प्रतिक्रियाशील शक्ति क्या है? प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजा। प्रतिक्रियाशील शक्ति गणना

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

अपार्टमेंट और निजी घरों में, एक बिजली का मीटर लगाया जाता है, जिसके अनुसार खपत ऊर्जा के भुगतान की गणना की जाती है। सरल रूप से, यह माना जाता है कि रोजमर्रा की जिंदगी में केवल इसके सक्रिय घटक का उपयोग किया जाता है, हालांकि यह पूरी तरह से सच नहीं है। आधुनिक आवास सर्किट में उपकरणों से संतृप्त होते हैं जिनमें ऐसे तत्व होते हैं जो चरण को स्थानांतरित करते हैं। हालांकि, घरेलू उपकरणों द्वारा खपत की जाने वाली प्रतिक्रियाशील शक्ति औद्योगिक उद्यमों की तुलना में अतुलनीय रूप से कम है, इसलिए भुगतानों की गणना करते समय इसे पारंपरिक रूप से उपेक्षित किया जाता है।

एक संयंत्र या कारखाना जिसका प्रबंधन लोड सर्किट से गुजरने वाले परजीवी धाराओं की खपत की निगरानी नहीं करता है, पूरे क्षेत्र और देश की ऊर्जा प्रणालियों को बहुत नुकसान पहुंचाता है। विद्युत संचरण लाइन के चारों ओर वायुमंडलीय हवा पूरी तरह से बेकार हो जाती है; सबस्टेशनों में स्थापित ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग लोड का सामना नहीं कर सकती है, खासकर पीक अवधि के दौरान।

आगमनात्मक और कैपेसिटिव लोड करें

यदि आप एक साधारण ताप उपकरण या बिजली का बल्ब लेते हैं, तो शक्ति का संकेत होता हैफ्लास्क या नेमप्लेट पर संबंधित शिलालेख इस उपकरण और मुख्य वोल्टेज (हमारे पास 220 वोल्ट) से गुजरने वाले करंट के मूल्यों के उत्पाद के अनुरूप होगा। यदि डिवाइस में ट्रांसफॉर्मर, इंडक्टर्स या कैपेसिटर वाले अन्य तत्व होते हैं तो स्थिति बदल जाती है। इन भागों में विशेष गुण होते हैं, उनमें बहने वाली धारा का ग्राफ पिछड़ जाता है या आपूर्ति वोल्टेज के साइनसॉइड की ओर जाता है - दूसरे शब्दों में, एक चरण बदलाव होता है। एक आदर्श कैपेसिटिव लोड वेक्टर को -90 से और एक इंडक्टिव लोड को +90 डिग्री से शिफ्ट करता है। इस मामले में शक्ति न केवल वर्तमान और वोल्टेज के उत्पाद का परिणाम है, एक निश्चित सुधार कारक जोड़ा जाता है। यह कहाँ ले जाता है?

प्रक्रिया का ज्यामितीय प्रतिबिंब

स्कूल ज्यामिति पाठ्यक्रम से, हर कोई जानता है कि कर्ण समकोण त्रिभुज में किसी भी पैर की तुलना में लंबा होता है। यदि सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट शक्ति इसके पक्ष बनाती है, तो कॉइल और कैपेसिटेंस द्वारा खपत की जाने वाली धाराएं प्रतिरोधक घटक के समकोण पर होंगी, लेकिन विपरीत दिशाओं में दिशाओं के साथ। जोड़ते समय (या, यदि आप चाहें, तो घटाना, वे अलग-अलग संकेतों के होते हैं) कुल वेक्टर, यानी कुल प्रतिक्रियाशील शक्ति, जिसके आधार पर सर्किट में किस प्रकार का भार प्रबल होता है, को ऊपर या नीचे निर्देशित किया जाएगा। इसके निर्देश से कोई भी यह अंदाजा लगा सकता है कि भार किस प्रकृति का है।

सक्रिय घटक के अलावा वेक्टर के साथ प्रतिक्रियाशील शक्ति खपत की गई बिजली की कुल मात्रा देगी। इसे रेखांकन के रूप में दिखाया गया हैशक्ति के त्रिकोण का कर्ण। यह रेखा x-अक्ष के संबंध में जितनी अधिक धीरे स्थित होगी, उतना ही अच्छा होगा।

