कमी व्होल्टेज संरक्षण साधने

औद्योगिक उत्पादनाला व्होल्टेज ड्रॉप्सपासून संरक्षण करण्यासाठी विविध प्रणालींचा विचार करा (फ्लायव्हील, स्टॅटिक अनइंटरप्टिबल पॉवर सप्लाय (यूपीएस), डायनॅमिक व्होल्टेज डिस्टॉर्शन कम्पेन्सेटर, स्टॅटिक कम्पेन्सेटर (STATCOM), समांतर कनेक्टेड एलईडी, बूस्ट कन्व्हर्टर, सक्रिय फिल्टर आणि ट्रान्सफॉर्मरशिवाय सीरीज अॅम्प्लिफायर).

व्होल्टेज कमी करणे ही उद्योगातील सर्वात महाग घटनांपैकी एक आहे. संवेदनशील प्रक्रियांचे कोणत्याही नुकसानीपासून संरक्षण करण्याचा सर्वात सोपा मार्ग म्हणजे UPS इंस्टॉलेशन... तथापि, त्यांच्या खरेदी आणि देखभालीच्या उच्च खर्चामुळे, UPS फक्त मोठ्या स्ट्रक्चरल वस्तूंमध्ये स्थापित केले जातात, अशा ठिकाणी जेथे वीज पुरवठ्याच्या समस्येमुळे नुकसान होऊ शकते. लक्षणीय नुकसान होऊ शकते, उदाहरणार्थ रुग्णालयांमध्ये, संगणकाच्या निर्मितीमध्ये, वित्तीय संस्थांमध्ये.

संरक्षणात्मक उपकरणे स्थापित करण्याचा निर्णय घेताना, विशिष्ट उत्पादन प्रक्रियेसाठी UPS स्थापित करण्याची व्यवहार्यता दर्शविण्यासाठी व्यवहार्यता अभ्यास केला पाहिजे.

व्होल्टेज थेंबांपासून औद्योगिक उत्पादनात वेगवेगळ्या वेगाने इलेक्ट्रिक मोटर्सचे संरक्षण करण्याची समस्या आता सोडवली गेली आहे. अशा प्रणाल्यांच्या ब्रँडच्या विविधतेमुळे, या समस्येचे इष्टतम तांत्रिक आणि आर्थिक उपाय शोधणे फार सोपे नाही.

सुधारात्मक उपकरणांचे प्रकार

मोटार-जनरेटर फ्लायव्हील (D-G) पॉवर सिस्टम C मधील सर्व व्होल्टेज सॅग्सपासून गंभीर उत्पादन व्यत्ययांचे संरक्षण करू शकते. जेव्हा व्होल्टेज सॅग होतो, तेव्हा फ्लायव्हीलद्वारे लोडवरील व्होल्टेज ड्रॉप कमी होतो. फ्लायव्हीलला मोटार-जनरेटरशी जोडण्याच्या विविध योजना 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणेच आहेत.

तांदूळ. 1. व्होल्टेज ड्रॉप्सची भरपाई करण्यासाठी फ्लायव्हील वापरण्याची योजना

स्वतंत्र स्थिर UPS चे मुख्य घटक अंजीर मध्ये दर्शविले आहेत. 2, ज्यांच्या बॅटरी (कॅपॅसिटर) फक्त थोड्या काळासाठी व्होल्टेज थेंबांपासून संरक्षण करण्यासाठी ऊर्जा साठवतात. व्होल्टेज ड्रॉप झाल्यास, लोड बॅटरीमधून डीसी-टू-एसी कन्व्हर्टरद्वारे चालविला जातो.

तांदूळ. 2. व्होल्टेज ड्रॉप्सची भरपाई करण्यासाठी UPS वापरण्याची योजना

व्होल्टेज ड्रॉप दरम्यान डायनॅमिक व्होल्टेज विकृतीचे नुकसान भरपाई देणारे ते ट्रान्सफॉर्मर 2 द्वारे इलेक्ट्रिकल नेटवर्क 1 शी जोडलेले राहते आणि व्होल्टेजचा गहाळ भाग निर्धारित करते (चित्र 3). हे लोड 7 सह मालिकेत जोडलेल्या ऑटोट्रान्सफॉर्मरच्या प्राथमिक 4 आणि दुय्यम 3 विंडिंगद्वारे व्होल्टेजचा हा गहाळ भाग जोडतो. उद्देशानुसार, व्होल्टेज ड्रॉप दरम्यान व्होल्टेज कनवर्टर 5 द्वारे लोड 7 ला पुरवण्याची ऊर्जा असू शकते. नेटवर्कवरून किंवा अतिरिक्त उर्जा स्त्रोताकडून (प्रामुख्याने कॅपेसिटर c पासून) घेतले.

वेगवेगळ्या उत्पादकांकडून दोन सुधारणांचा विचार करा. पहिल्या (यापुढे DKIN-1 म्हणून संदर्भित) मध्ये उर्जा स्त्रोत नसतात आणि ते कायमचे जोडलेले असतात. व्होल्टेज 50% पर्यंत वाढवण्यासाठी हा पर्याय किफायतशीर आहे. 30% ने व्होल्टेज वाढविण्याच्या क्षमतेसह डीकेआयएन डिव्हाइसमध्ये एक बदल आहे. असे मानले जाते की डीकेआयएन डिव्हाइस (30%) च्या या सुधारणेपासून प्रारंभ करून, ते उत्पादनात वापरण्याचा सल्ला दिला जातो.

