సైనూసోయిడల్ కరెంట్ సర్క్యూట్లలో పవర్ ఫ్యాక్టర్ని పెంచడం
విద్యుత్ శక్తి యొక్క చాలా ఆధునిక వినియోగదారులు లోడ్ యొక్క ప్రేరక స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటారు, దీని ప్రవాహాలు మూల వోల్టేజ్ కంటే వెనుకబడి ఉంటాయి. కాబట్టి ఇండక్షన్ మోటార్లు కోసం, ట్రాన్స్ఫార్మర్లు, వెల్డింగ్ యంత్రాలు మరియు విద్యుత్ యంత్రాలలో తిరిగే అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని మరియు ట్రాన్స్ఫార్మర్లలో ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని సృష్టించడానికి ఇతర రియాక్టివ్ కరెంట్ అవసరం.
ప్రస్తుత మరియు వోల్టేజ్ యొక్క ఇచ్చిన విలువలలో అటువంటి వినియోగదారుల యొక్క క్రియాశీల శక్తి cosφపై ఆధారపడి ఉంటుంది:
P = UICosφ, I = P / UCosφ
పవర్ ఫ్యాక్టర్లో తగ్గుదల కరెంట్ పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది.
కొసైన్ ఫై మోటార్లు మరియు ట్రాన్స్ఫార్మర్లు నిష్క్రియంగా ఉన్నప్పుడు లేదా భారీ లోడ్లో ఉన్నప్పుడు ఇది చాలా వరకు తగ్గుతుంది. నెట్వర్క్ రియాక్టివ్ కరెంట్ కలిగి ఉంటే, జనరేటర్, ట్రాన్స్ఫార్మర్ సబ్స్టేషన్లు మరియు నెట్వర్క్ల శక్తి పూర్తిగా ఉపయోగించబడదు. Cosφ తగ్గినప్పుడు, అవి గణనీయంగా పెరుగుతాయి శక్తి నష్టం విద్యుత్ పరికరాల వేడి వైర్లు మరియు కాయిల్స్ కోసం.
ఉదాహరణకు, నిజమైన శక్తి స్థిరంగా ఉంటే, అది cosφ= 1 వద్ద 100 A కరెంట్తో అందించబడుతుంది, ఆపై cosφ 0.8కి తగ్గడం మరియు అదే శక్తితో, నెట్వర్క్లోని కరెంట్ 1.25 రెట్లు పెరుగుతుంది (I = Inetwork x cosφ , Azac = Aza / cosφ ).
తాపన నెట్వర్క్ యొక్క వైర్లపై నష్టాలు మరియు జనరేటర్ (ట్రాన్స్ఫార్మర్) యొక్క వైండింగ్లు Pload = I2nets x Rnets కరెంట్ యొక్క వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటాయి, అంటే అవి 1.252 = 1.56 రెట్లు పెరుగుతాయి.
cosφ= 0.5 వద్ద, అదే క్రియాశీల శక్తితో నెట్వర్క్లోని కరెంట్ 100 / 0.5 = 200 Aకి సమానంగా ఉంటుంది మరియు నెట్వర్క్లో నష్టాలు 4 రెట్లు పెరుగుతాయి (!). అది పెరుగుతోంది నెట్వర్క్ వోల్టేజ్ నష్టాలుఇది ఇతర వినియోగదారుల సాధారణ ఆపరేషన్కు అంతరాయం కలిగిస్తుంది.
వినియోగదారు యొక్క మీటర్ అన్ని సందర్భాల్లోనూ యూనిట్ సమయానికి ఒకే మొత్తంలో వినియోగించబడిన క్రియాశీల శక్తిని నివేదిస్తుంది, అయితే రెండవ సందర్భంలో జనరేటర్ మొదటి దాని కంటే 2 రెట్లు ఎక్కువ కరెంట్తో నెట్వర్క్ను ఫీడ్ చేస్తుంది. జనరేటర్ లోడ్ (థర్మల్ మోడ్) వినియోగదారుల క్రియాశీల శక్తి ద్వారా కాదు, కిలోవోల్ట్-ఆంపియర్లలోని మొత్తం శక్తి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, అంటే వోల్టేజ్ యొక్క ఉత్పత్తి ద్వారా ఆంపిరేజ్కాయిల్స్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది.
మేము లైన్ Rl యొక్క వైర్ల నిరోధకతను సూచిస్తే, దానిలోని విద్యుత్ నష్టాన్ని ఈ క్రింది విధంగా నిర్ణయించవచ్చు:
అందువల్ల, పెద్ద వినియోగదారు, లైన్లో తక్కువ విద్యుత్ నష్టాలు మరియు విద్యుత్ ప్రసారం చౌకగా ఉంటుంది.
మూలం యొక్క రేట్ చేయబడిన శక్తి ఎలా ఉపయోగించబడుతుందో పవర్ ఫ్యాక్టర్ చూపుతుంది. కాబట్టి, φ= 0.5 వద్ద రిసీవర్ 1000 kW సరఫరా చేయడానికి జనరేటర్ శక్తి S = P / cosφ = 1000 / 0.5 = 2000 kVA, మరియు cosφ = 1 C = 1000 kVA వద్ద ఉండాలి.
