मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (एमआयटी) मधील गणितज्ञ आर्थर मॅटक यांनी एकदा सांगितले की, "नॉन-लाइनरिटी म्हणजे ते सोडवणे कठीण आहे."परंतु जेव्हा विद्युत भारांवर नॉनलाइनरिटी लागू केली जाते तेव्हा त्याकडे लक्ष दिले पाहिजे, कारण ते हार्मोनिक प्रवाह निर्माण करते आणि वीज वितरणावर नकारात्मक परिणाम करते - आणि ते महाग आहे.येथे, Marek Lukaszczyk, WEG चे युरोपियन आणि मिडल ईस्ट मार्केटिंग मॅनेजर, मोटर आणि ड्राईव्ह तंत्रज्ञानाचे जागतिक उत्पादक आणि पुरवठादार, इन्व्हर्टर ऍप्लिकेशन्समध्ये हार्मोनिक्स कसे कमी करायचे ते स्पष्ट करतात.
फ्लोरोसेंट दिवे, स्विचिंग पॉवर सप्लाय, इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस, रेक्टिफायर्स आणि फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर.हे सर्व नॉन-लिनियर लोड असलेल्या उपकरणांची उदाहरणे आहेत, याचा अर्थ असा होतो की डिव्हाइस अचानक लहान नाडीच्या स्वरूपात व्होल्टेज आणि विद्युत् प्रवाह शोषून घेते.ते रेखीय भार असलेल्या उपकरणांपेक्षा भिन्न आहेत—जसे की मोटर्स, स्पेस हीटर्स, ऊर्जा देणारे ट्रान्सफॉर्मर आणि इनॅन्डेन्सेंट बल्ब.रेखीय भारांसाठी, व्होल्टेज आणि करंट वेव्हफॉर्म्समधील संबंध सायनसॉइडल असतो आणि कोणत्याही वेळी प्रवाह हा ओहमच्या नियमाद्वारे व्यक्त केलेल्या व्होल्टेजच्या प्रमाणात असतो.
सर्व गैर-रेखीय भारांची एक समस्या अशी आहे की ते हार्मोनिक प्रवाह निर्माण करतात.हार्मोनिक्स हे फ्रिक्वेन्सी घटक आहेत जे सामान्यतः वीज पुरवठ्याच्या मूलभूत वारंवारतेपेक्षा जास्त असतात, 50 किंवा 60 हर्ट्झ (हर्ट्झ) च्या दरम्यान असतात आणि मूलभूत प्रवाहात जोडले जातात.या अतिरिक्त प्रवाहांमुळे सिस्टम व्होल्टेज वेव्हफॉर्मचे विकृतीकरण होईल आणि त्याचे पॉवर फॅक्टर कमी होईल.
विद्युत प्रणालीमध्ये वाहणारे हार्मोनिक प्रवाह इतर भारांसह इंटरकनेक्शन पॉईंट्सवर व्होल्टेज विरूपण आणि केबल्सचे जास्त गरम होणे यासारखे इतर अनिष्ट परिणाम निर्माण करू शकतात.या प्रकरणांमध्ये, एकूण हार्मोनिक विरूपण (THD) मापन हार्मोनिक्समुळे किती व्होल्टेज किंवा वर्तमान विकृती आहे हे सांगू शकते.
या लेखात, ऊर्जा गुणवत्तेची समस्या निर्माण करणार्‍या घटनांचे अचूक निरीक्षण आणि अर्थ लावण्यासाठी औद्योगिक शिफारशींच्या आधारे आम्ही इन्व्हर्टर ऍप्लिकेशन्समध्ये हार्मोनिक्स कसे कमी करावे याचा अभ्यास करू.