तांदूळ. 3. व्होल्टेज ड्रॉप्सची भरपाई करण्यासाठी DKIN वापरण्याची योजना

दुस-या फेरफार (DKIN-2) मध्‍ये हेवी लोडसाठी डिझाईन केलेला पॉवर स्‍त्रोत आहे. दोन-मेगावॅटचे उपकरण 4 मेगावॅट लोडचे लोड व्होल्टेज 50% किंवा 8 मेगावॅट लोड 23% ने वाढवू शकते. इतर बहुतेक उपकरणांप्रमाणे, उर्जा स्त्रोत दीर्घकाळापर्यंत थेंब सहन करण्यास सक्षम आहे.

स्टॅटिक कम्पेन्सेटर (STATCOM) एक व्होल्टेज ड्रॉप कॉम्पेन्सेशन डिव्हाइस लोडच्या समांतर जोडलेले आहे (चित्र 4). STATCOM डिव्हाइस जंक्शनवर प्रतिक्रियाशील लोड बदलून व्होल्टेज थेंब कमी करू शकते.

अतिसंवाहक चुंबकीय उर्जा स्त्रोतासारखे अतिरिक्त उर्जा स्त्रोत जोडून बुडणे कमी करण्याची क्षमता सुधारली जाऊ शकते. जरी STATCOM कम्पेन्सेटर (Fig. 4) व्ही स्टॅटिस्टिकली रिऍक्टिव्ह पॉवर शोषून घेण्यास आणि परत करण्यास सक्षम असले तरी, त्यांचा वापर सामान्यतः आर्थिक कारणांमुळे स्थिर भरपाईपुरता मर्यादित असतो.

स्टेप-डाउन मोडमध्ये, STATCOM सिस्टम DC सोर्स मोडवर स्विच करते. कॅपेसिटर टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज स्थिर ठेवता येते.

तांदूळ. 4. स्थिर विस्तार संयुक्त

समांतर-कनेक्टेड सिंक्रोनस मोटर (SM) काही प्रमाणात STATCOM सारखीच असते, परंतु त्यात कोणतेही पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स (चित्र 5) नसते. सिंक्रोनस मोटरची मोठी प्रतिक्रियात्मक भार प्रदान करण्याची क्षमता अशा प्रणालीला 6 सेकंदांच्या आत 60% पर्यंत व्होल्टेजच्या थेंबांची भरपाई करण्यास अनुमती देते. त्याच वेळी, एक लहान फ्लायव्हील 100ms साठी संपूर्ण पॉवर अयशस्वी होण्यापासून लोडचे संरक्षण करते.

तांदूळ. 5. LED आणि फ्लायव्हील समांतर जोडलेले: 1 — पॉवर सिस्टम; 2 - ट्रान्सफॉर्मर; 3 - स्विच

स्टेप-अप कन्व्हर्टर हा डीसी/डीसी कन्व्हर्टर आहे जो डीसी बस व्होल्टेज (उदाहरणार्थ, व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी मोटर) नाममात्र स्तरावर (चित्र 6) वाढवतो.

सर्वात मोठे व्होल्टेज ड्रॉप ज्याची भरपाई केली जाऊ शकते ती बूस्ट कन्व्हर्टरच्या रेट केलेल्या प्रवाहावर अवलंबून असते. डिव्हाइसच्या DC बसेसवर व्होल्टेज ड्रॉप आढळल्याबरोबर बूस्ट कन्व्हर्टर काम करण्यास सुरुवात करतो. 50% पर्यंत सममितीय व्होल्टेज थेंबांची भरपाई करण्याच्या क्षमतेसह, बूस्ट कन्व्हर्टरमध्ये खोल असममित थेंबांची भरपाई करण्याची क्षमता आहे, जसे की एका टप्प्यातील पूर्ण अपयश. बूस्ट कन्व्हर्टरला संपूर्ण पॉवर फेल होण्यापासून संरक्षण करण्यासाठी बॅटरीसह पूरक केले जाऊ शकते.

एक सक्रिय फिल्टर (अंजीर 7) एक कनवर्टर आहे जो रेक्टिफायरसारखे कार्य करतो, डायोडऐवजी IGBT थायरिस्टर्स वापरतो.

एक सक्रिय फिल्टर व्होल्टेज ड्रॉपद्वारे सतत व्होल्टेज राखू शकतो. सक्रिय फिल्टरचे वर्तमान रेटिंग कमाल व्होल्टेज ड्रॉप सुधारणा मूल्य निर्धारित करते.

तांदूळ. 7. सक्रिय फिल्टर

व्होल्टेज ड्रॉप झाल्यास, ट्रान्सफॉर्मरलेस व्होल्टेज नुकसान भरपाई सर्किट (चित्र 8) उघडते आणि इन्व्हर्टरद्वारे लोड दिले जाते.इन्व्हर्टरचा डीसी बस पॉवर सप्लाय मालिकेत चार्ज केलेल्या दोन कॅपेसिटरद्वारे समर्थित आहे.

तांदूळ. 8. ट्रान्सफॉर्मरशिवाय मालिका व्होल्टेज ड्रॉप भरपाई

50% च्या अवशिष्ट व्होल्टेजसाठी, रेट केलेले व्होल्टेज स्तर प्रदान केले जाऊ शकते. या उपकरणामध्ये, अतिरिक्त पुरवठा (कॅपॅसिटर) मर्यादित कालावधीसाठी पूर्ण व्यत्यय कमी करू शकतात. डिव्हाइस असममित व्होल्टेज थेंबांसह देखील व्होल्टेज पुनर्संचयित करण्याची क्षमता प्रदान करते.