ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో ప్రతిచర్య

ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో ప్రసిద్ధి ఓం యొక్క చట్టం సర్క్యూట్ యొక్క ఒక విభాగం యొక్క చివరలకు సంభావ్య వ్యత్యాసం వర్తించబడితే, దాని చర్యలో విద్యుత్ ప్రవాహం ప్రవహిస్తుంది, దీని బలం మీడియం యొక్క ప్రతిఘటనపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

AC వోల్టేజ్ మూలాలు వాటికి కనెక్ట్ చేయబడిన సర్క్యూట్‌లో కరెంట్‌ను సృష్టిస్తాయి, ఇది మూలం యొక్క సైన్ వేవ్ ఆకారాన్ని అనుసరించవచ్చు లేదా దాని నుండి ఒక కోణం ద్వారా ముందుకు లేదా వెనుకకు మార్చబడుతుంది.

ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్ ప్రస్తుత ప్రవాహం యొక్క దిశను మార్చకపోతే మరియు దాని దశ వెక్టర్ పూర్తిగా అనువర్తిత వోల్టేజ్తో సమానంగా ఉంటే, అటువంటి విభాగం పూర్తిగా క్రియాశీల నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. వెక్టర్స్ యొక్క భ్రమణంలో వ్యత్యాసం ఉన్నప్పుడు, వారు ప్రతిఘటన యొక్క రియాక్టివ్ స్వభావం గురించి మాట్లాడతారు.

వేర్వేరు విద్యుత్ మూలకాలు వాటి ద్వారా ప్రవహించే ప్రవాహాన్ని విక్షేపం చేయడానికి మరియు దాని పరిమాణాన్ని మార్చడానికి విభిన్న సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

కాయిల్ యొక్క ప్రతిచర్య

స్థిరీకరించబడిన AC వోల్టేజ్ మూలాన్ని మరియు పొడవైన ఇన్సులేటెడ్ వైర్ ముక్కను తీసుకోండి. మొదట, మేము జెనరేటర్‌ను మొత్తం స్ట్రెయిట్ వైర్‌కు కనెక్ట్ చేస్తాము, ఆపై దానికి, కానీ చుట్టూ రింగులలో గాయపడుతాము మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్, ఇది అయస్కాంత ప్రవాహాల మార్గాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

రెండు సందర్భాల్లోనూ కరెంట్‌ను ఖచ్చితంగా కొలవడం ద్వారా, రెండవ ప్రయోగంలో, దాని విలువలో గణనీయమైన తగ్గుదల మరియు ఒక నిర్దిష్ట కోణంలో దశ లాగ్ గమనించబడుతుందని చూడవచ్చు.

లెంజ్ చట్టం యొక్క చర్యలో వ్యక్తీకరించబడిన ప్రేరేపణ యొక్క వ్యతిరేక శక్తుల ప్రదర్శన దీనికి కారణం.

చిత్రంలో, ప్రాధమిక కరెంట్ యొక్క మార్గం ఎరుపు బాణాల ద్వారా చూపబడుతుంది మరియు దాని ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన అయస్కాంత క్షేత్రం నీలం రంగులో చూపబడింది. దాని కదలిక దిశ కుడిచేతి నియమం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఇది కాయిల్ లోపల ఉన్న అన్ని ప్రక్కనే ఉన్న మలుపులను కూడా దాటుతుంది మరియు వాటిలో కరెంట్‌ను ప్రేరేపిస్తుంది, ఇది ఆకుపచ్చ బాణాల ద్వారా చూపబడుతుంది, ఇది వర్తించే EMFకి సంబంధించి దాని దిశను మార్చేటప్పుడు వర్తించే ప్రాధమిక కరెంట్ యొక్క విలువను బలహీనపరుస్తుంది.

కాయిల్‌పై ఎక్కువ మలుపులు గాయపడినప్పుడు, మరింత ప్రేరక ప్రతిచర్య X. ప్రాథమిక ప్రవాహాన్ని తగ్గిస్తుంది.

