वोल्टेज असंतुलन का प्रभाव

यदि आप तीन-चरण प्रणालियों का उपयोग कर रहे हैं, तो आपको असंतुलित वोल्टेज के बारे में पता होना चाहिए, जो औद्योगिक संयंत्रों के लिए सबसे आम विद्युत समस्याओं में से एक है। आपके पौधे में असंतुलन होने की संभावना तब अधिक होती है जब आपके पास उन्हें रोकने के लिए उपाय नहीं होते हैं। आपके उपकरण को गंभीर क्षति पहुँचाने से पहले असंतुलन को पकड़ना आदर्श है।

नीचे, जानें कि वोल्टेज असंतुलन क्या हैं, उनके कारण क्या हैं, और आप अपने विद्युत प्रणालियों की सुरक्षा के लिए उन्हें कैसे रोक सकते हैं और उनका परीक्षण कर सकते हैं।

3-चरण वोल्टेज असंतुलन क्या है?

एक तीन-चरण विद्युत प्रणाली संतुलित या सममित होती है जब तीन-चरण वोल्टेज और धाराओं का आयाम समान होता है। असंतुलित प्रणाली का मतलब है कि चरण वोल्टेज असमान हैं।

यह असंतुलन तीन-चरण प्रणाली में वोल्टेज चरणों के बीच अंतर को मापता है। यह विद्युत समस्या औद्योगिक बिजली संयंत्रों या किसी भी संयंत्र में आम है जो शक्तिशाली मोटरों के साथ बड़ी मशीनें चलाता है।

वोल्टेज असंतुलन का अनुभव मोटर दक्षता, लागत और क्षति सहित आपके संचालन के कई पहलुओं को प्रभावित कर सकता है।

असंतुलित वोल्टेज का क्या कारण है?

एएनएसआई सी84.1 कहता है: विद्युत आपूर्ति प्रणालियों को नो-लोड स्थितियों के तहत विद्युत मीटर पर मापे जाने पर अधिकतम वोल्टेज असंतुलन को 3% तक सीमित करने के लिए डिज़ाइन और संचालित किया जाना चाहिए। इसका मतलब यह है कि यह उपयोगकर्ता की जिम्मेदारी है कि वह अपने संयंत्र के वोल्टेज की संतुलन स्थिति को सत्यापित करे।

जब कोई वोल्टेज असंतुलित होता है, तो यह अक्सर सिस्टम लोड वितरण के कारण होता है। ये असंतुलन किसी प्रणाली में किसी भी बिंदु पर हो सकते हैं, और असंतुलित बिजली प्रणालियाँ कई कारणों से हो सकती हैं।

यहां असंतुलित वोल्टेज के कुछ सबसे सामान्य कारण दिए गए हैं:

• ट्रांसमिशन लाइनों में समरूपता का अभाव
• बड़े एकल-चरण भार, जैसे आर्क भट्टियां या वेल्डर
• दोषपूर्ण पावर फैक्टर सुधार कैपेसिटर बैंक
• डेल्टा या वाई ट्रांसफार्मर खोलें
• कम टॉर्क आउटपुट के कारण यांत्रिक तनाव होता है
• तीन-फेज रेक्टिफायर और मोटरों में उच्च धारा
• तटस्थ चालकों में वर्तमान असंतुलित प्रवाह
• पावर फैक्टर सुधार उपकरण का दोषपूर्ण संचालन
• असंतुलित या अस्थिर उपयोगिता आपूर्ति
• असंतुलित ट्रांसफार्मर बैंक तीन-चरण लोड की आपूर्ति करता है जो बैंक के लिए बहुत बड़ा है
• समान विद्युत प्रणाली पर असमान रूप से वितरित एकल-चरण भार
• अज्ञात एकल-चरण टू-ग्राउंड दोष
• ढीले, संक्षारित, गड्ढों वाले कनेक्टर या संपर्ककर्ता

यहां तक ​​कि पौधों की स्थितियां भी वोल्टेज असंतुलन का कारण बन सकती हैं या इसमें योगदान कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, अतिभारित ट्रांसफार्मर, खराब पावर फैक्टर सुधार उपकरण, चक्रीय नियंत्रण और अलग किए गए रिएक्टर सभी असंतुलन का कारण बन सकते हैं। यहां तक ​​कि बिजली लाइन के अगले दरवाजे या उससे दूर स्थित संयंत्र में जो कुछ भी हो रहा है, वह भी आपकी सुविधा में वोल्टेज असंतुलन को प्रभावित कर सकता है।

