१. परिचय
हालको दिनहरुमा, राष्ट्रिय अर्थतन्त्रको स्थिर र शीघ्र विकासको साथै, बिजलीको माग बढेको छ। ग्रामीण बिजली जालको भित्र, लोडको लगातार वृद्धि, स्थानीय बिजली स्रोतको असामान्य वितरण र मुख्य जालको सीमित वोल्टेज रेगुलेटर क्षमताले धेरै १० किलोवोल्ट लामो फीडर उत्पन्न गरेको छ - विशेष गरी दूरीको पहाडी क्षेत्र वा जालको दुर्बल संरचनामा - जिनको आपूर्ति व्यास राष्ट्रिय मानक भन्दा बढी छ। यसरी, यी १० किलोवोल्ट लाइनहरूको अन्तिम भागमा वोल्टेज गुणस्तर बनाए राख्न मुश्किल हुन्छ, पावर फैक्टर मानक भन्दा कम रहन्छ र लाइन नष्ट हुन्छ।
जाल निर्माणको लागि अस्तित्वमा रहेको सीमित रकम र निवेश फिर्ता विचार गर्दा, धेरै उच्च वोल्टेज वितरण सबस्टेशनहरू लगाने वा जालको लामो बनाउने द्वारा १० किलोवोल्ट वितरण फीडरहरूको सबै कम वोल्टेज गुणस्तर समस्याहरूलाई हल गर्न सम्भव छैन। तल उल्लेखित १० किलोवोल्ट फीडर ऑटोमेटिक वोल्टेज रेगुलेटर लामो दूरीको वितरण लाइनहरूमा खराब वोल्टेज गुणस्तर समस्याको तकनीकी रूपमा समाधान प्रदान गर्छ।
२. वोल्टेज रेगुलेटरको कार्य तथा सिद्धान्त
एसवीआर (Step Voltage Regulator) ऑटोमेटिक वोल्टेज रेगुलेटर मुख्य परिपथ र वोल्टेज रेगुलेटर कन्ट्रोलरबाटो बनेको छ। मुख्य परिपथ तिन फेज ऑटोट्रान्सफोर्मर र तिन फेज ओन-लोड टैप चेंजर (OLTC) भित्र रहने, जस्तै चित्र १ मा देखाइएको छ।
रेगुलेटर वाइन्डिङ प्रणालीमा श्रेणीको वाइन्डिङ, शन्यात्मक वाइन्डिङ र नियन्त्रण वोल्टेज वाइन्डिङ समावेशित छ:
श्रेणीको वाइन्डिङ तप चेंजरको विभिन्न संपर्क बिन्दुहरू द्वारा इनपुट र आउटपुट बीच सम्बन्धित एक बहुताउने टैप भित्र छ; यसले ठूलो रूपमा आउटपुट वोल्टेज नियन्त्रण गर्छ।
शन्यात्मक वाइन्डिङ ऑटोट्रान्सफोर्मरको सामान्य वाइन्डिङको रूपमा काम गर्छ, जसले ऊर्जा स्थानान्तरणको लागि आवश्यक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न गर्छ।
नियन्त्रण वोल्टेज वाइन्डिङ, शन्यात्मक वाइन्डिङ बाहेक घुमाइएको, शन्यात्मक कोइलको द्वितीयक रूपमा काम गर्छ जसले कन्ट्रोलर र मोटरको लागि संचालन शक्ति आपूर्ति गर्छ र आउटपुट मापनको लागि वोल्टेज सिग्नल प्रदान गर्छ।
कार्य तथा सिद्धान्त यस प्रकार छ: श्रेणीको वाइन्डिङको टैपहरूलाई ओन-लोड टैप चेंजरको विभिन्न स्थानहरूसँग जोड्दा, इनपुट र आउटपुट वाइन्डिङहरू बीचको टर्न अनुपात टैप स्थानहरूको नियन्त्रित बदलाव द्वारा बदलिन्छ, जसले आउटपुट वोल्टेजमा समायोजन गर्छ। अनुप्रयोगको आवश्यकतामा, ओन-लोड टैप चेंजरहरू सामान्यतया ७ वा ९ टैप स्थानहरूको साथ आयोजित गरिन्छ, जसले वास्तविक वोल्टेज रेगुलेटर आवश्यकतामा आधारित उपयोगी रूपमा चयन गर्न सकिन्छ।
रेगुलेटरको प्राथमिक र द्वितीयक वाइन्डिङहरू बीचको टर्न अनुपात सामान्य ट्रान्सफोर्मरको जस्तै छ, यानी:
३. अनुप्रयोग उदाहरण
