लोड में वृद्धि होने पर ट्रांसफार्मर और मोटर जैसी विद्युतीय मशीनों पर वोल्टेज कम क्यों होता है

जब ट्रांसफॉर्मर और मोटर जैसे मोटरों पर लोड बढ़ता है, तो वोल्टेज ड्रॉप (वोल्टेज ड्रॉप) सामान्यतः कई कारणों से होता है:

लाइन प्रतिरोध

कारण

• वर्धित विद्युत धारा: जैसे-जैसे लोड बढ़ता है, पावर लाइन से गुजरने वाली धारा बढ़ती है।

• ओहम का नियम: ओहम के नियम (V=IR) के अनुसार, धारा में वृद्धि के साथ वोल्टेज ड्रॉप में भी वृद्धि होती है। यहाँ

• V वोल्टेज ड्रॉप है,

• I धारा के लिए है,

• R तार का प्रतिरोध है

स्पष्टीकरण

क्योंकि पावर लाइन में एक निश्चित प्रतिरोध होता है, जब धारा तार से गुजरती है, तो वोल्टेज ड्रॉप होता है। यह वोल्टेज ड्रॉप धारा के समानुपाती होता है और तार के प्रतिरोध के समानुपाती होता है।

लोड बढ़ने की स्थिति में, धारा बढ़ती है, जिसके परिणामस्वरूप वोल्टेज ड्रॉप बढ़ता है, जिससे लोड के छोर पर वोल्टेज कम हो जाता है।

ट्रांसफॉर्मर आंतरिक प्रतिरोध

कारण

ट्रांसफॉर्मर आंतरिक प्रतिरोध: ट्रांसफॉर्मर में एक निश्चित आंतरिक प्रतिरोध (वाइंडिंग प्रतिरोध और लीकेज रिएक्टेंस शामिल) होता है, जब लोड बढ़ता है, तो ट्रांसफॉर्मर से गुजरने वाली धारा बढ़ती है, जिसके परिणामस्वरूप ट्रांसफॉर्मर के दोनों छोरों पर वोल्टेज ड्रॉप बढ़ता है।

स्पष्टीकरण

ट्रांसफॉर्मर का आंतरिक प्रतिरोध वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनता है, विशेष रूप से भारी लोड की स्थिति में, यह वोल्टेज ड्रॉप अधिक स्पष्ट होता है।जब लोड बढ़ता है, तो ट्रांसफॉर्मर को अधिक धारा स्थानांतरित करनी होती है, और ट्रांसफॉर्मर का आंतरिक प्रतिरोध वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनता है, जिससे लोड के छोर पर वोल्टेज कम हो जाता है।

मोटर शुरू करना

कारण

• शुरुआती धारा: मोटर शुरुआत के समय बहुत अधिक धारा खर्च करता है, जिसे शुरुआती धारा कहा जाता है।

• शुरुआती धारा वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनती है: शुरुआती धारा मोटर के सामान्य चलने की धारा से बहुत अधिक होती है, इसलिए शुरुआत के समय वोल्टेज ड्रॉप अधिक स्पष्ट होता है।

स्पष्टीकरण

जब मोटर शुरू होता है, तो टोक को स्थिर घर्षण बल को पार करने की आवश्यकता होती है, इसलिए बड़ी शुरुआती धारा की आवश्यकता होती है।

यह बड़ी शुरुआती धारा पावर लाइनों और ट्रांसफॉर्मरों में बड़ा वोल्टेज ड्रॉप पैदा करती है, जिससे वोल्टेज कम हो जाता है।

सिस्टम स्थिरता

कारण

• अपर्याप्त सिस्टम क्षमता: यदि कुल सिस्टम क्षमता लोड में अचानक वृद्धि को संभालने के लिए पर्याप्त नहीं है, तो वोल्टेज ड्रॉप होगा।

• अपर्याप्त नियंत्रण क्षमता: यदि सिस्टम में वोल्टेज स्थिरता बनाए रखने के लिए पर्याप्त नियंत्रण क्षमता नहीं है, तो लोड बढ़ने के साथ वोल्टेज ड्रॉप होगा।

