‌లో రెండు గ్రూపులు ఉన్నాయి.

దశ రేఖల యొక్క పారామితుల అసమానత ఏర్పడుతుంది, ఉదాహరణకు, పంక్తులు లేదా దాని విస్తరించిన చక్రాల వెంట బదిలీ లేకపోవడంతో. ట్రాన్స్‌పోజ్ సపోర్ట్‌లు నమ్మదగనివి మరియు క్రాష్‌లకు మూలం. లైన్ వెంట ట్రాన్స్‌పోజిషన్ సపోర్ట్‌ల సంఖ్యను తగ్గించడం వలన దాని నష్టాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు విశ్వసనీయతను పెంచుతుంది. ఈ సందర్భంలో, లీనియర్ ఫేజ్ పారామితుల అమరిక క్షీణిస్తుంది, దీని కోసం ట్రాన్స్‌పోజిషన్ సాధారణంగా వర్తించబడుతుంది.

వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత అసమతుల్యత ప్రభావం

రివర్స్ మరియు జీరో సీక్వెన్స్ U2, U0, I2, I0 యొక్క వోల్టేజ్‌లు మరియు ప్రవాహాల రూపాన్ని అదనపు శక్తి మరియు శక్తి నష్టాలకు దారితీస్తుంది, అలాగే నెట్‌వర్క్‌లో వోల్టేజ్ నష్టాలు, దాని ఆపరేషన్ యొక్క మోడ్‌లు మరియు సాంకేతిక మరియు ఆర్థిక సూచికలను మరింత దిగజార్చాయి. రివర్స్ మరియు జీరో సీక్వెన్స్ I2, I0 యొక్క ప్రవాహాలు నెట్వర్క్ యొక్క రేఖాంశ శాఖలలో నష్టాలను పెంచుతాయి మరియు అదే శ్రేణుల వోల్టేజ్లు మరియు ప్రవాహాలు - విలోమ శాఖలలో.

U2 మరియు U0 యొక్క సూపర్‌పొజిషన్ వివిధ దశలలో వివిధ అదనపు వోల్టేజ్ విచలనాలకు దారి తీస్తుంది. ఫలితంగా, వోల్టేజీలు పరిధి వెలుపల ఉండవచ్చు.I2 మరియు I0 యొక్క సూపర్‌పొజిషన్ నెట్‌వర్క్ మూలకాల యొక్క వ్యక్తిగత దశలలో మొత్తం ప్రవాహాలలో పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది. అదే సమయంలో, వారి తాపన పరిస్థితులు క్షీణిస్తాయి మరియు ఉత్పాదకత తగ్గుతుంది.

అసమతుల్యత భ్రమణ విద్యుత్ యంత్రాల కార్యాచరణ మరియు సాంకేతిక-ఆర్థిక లక్షణాలను ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది. స్టేటర్‌లోని పాజిటివ్ సీక్వెన్స్ కరెంట్ సృష్టిస్తుంది అయిస్కాంత క్షేత్రంరోటర్ యొక్క భ్రమణ దిశలో సింక్రోనస్ ఫ్రీక్వెన్సీతో భ్రమణం. స్టేటర్‌లోని ప్రతికూల శ్రేణి ప్రవాహాలు భ్రమణ వ్యతిరేక దిశలో డబుల్ సింక్రోనస్ ఫ్రీక్వెన్సీలో రోటర్‌కు సంబంధించి తిరిగే అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తాయి. ఈ రెండు-ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రవాహాల కారణంగా, బ్రేకింగ్ విద్యుదయస్కాంత టార్క్ మరియు అదనపు తాపన, ప్రధానంగా రోటర్, విద్యుత్ యంత్రంలో సంభవిస్తుంది, ఇది ఇన్సులేషన్ యొక్క జీవితంలో తగ్గింపుకు దారితీస్తుంది.

అసమకాలిక మోటార్లలో, స్టేటర్లో అదనపు నష్టాలు సంభవిస్తాయి. కొన్ని సందర్భాల్లో, డిజైన్‌లో, వోల్టేజ్‌ను సమతుల్యం చేయడానికి ప్రత్యేక చర్యలు తీసుకోకపోతే, ఎలక్ట్రిక్ మోటార్ల యొక్క రేటెడ్ శక్తిని పెంచడం అవసరం.