దీని విలువ ఫార్ములా ద్వారా లెక్కించబడిన ఫ్రీక్వెన్సీ f, ఇండక్టెన్స్ Lపై ఆధారపడి ఉంటుంది:

xL= 2πfL = ωL

ఇండక్టెన్స్ ఫోర్స్‌ను అధిగమించడం ద్వారా, కాయిల్ కరెంట్ వోల్టేజ్‌ను 90 డిగ్రీల లాగ్ చేస్తుంది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్ నిరోధకత

ఈ పరికరం సాధారణ మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్‌లో రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కాయిల్స్‌ను కలిగి ఉంటుంది. వాటిలో ఒకటి బాహ్య మూలం నుండి విద్యుత్తును అందుకుంటుంది మరియు ఇది పరివర్తన సూత్రం ప్రకారం ఇతరులకు ప్రసారం చేయబడుతుంది.

పవర్ కాయిల్ గుండా ప్రవహించే ప్రాధమిక ప్రవాహం మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్‌లో మరియు దాని చుట్టూ ఉన్న అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది, ఇది ద్వితీయ కాయిల్ యొక్క మలుపులను దాటి దానిలో ద్వితీయ ప్రవాహాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.

ఎందుకంటే ఇది సృష్టించడానికి సరైనది ట్రాన్స్ఫార్మర్ డిజైన్ అసాధ్యం, అప్పుడు కొన్ని అయస్కాంత ప్రవాహం పర్యావరణంలోకి వెదజల్లుతుంది మరియు నష్టాలను సృష్టిస్తుంది.వీటిని లీకేజ్ ఫ్లక్స్ అంటారు మరియు లీకేజ్ రియాక్టెన్స్ మొత్తాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి.

వీటికి ప్రతి కాయిల్ యొక్క ప్రతిఘటన యొక్క క్రియాశీల భాగం జోడించబడుతుంది. పొందిన మొత్తం విలువను ట్రాన్స్ఫార్మర్ లేదా దాని యొక్క ఎలక్ట్రికల్ ఇంపెడెన్స్ అంటారు సంక్లిష్ట ప్రతిఘటన Z, అన్ని వైండింగ్‌లలో వోల్టేజ్ తగ్గుదలని సృష్టిస్తుంది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్ లోపల కనెక్షన్ల యొక్క గణిత వ్యక్తీకరణ కోసం, వైండింగ్ల యొక్క క్రియాశీల ప్రతిఘటన (సాధారణంగా రాగితో తయారు చేయబడుతుంది) "R1" మరియు "R2" సూచికలచే సూచించబడుతుంది మరియు "X1" మరియు "X2" ద్వారా ప్రేరకంగా ఉంటుంది.

ప్రతి కాయిల్‌లోని ఇంపెడెన్స్:

• Z1 = R1 + jX1;

• Z2 = R1 + jX2.

ఈ వ్యక్తీకరణలో, సబ్‌స్క్రిప్ట్ «j» సంక్లిష్ట విమానం యొక్క నిలువు అక్షంపై ఉన్న ఊహాత్మక యూనిట్‌ను సూచిస్తుంది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్లు సమాంతర ఆపరేషన్లో అనుసంధానించబడినప్పుడు ప్రేరక నిరోధకత మరియు రియాక్టివ్ పవర్ భాగం యొక్క సంభవనీయ పరంగా అత్యంత క్లిష్టమైన పాలన సృష్టించబడుతుంది.

కెపాసిటర్ నిరోధకత

నిర్మాణాత్మకంగా, ఇది విద్యుద్వాహక లక్షణాలతో పదార్థం యొక్క పొరతో వేరు చేయబడిన రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ వాహక పలకలను కలిగి ఉంటుంది. ఈ విభజన కారణంగా, డైరెక్ట్ కరెంట్ కెపాసిటర్ గుండా వెళ్ళదు, కానీ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ దాని అసలు విలువ నుండి విచలనంతో ఉంటుంది.

