वोल्टेज असंतुलन को दूर करें

वोल्टेज असंतुलन प्रदर्शन को ख़राब करता है और तीन-चरण मोटर के जीवन को छोटा करता है। मोटर टर्मिनलों पर वोल्टेज असंतुलन वर्तमान असंतुलन का कारण बन सकता है जो वोल्टेज असंतुलन के अनुपात से कहीं अधिक है। असंतुलित धाराओं के कारण टॉर्क स्पंदन होता है, कंपन और यांत्रिक तनाव में वृद्धि होती है, घाटे में वृद्धि होती है जिसके परिणामस्वरूप कम दक्षता होती है, और मोटर ओवरहीटिंग होती है, जिससे वाइंडिंग इन्सुलेशन जीवन कम हो जाता है।

प्रतिशत वोल्टेज असंतुलन को नेशनल इलेक्ट्रिकल मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन (एनईएमए) द्वारा तीन-चरण प्रणाली पर औसत वोल्टेज से लाइन वोल्टेज के अधिकतम विचलन के 100 गुना पूर्ण मूल्य के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसे औसत वोल्टेज से विभाजित किया गया है। उदाहरण के लिए, यदि मापी गई लाइन वोल्टेज 462, 463, और 455 वोल्ट हैं, तो औसत 460 वोल्ट है। वोल्टेज असंतुलन है:

(460 – 455) /460 x 100 = 1.1%

यह अनुशंसा की जाती है कि मोटर टर्मिनलों पर वोल्टेज असंतुलन 1% से अधिक न हो। NEMA MG-1-2011 के चित्र 20-2 के अनुसार, 1% से अधिक के असंतुलन के लिए मोटर को डीरेट करने की आवश्यकता होती है, और अधिकांश निर्माताओं की वारंटी रद्द हो जाएगी। वोल्टेज असंतुलन के सामान्य कारणों में शामिल हैं:

• 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 एकल-चरण भार असमान रूप से वितरित

• अज्ञात एकल-चरण से लेकर ज़मीनी दोष

• वितरण प्रणाली प्राथमिक पर एक खुला सर्किट

1,800 क्रांति प्रति मिनट (आरपीएम), 100-हॉर्सपावर (एचपी) मोटर की दक्षता नीचे तालिका 1 में वोल्टेज असंतुलन और मोटर लोड के एक फ़ंक्शन के रूप में दी गई है। बढ़े हुए वोल्टेज असंतुलन के साथ दक्षता में कमी की सामान्य प्रवृत्ति सभी लोड स्थितियों में मोटरों के लिए देखी जाती है।

वोल्टेज असंतुलन संभवतः बिजली की गुणवत्ता की प्रमुख समस्या है जिसके परिणामस्वरूप मोटर अधिक गर्म हो जाती है और मोटर समय से पहले खराब हो जाती है। यदि असंतुलित वोल्टेज का पता चलता है, तो कारण निर्धारित करने के लिए गहन जांच की जानी चाहिए। जब सुधारात्मक कार्रवाई की जाती है तो ऊर्जा और लागत की बचत होती है।

सुझावित गतिविधियां

• यह सत्यापित करने के लिए कि वोल्टेज असंतुलन 1% से नीचे बना हुआ है, समय-समय पर मोटर टर्मिनलों पर वोल्टेज की निगरानी करें। ऐसे सेंसर स्थापित करने पर विचार करें जो अस्वीकार्य मूल्यों या मूल्यों में परिवर्तन की दर के लिए अलार्म भेजते हैं। ISA100 वायरलेस सेंसर नेटवर्क रुचिकर हो सकते हैं।
• यह सत्यापित करने के लिए कि एकल-चरण भार समान रूप से वितरित हैं, अपने विद्युत प्रणाली के एकल-रेखा आरेखों की जाँच करें।
• आवश्यकतानुसार ग्राउंड फॉल्ट संकेतक स्थापित करें और वार्षिक थर्मोग्राफिक निरीक्षण करें। एक अन्य संकेतक कि वोल्टेज असंतुलन एक समस्या हो सकती है, 120-हर्ट्ज़ (हर्ट्ज) कंपन है। 120-हर्ट्ज कंपन की खोज से वोल्टेज संतुलन की तत्काल जांच होनी चाहिए।

वोल्टेज असंतुलन ऊर्जा बचत उदाहरण

मान लें कि तालिका 1 में दिखाए अनुसार परीक्षण की गई 100-एचपी मोटर पूरी तरह से लोड की गई थी और 2.5% के असंतुलित वोल्टेज के साथ प्रति वर्ष 8,000 घंटे (घंटे/वर्ष) के लिए संचालित की गई थी। $0.08/किलोवाट-घंटा (किलोवाट-घंटा) की ऊर्जा कीमत के साथ, सुधारात्मक कार्रवाई के बाद वार्षिक ऊर्जा और लागत बचत इस प्रकार है:

वार्षिक ऊर्जा बचत = 100 एचपी x 0.746 किलोवाट/एचपी x 8,000 घंटे/वर्ष x (100/93 – 100/94.4) = 9,517 किलोवाट

वार्षिक लागत बचत = 9,517 kWh x $0.08/kWh = $760

कुल मिलाकर बचत बहुत बड़ी हो सकती है क्योंकि असंतुलित आपूर्ति वोल्टेज कई मोटरों और अन्य विद्युत उपकरणों को शक्ति प्रदान कर सकता है।

आगे के विचार

वोल्टेज असंतुलन अत्यधिक उच्च धारा असंतुलन का कारण बनता है। वर्तमान असंतुलन का परिमाण वोल्टेज असंतुलन से 6 से 10 गुना बड़ा हो सकता है। पिछले उदाहरण में 100-एचपी मोटर के लिए, लाइन धाराएं (2.5% वोल्टेज असंतुलन के साथ पूर्ण लोड पर) 27.7% असंतुलित थीं।

वोल्टेज असंतुलित बिजली आपूर्ति पर संचालन करते समय मोटर अधिक गर्म चलेगी। अतिरिक्त तापमान वृद्धि का अनुमान निम्नलिखित समीकरण1 से लगाया जाता है:

कुल तापमान वृद्धि = संतुलित तापमान वृद्धि x (1 + 2 x (% वोल्टेज असंतुलन)2 /100)

उदाहरण के लिए, प्रतिरोध के कारण 80°C तापमान वृद्धि वाली मोटर को 2% वोल्टेज असंतुलन की स्थिति में संचालित करने पर तापमान में 6.4°C की वृद्धि का अनुभव होगा। ऑपरेटिंग तापमान में प्रत्येक 10°C की वृद्धि के लिए वाइंडिंग इन्सुलेशन जीवन आधे से कम हो जाता है।2

संसाधन

नेशनल इलेक्ट्रिकल मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन (एनईएमए) – वोल्टेज असंतुलन पर अतिरिक्त जानकारी के लिए www.nema.org पर जाएं।

अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) – मोटर और मोटर-चालित सिस्टम दक्षता के बारे में अधिक जानकारी के लिए और मोटरमास्टर+ सॉफ्टवेयर टूल डाउनलोड करने के लिए, एडवांस्ड मैन्युफैक्चरिंग ऑफिस (एएमओ) की वेबसाइट, मैन्युफैक्चरिंग.एनर्जी.जीओवी पर जाएं।

संदर्भ

रिलायंस इलेक्ट्रिक, “पावर सप्लाई” सितंबर, 1998।

2 “महंगे रिसाव को रोकना: तीन-चरण इलेक्ट्रिक मोटर्स के जीवन और दक्षता पर असंतुलित वोल्टेज का प्रभाव।” ऊर्जा मायने रखती है. अमेरिकी ऊर्जा विभाग। शीतकालीन 2005.

अतिरिक्त सन्दर्भ

इस टिप शीट की जानकारी NEMA मानक प्रकाशन MG-1-2011, मोटर्स और जेनरेटर से ली गई है, जो www.nema.org से खरीदने के लिए उपलब्ध है।