यूके एनर्जी नेटवर्क असोसिएशन (ENA) च्या अभियांत्रिकी शिफारस (EREC) G5 चा वापर ट्रान्समिशन सिस्टम आणि वितरण नेटवर्कमध्ये हार्मोनिक व्होल्टेज विकृती व्यवस्थापित करण्यासाठी एक चांगला सराव म्हणून करते.युरोपियन युनियनमध्ये, या शिफारशी सहसा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कंपॅटिबिलिटी (EMC) निर्देशांमध्ये असतात, ज्यामध्ये विविध आंतरराष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमिशन (IEC) मानकांचा समावेश असतो, जसे की IEC 60050. IEEE 519 हे सामान्यतः उत्तर अमेरिकन मानक आहे, परंतु हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की IEEE 519 वैयक्तिक उपकरणांऐवजी वितरण प्रणालीवर लक्ष केंद्रित करते.
एकदा सिम्युलेशन किंवा मापनाद्वारे हार्मोनिक पातळी निर्धारित केल्या गेल्या की, स्वीकार्य मर्यादेत ठेवण्यासाठी त्यांना कमी करण्याचे अनेक मार्ग आहेत.पण स्वीकार्य मर्यादा काय आहे?
सर्व हार्मोनिक्स काढून टाकणे आर्थिकदृष्ट्या शक्य किंवा अशक्य नसल्यामुळे, दोन EMC आंतरराष्ट्रीय मानके आहेत जी हार्मोनिक प्रवाहाचे कमाल मूल्य निर्दिष्ट करून वीज पुरवठा व्होल्टेजच्या विकृतीला मर्यादित करतात.ते IEC 61000-3-2 मानक आहेत, प्रति फेज 16 A (A) आणि ≤ 75 A पर्यंत रेट केलेले प्रवाह असलेल्या उपकरणांसाठी योग्य आहेत आणि IEC 61000-3-12 मानक आहेत, 16 A वरील उपकरणांसाठी योग्य आहेत.
व्होल्टेज हार्मोनिक्सची मर्यादा बिंदू ऑफ कॉमन कपलिंग (PCC) चे THD (V) ≤ 5% वर ठेवणे आवश्यक आहे.PCC हा पॉईंट आहे जेथे वीज वितरण प्रणालीचे विद्युत वाहक ग्राहक कंडक्टर आणि ग्राहक आणि वीज वितरण प्रणाली यांच्यातील कोणत्याही विद्युत वाहकांशी जोडलेले असतात.
अनेक अनुप्रयोगांसाठी ≤ 5% ची शिफारस ही एकमेव आवश्यकता म्हणून वापरली गेली आहे.म्हणूनच अनेक प्रकरणांमध्ये, 6-पल्स रेक्टिफायर आणि इनपुट रिअॅक्टन्स किंवा डायरेक्ट करंट (DC) लिंक इंडक्टरसह इन्व्हर्टर वापरणे जास्तीत जास्त व्होल्टेज विरूपण शिफारसी पूर्ण करण्यासाठी पुरेसे आहे.अर्थात, लिंकमध्ये इंडक्टर नसलेल्या 6-पल्स इन्व्हर्टरच्या तुलनेत, DC लिंक इंडक्टरसह (जसे की WEG चे स्वतःचे CFW11, CFW700 आणि CFW500) इन्व्हर्टर वापरल्याने हार्मोनिक रेडिएशन लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकते.
अन्यथा, इन्व्हर्टर ऍप्लिकेशन्समध्ये सिस्टम हार्मोनिक्स कमी करण्यासाठी इतर अनेक पर्याय आहेत, जे आम्ही येथे सादर करू.
हार्मोनिक्स कमी करण्याचा एक उपाय म्हणजे 12-पल्स रेक्टिफायरसह इन्व्हर्टर वापरणे.तथापि, ही पद्धत सामान्यतः केवळ तेव्हाच वापरली जाते जेव्हा ट्रान्सफॉर्मर आधीपासूनच स्थापित केला जातो;एकाच DC लिंकशी जोडलेल्या अनेक इन्व्हर्टरसाठी;किंवा नवीन इन्स्टॉलेशनसाठी इन्व्हर्टरला समर्पित ट्रान्सफॉर्मर आवश्यक असल्यास.याव्यतिरिक्त, हे समाधान सामान्यतः 500 किलोवॅट (kW) पेक्षा जास्त असलेल्या शक्तीसाठी योग्य आहे.
