आयतकार ट्रांसफॉर्मर की दक्षता कैसे बढ़ाएं? महत्वपूर्ण सुझाव

रेक्टिफायर सिस्टम की दक्षता के लिए अनुकूलन उपाय

रेक्टिफायर सिस्टम में बहुत सारी और विविध प्रकार की उपकरणों का समावेश होता है, इसलिए उनकी दक्षता पर कई कारक प्रभाव डालते हैं। इसलिए, डिज़ाइन के दौरान एक समग्र दृष्टिकोण आवश्यक है।

• रेक्टिफायर लोड के लिए प्रसारण वोल्टेज बढ़ाएं
  रेक्टिफायर स्थापना उच्च-शक्ति AC/DC रूपांतरण सिस्टम है जिसकी आवश्यकता बहुत अधिक शक्ति की होती है। प्रसारण नुकसान सीधे रेक्टिफायर दक्षता पर प्रभाव डालता है। प्रसारण वोल्टेज को उचित रूप से बढ़ाने से लाइन नुकसान कम होता है और रेक्टिफिकेशन दक्षता में सुधार होता है। सामान्यतः, वार्षिक 60,000 टन से कम कास्टिक सोडा उत्पादन करने वाले संयंत्रों के लिए 10 kV प्रसारण की सिफारिश की जाती है (6 kV से बचें)। 60,000 टन/वर्ष से अधिक के लिए 35 kV प्रसारण का उपयोग किया जाना चाहिए। 120,000 टन/वर्ष से अधिक के लिए 110 kV या उच्च वोल्टेज प्रसारण की आवश्यकता होती है।

• सीधे-अवरोध रेक्टिफायर ट्रांसफार्मर का उपयोग करें
  प्रसारण सिद्धांतों के समान, रेक्टिफायर ट्रांसफार्मर का प्राथमिक (नेटवर्क) वोल्टेज प्रसारण वोल्टेज से मेल खाता होना चाहिए। एक उच्च सीधे अवरोध वोल्टेज उच्च-वोल्टेज वाइंडिंग में कम धारा का अर्थ होता है, जिससे गर्मी के नुकसान कम होते हैं और ट्रांसफार्मर दक्षता बढ़ती है। जहाँ संभव हो, उच्च प्रसारण वोल्टेज और सीधे-अवरोध रेक्टिफायर ट्रांसफार्मर का उपयोग करें।

• रेक्टिफायर ट्रांसफार्मर की टैप-चेंजिंग रेंज को न्यूनतम करें
  टैप-चेंजिंग रेंज ट्रांसफार्मर दक्षता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है; एक छोटी रेंज उच्च दक्षता को प्रदान करती है। चरणबद्ध आरंभ की सुविधा के लिए इसकी रेंज को बेझिझक बढ़ाना (उदाहरण के लिए, 30%-105% तक) असली नहीं है। पूर्ण उत्पादन के बाद, ट्रांसफार्मर आमतौर पर 80%-100% पर संचालित होते हैं, जिससे अतिरिक्त टैप वाइंडिंग निरंतर नुकसान पैदा करते हैं। 70%-105% की रेंज उपयुक्त है। उच्च-वोल्टेज स्टार-डेल्टा स्विचिंग और थायरिस्टर वोल्टेज नियंत्रण को संयोजित करके इसे 80%-100% तक और भी कम किया जा सकता है, जो दक्षता में उल्लेखनीय सुधार करता है।

• तेल-संलयन स्व-शीतल रेक्टिफायर ट्रांसफार्मर का उपयोग करें
  तेल-संलयन स्व-शीतल ट्रांसफार्मर का उपयोग पंखों द्वारा खपत की गई विद्युत ऊर्जा को बचाता है। हालांकि निर्माताओं द्वारा बड़े क्षमता वाले ट्रांसफार्मरों का डिजाइन अक्सर बलपूर्वक तेल-हवा शीतलन के साथ किया जाता है, लेकिन शीतलन रेडिएटर को सिर्फ बड़ा किया जा सकता है। खुले वातावरण में स्थापना करके गर्मी के निस्सारण को बढ़ाने से ट्रांसफार्मर का संचालन बलपूर्वक शीतलन के बिना भी विश्वसनीय रहता है।

• रेक्टिफायर उपकरणों के लिए "प्लानर इंटीग्रेटेड" स्थापना का उपयोग करें
  रेक्टिफायर ट्रांसफार्मर, रेक्टिफायर कैबिनेट और इलेक्ट्रोलाइज़र को "प्लानर इंटीग्रेटेड" तरीके से स्थापित करने से AC/DC बसबार की लंबाई कम होती है, जिससे प्रतिरोधी नुकसान कम होता है और सिस्टम दक्षता में सुधार होता है। विशेष रूप से, इन तीन यूनिटों को एक ही स्तर पर और जितना संभव हो उतना करीब रखें, एक संक्षिप्त यूनिट बनाएं। ट्रांसफार्मर के साइड आउटपुट को 1.2 मीटर से कम लंबाई के बसबार के माध्यम से रेक्टिफायर कैबिनेट से जोड़ें, और कैबिनेट के निचले आउटपुट को भूमिगत बसबार के माध्यम से इलेक्ट्रोलाइज़र तक सीधे जोड़ें।

• बसबार स्थापना के लिए लचीले कनेक्शनों का बचाव करें
  "प्लानर इंटीग्रेटेड" लेआउट ट्रांसफार्मर और कैबिनेट, और DC चाकू स्विचों के बीच लघु बसबार कनेक्शन का परिणाम होता है, जिससे तापीय विस्तार कम होता है। ठोस कनेक्शन पर्याप्त होते हैं, जो सुरक्षा को सुनिश्चित करते हैं और लचीले कनेक्टरों और उनके अतिरिक्त जोड़ों से जुड़े नुकसान को दूर करते हैं, इस प्रकार दक्षता में सुधार होता है।

• निम्न बसबार धारा घनत्व का उपयोग करें
  AC/DC बसबार के लिए आर्थिक धारा घनत्व 1.2–1.5 A/mm² है। एक निम्न घनत्व (1.2 A/mm², या यहाँ तक कि 1.0 A/mm²) का चयन ऊर्जा बचत को अनुकूलित करता है।

• ऊँचाई-चौड़ाई अनुपात 12 से अधिक वाले बसबार का उपयोग करें
  ऊँचाई-चौड़ाई अनुपात 12 से अधिक वाले बसबारों में गर्मी निस्सारण के लिए बड़ा सतह क्षेत्र होता है, जिससे काम करने वाले तापमान कम, बेहतर चालकता, कम प्रतिरोधी नुकसान और उच्च यूनिट दक्षता होती है।

• बसबार कंप्रेशन जोड़ों पर वेसेलीन लगाएं
  बसबार जोड़ों पर पर्याप्त संपर्क क्षेत्र (धारा घनत्व 0.1 A/mm² से कम) को सुनिश्चित करें, और सपाट, चिकनी सतह बनाएं। वेसेलीन लगाकर तांबे के ऑक्सीकरण और खराब संपर्क से बचें, जो शक्ति नुकसान को बढ़ाता है। चालक ग्रीस का उपयोग न करें, क्योंकि उच्च तापमान पर इसका तेल आधार वाष्पित हो जाता है, जिससे अर्ध-धातु यौगिक कठोर हो जाता है और चालकता खो देता है, जिससे अतिरिक्त गर्मी होती है।

• सिलिकॉन रेक्टिफायर कैबिनेट का उचित चयन करें
  सिलिकॉन डायोड रेक्टिफायर कैबिनेट थायरिस्टर कैबिनेट की तुलना में 3-4% अधिक दक्ष होते हैं। जब एक से अधिक रेक्टिफायर कैबिनेट समानांतर में संचालित होते हैं, तो एक सिलिकॉन कैबिनेट को शामिल करके खपत को और कम किया जा सकता है और दक्षता में सुधार होता है।

• उच्च-धारा युक्त उपकरणों वाले रेक्टिफायर कैबिनेट का उपयोग करें
  प्रत्येक ब्रिज आर्म में 2-3 उच्च-धारा युक्त उपकरणों का उपयोग धारा साझेदारी को सुधारता है, उपकरण शक्ति नुकसान को कम करता है और रेक्टिफिकेशन दक्षता में सुधार होता है।