कोसाइन फी

ग्राफ से पता चलता है कि कोण φ दो वैक्टर, पूर्ण और सक्रिय शक्ति द्वारा बनता है। उनके मूल्यों में अंतर जितना कम होगा, उतना ही बेहतर है, लेकिन उनके पूर्ण विलय को प्रतिक्रियाशील शक्ति द्वारा रोका जाता है, जिसे परजीवी माना जाता है। कोण जितना बड़ा होगा, बिजली लाइनों पर लोड जितना अधिक होगा, बिजली आपूर्ति प्रणाली के स्टेप-अप और स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर, और इसके विपरीत, वैक्टर एक-दूसरे के जितने करीब होंगे, तार पूरे समय में उतने ही कम गर्म होंगे। सर्किट। स्वाभाविक रूप से, इस समस्या के बारे में कुछ करना था। और समाधान मिल गया, सरल और सुरुचिपूर्ण। प्रतिक्रियाशील शक्ति का पारस्परिक मुआवजा आपको कोण को कम करने और इसके कोसाइन (जिसे पावर फैक्टर भी कहा जाता है) को जितना संभव हो एकता के करीब लाने की अनुमति देता है। ऐसा करने के लिए, कैपेसिटिव घटक के वेक्टर को इस तरह से लंबा करें कि धाराओं की प्रतिध्वनि प्राप्त हो, जिस पर वे एक दूसरे को "बुझाते" हैं (आदर्श रूप से पूरी तरह से, लेकिन व्यवहार में - सबसे बड़ी सीमा तक)।

सिद्धांत और व्यवहार

सभी सैद्धांतिक गणना अधिक मूल्यवान हैं, वे व्यवहार में जितनी अधिक लागू होती हैं। किसी भी विकसित औद्योगिक उद्यम की तस्वीर इस प्रकार है: अधिकांश बिजली की खपत मोटर्स (सिंक्रोनस, एसिंक्रोनस, सिंगल-फेज, थ्री-फेज) और अन्य मशीनों द्वारा की जाती है। लेकिन ट्रांसफार्मर भी हैं। निष्कर्ष सरल है: वास्तविक उत्पादन स्थितियों में, एक आगमनात्मक प्रकृति की प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रबल होती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उद्यमवे घरों और अपार्टमेंटों में एक बिजली का मीटर नहीं लगाते हैं, लेकिन दो, जिनमें से एक सक्रिय है, और दूसरा अनुमान लगाना आसान है कि कौन सा है। और बिजली लाइनों के माध्यम से व्यर्थ "पीछा" की गई ऊर्जा की अधिकता के लिए, संबंधित अधिकारियों पर निर्दयतापूर्वक जुर्माना लगाया जाता है, इसलिए प्रशासन प्रतिक्रियाशील शक्ति की गणना करने और इसे कम करने के उपाय करने में अत्यधिक रुचि रखता है। यह स्पष्ट है कि इस समस्या को हल करते समय कोई भी विद्युत समाई के बिना नहीं कर सकता।

सिद्धांत मुआवजा

उपरोक्त ग्राफ से, यह बिल्कुल स्पष्ट है कि परजीवी धाराओं में कमी को उनके पूर्ण उन्मूलन तक, कम से कम सैद्धांतिक रूप से कैसे प्राप्त किया जाए। ऐसा करने के लिए, उपयुक्त समाई के एक संधारित्र को आगमनात्मक भार के समानांतर जोड़ा जाना चाहिए। जोड़े जाने पर, सदिश शून्य देगा, और केवल उपयोगी सक्रिय घटक ही रहेगा।

गणना सूत्र के अनुसार की जाती है:

C=1 / (2πFX), जहां X नेटवर्क में शामिल सभी उपकरणों की कुल प्रतिक्रिया है; एफ - आपूर्ति वोल्टेज की आवृत्ति (हमारे पास - 50 हर्ट्ज);

ऐसा लगता है - क्या आसान है? "X" और संख्या "pi" को 50 से गुणा करें और भाग दें। हालाँकि, चीजें कुछ अधिक जटिल हैं।

यह व्यवहार में कैसा है?

