स्रोत र कम पावर फैक्टरको कारणहरू

कम शक्ति गुणांकको कारण र स्रोतहरू

विद्युत शक्ति प्रणालीमा, शक्ति गुणांकलाई वास्तविक शक्ति (किलोवाट, kW मा मापिने) र साधारण शक्ति (किलोवोल्ट-एम्पियर, kVA मा मापिने) को अनुपात रूपमा परिभाषित गरिन्छ। एउटा ठूलो शक्ति गुणांकले दर्शाउँछ कि विद्युत लोडले उपलब्ध विद्युत शक्ति को फालतु उपयोग गरेको छ। यो असुविधा बढी विद्युत खर्च, उपभोक्ताहरूको लागि विद्युत खर्च वृद्धि र प्रणालीको कुल दक्षता कम हुन जस्ता अनेक नतिजाहरूलाई ल्याउन सक्छ। यस लेखमा, हामी विद्युत प्रणालीमा ठूलो शक्ति गुणांकको मुख्य स्रोतहरू र कारणहरूमा गहिराइ गर्नेछौं।

ठूलो शक्ति गुणांकको सबैभन्दा ठूलो योगदानकर्ता इन्डक्टिभ लोडको उपस्थिति हो। एक शुद्ध इन्डक्टिभ परिपथमा, वोल्टेजले करेन्टलाई 90 डिग्री पछाडि रहन्छ। यो ठूलो चरण-कोण अन्तरफलाँ शक्ति गुणांक शून्य हुन्छ, यसको अर्थ लोडले कुनै वास्तविक शक्ति फालतु उपभोग गरेको छैन; बल्कि, ऊर्जा इन्डक्टरको चुंबकीय क्षेत्रमा फक्त संचित र रिलीज गरिन्छ र उपयोगी काम गर्दैन। यस्तो परिपथहरूमा जहाँ कैपसिटिभ र इन्डक्टिभ तत्वहरू दुवै छन्, शक्ति गुणांक शून्य छैन। तर, अनुस्वार वा ट्यून परिपथहरू भिन्न जहाँ इन्डक्टिभ रिअक्टन्स XL ले कैपसिटिभ रिअक्टन्स XC को बराबर छ, जसले परिपथलाई शुद्ध रिजिस्टिभ व्यवहार गराउँछ, चरण-कोण अन्तर θ करेन्ट र वोल्टेज बीच बनेको छ। यो चरण अन्तर, कैपसिटन्स र इन्डक्टन्सको बीचको अन्तर्क्रियाले उत्पन्न गर्छ, यो ठीक शक्ति-उपयोग शर्तहरूमा शक्ति गुणांकको परिमाणलाई प्रत्यक्ष रूपमा प्रभाव दिन्छ।

कम शक्ति गुणांकको कारण र स्रोतहरू
कम शक्ति गुणांकका कारणहरू

केही कारणहरू विद्युत प्रणालीमा ठूलो शक्ति गुणांक उत्पन्न गर्छन्, जसको विस्तार यस पछि दिइएको छ:

इन्डक्टिभ लोडहरू

इलेक्ट्रिक मोटारहरू र ट्रान्सफार्मरहरू जस्ता इन्डक्टिभ लोडहरू अग्रिम दोषीहरू छन्। यी लोडहरू विद्युत प्रणालीबाट रिअक्टिभ शक्ति उपभोग गर्छन्, जसले लगने शक्ति गुणांक उत्पन्न गर्छ। इन्डक्टिभ परिपथहरूमा, करेन्ट वोल्टेजको पछाडि रहन्छ, जसले चरण-कोण अन्तर बनाउँछ र यो रिअक्टिभ शक्ति घटक बढाउँछ। इन्डक्टिभ लोडको शक्ति गुणांक यसको संचालन अवस्थामा आधारित छ:

• पूर्ण लोड: सामान्यतया, शक्ति गुणांक (Pf) 0.8 देखि 0.9 देखि रहन्छ।

• सानो लोड: यो 0.2 देखि 0.3 देखि घट्छ।

• कुनै लोड छैन: शक्ति गुणांक शून्य जान सक्छ। शुद्ध इन्डक्टर लोडमा, शक्ति गुणांक ठिक शून्य हुन्छ, यसको अर्थ कुनै वास्तविक काम गरिँदैन, र ऊर्जा फक्त चुंबकीय क्षेत्रमा संचित र रिलीज गरिन्छ।