• संख्यात्मक नियंत्रण (NC) रेक्टिफायर नियंत्रण कैबिनेट का उपयोग करें
  NC नियंत्रण रेक्टिफायर को अधिक सटीक तरीके से ट्रिगर करने, छोटे DC वोल्टेज रिपल, और उच्च DC धारा स्थिरता को सुनिश्चित करने में मदद करता है। यह इलेक्ट्रोलाइज़र के संचालन के लिए लाभदायक होता है और इलेक्ट्रोलिसिस दक्षता में सुधार करता है।

• थायरिस्टर को पूर्ण चालन मोड में संचालित करें
  संचालन के दौरान, थायरिस्टर के फायरिंग कोण को 10° से कम रखें ताकि पूर्ण चालन के निकट रहे। यह थायरिस्टर रेक्टिफायर के आंतरिक नुकसान को कम करता है और उसकी दक्षता को अधिकतम करता है।

• थायरिस्टर रेक्टिफायर कैबिनेट के मार्जिन कोण को कम करें
  मार्जिन कोण (ओवरलैप कोण) रेक्टिफायर सिस्टम के प्राकृतिक शक्ति गुणांक से घनिष्ठ रूप से संबंधित है। एक छोटा मार्जिन कोण उच्च शक्ति गुणांक (विशेष रूप से जब फायरिंग कोण α छोटा हो) का परिणाम होता है। आरंभ के दौरान, विश्वसनीय संचालन की सुनिश्चिति के साथ मार्जिन कोण को न्यूनतम करें। एक छोटा α थायरिस्टर को पूर्ण चालन के निकट रखता है।

• दो या अधिक रेक्टिफायर ट्रांसफार्मरों को समानांतर में उपयोग करें
  उच्च-शक्ति DC लोड के लिए, दो या अधिक रेक्टिफायर ट्रांसफार्मरों को समानांतर में उपयोग करें। यह तुल्य प्रतिक्रिया और ट्रांसफार्मर ट्रांसफर के दौरान परिपथ धारा को कम करता है, कुल नुकसान को कम करता है और दक्षता में सुधार करता है।

• उच्च रेटेड धारा वाले DC चाकू स्विचों का उपयोग करें
  DC चाकू स्विच पूर्ण लोड के तहत अधिक गर्मी उत्पन्न करते हैं। एक ग्रेड ऊपर की धारा वाले स्विच का चयन ऊर्जा बचत प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, 25,000 A लोड के लिए 31,500 A स्विच, या 30,000 A लोड के लिए 40,000 A स्विच का उपयोग करें।

• ऊर्जा-कुशल बड़े DC धारा सेंसर का उपयोग करें
  कुछ बड़े DC सेंसर शून्य-फ्लक्स तुलना के लिए AC विद्युत आपूर्ति की आवश्यकता होती है, जो अतिरिक्त ऊर्जा का उपभोग करते हैं। हॉल-इफेक्ट सेंसर पसंदीदा हैं; वे निर्देशांक यंत्र को 0-1 V DC सिग्नल तुलनात्मक रूप से प्रदान करते हैं, बिना किसी अतिरिक्त ऊर्जा की खपत के।

• बहु-प्रकार रेक्टिफिकेशन के लिए डिजाइन करें
  जहाँ संभव हो, बहु-प्रकार रेक्टिफिकेशन का उपयोग करें। एकल ट्रांसफार्मर पर 6-पल्स रेक्टिफिकेशन (तीन-फेज़ ब्रिज या दोहरा विपरीत-स्टार बैलांसिंग रिएक्टर, दोनों सह-प्रकार विपरीत समानांतर) का उपयोग करें। दो या अधिक ट्रांसफार्मरों के लिए, समकक्ष 12-पल्स या 18-पल्स रेक्टिफिकेशन का उपयोग करें। यह निम्न-क्रम अनुरूपताओं को प्रभावी रूप से दबाता है, रेक्टिफायर दक्षता में सुधार करता है।