सूत्र सरल है, लेकिन X का निर्धारण और गणना करना इतना आसान नहीं है। ऐसा करने के लिए, आपको उपकरणों के बारे में सभी डेटा लेने की जरूरत है, उनकी प्रतिक्रिया और वेक्टर रूप में, और फिर भी … वास्तव में, प्रयोगशाला के काम में छात्रों को छोड़कर कोई भी ऐसा नहीं करता है।

आप एक विशेष उपकरण का उपयोग करके प्रतिक्रियाशील शक्ति को दूसरे तरीके से निर्धारित कर सकते हैं - कोसाइन फाई को इंगित करने वाला एक चरण मीटर, या वाटमीटर के रीडिंग की तुलना करके,एमीटर और वोल्टमीटर।

मामला इस तथ्य से जटिल है कि एक वास्तविक उत्पादन प्रक्रिया में, लोड लगातार बदल रहा है, क्योंकि कुछ मशीनें ऑपरेशन के दौरान चालू होती हैं, जबकि अन्य, इसके विपरीत, नेटवर्क से डिस्कनेक्ट हो जाती हैं, जैसा कि आवश्यक है तकनीकी नियम। तदनुसार, स्थिति की निगरानी के लिए चल रहे उपायों की आवश्यकता है। रात की पाली में प्रकाश काम करता है, सर्दियों में कार्यशालाओं में हवा को गर्म किया जा सकता है, और गर्मियों में हवा को ठंडा किया जा सकता है। एक तरह से या किसी अन्य, लेकिन प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजा सैद्धांतिक गणनाओं पर आधारित है जिसमें व्यावहारिक माप का एक बड़ा हिस्सा है क्योंकि.

कैपेसिटर कनेक्ट करना और डिस्कनेक्ट करना

समस्या को हल करने का सबसे आसान और सबसे स्पष्ट तरीका एक विशेष कार्यकर्ता को चरण मीटर के पास रखना है जो एकता से तीर के न्यूनतम विचलन को प्राप्त करते हुए आवश्यक संख्या में कैपेसिटर को चालू या बंद कर देगा। तो पहले तो उन्होंने ऐसा किया, लेकिन अभ्यास से पता चला है कि कुख्यात मानवीय कारक हमेशा वांछित प्रभाव प्राप्त करने की अनुमति नहीं देता है। किसी भी मामले में, प्रतिक्रियाशील शक्ति, जो अक्सर प्रकृति में आगमनात्मक होती है, को उचित आकार के विद्युत समाई को जोड़कर मुआवजा दिया जाता है, लेकिन इसे स्वचालित रूप से करना बेहतर होता है, अन्यथा एक लापरवाह कर्मचारी अपने स्वयं के उद्यम को बड़े जुर्माना के तहत ला सकता है। फिर, इस काम को योग्य नहीं कहा जा सकता है, यह स्वचालन के लिए काफी उपयुक्त है। सबसे सरल योजना में एक प्रकाश उत्सर्जक और एक प्रकाश रिसीवर की एक ऑप्टिकल इलेक्ट्रॉन जोड़ी शामिल है। तीर ने न्यूनतम मान को कवर किया है, जिसका अर्थ है कि आपको जोड़ने की आवश्यकता हैक्षमता।

स्वचालन और बुद्धिमान एल्गोरिदम

वर्तमान में, ऐसी प्रणालियाँ हैं जो आपको cos को 0.9 से 1 की सीमा में मज़बूती से रखने की अनुमति देती हैं। चूंकि उनमें कैपेसिटर का कनेक्शन विवेकपूर्ण रूप से होता है, इसलिए एक आदर्श परिणाम प्राप्त करना असंभव है, लेकिन स्वचालित प्रतिक्रियाशील शक्ति कम्पेसाटर अभी भी बहुत अच्छा आर्थिक प्रभाव देता है। इस उपकरण का संचालन बुद्धिमान एल्गोरिदम पर आधारित है जो स्विच ऑन करने के तुरंत बाद संचालन सुनिश्चित करता है, अक्सर बिना अतिरिक्त सेटिंग्स के भी। कंप्यूटर प्रौद्योगिकी में तकनीकी प्रगति ने कैपेसिटर बैंकों के सभी चरणों के एक समान कनेक्शन को प्राप्त करना संभव बना दिया है ताकि उनमें से एक या दो की समयपूर्व विफलता से बचा जा सके। प्रतिक्रिया समय भी कम से कम किया जाता है, और अतिरिक्त चोक ग्राहकों के दौरान वोल्टेज ड्रॉप की मात्रा को कम करते हैं। एक आधुनिक उद्यम पावर कंट्रोल पैनल में एक उपयुक्त एर्गोनोमिक लेआउट होता है जो ऑपरेटर के लिए स्थिति का त्वरित आकलन करने के लिए स्थितियां बनाता है, और दुर्घटना या विफलता की स्थिति में, उसे तत्काल अलार्म सिग्नल प्राप्त होगा। ऐसे कैबिनेट की कीमत काफी होती है, लेकिन यह इसके लिए भुगतान करने लायक है, यह लाभ लाता है।

