एक विद्युत ट्रांसफॉर्मर में कंसर्वेटर का उद्देश्य क्या है
पावर ट्रांसफॉर्मर में कैपेसिटरों की भूमिका
पावर ट्रांसफॉर्मर में कैपेसिटर (जिन्हें पावर फैक्टर सुधार कैपेसिटर या रिएक्टिव पावर कंपेंसेटर भी कहा जाता है) प्रणाली के पावर फैक्टर में सुधार, वोल्टेज गुणवत्ता में वृद्धि और प्रणाली संचालन की स्थिरता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। नीचे पावर ट्रांसफॉर्मर प्रणालियों में कैपेसिटरों की विशिष्ट कार्यप्रणाली और कार्य के बारे में दिया गया है:
1. पावर फैक्टर में सुधार
पावर फैक्टर क्या है? पावर फैक्टर वास्तविक खपत किए गए एक्टिव पावर (kW) और आभासी पावर (kVA) के अनुपात को कहते हैं। इंडक्टिव लोड (जैसे मोटर और ट्रांसफॉर्मर) के लिए, पावर फैक्टर आमतौर पर कम होता है क्योंकि ये उपकरण रिएक्टिव पावर (kVAR) उत्पन्न करते हैं, जो आभासी पावर को बढ़ाता है लेकिन एक्टिव पावर को समानुपातिक रूप से नहीं बढ़ाता।
कैपेसिटरों की भूमिका: कैपेसिटर इंडक्टिव लोड द्वारा उत्पन्न रिएक्टिव पावर को संतुलित करने के लिए रिएक्टिव पावर प्रदान करते हैं, जिससे ग्रिड से खींचे गए रिएक्टिव पावर की मात्रा कम होती है। यह प्रणाली के पावर फैक्टर में सुधार करता है, जिससे अधिक पावर वास्तविक कार्य के लिए प्रयोग किया जा सकता है, ऊर्जा की खपत कम होती है और प्रसारण हानि कम होती है।
लाभ: पावर फैक्टर में सुधार ट्रांसफॉर्मर पर लोड धारा को कम कर सकता है, उपकरणों की लंबाई बढ़ा सकता है, बिजली के बिल (कई बिजली वितरण कंपनियाँ कम पावर फैक्टर के लिए अतिरिक्त शुल्क लेती हैं) को कम कर सकता है, और प्रणाली की कुल दक्षता में वृद्धि कर सकता है।
2. वोल्टेज गुणवत्ता में सुधार
वोल्टेज गिरावट की समस्याएँ: लंबी दूरी के बिजली प्रसारण या भारी लोड की स्थितियों में, लाइन इम्पीडेंस के कारण वोल्टेज गिरावट होती है, जिससे अंतिम उपयोगकर्ता के स्थान पर वोल्टेज कम हो जाती है, जो उपकरणों के सही संचालन को प्रभावित कर सकता है।
कैपेसिटरों की भूमिका: कैपेसिटर स्थानीय रूप से रिएक्टिव पावर प्रदान कर सकते हैं, जिससे लाइनों में रिएक्टिव धारा का प्रवाह कम होता है, जिससे वोल्टेज गिरावट कम होती है। यह विशेष रूप से ऊर्जा स्रोत से दूर के क्षेत्रों में स्थिर वोल्टेज स्तरों को बनाए रखने के लिए आवश्यक है।
लाभ: वोल्टेज गुणवत्ता में सुधार से कैपेसिटर यांत्रिक उपकरणों को अपने रेटेड वोल्टेज रेंज में संचालित करने की सुनिश्चितता देते हैं, जिससे कम या अधिक वोल्टेज के कारण होने वाली क्षति या प्रदर्शन की गिरावट को रोका जा सकता है।
3. प्रणाली संचालन की स्थिरता
रिएक्टिव पावर की उतार-चढ़ाव: कुछ औद्योगिक अनुप्रयोगों में, रिएक्टिव पावर की मांग समय के साथ बदल सकती है, विशेष रूप से बड़े मोटरों की शुरुआत के दौरान, जब तात्कालिक रिएक्टिव पावर की मांग बढ़ जाती है, जिससे वोल्टेज की उतार-चढ़ाव और प्रणाली की अस्थिरता हो सकती है।
कैपेसिटरों की भूमिका: कैपेसिटर रिएक्टिव पावर की मांग में परिवर्तनों पर तेजी से प्रतिक्रिया कर सकते हैं, रिएक्टिव पावर प्रदान करके या अवशोषित करके प्रणाली के वोल्टेज स्तरों को स्थिर रख सकते हैं। यह विशेष रूप से वितरण नेटवर्क में प्रणाली की स्थिरता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।
लाभ: कैपेसिटरों की तेज प्रतिक्रिया क्षमता वोल्टेज की उतार-चढ़ाव को कम करने, प्रणाली की विश्वसनीयता में सुधार, और ऑउटेज और उपकरण विफलताओं के जोखिम को कम करने में मदद करती है।