దాని మార్పు రియాక్టివ్ - కెపాసిటివ్ రెసిస్టెన్స్ యొక్క చర్య యొక్క సూత్రం ద్వారా వివరించబడింది.

అనువర్తిత ఆల్టర్నేటింగ్ వోల్టేజ్ చర్యలో, సైనూసోయిడల్ రూపంలో మారడం, ప్లేట్‌లపై జంప్ జరుగుతుంది, వ్యతిరేక సంకేతాలతో విద్యుత్ శక్తి యొక్క ఛార్జీల సంచితం. వారి మొత్తం సంఖ్య పరికరం యొక్క పరిమాణంతో పరిమితం చేయబడింది మరియు సామర్థ్యం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. ఇది ఎంత పెద్దదైతే, ఛార్జ్ చేయడానికి ఎక్కువ సమయం పడుతుంది.

డోలనం యొక్క తదుపరి సగం-చక్రంలో, కెపాసిటర్ ప్లేట్లలో వోల్టేజ్ యొక్క ధ్రువణత తిరగబడుతుంది.దాని ప్రభావంలో, పొటెన్షియల్స్‌లో మార్పు ఉంది, ప్లేట్‌లపై ఏర్పడిన ఛార్జీల రీఛార్జ్. ఈ విధంగా, ప్రాధమిక ప్రవాహం యొక్క ప్రవాహం సృష్టించబడుతుంది మరియు దాని ప్రకరణానికి వ్యతిరేకత సృష్టించబడుతుంది, ఇది పరిమాణంలో తగ్గుతుంది మరియు కోణంలో కదులుతుంది.

దీని గురించి ఎలక్ట్రీషియన్స్ ఒక జోక్ కలిగి ఉన్నారు. గ్రాఫ్‌లోని డైరెక్ట్ కరెంట్ సరళ రేఖ ద్వారా సూచించబడుతుంది మరియు అది వైర్ వెంట వెళుతున్నప్పుడు, ఎలెక్ట్రిక్ ఛార్జ్, కెపాసిటర్ ప్లేట్‌కు చేరుకుంటుంది, డైఎలెక్ట్రిక్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది, డెడ్ ఎండ్‌లోకి వస్తుంది. ఈ అడ్డంకి అతనిని దాటకుండా చేస్తుంది.

సైనూసోయిడల్ హార్మోనిక్ అడ్డంకుల గుండా వెళుతుంది మరియు ఛార్జ్, పెయింట్ చేయబడిన ప్లేట్‌లపై స్వేచ్ఛగా రోలింగ్ చేస్తుంది, ప్లేట్‌లపై సంగ్రహించబడిన శక్తిలో కొంత భాగాన్ని కోల్పోతుంది.

ఈ జోక్‌కు దాచిన అర్థం ఉంది: ప్లేట్ల మధ్య ప్లేట్‌లకు స్థిరమైన లేదా సరిదిద్దబడిన పల్సేటింగ్ వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, వాటి నుండి విద్యుత్ ఛార్జీలు చేరడం వల్ల, ఖచ్చితంగా స్థిరమైన సంభావ్య వ్యత్యాసం సృష్టించబడుతుంది, ఇది విద్యుత్ సరఫరాలోని అన్ని జంప్‌లను సున్నితంగా చేస్తుంది. సర్క్యూట్. పెరిగిన కెపాసిటెన్స్ కలిగిన కెపాసిటర్ యొక్క ఈ ఆస్తి స్థిరమైన వోల్టేజ్ స్టెబిలైజర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది.

సాధారణంగా, కెపాసిటివ్ రెసిస్టెన్స్ Xc, లేదా దాని ద్వారా ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ప్రకరణానికి వ్యతిరేకత, కెపాసిటర్ రూపకల్పనపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది కెపాసిటెన్స్ «సి»ని నిర్ణయిస్తుంది మరియు ఫార్ములా ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది:

Xc = 1/2πfC = 1 / ω° సి

ప్లేట్ల రీఛార్జింగ్ కారణంగా, కెపాసిటర్ ద్వారా కరెంట్ వోల్టేజీని 90 డిగ్రీల ద్వారా పెంచుతుంది.