कम्पेन्सेटर डिवाइस

एक पारंपरिक प्रतिक्रियाशील शक्ति कम्पेसाटर मानक आयामों का एक धातु कैबिनेट है जिसमें फ्रंट पैनल पर नियंत्रण और प्रबंधन पैनल होता है, जिसे आमतौर पर खोला जाता है। इसके नीचे कैपेसिटर (बैटरी) के सेट हैं। ऐसास्थान एक साधारण विचार के कारण है: विद्युत क्षमता काफी भारी है, और संरचना को और अधिक स्थिर बनाने का प्रयास करना काफी तार्किक है। ऊपरी हिस्से में, ऑपरेटर की आंखों के स्तर पर, एक चरण संकेतक सहित आवश्यक नियंत्रण उपकरण होते हैं, जिसके साथ आप पावर फैक्टर के परिमाण का न्याय कर सकते हैं। आपातकालीन संकेत, नियंत्रण (चालू और बंद, मैनुअल मोड पर स्विच करना, आदि) सहित विभिन्न संकेत भी हैं। मापने वाले सेंसर के रीडिंग की तुलना और नियंत्रण क्रियाओं के विकास (आवश्यक रेटिंग के कैपेसिटर को जोड़ने) का मूल्यांकन एक माइक्रोप्रोसेसर पर आधारित एक सर्किट द्वारा किया जाता है। एक्चुएटर्स जल्दी और चुपचाप काम करते हैं, वे आमतौर पर शक्तिशाली थाइरिस्टर पर बने होते हैं।

संधारित्र बैंकों की अनुमानित गणना

अपेक्षाकृत छोटे संयंत्रों में, एक सर्किट की प्रतिक्रियाशील शक्ति का अनुमान उनके चरण-स्थानांतरण विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, जुड़े उपकरणों की संख्या से लगाया जा सकता है। तो, एक पारंपरिक अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर (कारखानों और संयंत्रों का मुख्य "कड़ी मेहनती"), इसकी रेटेड शक्ति के आधे के बराबर भार के साथ, एक cos 0.73 के बराबर होता है, और एक फ्लोरोसेंट लैंप - 0.5। का पैरामीटर संपर्क वेल्डिंग मशीन 0, 8 से 0.9 तक होती है, आर्क फर्नेस कोसाइन के साथ संचालित होता है 0.8 के बराबर। लगभग हर मुख्य पावर इंजीनियर के लिए उपलब्ध टेबल में लगभग सभी प्रकार के औद्योगिक उपकरणों की जानकारी होती है, और प्री-सेटिंग रिएक्टिव पावर मुआवजा हो सकता है उनका उपयोग कर किया। हालांकि, ऐसा डेटाकेवल एक आधार रेखा के रूप में सेवा करें जिस पर कैपेसिटर बैंकों को जोड़कर या हटाकर समायोजन किया जा सके।

राष्ट्रव्यापी

आपको यह आभास हो सकता है कि राज्य ने कारखानों, संयंत्रों और अन्य औद्योगिक उद्यमों को पावर ग्रिड के मापदंडों और उस पर लोड की एकरूपता का पूरा ध्यान रखा है। यह सच नहीं है। देश की ऊर्जा प्रणाली बिजली संयंत्रों से अपने विशेष उत्पाद के बाहर निकलने पर, राष्ट्रीय और क्षेत्रीय स्तर पर चरण बदलाव को नियंत्रित करती है। एक और मुद्दा यह है कि प्रतिक्रियाशील घटक का मुआवजा कैपेसिटर बैंकों को जोड़कर नहीं, बल्कि एक अलग तरीके से किया जाता है। रोटर वाइंडिंग में उपभोक्ताओं को आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, बायस करंट को विनियमित किया जाता है, जो सिंक्रोनस जनरेटर में कोई बड़ी समस्या नहीं है।