సింక్రోనస్ మెషీన్లలో, అదనపు నష్టాలు మరియు స్టేటర్ మరియు రోటర్ యొక్క తాపనతో పాటు, ప్రమాదకరమైన కంపనాలు ప్రారంభమవుతాయి. అసమతుల్యత కారణంగా, ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఇన్సులేషన్ యొక్క సేవ జీవితం తగ్గిపోతుంది, సింక్రోనస్ మోటార్లు మరియు కెపాసిటర్ బ్యాంకులు రియాక్టివ్ పవర్ ఉత్పత్తిని తగ్గిస్తాయి.

లైటింగ్ లోడ్ యొక్క సరఫరా సర్క్యూట్లో వోల్టేజ్ అసమతుల్యత ఒక దశ (దశలు) యొక్క దీపాల యొక్క ప్రకాశించే ఫ్లక్స్ తగ్గుతుంది, మరియు ఇతర దశ పెరుగుతుంది మరియు దీపాల జీవితం తగ్గుతుంది. అసమతుల్యత సింగిల్-ఫేజ్ మరియు టూ-ఫేజ్ ఎలక్ట్రికల్ రిసీవర్లను వోల్టేజ్ విచలనం వలె ప్రభావితం చేస్తుంది.

పారిశ్రామిక నెట్‌వర్క్‌లలో అసమానత వల్ల కలిగే సాధారణ నష్టాలలో అదనపు విద్యుత్ నష్టాల ఖర్చు, మూలధన వ్యయాల నుండి పునర్నిర్మాణ తగ్గింపుల పెరుగుదల, సాంకేతిక నష్టం, తగ్గిన వోల్టేజీతో దశలపై అమర్చిన దీపాల ప్రకాశించే ప్రవాహం తగ్గడం వల్ల కలిగే నష్టం మరియు తగ్గింపు ఉన్నాయి. పెరిగిన వోల్టేజ్‌తో దశల్లో ఇన్స్టాల్ చేయబడిన దీపాల జీవితం, కెపాసిటర్ బ్యాంకులు మరియు సింక్రోనస్ మోటార్లు ఉత్పత్తి చేసే రియాక్టివ్ పవర్లో తగ్గుదల కారణంగా వైఫల్యం.

వోల్టేజ్ అసమతుల్యత వోల్టేజీల ప్రతికూల శ్రేణి గుణకం మరియు వోల్టేజ్‌ల సున్నా నిష్పత్తి ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది, దీని సాధారణ మరియు గరిష్టంగా అనుమతించదగిన విలువలు 2 మరియు 4%.

నెట్‌వర్క్ వోల్టేజ్‌లను బ్యాలెన్సింగ్ చేయడం వల్ల నెగటివ్ సీక్వెన్స్ కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ పరిహారం తగ్గుతుంది.

స్థిరమైన లోడ్ కర్వ్‌తో, నెట్‌వర్క్‌లోని సిస్టమ్ వోల్టేజ్ అసమతుల్యతను తగ్గించడం ద్వారా లోడ్‌లలో కొంత భాగాన్ని ఓవర్‌లోడ్ చేయబడిన దశ నుండి అన్‌లోడ్ చేయబడినదానికి మార్చడం ద్వారా దశ లోడ్‌లను సమం చేయడం ద్వారా సాధించవచ్చు.

లోడ్ల యొక్క హేతుబద్ధమైన పునఃపంపిణీ ఎల్లప్పుడూ వోల్టేజ్ అసమతుల్యత గుణకాన్ని ఆమోదయోగ్యమైన విలువకు తగ్గించడాన్ని అనుమతించదు (ఉదాహరణకు, శక్తివంతమైన సింగిల్-ఫేజ్ ఎలక్ట్రిక్ రిసీవర్లలో కొంత భాగం సాంకేతిక పరిజ్ఞానం ప్రకారం అన్ని సమయాలలో పని చేయనప్పుడు, అలాగే నివారణ మరియు ప్రధాన మరమ్మతుల సమయంలో). ఈ సందర్భాలలో, ప్రత్యేక బుడగలు ఉపయోగించడం అవసరం.

పెద్ద సంఖ్యలో బాలన్ సర్క్యూట్లు తెలిసినవి, వాటిలో కొన్ని లోడ్ కర్వ్ యొక్క స్వభావాన్ని బట్టి నియంత్రించబడతాయి.

సింగిల్-ఫేజ్ లోడ్లను సమతుల్యం చేయడానికి, ఒక సర్క్యూట్ కలిగి ఉంటుంది ఇండక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటెన్స్… లోడ్ మరియు దానితో సమాంతరంగా అనుసంధానించబడిన కెపాసిటెన్స్ లైన్ వోల్టేజీకి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఇతర రెండు లైన్ వోల్టేజ్‌లలో ఇండక్టెన్స్ మరియు మరొక కెపాసిటెన్స్ ఉన్నాయి.