విద్యుత్ లైన్ యొక్క ప్రతిచర్య

ప్రతి విద్యుత్ లైన్ విద్యుత్ శక్తిని ప్రసారం చేయడానికి రూపొందించబడింది. సక్రియ r, రియాక్టివ్ (ఇండక్టివ్) x రెసిస్టెన్స్ మరియు కండక్టెన్స్ g, ఒక్కో యూనిట్ పొడవు, సాధారణంగా ఒక కిలోమీటర్ యొక్క పంపిణీ చేయబడిన పారామితులతో సమానమైన సర్క్యూట్ విభాగాలుగా దీనిని సూచించడం ఆచారం.

మేము కెపాసిటెన్స్ మరియు కండక్టెన్స్ యొక్క ప్రభావాన్ని నిర్లక్ష్యం చేస్తే, సమాంతర పారామితులతో లైన్ కోసం మేము సరళీకృత సమానమైన సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.

ఓవర్ హెడ్ పవర్ లైన్

బహిర్గతమైన బేర్ వైర్లపై విద్యుత్ ప్రసారం వాటి మధ్య మరియు భూమి నుండి గణనీయమైన దూరం అవసరం.

ఈ సందర్భంలో, మూడు-దశల కండక్టర్ యొక్క ఒక కిలోమీటర్ యొక్క ప్రేరక నిరోధకత X0 వ్యక్తీకరణ ద్వారా సూచించబడుతుంది. ఆధారపడి ఉంటుంది:

• ఒకదానికొకటి asr మధ్య వైర్ల అక్షాల సగటు దూరం;

• దశ వైర్లు d యొక్క బయటి వ్యాసం;

• పదార్థం యొక్క సంబంధిత అయస్కాంత పారగమ్యత µ;

• లైన్ X0 ' యొక్క బాహ్య ప్రేరక నిరోధకత;

• లైన్ X0 యొక్క అంతర్గత ప్రేరక నిరోధకత «.

సూచన కోసం: నాన్-ఫెర్రస్ లోహాలతో తయారు చేయబడిన ఓవర్‌హెడ్ లైన్ యొక్క 1 కిమీ ప్రేరక నిరోధకత దాదాపు 0.33 ÷ 0.42 ఓం / కిమీ.

కేబుల్ ట్రాన్స్మిషన్ లైన్

అధిక వోల్టేజ్ కేబుల్‌ను ఉపయోగించే విద్యుత్ లైన్ ఓవర్‌హెడ్ లైన్ నుండి నిర్మాణాత్మకంగా భిన్నంగా ఉంటుంది. వైర్ల దశల మధ్య దాని దూరం గణనీయంగా తగ్గింది మరియు అంతర్గత ఇన్సులేషన్ పొర యొక్క మందం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

అటువంటి మూడు-వైర్ కేబుల్ ఒక కెపాసిటర్గా ప్రాతినిధ్యం వహిస్తుంది, ఇది మూడు తొడుగుల తీగలను చాలా దూరం విస్తరించింది. దాని పొడవు పెరిగేకొద్దీ, కెపాసిటెన్స్ పెరుగుతుంది, కెపాసిటివ్ నిరోధకత తగ్గుతుంది మరియు కేబుల్ వెంట మూసివేసే కెపాసిటివ్ కరెంట్ పెరుగుతుంది.

కెపాసిటివ్ ప్రవాహాల ప్రభావంతో కేబుల్ లైన్లలో సింగిల్-ఫేజ్ గ్రౌండ్ లోపాలు చాలా తరచుగా జరుగుతాయి. 6 ÷ 35 kV నెట్‌వర్క్‌లలో వారి పరిహారం కోసం, ఆర్క్ సప్రెషన్ రియాక్టర్లు (DGR) ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి నెట్‌వర్క్ యొక్క గ్రౌన్దేడ్ న్యూట్రల్ ద్వారా కనెక్ట్ చేయబడతాయి. వారి పారామితులు సైద్ధాంతిక గణనల యొక్క అధునాతన పద్ధతుల ద్వారా ఎంపిక చేయబడతాయి.