4. हार्मोनिक प्रभाव को कम करना
हार्मोनिक समस्याएँ: गैर-रेखीय लोड (जैसे वेरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव और रेक्टिफायर) हार्मोनिक धाराएँ उत्पन्न करते हैं, जो ग्रिड में फैलती हैं, वोल्टेज विकृति, उपकरणों का गर्म होना और अन्य समस्याएँ उत्पन्न करती हैं।
कैपेसिटरों की भूमिका: कुछ प्रकार के कैपेसिटर (जैसे फिल्टर कैपेसिटर) इंडक्टिव तत्वों के साथ जुड़कर हार्मोनिक फिल्टर बनाते हैं, जो विशिष्ट आवृत्ति के हार्मोनिक को प्रभावी रूप से दबाते हैं और उनके प्रणाली पर असर को कम करते हैं।
लाभ: हार्मोनिक को कम करके कैपेसिटर अन्य विद्युत उपकरणों को हार्मोनिक हस्तक्षेप से सुरक्षा प्रदान करते हैं, उपकरणों की लंबाई बढ़ाते हैं, और प्रणाली के कुल प्रदर्शन में सुधार करते हैं।
5. रिएक्टिव पावर आरक्षित का समर्थन
प्रणाली में रिएक्टिव पावर की मांग: बिजली प्रणालियों में, रिएक्टिव पावर की मांग गतिशील होती है, विशेष रूप से शिखर लोड की अवधियों के दौरान, जब प्रणाली को वोल्टेज स्तरों को बनाए रखने के लिए अतिरिक्त रिएक्टिव पावर की आवश्यकता हो सकती है।
कैपेसिटरों की भूमिका: कैपेसिटर जब आवश्यक हो तब अतिरिक्त रिएक्टिव पावर आरक्षित प्रदान कर सकते हैं, जो रिएक्टिव पावर की लघु शिखर मांग को पूरा करने में मदद करता है और स्थिर प्रणाली संचालन को सुनिश्चित करता है।
लाभ: रिएक्टिव पावर आरक्षित प्रदान करके कैपेसिटर प्रणाली की लचीलता और प्रतिक्रिया क्षमता को बढ़ाते हैं, जिससे उच्च लोड या अचानक घटनाओं के दौरान भी वोल्टेज और आवृत्ति स्तरों की स्थिरता सुनिश्चित रहती है।
6. ट्रांसफॉर्मर क्षमता की आवश्यकताओं को कम करना
ट्रांसफॉर्मर की ओवरलोड जोखिम: यदि प्रणाली का पावर फैक्टर कम है, तो ट्रांसफॉर्मर को लोड की मांग को पूरा करने के लिए अधिक आभासी पावर प्रसारित करना पड़ता है, जो ट्रांसफॉर्मर की ओवरलोड का कारण बन सकता है और इसकी लंबाई कम कर सकता है।
कैपेसिटरों की भूमिका: पावर फैक्टर में सुधार करके कैपेसिटर ट्रांसफॉर्मर पर आभासी पावर की मांग को कम कर सकते हैं, जिससे यह एक ही क्षमता पर बड़े एक्टिव पावर लोड को संभाल सकता है या नए परियोजनाओं में छोटे ट्रांसफॉर्मर का चयन किया जा सकता है।
लाभ: ट्रांसफॉर्मर क्षमता की आवश्यकताओं को कम करने से प्रारंभिक निवेश की लागत कम होती है और मौजूदा उपकरणों की लंबाई बढ़ती है।
सारांश
कैपेसिटर पावर ट्रांसफॉर्मर प्रणालियों में निम्नलिखित क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं:
पावर फैक्टर में सुधार, रिएक्टिव पावर के प्रसारण को कम करना, और प्रसारण हानि को कम करना;
वोल्टेज गुणवत्ता में सुधार, वोल्टेज गिरावट को कम करना, और स्थिर उपयोगकर्ता-अंत वोल्टेज की सुनिश्चितता;
प्रणाली संचालन की स्थिरता, रिएक्टिव पावर के परिवर्तनों पर तेजी से प्रतिक्रिया, और वोल्टेज उतार-चढ़ाव को रोकना;
हार्मोनिक प्रभाव को कम करना, हार्मोनिक धाराओं को दबाना, और अन्य विद्युत उपकरणों की सुरक्षा;
रिएक्टिव पावर आरक्षित प्रदान, अतिरिक्त रिएक्टिव पावर, और शिखर लोडों का संभाल;
ट्रांसफॉर्मर क्षमता की आवश्यकताओं को कम करना, उपकरण चयन का सुधार, और निवेश की लागत को कम करना।
कैपेसिटरों की उचित व्यवस्था और उपयोग से बिजली प्रणालियों की दक्षता, स्थिरता और विश्वसनीयता में महत्वपूर्ण सुधार हो सकता है।
