ಮೂರು-ಹಂತದ ನೆಟ್ವರ್ಕ್ನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಂಶವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳು

ಮೂರು-ಹಂತದ ನೆಟ್ವರ್ಕ್ನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಂಶವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವಾಗ, ನಾವು ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ಅದೇ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಅನುಸರಿಸುತ್ತೇವೆ ಏಕ-ಹಂತದ ನೆಟ್ವರ್ಕ್ನಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳೊಂದಿಗೆ… ವಿದ್ಯುತ್ ಅಂಶದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಮೂರು-ಹಂತದ ಪ್ರವಾಹದ ವಿದ್ಯುತ್ ಸೂತ್ರದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ:

P1 = √3 ∙ U ∙ I ∙ cosφ, cosφ = P1 / (√3 ∙ U ∙ I).

ಉದಾಹರಣೆಗಳು

1. ಮೂರು-ಹಂತದ ಇಂಡಕ್ಷನ್ ಮೋಟರ್ ಕೆಳಗಿನ ಫಲಕ ಡೇಟಾವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: P = 40 kW, U = 380 V, I = 105 A, η = 0.85, f = 50 Hz. ಸ್ಟೇಟರ್ನ ಸ್ಟಾರ್ ಸಂಪರ್ಕ. ಬೋರ್ಡ್ನ cosφ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ ಎಂದು ಭಾವಿಸೋಣ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಅದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಅವಶ್ಯಕವಾಗಿದೆ. ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು cosφ = 1 ಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಂಶವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿದ ನಂತರ ಪ್ರಸ್ತುತವು ಯಾವ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ? ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಯಾವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು? ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳು (ಚಿತ್ರ 1) ಯಾವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸುತ್ತದೆ?

ಸ್ಟೇಟರ್ ವಿಂಡಿಂಗ್ನ ಹಿಡಿಕಟ್ಟುಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ: ಪ್ರಾರಂಭ - C1, C2, C3, ತುದಿಗಳು - C4, C5, C6, ಕ್ರಮವಾಗಿ.ಕೆಳಗಿನವುಗಳಲ್ಲಿ, ಆದಾಗ್ಯೂ, ರೇಖಾಚಿತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನವನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು, ಮೂಲವನ್ನು A, B, C ಮತ್ತು ತುದಿಗಳನ್ನು X, Y, Z ಎಂದು ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಕ್ಕಿ. 1.

ಮೋಟಾರ್ ಶಕ್ತಿ P1 = P2 / η = 40000 / 0.85 ≈47000 W,

ಅಲ್ಲಿ P2 ಎಂಬುದು ಮೋಟಾರು ನಾಮಫಲಕದಲ್ಲಿ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡಲಾದ ನಿವ್ವಳ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ.

cosφ = P1 / (√3 ∙ U ∙ I) = 47000 / (√3 ∙ 380 ∙ 105) = 0.69.

ವಿದ್ಯುತ್ ಅಂಶವನ್ನು cosφ = 1 ಗೆ ಸುಧಾರಿಸಿದ ನಂತರ, ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಹೀಗಿರುತ್ತದೆ:

P1 = √3 ∙ U ∙ I ∙ 1

ಮತ್ತು ಕರೆಂಟ್ ಇಳಿಮುಖವಾಗುತ್ತದೆ

I1 = P1 / (√3 ∙ U) = 47000 / (1.73 ∙ 380) = 71.5 A.

ಇದು cosφ = 0.69 ರಿಂದ ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರವಾಹವಾಗಿದೆ

Ia = I ∙ cosφ = 105 ∙ 0.69 = 71.5 A.

ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ. 1 cosφ ಅನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳ ಸೇರ್ಪಡೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Uph = U / √3 = 380 / √3 = 220 V.

ಹಂತದ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೈಸಿಂಗ್ ಪ್ರವಾಹವು ರೇಖೀಯ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೈಸಿಂಗ್ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ: IL = I ∙ sinφ = 105 ∙ 0.75 = 79.8 A.

ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೈಸಿಂಗ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಒದಗಿಸಬೇಕಾದ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಕೆಪ್ಯಾಸಿಟಿವ್ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಹೀಗಿರುತ್ತದೆ: xC = Uph / IL = 1 / (2 ∙ π ∙ f ∙ C).

ಆದ್ದರಿಂದ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಧಾರಣವು C = IC / (Uph ∙ 2 ∙ π ∙ f) = 79.8 / (220 ∙ 3.14 ∙ 100) = 79.800 / (22 ∙ 3.14) ∙ 10 ^ (- 6) = 1156.4 μF.

C = 3 ∙ 1156.4≈3469 μF ನ ಒಟ್ಟು ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ಬ್ಲಾಕ್ ಅನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಅಂಶವನ್ನು cosφ = 1 ಗೆ ಸುಧಾರಿಸಲು ಮೂರು-ಹಂತದ ಮೋಟರ್ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತವನ್ನು 105 ರಿಂದ 71.5 A ಗೆ ತಗ್ಗಿಸಬೇಕು.

ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳಿಂದ ಸರಿದೂಗಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಒಟ್ಟು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ನೆಟ್ವರ್ಕ್‌ನಿಂದ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ, Q = 3 ∙ Uph ∙ IL = 3 ∙ 220 ∙ 79.8≈52668 = 52.66 kvar.

ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಮೋಟಾರು ಸಕ್ರಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ P1 = 47 kW ಅನ್ನು ನೆಟ್ವರ್ಕ್ನಿಂದ ಮಾತ್ರ ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ.2 ಡೆಲ್ಟಾದಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿರುವ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳ ಬ್ಲಾಕ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೂರು-ಹಂತದ ಮೋಟರ್‌ನ ಟರ್ಮಿನಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅದರ ಅಂಕುಡೊಂಕಾದ ಡೆಲ್ಟಾದಲ್ಲಿ ಸಹ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದೆ. ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ಈ ಸಂಪರ್ಕವು ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ. 1 (ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ 2 ರ ತೀರ್ಮಾನವನ್ನು ನೋಡಿ).

ಅಕ್ಕಿ. 2.

2. ಒಂದು ಸಣ್ಣ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಾವರವು ಪ್ರಸ್ತುತ I = 250 A ಯೊಂದಿಗೆ ಮೂರು-ಹಂತದ ನೆಟ್ವರ್ಕ್ ಅನ್ನು ಫೀಡ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ ನೆಟ್ವರ್ಕ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ U = 380 V ಮತ್ತು ನೆಟ್ವರ್ಕ್ ಪವರ್ ಫ್ಯಾಕ್ಟರ್ cosφ = 0.8. ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿನ ರೇಖಾಚಿತ್ರದ ಪ್ರಕಾರ ಡೆಲ್ಟಾದಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಂಶದ ಸುಧಾರಣೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 3. ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಸರಿದೂಗಿಸಿದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿಯ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.

ಅಕ್ಕಿ. 3.

ಸ್ಪಷ್ಟ ಶಕ್ತಿ S = √3 ∙ U ∙ I = 1.73 ∙ 380 ∙ 250 = 164.3 kVA.

cosφ = 0.8 ನಲ್ಲಿ ಸಕ್ರಿಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ:

P1 = √3 ∙ U ∙ I ∙ cosφ = S ∙ cosφ≈164.3 ∙ 0.8 = 131.5 W.

ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು cosφ = 0.8 ನಲ್ಲಿ ಸರಿದೂಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ

Q = S ∙ sinφ≈164.3 ∙ 0.6 = 98.6 kvar.

ಆದ್ದರಿಂದ, ರೇಖೀಯ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೈಸಿಂಗ್ ಕರೆಂಟ್ (Fig. 3) IL = I ∙ sinφ = Q / (√3 ∙ U) ≈150 A.

ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೈಸಿಂಗ್ (ಕೆಪ್ಯಾಸಿಟಿವ್) ಹಂತದ ಪ್ರಸ್ತುತ ICph = Q / (3 ∙ U) = 98580 / (3 ∙ 380) = 86.5 A.

ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿನ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೈಸಿಂಗ್ (ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ) ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಇನ್ನೊಂದು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು:

IL = I ∙ sinφ = 250 ∙ 0.6 = 150 A,

ICph = ILph = IL / √3 = 150 / 1.73 = 86.7 A.

ಡೆಲ್ಟಾದಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಿದಾಗ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಗುಂಪು 380 V ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ಹಂತದ ಪ್ರಸ್ತುತ ICph = 86.7 A.

I = ICf = U / xC = U / (1⁄ (ω ∙ C)) = U ∙ ω ∙ ಸಿ.

ಆದ್ದರಿಂದ, C = IC / (U ∙ 2 ∙ π ∙ f) = 86.7 / (300 ∙ π ∙ 100) = 726 μF.

ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಬ್ಯಾಂಕಿನ ಒಟ್ಟು ಧಾರಣವು C3 = 3 ∙ 726 = 2178 μF ಆಗಿದೆ.

ಸಂಪರ್ಕಿತ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಾವರ S = 164.3 kVA ಯ ಸಂಪೂರ್ಣ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಿವ್ವಳ ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳಿಲ್ಲದೆಯೇ, 131.5 kW ನ ಸಕ್ರಿಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಮಾತ್ರ cosφ = 0.8 ನಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸರಿದೂಗಿಸಿದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿ Q = 3 ∙ U ∙ IC = 3 ∙ ω ∙ C ∙ U ^ 2 ವೋಲ್ಟೇಜ್ನ ವರ್ಗಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳ ವೆಚ್ಚವು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿರೋಧಗಳು ಆರ್. ನೆಟ್ವರ್ಕ್ನಿಂದ ಸಂಪರ್ಕ ಕಡಿತಗೊಂಡಾಗ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳನ್ನು ಕ್ರಮೇಣವಾಗಿ ಹೊರಹಾಕಲು 3 ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.