३.१ वर्तमान लाइनको स्थिति
एक १० किलोवोल्ट वितरण लाइनमा मुख्य फीडरको लामी १५.१३८ किलोमिटर छ, जसमा दुई प्रकारका लेड जी जे-७० मिमी² र लेड जी जे-५० मिमी² निर्माण गरिएको छ। लाइन बाट साथै वितरण ट्रान्सफोर्मरहरूको कुल क्षमता ७,२६० किलोवोल्ट-एम्पियर (किवा) छ। शिखर लोड अवधिमा, लाइनको मध्य र अन्तिम भागमा वितरण ट्रान्सफोर्मरहरूको २२० वोल्ट तिरको वोल्टेज निम्न अस्तरमा गिर्छ, जस्तै १७५ वोल्ट।
लेड जी जे-७० लेडको प्रतिरोध ०.४५८ ओम/किलोमिटर र प्रतिक्रिया ०.३६३ ओम/किलोमिटर छ। त्यसैले, सबस्टेशन बाट मुख्य फीडरको पोल #९७ सम्मको कुल प्रतिरोध र प्रतिक्रिया:
आर = ०.४५८ × ६.४३७ = २.९५ ओम
एक्स = ०.३६३ × ६.४३७ = २.३४ ओम
लाइन बाट साथै वितरण ट्रान्सफोर्मरको क्षमता र लोड गुणांक आधारमा, सबस्टेशन बाट मुख्य फीडरको पोल #९७ सम्मको वोल्टेज गिरावट गणना गरिन सकिन्छ
प्रयोग गरिएका प्रतीकहरू यस प्रकार परिभाषित छन्:
डेल्टा यु — लाइन बाट वोल्टेज गिरावट (इकाई: किलोवोल्ट)
आर — लाइन प्रतिरोध (इकाई: ओम)
एक्स — लाइन प्रतिक्रिया (इकाई: ओम)
आर — प्रति लामी प्रतिरोध (इकाई: ओम/किलोमिटर)
एक्स — प्रति लामी प्रतिक्रिया (इकाई: ओम/किलोमिटर)
पी — लाइन बाट सक्रिय शक्ति (इकाई: किलोवाट)
क्यु — लाइन बाट अभिक्रिय शक्ति (इकाई: किलोवार)
त्यसैले, मुख्य फीडरको पोल #९७ मा वोल्टेज केवल:
१०.४ किलोवोल्ट − ०.७७ किलोवोल्ट = ९.६३ किलोवोल्ट।
साथै, पोल #१७८ मा वोल्टेज ८.४२ किलोवोल्ट र लाइनको अन्तिम भागमा ८.३९ किलोवोल्ट गणना गरिन सकिन्छ।
वोल्टेज गुणस्तर सुनिश्चित गर्न, मध्य र निम्न वोल्टेज वितरण जालको प्राथमिक वोल्टेज रेगुलेटर विधिहरू यस प्रकार छन्:
नयाँ ३५ किलोवोल्ट उपस्टेशन निर्माण गर्दै १० किलोवोल्ट आपूर्ति व्यास लामो गर्ने।
ठूलो क्षेत्रफलको चालकहरूलाई बदल्दै लाइन भार घटाउने।
रेखामा अभिक्रिय शक्ति संतुलन स्थापना गर्ने—तर यो विधि ठूलो भारसँग लामो रेखाहरूको लागि धेरै प्रभावी छैन।
एउटा SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज नियामक स्थापना गर्ने, यसले उच्च स्वचालन, उत्तम वोल्टेज नियमन प्रदर्शन र लचीलो वितरण दिन्छ।
निम्नमा, "फकुआई" फीडरमा १० किलोवोल्ट अन्तिम रेखा वोल्टेज गुणस्तर सुधार गर्नका लागि तीन विकल्पीय समाधानहरूको तुलना गरिएको छ।
प्रतिक्षित परिणाम: नयाँ उपस्टेशनले आपूर्ति व्यास मात्र लामो गर्ने, अन्तिम रेखा वोल्टेज बढाउने, र समग्र ऊर्जा गुणस्तर सुधार गर्ने छ। यो उपाय धेरै प्रभावी हुन्छ, तर यसको लागि धेरै निवेश आवश्यक छ।
रेखा परामितिहरूलाई बदल्न भनेको मुख्यतया चालक क्षेत्रफल बढाउने हुन्छ। धेरै लोक रहेको क्षेत्रमा छोटो चालक रेखाहरूको लागि, प्रतिरोधी नष्टहरूले कुल वोल्टेज गिरावटलाई निर्धारण गर्छन्; त्यसैले, चालक प्रतिरोध घटाउने वोल्टेजमा धेरै सुधार देख्न सकिन्छ। यस सुधारको लागि, अन्तिम रेखा वोल्टेजलाई ८.३९ किलोवोल्टबाट ९.५ किलोवोल्टमा बढाउन सकिन्छ।