कैपसिटिभ लोडहरू

कैपसिटर जस्ता कैपसिटिभ लोडहरू रिअक्टिभ शक्ति उत्पन्न गर्दै शक्ति गुणांक सुधार गर्न सक्छन्। तर, यदि कैपसिटन्स अत्यधिक छ भने, यसले ओवरकम्पन्सेशन गर्छ, जसले अगाडी शक्ति गुणांक उत्पन्न गर्छ। शुद्ध इन्डक्टिभ लोडहरूको जस्तै, शुद्ध कैपसिटिभ लोडको शक्ति गुणांक शून्य छ, किनभने करेन्ट वोल्टेजले 90 डिग्री अगाडी रहन्छ, र यहाँ वास्तविक-शक्ति ट्रान्सफर छैन।

हार्मोनिक्स

हार्मोनिक्स विद्युत लेखाको अस्थिर विकृतिहरू हुन्, जुन अन्य डिजिटल उपकरणहरू जस्ता कम्प्युटर, सर्भर र अन्य इलेक्ट्रोनिक लोडहरू भित्र आम रूपमा घटना भइरहन्छन्। यी विकृतिहरू रिअक्टिभ शक्ति वृद्धि गर्छन्, जसले शक्ति गुणांक घटाउँछ। हार्मोनिक्सको उपस्थिति विद्युत र करेन्टको साइनसोइडल प्रकृतिलाई बिगार्छ, जसले शक्ति उपयोगमा असुविधा उत्पन्न गर्छ।

मैग्नेटाइजिङ्ग करेन्ट

विद्युत प्रणालीको लोड स्थिर छैन। ठूलो लोडको अवधिमा, आपूर्ति वोल्टेज अक्सर वार्धक्य गर्छ। यो वोल्टेजको वार्धक्य इन्डक्टिभ उपकरणहरू, जस्तै ट्रान्सफार्मरहरू र मोटारहरूको मैग्नेटाइजिङ्ग करेन्ट बढाउँछ। यसको परिणामस्वरूप, शक्ति गुणांक घट्छ, किनभने वास्तविक शक्तिको तुलनामा अधिक रिअक्टिभ शक्ति उपभोग गरिँदैन।

सानो तार

विशेष गरी मोटार विन्डिङहरूमा सानो तार विद्युत करेन्टको ठूलो वोल्टेज गिरावट उत्पन्न गर्छ। यी वोल्टेज गिरावटहरू प्रणालीमा रिअक्टिभ शक्ति बढाउँछ, जसले शक्ति गुणांक घटाउँछ। अपर्याप्त तारको आकार विद्युत करेन्टको प्रवाहलाई सीमित गर्छ, जसले रेझिस्टिभ नुक्सान र विकृतिको वृद्धि गर्छ, जसले शक्ति-गुणांक प्रदर्शनमा प्रभाव दिन्छ।

दीर्घ वितरण लाइनहरू

दीर्घ विद्युत वितरण लाइनहरू अन्य एक कारण हुन् जसले ठूलो शक्ति गुणांक उत्पन्न गर्छ। विद्युत दीर्घ दूरी भित्र यात्रा गर्दा, लाइनहरूको प्रतिरोध र रिअक्टन्स वोल्टेज गिरावट उत्पन्न गर्छ। यी वोल्टेज गिरावटहरू रिअक्टिभ शक्ति बढाउँछ, जसले प्रणालीको कुल शक्ति गुणांक घटाउँछ। लाइन लामो हो, यसको प्रभाव बढ्छ।

असमान लोडहरू

असमान लोडहरू, जहाँ तीन-फेज प्रणालीको फेजहरूमा विद्युत लोड असमान रूपमा वितरित छ, रिअक्टिभ शक्ति घटक बढाउँछ। यो असमान वितरण शक्ति ट्रान्सफरमा असुविधा उत्पन्न गर्छ, जसले शक्ति गुणांक घटाउँछ। असमान लोडहरू विद्युत उपकरणहरूमा अतिरिक्त दबाव उत्पन्न गर्छ, जसले अगाडी विफलता उत्पन्न गर्छ।

कम शक्ति गुणांकका स्रोतहरू

यहाँ विद्युत प्रणालीमा कम शक्ति गुणांकका प्रमुख स्रोतहरू छन्:

विद्युत उपकरणहरू

• वितरण ट्रान्सफार्मरहरू: वितरण ट्रान्सफार्मरको शक्ति गुणांक यसको डिजाइन, लोडिङ र अनलोडिङको स्तरमा आधारित छ। सामान्यतया, एउटा अनलोडिड ट्रान्सफार्मरको शक्ति गुणांक ठूलो छ, किनभने यसको मैग्नेटाइजिङ्ग करेन्ट आवश्यकता छ।

• प्रकाश प्रणालीहरू

• इन्कैन्डेसेन्ट लाम्पहरू: यी लाम्पहरूको शक्ति गुणांक सामान्यतया 50% छ।

• मर्क्युरी व्यापर लाम्पहरू: यी लाम्पहरूको शक्ति गुणांक सामान्यतया 40% देखि 60% देखि रहन्छ।

• मोटारहरू

• इन्डक्शन मोटारहरू: इन्डक्शन मोटारहरूको शक्ति गुणांक विभिन्न छ, 30% देखि लागे लोडमा 90% देखि पूर्ण लोडमा रहन्छ।

• सिङ्ख्रोनस मोटारहरू: अपर्याप्त एक्साइटेशन अवस्थामा सिङ्ख्रोनस मोटारहरू ठूलो शक्ति गुणांक देखाउँछन्।

• विशेष उपकरणहरू

• वेल्डिङ ट्रान्सफार्मरहरू: यी ट्रान्सफार्मरहरूको शक्ति गुणांक सामान्यतया 60% छ।

• औद्योगिक तापक फर्नेसहरू: यी फर्नेसहरूको संचालन अन्तर्गत विद्युत लोडहरूको प्रकृतिले ठूलो शक्ति गुणांक उत्पन्न गर्छ।

• सोलेनाइड र चोकहरू: यी इन्डक्टिभ घटकहरू ठूलो शक्ति गुणांक प्रदर्शनमा योगदान गर्छन्।

• आर्क लाम्पहरू: अन्य विद्युत प्रकाश स्रोतहरूको जस्तै, आर्क लाम्पहरूको शक्ति गुणांक ठूलो हुन सक्छ।

प्रणाली-स्तरको समस्याहरू

• अपर्याप्त एक्साइटेशन भएका सिङ्ख्रोनस मोटारहरू: लोड अवस्थामा अपर्याप्त एक्साइटेशन भएका सिङ्ख्रोनस मोटारहरू अत्यधिक रिअक्टिभ शक्ति उपभोग गर्छन्, जसले ठूलो शक्ति गुणांक उत्पन्न गर्छ।

• अपर्याप्त तारको प्रथा: मोटार विन्डिङहरूमा रेटेड तारको आकार न प्रयोग गर्ने शक्ति गुणांक समस्याहरू उत्पन्न गर्छ, जसको विस्तार यहाँ गरिएको छ।

• मोटारमा यान्त्रिक समस्याहरू: मोटारको नुकसानी बियरिङहरू यान्त्रिक दबाव उत्पन्न गर्छ, जसले मोटारको विद्युत विशेषताहरूलाई प्रभाव दिन्छ, जसले शक्ति गुणांकमा घट लाई ल्याउन सक्छ।

ठूलो शक्ति गुणांक देख्न जरूरी छ, किनभने यसको कई नकारात्मक प्रभावहरू छन्, जसमा ऊर्जा नुक्सान, उच्च विद्युत बिल र प्रणालीको कुल क्षमता कम हुन छन्। शक्ति गुणांक सुधार गर्न, विभिन्न समाधानहरू लागू गरिन सक्छ। यी समाधानहरूमा शक्ति-गुणांक-सुधार उपकरणहरू, जस्तै कैपसिटरहरू, विद्युत उपकरणहरूको अपग्रेड गर्ने, र प्रणाली डिजाइन सुधार गर्ने रिअक्टिभ-शक्ति उपभोग घटाउने शामिल छन्। ठूलो शक्ति गुणांकका कारण र स्रोतहरूको गहिराइ जान्न आवश्यक छ, जसले सुधार गर्ने क्षेत्रहरू चिन्न र विद्युत प्रणालीको दक्ष र लागत-प्रभावी संचालन गारन्टी दिन्छ।