రెండు మరియు మూడు-దశల అసమతుల్య లోడ్లను సమతుల్యం చేయడానికి, డెల్టాలో కనెక్ట్ చేయబడిన కెపాసిటర్ బ్యాంకుల అసమాన కెపాసిటెన్స్ యొక్క సర్క్యూట్ ఉపయోగించబడుతుంది. కొన్నిసార్లు baluns ప్రత్యేక ట్రాన్స్ఫార్మర్లు మరియు ఉపయోగిస్తారు ఆటోట్రాన్స్ఫార్మర్లు.

బాలన్‌లు కెపాసిటర్ బ్యాంకులను కలిగి ఉన్నందున, మోడ్ రెండూ సమతుల్యంగా ఉన్న సర్క్యూట్‌లను ఉపయోగించడం మంచిది మరియు దానిని భర్తీ చేయడానికి Q ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. ఏకకాల మోడ్ బ్యాలెన్సింగ్ మరియు Q పరిహారం కోసం పరికరాలు అభివృద్ధిలో ఉన్నాయి.

0.38 kV యొక్క నాలుగు-వైర్ సిటీ నెట్‌వర్క్‌లలో అసమతుల్యత తగ్గింపు జీరో-సీక్వెన్స్ కరెంట్ I0ని తగ్గించడం ద్వారా మరియు నెట్‌వర్క్ మూలకాలలో జీరో-సీక్వెన్స్ రెసిస్టెన్స్ Z0ని తగ్గించడం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది.

జీరో-సీక్వెన్స్ కరెంట్ I0 యొక్క తగ్గింపు ప్రధానంగా లోడ్ల పునఃపంపిణీ ద్వారా సాధించబడుతుంది. తక్కువ వోల్టేజ్ వైపున మొత్తం లేదా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లలో కొంత భాగం సమాంతరంగా పనిచేసే నెట్‌వర్క్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా లోడ్ ఈక్వలైజేషన్ సాధించబడుతుంది. జీరో-సీక్వెన్స్ రెసిస్టెన్స్ Z0 యొక్క తగ్గింపు 0.38 kV ఓవర్‌హెడ్ లైన్‌ల కోసం సులభంగా గ్రహించబడుతుంది, ఇవి సాధారణంగా తక్కువ లోడ్ సాంద్రత కలిగిన ప్రాంతాల్లో నిర్మించబడతాయి. కేబుల్ లైన్ల కోసం Z0 ను తగ్గించే అవకాశం, అనగా తటస్థ కండక్టర్ యొక్క క్రాస్-సెక్షన్ని పెంచడం, తగిన సాంకేతిక మరియు ఆర్థిక గణనలతో ప్రత్యేకంగా సమర్థించబడాలి.

పంపిణీ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క వైండింగ్ల కనెక్షన్ పథకం నెట్వర్క్లో వోల్టేజ్ అసమతుల్యతపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.6-10 / 0.4 kV.నెట్‌వర్క్‌లలో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిన చాలా డిస్ట్రిబ్యూషన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు సున్నా (Y / Yo)తో స్టార్ స్టార్‌గా ఉంటాయి. ఇటువంటి పంపిణీ ట్రాన్స్ఫార్మర్లు చౌకగా ఉంటాయి, కానీ అధిక జీరో-సీక్వెన్స్ నిరోధకత Z0 కలిగి ఉంటాయి.

డిస్ట్రిబ్యూషన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల వల్ల ఏర్పడే వోల్టేజ్ అసమతుల్యతను తగ్గించడానికి, జీరో (D / Yo) లేదా స్టార్-జిగ్‌జాగ్ (Y / Z) కనెక్షన్ స్కీమ్‌లతో స్టార్-డెల్టాను ఉపయోగించమని సిఫార్సు చేయబడింది. అసమానతను తగ్గించడానికి అత్యంత అనుకూలమైనది U / Z పథకం యొక్క ఉపయోగం. ఈ కనెక్షన్‌తో డిస్ట్రిబ్యూషన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు చాలా ఖరీదైనవి మరియు తయారీకి చాలా శ్రమతో కూడుకున్నవి. అందువల్ల, లోడ్ల అసమానత మరియు పంక్తుల జీరో-సీక్వెన్స్ రెసిస్టెన్స్ Z0 కారణంగా అవి పెద్ద అసమానతతో ఉపయోగించాలి.