वोल्टेज असंतुलन के प्रभाव

वोल्टेज असंतुलन मोटरों के लिए हानिकारक हो सकता है। चरण वोल्टेज में अंतर के कारण तीन-चरण मोटरों में परिसंचारी धाराएं उत्पन्न होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप वोल्टेज असंतुलित होने की तुलना में छह से 15 गुना अधिक वर्तमान असंतुलित होता है। अतिरिक्त करंट मोटर हीटिंग को बढ़ाने में योगदान देता है, जो काफी बड़े असंतुलन के साथ गंभीर हो सकता है। यह उच्च मोटर तापमान आसपास के इन्सुलेशन को ख़राब कर देता है, जिससे मोटर का जीवन छोटा हो जाता है और मोटर खराब हो जाती है।

असंतुलित धारा और वोल्टेज के अन्य प्रभावों में बढ़ी हुई धड़कन, यांत्रिक तनाव, कंपन और हानि शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, खराब संपर्क और ढीले कनेक्शन जैसी रखरखाव संबंधी समस्याएं आम हैं। इन समस्याओं के कारण मोटर तेज़ गति से चल सकती है, ऊंचे तापमान पर चल सकती है और समय से पहले ख़राब हो सकती है।

इसके अलावा, वोल्टेज असंतुलन लॉक किए गए रोटर वाइंडिंग करंट के अनुपात को खराब कर देगा, जो पहले से ही अपेक्षाकृत अधिक है, पूर्ण लोड गति थोड़ी कम हो जाएगी और टॉर्क कम हो जाएगा। यदि वोल्टेज असंतुलन काफी बड़ा है, तो कम की गई टॉर्क क्षमता अनुप्रयोग के लिए पर्याप्त नहीं हो सकती है और मोटर अपनी निर्धारित गति तक नहीं पहुंच पाएगी।

NEMA मानक MG-1 में कहा गया है कि पॉलीफ़ेज़ मोटर्स रेटेड लोड पर चलने की स्थिति में सफलतापूर्वक काम करेंगे, जब मोटर टर्मिनलों पर वोल्टेज असंतुलन 1% से अधिक न हो। इसके अलावा, 5% से अधिक असंतुलित स्थिति वाली मोटर के संचालन की अनुशंसा नहीं की जाती है और संभवतः इसके परिणामस्वरूप मोटर को नुकसान होगा।

हालाँकि आम तौर पर वांछनीय नहीं है, एक अन्य सुधारात्मक कार्रवाई मोटर को ख़राब करना हो सकता है। जब वोल्टेज असंतुलन 1% से अधिक हो जाता है, तो मोटर को सफलतापूर्वक संचालित करने के लिए उसे व्युत्पन्न किया जाना चाहिए। नीचे दिखाया गया व्युत्पन्न वक्र, इंगित करता है कि असंतुलन के लिए एनईएमए द्वारा स्थापित 5% सीमा पर, एक मोटर काफी हद तक व्युत्पन्न हो जाएगी, जो कि इसकी नेमप्लेट हॉर्सपावर रेटिंग का केवल 75% है।

वोल्टेज असंतुलन परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव (वीएफडी) में उपयोग किए जाने वाले 3-चरण डीसी कनवर्टर्स के लिए हानिकारक हो सकता है। समस्याग्रस्त परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव (वीएफडी) जिनमें उपद्रव-ट्रिपिंग होती है, जो सर्किट अधिभार के सभी लक्षण दिखाती है, भले ही माप अन्यथा दिखाते हों, उनमें असंतुलित चरण धाराएं हो सकती हैं। एक या दो चरणों में अत्यधिक करंट के कारण वीएफडी लाइन करंट बहुत असंतुलित हो सकता है। ऐसा तब भी होता है जब तीन चरणों का औसत करंट वीएफडी की वर्तमान रेटिंग से काफी नीचे है।

वीएफडी का अगला सिरा पावर इन्वर्टर अनुभाग के लिए एक जलाशय के रूप में डीसी बस बनाने के लिए 3-चरण एसी इनपुट पावर को परिवर्तित करने के लिए उच्च-शक्ति डायोड की व्यवस्था का उपयोग करता है। इनपुट रेक्टिफायर सेक्शन के माध्यम से करंट पल्स में खींचा जाता है। आदर्श रूप से, प्रत्येक डायोड के माध्यम से वर्तमान प्रवाह समान रूप से विभाजित होता है, हालांकि, वीएफडी के इनपुट को आपूर्ति किए गए वोल्टेज असंतुलन के कारण व्यक्तिगत डायोड के माध्यम से असमान शक्ति होती है जिसके परिणामस्वरूप पावर डायोड की समय से पहले और लगातार विफलता होती है। वर्तमान डायोड का असंतुलित आउटपुट बढ़ी हुई हार्मोनिक सामग्री बनाएगा। जैसे-जैसे आउटपुट पल्स अधिक असंतुलित हो जाएंगे, ट्रिपल करंट हार्मोनिक्स भी बढ़ जाएगा।

यह महत्वपूर्ण क्यों है?