పేలవమైన ట్యూనింగ్ నాణ్యత మరియు డిజైన్ లోపాల కారణంగా పాత GDRలు ఎల్లప్పుడూ సమర్థవంతంగా పని చేయలేదు. అవి సగటు రేట్ తప్పు ప్రవాహాల కోసం రూపొందించబడ్డాయి, ఇవి తరచుగా వాస్తవ విలువల నుండి భిన్నంగా ఉంటాయి.

ఈ రోజుల్లో, GDRల యొక్క కొత్త పరిణామాలు ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి, అత్యవసర పరిస్థితులను స్వయంచాలకంగా పర్యవేక్షించగల సామర్థ్యం, ​​వాటి ప్రధాన పారామితులను త్వరగా కొలిచేందుకు మరియు 2% ఖచ్చితత్వంతో ఎర్త్ ఫాల్ట్ కరెంట్‌లను నమ్మదగిన ఆర్పివేయడం కోసం సర్దుబాటు చేస్తుంది. దీనికి ధన్యవాదాలు, GDR ఆపరేషన్ యొక్క సామర్థ్యం వెంటనే 50% పెరుగుతుంది.

కెపాసిటర్ యూనిట్ల నుండి శక్తి యొక్క రియాక్టివ్ భాగం యొక్క పరిహారం యొక్క సూత్రం

పవర్ గ్రిడ్లు అధిక-వోల్టేజీ విద్యుత్తును ఎక్కువ దూరాలకు ప్రసారం చేస్తాయి. దాని వినియోగదారులలో ఎక్కువ మంది ప్రేరక నిరోధకత మరియు నిరోధక అంశాలతో కూడిన ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు. వినియోగదారులకు పంపిన మొత్తం శక్తి ఉపయోగకరమైన పని చేయడానికి ఉపయోగించే క్రియాశీల భాగం P మరియు రియాక్టివ్ కాంపోనెంట్ Qని కలిగి ఉంటుంది, ఇది ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు మరియు ఎలక్ట్రిక్ మోటార్ల వైండింగ్‌లను వేడి చేయడానికి కారణమవుతుంది.

ప్రేరక ప్రతిచర్యల నుండి ఉత్పన్నమయ్యే రియాక్టివ్ కాంపోనెంట్ Q శక్తి నాణ్యతను తగ్గిస్తుంది. గత శతాబ్దపు ఎనభైలలో దాని హానికరమైన ప్రభావాలను తొలగించడానికి, USSR యొక్క పవర్ సిస్టమ్‌లో కెపాసిటివ్ రెసిస్టెన్స్‌తో కెపాసిటర్ బ్యాంకులను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా పరిహారం పథకం ఉపయోగించబడింది, ఇది తగ్గింది ఒక కోణం యొక్క కొసైన్ φ.

సమస్య ఉన్న వినియోగదారులకు నేరుగా ఆహారం అందించే సబ్‌స్టేషన్‌లలో అవి ఇన్‌స్టాల్ చేయబడ్డాయి. ఇది విద్యుత్ నాణ్యత యొక్క స్థానిక నియంత్రణను నిర్ధారిస్తుంది.

ఈ విధంగా, అదే క్రియాశీల శక్తిని ప్రసారం చేసేటప్పుడు రియాక్టివ్ భాగాన్ని తగ్గించడం ద్వారా పరికరాలపై లోడ్ని గణనీయంగా తగ్గించడం సాధ్యపడుతుంది.ఈ పద్ధతి పారిశ్రామిక సంస్థలలో మాత్రమే కాకుండా, నివాస మరియు మతపరమైన సేవలలో కూడా శక్తిని ఆదా చేసే అత్యంత ప్రభావవంతమైన పద్ధతిగా పరిగణించబడుతుంది. దీని సమర్థ ఉపయోగం శక్తి వ్యవస్థల విశ్వసనీయతను గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది.