नुकसान आणि व्होल्टेज थेंब - फरक काय आहेत

सामान्य मानवी जीवनात, "तोटा" आणि "पडणे" हे शब्द काही विशिष्ट यशांमध्ये घट झाल्याची वस्तुस्थिती दर्शविण्यासाठी वापरले जातात, परंतु त्यांचा अर्थ भिन्न मूल्य आहे.

या प्रकरणात, "तोटा" म्हणजे एखाद्या भागाचे नुकसान, नुकसान, पूर्वी प्राप्त केलेल्या पातळीच्या आकारात घट. नुकसान अवांछित आहे, परंतु आपण ते सहन करू शकता.

"पडणे" हा शब्द अधिकारांच्या संपूर्ण वंचिततेशी संबंधित अधिक गंभीर हानी म्हणून समजला जातो. अशा प्रकारे, कालांतराने अधूनमधून होणारे नुकसान (म्हणा, पोर्टफोलिओ) कमी होऊ शकते (उदाहरणार्थ, भौतिक जीवनाची पातळी).

या संदर्भात, आम्ही इलेक्ट्रिकल नेटवर्कच्या व्होल्टेजच्या संबंधात या प्रश्नाचा विचार करू.

नुकसान आणि व्होल्टेज थेंब कसे तयार होतात

एका सबस्टेशनपासून दुसऱ्या सबस्टेशनमध्ये ओव्हरहेड लाईनद्वारे लांब अंतरापर्यंत वीज वाहून नेली जाते.

ओव्हरहेड लाइन्स परवानगीयोग्य शक्ती प्रसारित करण्यासाठी डिझाइन केल्या आहेत आणि विशिष्ट सामग्री आणि विभागाच्या धातूच्या तारांपासून बनवलेल्या आहेत. ते R चे प्रतिरोधक मूल्य आणि X च्या प्रतिक्रियाशील भारासह एक प्रतिरोधक भार तयार करतात.

रिसिव्हिंग बाजूला तो उभा आहे रोहीत्रवीज रूपांतरण.त्याच्या कॉइल्समध्ये सक्रिय आणि उच्चारित प्रेरक प्रतिरोध XL आहे. ट्रान्सफॉर्मरची दुय्यम बाजू व्होल्टेज कमी करते आणि ग्राहकांना पुढे प्रसारित करते, ज्याचा भार Z च्या मूल्याद्वारे व्यक्त केला जातो आणि सक्रिय, कॅपेसिटिव्ह आणि प्रेरक स्वरूपाचा असतो. हे नेटवर्कच्या इलेक्ट्रिकल पॅरामीटर्सवर देखील परिणाम करते.

पॉवर ट्रान्समिशन सबस्टेशनच्या सर्वात जवळ असलेल्या ओव्हरहेड लाइनच्या सपोर्टच्या तारांवर लागू होणारा व्होल्टेज प्रत्येक टप्प्यातील सर्किटच्या प्रतिक्रियात्मक आणि सक्रिय प्रतिकारांवर मात करतो आणि त्यामध्ये एक विद्युतप्रवाह तयार करतो, ज्याचा वेक्टर व्हेक्टरच्या वेक्टरपासून विचलित होतो. φ कोनाने लागू व्होल्टेज.

व्होल्टेजच्या वितरणाचे स्वरूप आणि सममितीय लोड मोडसाठी रेषेसह प्रवाहांचा प्रवाह फोटोमध्ये दर्शविला आहे.

लाईनचा प्रत्येक टप्पा वेगवेगळ्या ग्राहकांना फीड करतो जे यादृच्छिकपणे डिस्कनेक्ट केलेले किंवा कामाशी जोडलेले आहेत, तांत्रिकदृष्ट्या फेज लोडमध्ये पूर्णपणे समतोल राखणे खूप कठीण आहे. त्यात नेहमीच असंतुलन असते, जे फेज प्रवाहांच्या वेक्टर जोडणीद्वारे निर्धारित केले जाते आणि 3I0 असे लिहिले जाते. बहुतेक गणनेत, त्याकडे दुर्लक्ष केले जाते.

ट्रान्समिटिंग सबस्टेशनद्वारे वापरली जाणारी उर्जा अंशतः रेषेच्या प्रतिकारांवर मात करण्यासाठी खर्च केली जाते आणि थोड्या बदलासह प्राप्तकर्त्यापर्यंत पोहोचते. हा अपूर्णांक नुकसान आणि व्होल्टेज ड्रॉप द्वारे दर्शविला जातो, ज्याचा वेक्टर मोठेपणामध्ये थोडा कमी होतो आणि प्रत्येक टप्प्यात एका कोनाद्वारे हलविला जातो.

नुकसान आणि व्होल्टेज ड्रॉप कसे मोजले जातात

विजेच्या प्रसारणादरम्यान होणार्‍या प्रक्रिया समजून घेण्यासाठी, मुख्य वैशिष्ट्यांचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी वेक्टर फॉर्म सोयीस्कर आहे. विविध गणितीय गणना पद्धती देखील या पद्धतीवर आधारित आहेत.

मधील गणना सुलभ करण्यासाठी तीन-चरण प्रणाली हे तीन सिंगल-फेज समतुल्य सर्किट्सद्वारे दर्शविले जाते. ही पद्धत सममितीय लोडसह चांगले कार्य करते आणि जेव्हा ती तुटलेली असते तेव्हा आपल्याला प्रक्रियांचे विश्लेषण करण्यास अनुमती देते.

वरील आकृत्यांमध्ये, रेषेच्या प्रत्येक कंडक्टरचे सक्रिय R आणि अभिक्रिया X हे कोन φ द्वारे वैशिष्ट्यीकृत जटिल लोड प्रतिरोधक Zn सह मालिकेत जोडलेले आहेत.

याव्यतिरिक्त, एका टप्प्यात व्होल्टेज नुकसान आणि व्होल्टेज ड्रॉपची गणना केली जाते. हे करण्यासाठी, आपल्याला डेटा निर्दिष्ट करणे आवश्यक आहे. या उद्देशासाठी, एक सबस्टेशन निवडले आहे जे ऊर्जा प्राप्त करते, जेथे परवानगीयोग्य भार आधीच निर्धारित करणे आवश्यक आहे.

कोणत्याही उच्च-व्होल्टेज प्रणालीचे व्होल्टेज मूल्य संदर्भ पुस्तकांमध्ये आधीच सूचित केले आहे आणि तारांचे प्रतिरोधकता त्यांची लांबी, क्रॉस-सेक्शन, सामग्री आणि नेटवर्कच्या कॉन्फिगरेशनद्वारे निर्धारित केली जाते. सर्किटमधील जास्तीत जास्त प्रवाह तारांच्या गुणधर्मांद्वारे सेट आणि मर्यादित आहे.

म्हणून, गणना सुरू करण्यासाठी, आमच्याकडे आहे: U2, R, X, Z, I, φ.

आकृती 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, आम्ही एक टप्पा घेतो, उदाहरणार्थ, «A» आणि जटिल समतल U2 आणि I वेक्टर φ ने विस्थापित केले. I ∙ R या अभिव्यक्तीवरून विद्युत् प्रवाह आणि परिमाण निर्धारित केले जाते. आम्ही हा सदिश U2 (चित्र 2) च्या शेवटी पुढे ढकलतो.

कंडक्टरच्या अभिक्रियामधील संभाव्य फरक φ1 कोनाद्वारे विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेपेक्षा भिन्न असतो आणि त्याची गणना I ∙ X या उत्पादनावरून केली जाते. आम्ही ते वेक्टर I ∙ R (चित्र 3) वरून पुढे ढकलतो.

स्मरणपत्रे: कॉम्प्लेक्स प्लेनमध्ये वेक्टरच्या फिरण्याच्या सकारात्मक दिशेसाठी, घड्याळाच्या उलट दिशेने गती घेतली जाते. प्रेरक भारातून वाहणारा विद्युत् प्रवाह लागू व्होल्टेजला कोनाने मागे टाकतो.

आकृती 4 एकूण वायर रेझिस्टन्स I ∙ Z आणि सर्किट U1 च्या इनपुटवरील व्होल्टेजवरील संभाव्य फरक वेक्टरचे प्लॉटिंग दर्शवते.

आता तुम्ही इनपुट व्हेक्टरची तुलना समतुल्य सर्किट आणि संपूर्ण लोडशी करू शकता. हे करण्यासाठी, परिणामी आकृती क्षैतिजरित्या ठेवा (चित्र 5) आणि मॉड्यूल U1 च्या त्रिज्यासह सुरुवातीपासून एक कंस काढा जोपर्यंत ते व्हेक्टर U2 (चित्र 6) च्या दिशेला छेदत नाही.

आकृती 7 अधिक स्पष्टतेसाठी त्रिकोणाचा विस्तार आणि सहाय्यक रेषा रेखाटणे दर्शविते, अक्षरांसह छेदनबिंदूचे वैशिष्ट्यपूर्ण बिंदू दर्शविते.

चित्राच्या तळाशी असे दर्शविले आहे की परिणामी वेक्टर ac ला व्होल्टेज ड्रॉप म्हणतात आणि ab ला तोटा म्हणतात. ते आकार आणि दिशेने भिन्न आहेत. जर आपण मूळ स्केलवर परतलो तर आपल्याला दिसेल की AC हे सदिशांच्या भौमितिक वजाबाकीच्या परिणामी (U1 मधून U2) प्राप्त झाले आहे आणि ab अंकगणित आहे. ही प्रक्रिया खालील चित्रात दर्शविली आहे (चित्र 8).

व्होल्टेज तोटा मोजण्यासाठी सूत्रांची व्युत्पत्ती

आता आकृती 7 वर परत जाऊ आणि लक्षात घ्या की bd विभाग खूपच लहान आहे. या कारणास्तव, गणनामध्ये दुर्लक्ष केले जाते आणि खंड लांबीच्या जाहिरातीवरून व्होल्टेजचे नुकसान मोजले जाते. त्यात ae आणि ed हे दोन रेषाखंड असतात.

ae = I ∙ R ∙ cosφ आणि ed = I ∙ x ∙ sinφ असल्याने, एका टप्प्यासाठी व्होल्टेज कमी होणे सूत्राद्वारे मोजले जाऊ शकते:

∆Uph = I ∙ R ∙ cosφ + I ∙ x ∙ sinφ

जर आपण असे गृहीत धरले की भार सर्व टप्प्यांमध्ये सममितीय आहे (सशर्तपणे 3I0 कडे दुर्लक्ष करत आहे), तर आपण रेषेतील व्होल्टेज नुकसान मोजण्यासाठी गणितीय पद्धती वापरू शकतो.

∆Ul = √3I ∙ (R ∙ cosφ + x ∙ sinφ)

जर या सूत्राची उजवी बाजू नेटवर्क व्होल्टेज Un ने गुणाकार आणि भागली असेल, तर आम्हाला एक सूत्र मिळेल जे आम्हाला वीज पुरवठ्याद्वारे व्होल्टेज नुकसानाची pCalculation करण्यास अनुमती देते.

∆Ul = (P ∙ r + Q ∙ x) / Un

सक्रिय P आणि reactive Q पॉवरची मूल्ये लाइन मीटर रीडिंगमधून घेतली जाऊ शकतात.

अशा प्रकारे, इलेक्ट्रिकल सर्किटमधील व्होल्टेजचे नुकसान यावर अवलंबून असते:

• सर्किटची सक्रिय आणि प्रतिक्रिया;

• लागू शक्तीचे घटक;

• लागू केलेल्या व्होल्टेजचे परिमाण.

व्होल्टेज ड्रॉपच्या ट्रान्सव्हर्स घटकाची गणना करण्यासाठी सूत्रांची व्युत्पत्ती

चला आकृती 7 कडे परत जाऊ या. वेक्टर ac चे मूल्य काटकोन त्रिकोण acd च्या कर्णाद्वारे दर्शविले जाऊ शकते. आम्ही आधीच जाहिरात फूट मोजली आहे. आडवा घटक cd ठरवू.

आकृती दाखवते की cd = cf-df.

df = ce = I ∙ R ∙ sin φ.

cf = I ∙ x ∙ cos φ.

cd = I ∙ x ∙ cosφ-I ∙ R ∙ sinφ.

प्राप्त केलेल्या मॉडेल्सचा वापर करून, आम्ही लहान गणितीय परिवर्तने करतो आणि व्होल्टेज ड्रॉपचा ट्रान्सव्हर्स घटक मिळवतो.

δU = √3I ∙ (x ∙ cosφ-r ∙ sinφ) = (P ∙ x-Q ∙ r) / Un.