#१६१ स्तम्भको अन्तिम रेखामा निम्न वोल्टेज समस्यालाई समाधान गर्न एक १० किलोवोल्ट स्वचालित वोल्टेज नियामक स्थापना गरिएको छ।
प्रतिक्षित परिणाम: अन्तिम रेखा वोल्टेजलाई ८.३९ किलोवोल्टबाट १०.३ किलोवोल्टमा बढाउन सकिन्छ।
तुलनात्मक विश्लेषण दिएको छ कि विकल्प ३ सबैभन्दा आर्थिक र प्रायोज्य छ।
SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज नियमन प्रणालीले तीन-पाशा ऑटोट्रान्सफोर्मरको टर्न अनुपात समायोजन गरेर निर्गत वोल्टेज स्थिर गर्छ, यसले केही महत्त्वपूर्ण फाइदा दिन्छ:
पूर्णतया स्वचालित, लोडमा वोल्टेज नियमन।
तारा-संयोजित तीन-पाशा ऑटोट्रान्सफोर्मरको प्रयोग—छोटो आकार र उच्च क्षमता (≤२००० किलोवोल्ट-एम्पियर), स्तम्भबाट स्तम्भमा स्थापना गर्न उपयुक्त छ।
सामान्य नियमन विस्तार: -१०% देखि +२०% सम्म, वोल्टेज आवश्यकतालाई पूरा गर्न पर्याप्त छ।
थ्योरिटिकल गणनाको आधारमा, मुख्य फीडरमा एक SVR-५०००/१०-७ (० देखि +२०%) स्वचालित वोल्टेज नियामक स्थापना गर्ने अनुशासन गरिएको छ। स्थापना पछि, #१४१ स्तम्भमा वोल्टेजलाई बढाउन सकिन्छ:
U₁₆₁ = U × (१०/८) = १०.५ किलोवोल्ट
जहाँ:
U₁₆₁ = स्थापना बाद नियामक स्थापना बिन्दुमा वोल्टेज
१०/८ = ० देखि +२०% समायोजन विस्तारको नियामकको अधिकतम टर्न अनुपात
क्षेत्रीय संचालनले यो सिद्ध केको छ कि SVR प्रणाली इनपुट वोल्टेज विचरणलाई विश्वसनीय रूपमा अनुसरण गर्दछ र निर्गत वोल्टेजलाई स्थिर राख्दछ, यसले निम्न वोल्टेज नियन्त्रणमा सिद्ध प्रभाव दिन्छ।
३.२.४ फाइदा विश्लेषण
नयाँ उपस्टेशन निर्माण वा चालकहरूलाई बदल्नको तुलनामा, SVR वोल्टेज नियामक स्थापना गर्ने लागि राजधानी खर्च धेरै कम गर्छ। यो न केवल रेखा वोल्टेजलाई राष्ट्रिय मानकमा पुग्न दिन्छ—सामाजिक फाइदा दिन्छ—तर स्थिर लोड शर्तहरूमा, वोल्टेज बढाउँदै रेखा विद्युत धारालाई घटाउँदै, रेखा नष्टहरू घटाउँदै र ऊर्जा बचाउँदै, उपयोगिता र आर्थिक दक्षता बढाउँदै छ।
४. निष्कर्ष
भारी भावी लोड विकास छैन भने, नजिकै ऊर्जा स्रोतहरू छैन, लामो आपूर्ति व्यास, उच्च रेखा नष्ट, भारी लोड र नजिकै भविष्यमा ३५ किलोवोल्ट उपस्टेशन निर्माण योजना छैन भने, SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज नियामकको प्रयोग एक आकर्षक विकल्प छ। यो ३५ किलोवोल्ट उपस्टेशन निर्माणको लागि अन्तिम रूपमा विलम्ब वा उस्तान गर्न सकिन्छ, र निम्न वोल्टेज गुणस्तर र ऊर्जा नष्टहरूलाई नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। यसको निवेश लागि नयाँ ३५ किलोवोल्ट उपस्टेशनको एक दहाइन्दै भन्दा कम छ, SVR समाधानले सामाजिक र आर्थिक फाइदा दिन्छ र ग्रामीण ऊर्जा जालमा व्यापक रूपमा उपयोग गर्ने लागि उचित छ।