स्पष्टीकरण

ग्रिड सिस्टम में, यदि कुल क्षमता सभी लोडों के एक साथ संचालन को समर्थित करने के लिए पर्याप्त नहीं है, तो सिस्टम लोड बढ़ने पर पर्याप्त वोल्टेज प्रदान नहीं कर सकेगा।

इसके अलावा, यदि सिस्टम की नियंत्रण क्षमता अपर्याप्त है, जैसे कि ग्रिड में पर्याप्त अभिक्रिय शक्ति भरपाई उपकरण नहीं है, तो वोल्टेज नियंत्रण क्षमता सीमित होती है, और लोड बढ़ने पर वोल्टेज घटता है।

अभिक्रिय शक्ति

कारण

• वर्धित अभिक्रिय शक्ति मांग: जब लोड बढ़ता है, विशेष रूप से इंडक्शन मोटर लोड, तो अभिक्रिय शक्ति की मांग भी बढ़ती है।

• अभिक्रिय शक्ति वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनती है: अभिक्रिय शक्ति प्रसारण के दौरान भी वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनती है।

स्पष्टीकरण

इंडक्शन मोटर जैसे उपकरणों को काम करने के दौरान चुंबकीय क्षेत्र स्थापित करने के लिए अभिक्रिय शक्ति की आवश्यकता होती है, जिससे सिस्टम में अभिक्रिय शक्ति की मांग बढ़ती है।

अभिक्रिय शक्ति प्रसारण के दौरान भी वोल्टेज ड्रॉप पैदा करती है, विशेष रूप से ग्रिड में अभिक्रिय शक्ति भरपाई की कमी की स्थिति में, वोल्टेज ड्रॉप अधिक स्पष्ट होता है।

सिस्टम डिजाइन

कारण

• अविवेकपूर्ण डिजाइन: यदि सिस्टम को लोड में वृद्धि को पूरी तरह से ध्यान में रखकर डिजाइन नहीं किया गया है, तो यह वोल्टेज ड्रॉप का कारण बन सकता है।

• अनुचित उपकरण चयन: यदि चयनित उपकरण (जैसे ट्रांसफॉर्मर, तार, आदि) की क्षमता अपर्याप्त है, तो लोड बढ़ने पर वोल्टेज ड्रॉप होगा।

स्पष्टीकरण

विद्युत सिस्टम डिजाइन करते समय, आपको उन अधिकतम लोड स्थितियों को ध्यान में रखना चाहिए जो हो सकती हैं, और सुनिश्चित करना चाहिए कि सिस्टम में लोड में वृद्धि को संभालने के लिए पर्याप्त क्षमता और मार्ज उपलब्ध है।

यदि उपकरण ठीक से चुना नहीं गया है, जैसे तार का अनुप्रस्थ काट बहुत छोटा है या ट्रांसफॉर्मर की क्षमता अपर्याप्त है, तो लोड बढ़ने पर वोल्टेज ड्रॉप होगा।

सारांश

जब ट्रांसफॉर्मर और मोटर जैसे मोटरों पर लोड बढ़ता है, तो वोल्टेज ड्रॉप मुख्य रूप से लाइन प्रतिरोध, ट्रांसफॉर्मर आंतरिक प्रतिरोध, मोटर शुरुआती धारा, अपर्याप्त सिस्टम क्षमता, वर्धित अभिक्रिय शक्ति मांग, और अविवेकपूर्ण सिस्टम डिजाइन जैसे कारकों के संयोजन के कारण होता है। वोल्टेज ड्रॉप के प्रभाव को कम करने के लिए, हम तार के अनुप्रस्थ काट को बढ़ाने, उचित क्षमता वाले ट्रांसफॉर्मर का चयन, संपूर्ण डिजाइन और अभिक्रिय शक्ति भरपाई में मजबूती लाने जैसी उपाय ले सकते हैं।