पॉवर लाइनच्या सुरूवातीस व्होल्टेज U1 ची गणना करण्यासाठी सूत्राचे निर्धारण

U2 ओळीच्या शेवटी व्होल्टेजचे मूल्य, तोटा ∆Ul आणि ड्रॉप δU चे ट्रान्सव्हर्स घटक जाणून घेतल्यास, आपण पायथागोरियन प्रमेयाद्वारे व्हेक्टर U1 चे मूल्य काढू शकतो. विस्तारित स्वरूपात, त्याचे खालील स्वरूप आहे.

U1 = √ [(U2 + (Pr + Qx) / Un)2+ ((Px-Qr) / Un)2].

व्यावहारिक वापर

नेटवर्क आणि त्यातील घटक घटकांच्या कॉन्फिगरेशनच्या इष्टतम निवडीसाठी इलेक्ट्रिक सर्किट प्रकल्प तयार करण्याच्या टप्प्यावर व्होल्टेज नुकसानाची गणना अभियंत्यांद्वारे केली जाते.

इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्सच्या ऑपरेशन दरम्यान, आवश्यक असल्यास, रेषांच्या शेवटी व्होल्टेज व्हेक्टरचे एकाचवेळी मोजमाप केले जाऊ शकते आणि साध्या गणनेच्या पद्धतीद्वारे प्राप्त झालेल्या परिणामांची तुलना केली जाऊ शकते. ही पद्धत वाढलेल्या उपकरणांसाठी योग्य आहे. उच्च कामाच्या अचूकतेच्या गरजेमुळे आवश्यकता.

दुय्यम सर्किट्समध्ये व्होल्टेजचे नुकसान

व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर मोजण्याचे दुय्यम सर्किट्स हे एक उदाहरण आहे, जे कधीकधी अनेक शंभर मीटर लांबीपर्यंत पोहोचतात आणि वाढलेल्या क्रॉस-सेक्शनसह विशेष पॉवर केबलद्वारे प्रसारित केले जातात.

अशा केबलची विद्युत वैशिष्ट्ये व्होल्टेज ट्रांसमिशनच्या गुणवत्तेसाठी वाढीव आवश्यकतांच्या अधीन आहेत.

विद्युत उपकरणांच्या आधुनिक संरक्षणासाठी उच्च मेट्रोलॉजिकल इंडिकेटर आणि 0.5 किंवा अगदी 0.2 च्या अचूकतेच्या वर्गासह मोजमाप यंत्रणा चालवणे आवश्यक आहे. म्हणून, त्यांना लागू केलेल्या व्होल्टेजचे नुकसान निरीक्षण केले पाहिजे आणि खात्यात घेतले पाहिजे. अन्यथा, उपकरणांच्या ऑपरेशनमध्ये त्यांच्याद्वारे सादर केलेली त्रुटी सर्व ऑपरेशनल वैशिष्ट्यांवर लक्षणीय परिणाम करू शकते.

लांब केबल लाईन्स मध्ये व्होल्टेज तोटा

लांब केबलच्या डिझाइनचे वैशिष्ट्य म्हणजे कंडक्टिंग कोरची अगदी जवळची व्यवस्था आणि त्यांच्या दरम्यान इन्सुलेशनचा पातळ थर असल्यामुळे त्यात कॅपेसिटिव्ह प्रतिरोध आहे. हे केबलमधून जाणारे वर्तमान वेक्टर विचलित करते आणि त्याचे परिमाण बदलते.

I ∙ z चे मूल्य बदलण्यासाठी कॅपेसिटिव्ह रेझिस्टन्सवर व्होल्टेज ड्रॉपचा प्रभाव गणनामध्ये विचारात घेणे आवश्यक आहे. अन्यथा, वर वर्णन केलेले तंत्रज्ञान बदलत नाही.

लेख ओव्हरहेड पॉवर लाईन्स आणि केबल्सवरील नुकसान आणि व्होल्टेज ड्रॉपची उदाहरणे प्रदान करतो. तथापि, ते इलेक्ट्रिक मोटर्स, ट्रान्सफॉर्मर्स, इंडक्टर्स, कॅपेसिटर बँक आणि इतर उपकरणांसह विजेच्या सर्व ग्राहकांमध्ये आढळतात.

प्रत्येक प्रकारच्या इलेक्ट्रिकल उपकरणांसाठी व्होल्टेजच्या नुकसानाचे प्रमाण ऑपरेटिंग परिस्थितीनुसार कायदेशीररित्या नियंत्रित केले जाते आणि सर्व इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये त्यांचे निर्धारण करण्याचे सिद्धांत समान आहे.