वोल्टेज असंतुलन की परवाह करने का सबसे स्पष्ट कारण मोटर दक्षता और प्रदर्शन में कमी है – ये दोनों आपकी कंपनी की लाभप्रदता को प्रभावित करते हैं। किसी भी मोटर की दक्षता अलग-अलग होगी, जो अनुप्रयोग के प्रकार, लोड और आपूर्ति वोल्टेज जैसे कारकों पर निर्भर करेगी।

बड़े वोल्टेज असंतुलन के साथ बिजली आपूर्ति पर काम करने से रोटर और स्टेटर में I ² R नुकसान – यानी, वर्तमान वर्ग गुना प्रतिरोध – में वृद्धि होगी, जिसका अर्थ है कि आपूर्ति की गई अधिक बिजली गर्मी में और कम काम में परिवर्तित हो जाएगी। मोटर अधिक गर्म चलेगी और परिणामस्वरूप, कम कुशलता से चलेगी। ध्यान दें कि रोटर के बढ़ते नुकसान से “स्लिप” बढ़ जाएगी, इसलिए मोटर थोड़ी धीमी गति से घूमेगी और एक निश्चित समय में कम काम करेगी।

बुनियादी अरहेनियस समीकरण बताता है कि तापमान में प्रत्येक डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के लिए रासायनिक दर दोगुनी हो जाती है। इस समीकरण को मोटर के इन्सुलेशन पर लागू करके यह देखना आसान है कि तापमान में कोई भी वृद्धि मोटर जीवन को नाटकीय रूप से कम कर देगी। निम्न तालिका वोल्टेज असंतुलन के परिणामस्वरूप घुमावदार तापमान के प्रभावों को दर्शाती है।

जैसे ही असंतुलन आपके उपकरण को नुकसान पहुंचाएगा, आपके संयंत्र को डाउनटाइम का अनुभव होगा क्योंकि मोटरें उतनी कुशलता से नहीं चल रही हैं जितनी उन्हें होनी चाहिए। डाउनटाइम के दौरान खोए गए पैसे के अलावा, आपकी क्षतिग्रस्त मोटरों को महंगे प्रतिस्थापन या मरम्मत की आवश्यकता होगी

असंतुलित विद्युत प्रणाली को कैसे रोकें

वोल्टेज असंतुलन को रोकने के लिए, लोड को पैनलबोर्ड के चरणों में समान रूप से वितरित करने की आवश्यकता होती है। जब एक चरण दूसरों की तुलना में अधिक भारी हो जाता है, तो उस चरण पर वोल्टेज कम होगा, जिसके परिणामस्वरूप असंतुलन होगा। आपके भार का समान वितरण एक चरण को अतिभारित होने से रोकने में मदद करता है।

असंतुलन के कारणों को समझने से आपको और आपके तकनीशियनों को संकेतों की तलाश करने और उन्हें रोकने के लिए काम करने में मदद मिलती है। असंतुलन को रोकने का सबसे अच्छा तरीका वोल्टेज असंतुलन का परीक्षण करना और यह निर्धारित करना है कि उनका कारण क्या हो सकता है। भले ही सिस्टम में कहीं थोड़ा सा भी असंतुलन हो, अभी इसका परीक्षण करने से आपको प्रभावों के हानिकारक होने से पहले ही इसे पकड़ने में मदद मिल सकती है। ATPOL III™ एनर्जाइज्ड इलेक्ट्रिकल सिग्नेचर एनालिसिस (ESA) टेस्टिंग इंस्ट्रूमेंट, ATPOL 8.0 सॉफ्टवेयर के साथ, नियमित एनर्जेटिक मोटर परीक्षणों के हिस्से के रूप में इन उद्योग वर्कहॉर्स को आपूर्ति किए गए वोल्टेज असंतुलन को जल्दी और सटीक रूप से माप और गणना कर सकता है, जिसमें 1 मिनट से भी कम समय लगता है। ATPOL 8.0 सॉफ़्टवेयर % वोल्टेज असंतुलन की गणना करता है और उचित वोल्टेज व्युत्पन्न कारक प्रदान करता है।