అందువల్ల, పవర్ ఫ్యాక్టర్ను పెంచడం వల్ల జనరేటర్ల విద్యుత్ వినియోగాన్ని పెంచుతుంది.
పవర్ ఫ్యాక్టర్ (cosφ) పెంచడానికి విద్యుత్ సంస్థాపనలు ఉపయోగించబడతాయి రియాక్టివ్ పవర్ పరిహారం.
పవర్ ఫ్యాక్టర్ను పెంచడం (కోణం φ - కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ యొక్క దశ మార్పు)ని ఈ క్రింది మార్గాల్లో సాధించవచ్చు:
1) తక్కువ శక్తి కలిగిన ఇంజిన్లతో తేలికగా లోడ్ చేయబడిన ఇంజిన్లను భర్తీ చేయడం,
2) వోల్టేజ్ కింద
3) నిష్క్రియ మోటార్లు మరియు ట్రాన్స్ఫార్మర్ల డిస్కనెక్ట్,
4) నెట్వర్క్లో ప్రత్యేక పరిహార పరికరాలను చేర్చడం, ఇవి ప్రముఖ (కెపాసిటివ్) కరెంట్ యొక్క జనరేటర్లు.
ఈ ప్రయోజనం కోసం, సింక్రోనస్ కాంపెన్సేటర్లు - సింక్రోనస్ ఓవర్ఎక్సైటెడ్ ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు - ప్రత్యేకంగా శక్తివంతమైన ప్రాంతీయ సబ్స్టేషన్లలో వ్యవస్థాపించబడ్డాయి.
సింక్రోనస్ కాంపెన్సేటర్లు
పవర్ ప్లాంట్ల సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి, సాధారణంగా ఉపయోగించే కెపాసిటర్ బ్యాంకులు ఇండక్టివ్ లోడ్ (Fig. 2 a)తో సమాంతరంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.
అన్నం. 2 రియాక్టివ్ పవర్ పరిహారం కోసం కెపాసిటర్లను ఆన్ చేయడం: a — సర్క్యూట్, b, c — వెక్టర్ రేఖాచిత్రాలు
అనేక వందల kVA వరకు విద్యుత్ సంస్థాపనలలో cosφని భర్తీ చేయడానికి అవి ఉపయోగించబడతాయి కొసైన్ కెపాసిటర్లు… అవి 0.22 నుండి 10 kV వరకు వోల్టేజీల కోసం ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.
ఇప్పటికే ఉన్న విలువ cosφ1 నుండి అవసరమైన cosφ2 వరకు cosφని పెంచడానికి అవసరమైన కెపాసిటర్ సామర్థ్యాన్ని రేఖాచిత్రం (Fig. 2 b, c) నుండి నిర్ణయించవచ్చు.
వెక్టార్ రేఖాచిత్రాన్ని నిర్మిస్తున్నప్పుడు, మూల వోల్టేజ్ వెక్టర్ ప్రారంభ వెక్టర్గా తీసుకోబడుతుంది. లోడ్ ప్రేరకంగా ఉంటే, వోల్టేజ్ వెక్టర్ φ1Aza కోణం వెనుక ప్రస్తుత వెక్టర్ Az1 వెనుకబడి ఉంటుంది, వోల్టేజ్తో దిశలో ఏకీభవిస్తుంది, ప్రస్తుత Azp యొక్క రియాక్టివ్ భాగం 90 ° (Fig. 2 బి) వెనుకబడి ఉంటుంది.
వినియోగదారుకు కెపాసిటర్ బ్యాంక్ను కనెక్ట్ చేసిన తర్వాత, ప్రస్తుత Az అనేది వెక్టర్స్ Az1 మరియు Az° C యొక్క జ్యామితీయ మొత్తంగా నిర్ణయించబడుతుంది... ఈ సందర్భంలో, కెపాసిటివ్ కరెంట్ వెక్టర్ వోల్టేజ్ వెక్టర్కు 90 ° ముందు ఉంటుంది (Fig. 2, c) . ఇది వెక్టార్ రేఖాచిత్రం φ2 <φ1ని చూపుతుంది, అనగా. కెపాసిటర్ను ఆన్ చేసిన తర్వాత, పవర్ ఫ్యాక్టర్ cosφ1 నుండి cosφ2కి పెరుగుతుంది
కెపాసిటర్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని కరెంట్ల వెక్టార్ రేఖాచిత్రం ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు (Fig. 2 c) Ic = azp1 — Azr = Aza tgφ1 — Aza tgφ2 = ωCU
P = UI ఇచ్చినందున, మేము కెపాసిటర్ C = (I / ωU) NS (tgφ1 — tgφ2) = (P / ωU2) NS (tgφ1 — tgφ2) కెపాసిటెన్స్ని వ్రాస్తాము.
ఆచరణలో, శక్తి కారకం సాధారణంగా 1.0కి కాదు, 0.90 - 0.95కి పెరుగుతుంది, ఎందుకంటే పూర్తి పరిహారానికి కెపాసిటర్ల అదనపు సంస్థాపన అవసరం, ఇది తరచుగా ఆర్థికంగా సమర్థించబడదు.
