১. পরিচিতি
সাম্প্রতিক বছরগুলোতে, জাতীয় অর্থনীতির স্থিতিশীল এবং দ্রুত উন্নয়নের সাথে বিদ্যুৎ চাহিদা বেশ বেড়েছে। গ্রামীণ বিদ্যুৎ নেটওয়ার্কে, লোডের অবিচ্ছিন্ন বৃদ্ধি, স্থানীয় বিদ্যুৎ উৎসের অমুনাসিব বিতরণ এবং প্রধান নেটওয়ার্কের সীমিত ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ ক্ষমতার কারণে, অনেকগুলি ১০ কেভি লম্বা ফিডার রয়েছে—বিশেষ করে দূরবর্তী পাহাড়ী অঞ্চলে বা দুর্বল নেটওয়ার্ক কাঠামোযুক্ত অঞ্চলে—যাদের সরবরাহ ব্যাসার্ধ জাতীয় মানদণ্ডকে অতিক্রম করে। ফলস্বরূপ, এই ১০ কেভি লাইনের শেষ প্রান্তে ভোল্টেজ গুণমান নিশ্চিত করা কঠিন, পাওয়ার ফ্যাক্টর প্রয়োজনীয় মানে পৌঁছায় না, এবং লাইন লোস উচ্চ থাকে।
নেটওয়ার্ক নির্মাণের সীমিত তহবিল এবং বিনিয়োগের প্রত্যাশিত ফেরতের বিবেচনায়, ১০ কেভি ডিস্ট্রিবিউশন ফিডারের সব কম ভোল্টেজ-গুণমান সমস্যার সমাধান করা শুধুমাত্র অনেকগুলি উচ্চ-ভোল্টেজ ডিস্ট্রিবিউশন সাবস্টেশন বা নেটওয়ার্ক অত্যধিক বিস্তারের মাধ্যমে অসম্ভব। নিম্নলিখিত ১০ কেভি ফিডার স্বয়ংক্রিয় ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক দীর্ঘ দূরত্বের ডিস্ট্রিবিউশন লাইনের সঙ্গে সঙ্গে বিস্তৃত সরবরাহ ব্যাসার্ধের দুর্গুণ ভোল্টেজ গুণমানের সমাধানের জন্য একটি প্রযুক্তিগতভাবে সম্ভব সমাধান প্রদান করে।
২. ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রকের কাজের নীতি
এসভিআর (স্টেপ ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক) স্বয়ংক্রিয় ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক একটি মুখ্য সার্কিট এবং একটি ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক নিয়ন্ত্রক দ্বারা গঠিত। মুখ্য সার্কিটটি একটি তিন-ফেজ স্বয়ং ট্রান্সফরমার এবং একটি তিন-ফেজ লোডে ট্যাপ পরিবর্তক (OLTC) দ্বারা গঠিত, যা চিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে।
নিয়ন্ত্রক ওয়াইন্ডিং সিস্টেমটি একটি শান্ট ওয়াইন্ডিং, একটি সিরিজ ওয়াইন্ডিং, এবং একটি নিয়ন্ত্রণ ভোল্টেজ ওয়াইন্ডিং অন্তর্ভুক্ত করে:
সিরিজ ওয়াইন্ডিং একটি বহু-ট্যাপ কয়েল, যা ইনপুট এবং আউটপুটের মধ্যে ট্যাপ পরিবর্তকের বিভিন্ন সংযোগের মাধ্যমে সংযুক্ত; এটি সরাসরি আউটপুট ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করে।
শান্ট ওয়াইন্ডিং স্বয়ং ট্রান্সফরমারের সাধারণ ওয়াইন্ডিং হিসেবে কাজ করে, শক্তি স্থানান্তরের জন্য প্রয়োজনীয় চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে।
নিয়ন্ত্রণ ভোল্টেজ ওয়াইন্ডিং, শান্ট ওয়াইন্ডিং উপর আবদ্ধ, শান্ট কয়েলের সেকেন্ডারি হিসেবে কাজ করে নিয়ন্ত্রক এবং মোটরের জন্য পরিচালন শক্তি প্রদান করে, এবং আউটপুট পরিমাপের জন্য ভোল্টেজ সংকেত প্রদান করে।
কাজের নীতি হল: সিরিজ ওয়াইন্ডিংয়ের ট্যাপগুলোকে লোডে ট্যাপ পরিবর্তকের বিভিন্ন অবস্থানে সংযুক্ত করে, ইনপুট এবং আউটপুট ওয়াইন্ডিং মধ্যে টার্নের অনুপাত ট্যাপ অবস্থানের নিয়ন্ত্রিত পরিবর্তনের মাধ্যমে পরিবর্তিত হয়, ফলে আউটপুট ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করা হয়। প্রয়োগের প্রয়োজন অনুযায়ী, লোডে ট্যাপ পরিবর্তকগুলো সাধারণত ৭ বা ৯ ট্যাপ অবস্থানে সংরক্ষিত হয়, যা ব্যবহারকারীদের বাস্তব ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন অনুযায়ী যথাযথ কনফিগারেশন নির্বাচন করতে দেয়।
নিয়ন্ত্রকের প্রাথমিক এবং দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিং মধ্যে টার্নের অনুপাত একটি সাধারণ ট্রান্সফরমারের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ, অর্থাৎ:
৩. প্রয়োগের উদাহরণ
৩.১ বর্তমান লাইনের অবস্থা
একটি ১০ কেভি ডিস্ট্রিবিউশন লাইনের মুখ্য ফিডারের দৈর্ঘ্য ১৫.১৩৮ কিমি, দুই ধরনের কন্ডাক্টর দিয়ে নির্মিত: LGJ-70 mm² এবং LGJ-50 mm²। লাইন বরাবর ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফরমারের মোট ক্ষমতা ৭,২৬০ kVA। পিক লোড সময়ে, লাইনের মধ্য-শেষ অংশের ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফরমারের ২২০ V পার্শ্বে ভোল্টেজ ১৭৫ V পর্যন্ত কমে যায়।
LGJ-70 কন্ডাক্টরের রোধ ০.৪৫৮ Ω/km এবং রিঅ্যাক্ট্যান্স ০.৩৬৩ Ω/km। তাই, সাবস্টেশন থেকে মুখ্য ফিডারের পোল #97 পর্যন্ত মোট রোধ এবং রিঅ্যাক্ট্যান্স হল:
R = ০.৪৫৮ × ৬.৪৩৭ = ২.৯৫ Ω
X = ০.৩৬৩ × ৬.৪৩৭ = ২.৩৪ Ω
লাইন বরাবর ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফরমারের ক্ষমতা এবং লোড ফ্যাক্টর অনুযায়ী, সাবস্টেশন থেকে মুখ্য ফিডারের পোল #97 পর্যন্ত ভোল্টেজ পতন হিসাব করা যায়
ব্যবহৃত প্রতীকগুলো নিম্নরূপ সংজ্ঞায়িত:
Δu — লাইন বরাবর ভোল্টেজ পতন (একক: kV)
R — লাইন রোধ (একক: Ω)
X — লাইন রিঅ্যাক্ট্যান্স (একক: Ω)
r — একক দৈর্ঘ্যের রোধ (একক: Ω/km)
x — একক দৈর্ঘ্যের রিঅ্যাক্ট্যান্স (একক: Ω/km)
P — লাইনের সক্রিয় শক্তি (একক: kW)
Q — লাইনের বিক্রিয় শক্তি (একক: kvar)
অতএব, মুখ্য ফিডারের পোল #97-এ ভোল্টেজ শুধুমাত্র:
১০.৪ kV − ০.৭৭ kV = ৯.৬৩ kV।
অনুরূপভাবে, পোল #178-এ ভোল্টেজ ৮.৪২ kV এবং লাইনের শেষে ৮.৩৯ kV হিসাব করা যায়।
ভোল্টেজ গুণমান নিশ্চিত করার জন্য, মাঝারি এবং কম ভোল্টেজ ডিস্ট্রিবিউশন নেটওয়ার্কের প্রধান ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিগুলো হল:
একটি নতুন 35 কেভি উপ-স্টেশন নির্মাণ করা হবে 10 কেভি সরবরাহ ব্যাসার্ধ ছোট করার জন্য।
লাইন লোডিং কমানোর জন্য বড় অনুপাতের কন্ডাক্টর দিয়ে প্রতিস্থাপন করা হবে।
লাইন ভিত্তিক প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি কমপেনসেশন ইনস্টল করা হবে—তবে, এই পদ্ধতি ভারী লোডযুক্ত দীর্ঘ লাইনের জন্য কম কার্যকর।
একটি SVR ফিডার স্বয়ংক্রিয় ভোল্টেজ রেগুলেটর ইনস্টল করা হবে, যা উচ্চ স্বয়ংক্রিয়তা, উত্তম ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ পারফরমেন্স এবং সুন্দর ডিপ্লয় প্রদান করে।
নিম্নে, 10 কেভি "Fakuai" ফিডারের শেষ প্রান্তের ভোল্টেজ গুণমান উন্নয়নের জন্য তিনটি বিকল্প সমাধান তুলনা করা হয়েছে।
প্রত্যাশিত ফলাফল: একটি নতুন উপ-স্টেশন সরবরাহ ব্যাসার্ধ কমিয়ে, শেষ প্রান্তের ভোল্টেজ বাড়ানো এবং সামগ্রিক বিদ্যুৎ গুণমান উন্নয়ন করবে। যদিও এটি খুব কার্যকর, এই সমাধানটি বেশি বিনিয়োগের প্রয়োজন পড়ে।