पोर्टेबल ATPOL III™ को पहले से इंस्टॉल किए गए ALL-SAFE© कनेक्टर्स के लिए एक विशेष कनेक्टर का उपयोग करके या किसी भी आसानी से सुलभ मोटर नियंत्रक या डिस्कनेक्ट में हटाने योग्य सीटी और वोल्टेज जांच का उपयोग करके जल्दी से कनेक्ट किया जा सकता है। तेजी से लोकप्रिय वीएफडी को अतिरिक्त सुरक्षा प्रदान करने के लिए वे इन महंगे नियंत्रकों की इनपुट शक्ति का परीक्षण भी कर सकते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वोल्टेज असंतुलन की स्थिति जो रेक्टिफायर अनुभागों के माध्यम से वर्तमान असंतुलन का कारण बन सकती है, मौजूद नहीं हैं।

असंतुलित धारा की गणना कैसे करें

असंतुलित वोल्टेज के प्रतिशत की मैन्युअल रूप से गणना करने के लिए, आपको सबसे पहले औसत वर्तमान या वोल्टेज और सबसे बड़ा विचलन निर्धारित करना होगा। फिर, आप विचलन को औसत वोल्टेज से विभाजित करेंगे और अपना प्रतिशत प्राप्त करने के लिए उस संख्या को 100 से गुणा करेंगे।

वोल्टेज असंतुलन का प्रतिशत:

उदाहरण के लिए: V1 = 469

वी2 = 478

वी3 = 461

औसत वोल्टेज = 469.33 V2 का अधिकतम विचलन 8.66667 है

% VUB = 100(8.66667/469.33) = 1.84%

एटीपीओएल ऊर्जावान मोटर परीक्षण के लिए आपके पूर्वानुमानित रखरखाव टूलबॉक्स में जोड़ने के लिए आदर्श उपकरण है। ALL-SAFE PRO © का उपयोग करके नियमित रूप से ESA मोटर परीक्षण करने से पौधों को संपूर्ण मोटर प्रणाली का तेजी से पूर्ण निरीक्षण करने की अनुमति मिलती है।

ATPOL III ™ निम्नलिखित तक पहुंचने के लिए मोटर के वोल्टेज और करंट का उपयोग करता है:

• आने वाली बिजली से स्थिति
• मोटर की विद्युत और यांत्रिक स्थिति और असंतुलन
• मिसलिग्न्मेंट
• असर की स्थिति
• ढील
• भार की रगड़
• प्रक्रिया में विसंगतियाँ, जैसे गुहिकायन

पोर्टेबल, क्लैंप-ऑन, या लचीली सीटी का उपयोग करके किसी भी मोटर से पोर्टेबल माप आसानी से किया जा सकता है जिसमें सभी तिजोरियां नहीं हैं।

ATPOL III™ आपके उपकरण को विश्व स्तरीय शीर्ष पर रखने के लिए आवश्यक पूर्वानुमानित रखरखाव उपकरण के रूप में बिजली की गुणवत्ता का उपयोग करने के लिए ग्राफ़, टेबल और डिस्प्ले बनाने के लिए वोल्टेज और करंट के सभी तीन चरणों का एक साथ डेटा कैप्चर करता है। सुविधाएँ। वोल्टेज असंतुलन के कारण कम मोटर जीवन को निर्धारित करने के लिए समय से पहले वाइंडिंग इन्सुलेशन विफलता की भविष्यवाणी करने के लिए वी असंतुलन का उपयोग करें।

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यह सुनिश्चित करने के लिए कि आपका उपकरण ठीक से काम कर रहा है और किसी भी त्रुटि या संभावित समस्या का पता लगाने के लिए मोटर परीक्षण महत्वपूर्ण है ताकि उन्हें हल किया जा सके। अपनी मोटरों का परीक्षण करते समय सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, ऑल-टेस्ट उत्पादों का उपयोग करें। चाहे आप वोल्टेज असंतुलन के लिए परीक्षण कर रहे हों या डी-एनर्जेटिक परीक्षण कर रहे हों, हमारे उत्पाद आपकी मोटर की स्थिति निर्धारित करने में आपकी सहायता कर सकते हैं।

एटीपी मोटरों को जानता है। एटीपी फील्ड परीक्षण के लिए ऊर्जावान और डी-एनर्जेटिक समाधानों में माहिर है। एटीपी उत्पाद पोर्टेबल, हल्के, उपयोग में आसान, सटीक और आपके संयंत्र को कुशलतापूर्वक और सुरक्षित रूप से चलाने के लिए संभावित समस्याओं का जल्द से जल्द पता लगाने में सक्षम हैं।