লাইন প্যারামিটার পরিবর্তন মূলত কন্ডাক্টর অনুপাত বাড়ানোর সাথে সম্পর্কিত। কম জনসংখ্যার এলাকায় ছোট কন্ডাক্টর লাইনের জন্য, রেজিস্টিভ লোস মোট ভোল্টেজ পতনের মূল অংশ; তাই, কন্ডাক্টর রেজিস্ট্যান্স কমানো উল্লেখযোগ্য ভোল্টেজ উন্নতি দেয়। এই আপগ্রেড দ্বারা, শেষ প্রান্তের ভোল্টেজ 8.39 কেভি থেকে 9.5 কেভি পর্যন্ত বাড়ানো যায়।
পোল #161 এর ডাউনস্ট্রিমে নিম্ন ভোল্টেজের সমস্যা সমাধানের জন্য একটি 10 কেভি স্বয়ংক্রিয় ভোল্টেজ রেগুলেটর ইনস্টল করা হয়েছে।
প্রত্যাশিত ফলাফল: শেষ প্রান্তের ভোল্টেজ 8.39 কেভি থেকে 10.3 কেভি পর্যন্ত বাড়ানো যায়।
তুলনামূলক বিশ্লেষণ দেখায় যে অプশন 3 সবচেয়ে অর্থনৈতিক এবং ব्यবহারিক।
SVR ফিডার স্বয়ংক্রিয় ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি একটি তিন-ফেজ স্বয়ংক্রিয় ট্রান্সফরমারের টার্ন অনুপাত সম্পর্ক সামঞ্জস্য করে আউটপুট ভোল্টেজ স্থিতিশীল করে, যা কয়েকটি মূল সুবিধা প্রদান করে:
সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয়, লোড সময়ে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ।
একটি স্টার-সংযোগ তিন-ফেজ স্বয়ংক্রিয় ট্রান্সফরমার ব্যবহার করে—কম আকার এবং উচ্চ ক্ষমতা (≤2000 কিলোভা), পোল-টু-পোল ইনস্টলেশনের জন্য উপযুক্ত।
সাধারণ নিয়ন্ত্রণ পরিসর: −10% থেকে +20%, ভোল্টেজ প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য যথেষ্ট।
তাত্ত্বিক গণনার উপর ভিত্তি করে, মুখ্য ফিডারে একটি SVR-5000/10-7 (0 থেকে +20%) স্বয়ংক্রিয় ভোল্টেজ রেগুলেটর ইনস্টল করার পরামর্শ দেওয়া হয়। ইনস্টলেশনের পর, পোল #141 এর ভোল্টেজ বাড়ানো যায়:
U₁₆₁ = U × (10/8) = 10.5 কেভি
যেখানে:
U₁₆₁ = কমিশনিং পরে রেগুলেটর ইনস্টলেশন বিন্দুতে ভোল্টেজ
10/8 = 0 থেকে +20% সমন্বয় পরিসরের রেগুলেটরের সর্বোচ্চ টার্ন অনুপাত
ক্ষেত্র পরিচালনা দ্বারা নিশ্চিত করা হয়েছে যে SVR পদ্ধতি ইনপুট ভোল্টেজ পরিবর্তন প্রতিফলিত করে এবং স্থিতিশীল আউটপুট ভোল্টেজ বজায় রাখে, নিম্ন ভোল্টেজ মিটিগেশনে প্রমাণিত কার্যকারিতা প্রদর্শন করে।
3.2.4 উপকার বিশ্লেষণ
নতুন উপ-স্টেশন নির্মাণ বা কন্ডাক্টর প্রতিস্থাপনের তুলনায়, SVR ভোল্টেজ রেগুলেটর বিতরণে মূলধন ব্যয় বেশি পরিমাণে কমে যায়। এটি শুধুমাত্র লাইন ভোল্টেজ জাতীয় মান অনুযায়ী উন্নীত করে—মজবুত সামাজিক উপকার প্রদান করে—কিন্তু স্থির লোড শর্তে, ভোল্টেজ বাড়ানো দ্বারা লাইন কারেন্ট কমে, ফলে লাইন লোস কমে এবং শক্তি সংরক্ষণ হয়। এটি বিদ্যুৎ সরবরাহ কোম্পানির অর্থনৈতিক দক্ষতা বাড়ায়।
4. সারাংশ
অন্যান্য প্রাকৃতিক পাওয়ার সোর্স এবং দীর্ঘ সরবরাহ ব্যাসার্ধ, উচ্চ লাইন লোস, ভারী লোডিং এবং নিকট ভবিষ্যতে 35 কেভি উপ-স্টেশন নির্মাণের কোন পরিকল্পনা নেই এমন এলাকায় সীমিত ভবিষ্যত লোড বৃদ্ধির সাথে গ্রামীণ বিতরণ নেটওয়ার্কের জন্য, SVR ফিডার স্বয়ংক্রিয় ভোল্টেজ রেগুলেটর ব্যবহার একটি আকর্ষণীয় বিকল্প প্রদান করে। এটি 35 কেভি উপ-স্টেশন নির্মাণ স্থগিত বা বাতিল করে এবং নিম্ন ভোল্টেজ গুণমান এবং শক্তি লোস কমাতে কার্যকর হয়। এর বিনিয়োগ খরচ নতুন 35 কেভি উপ-স্টেশনের চেয়ে দশ ভাগের এক ভাগের কম, ফলে SVR সমাধানটি গ্রামীণ বিদ্যুৎ গ্রিডে ব্যাপক ব্যবহারের জন্য উচ্চী প্রস্তাবিত হয়।