दुसरी पद्धत म्हणजे इनपुटवर निष्क्रिय फिल्टरसह 6-पल्स अॅक्टिव्ह करंट (AC) ड्राइव्ह इन्व्हर्टर वापरणे.ही पद्धत विविध व्होल्टेज पातळी-मध्यम (MV), उच्च व्होल्टेज (HV) आणि अतिरिक्त उच्च व्होल्टेज (EHV) यांच्यातील हार्मोनिक व्होल्टेजचे समन्वय करू शकते - आणि सुसंगततेला समर्थन देते आणि ग्राहकांच्या संवेदनशील उपकरणांवर होणारे प्रतिकूल परिणाम दूर करते.हार्मोनिक्स कमी करण्यासाठी हा पारंपारिक उपाय असला तरी, यामुळे उष्णता कमी होईल आणि पॉवर फॅक्टर कमी होईल.
हे आम्हाला हार्मोनिक्स कमी करण्यासाठी अधिक किफायतशीर मार्गाकडे आणते: 18-पल्स रेक्टिफायरसह इन्व्हर्टर वापरा, किंवा विशेषतः 18-पल्स रेक्टिफायर आणि फेज-शिफ्टिंग ट्रान्सफॉर्मरद्वारे डीसी लिंकद्वारे समर्थित DC-AC ड्राइव्ह वापरा.पल्स रेक्टिफायर हे 12-पल्स असो किंवा 18-पल्स असो त्याच सोल्युशन आहे.जरी हा हार्मोनिक्स कमी करण्यासाठी एक पारंपारिक उपाय आहे, त्याच्या उच्च किंमतीमुळे, हे सहसा फक्त तेव्हाच वापरले जाते जेव्हा ट्रान्सफॉर्मर स्थापित केला जातो किंवा नवीन स्थापनेसाठी इन्व्हर्टरसाठी विशेष ट्रान्सफॉर्मर आवश्यक असतो.शक्ती सामान्यतः 500 किलोवॅटपेक्षा जास्त असते.
काही हार्मोनिक सप्रेशन पद्धती उष्णतेचे नुकसान वाढवतात आणि पॉवर फॅक्टर कमी करतात, तर इतर पद्धती सिस्टम कार्यप्रदर्शन सुधारू शकतात.6-पल्स एसी ड्राइव्हसह WEG सक्रिय फिल्टर वापरणे हा एक चांगला उपाय आहे.विविध उपकरणांद्वारे व्युत्पन्न केलेले हार्मोनिक्स दूर करण्यासाठी हा एक उत्कृष्ट उपाय आहे
शेवटी, जेव्हा ग्रीडमध्ये वीज पुन्हा निर्माण केली जाऊ शकते, किंवा जेव्हा एकाच डीसी लिंकद्वारे अनेक मोटर्स चालविल्या जातात तेव्हा दुसरा उपाय आकर्षक असतो.म्हणजेच, सक्रिय फ्रंट एंड (AFE) रीजनरेटिव्ह ड्राइव्ह आणि LCL फिल्टर वापरले जातात.या प्रकरणात, ड्राइव्हरकडे इनपुटवर एक सक्रिय रेक्टिफायर आहे आणि शिफारस केलेल्या मर्यादांचे पालन करतो.
DC लिंक नसलेल्या इन्व्हर्टरसाठी-जसे की WEG चे स्वतःचे CFW500, CFW300, CFW100 आणि MW500 इनव्हर्टर-हार्मोनिक्स कमी करण्याची गुरुकिल्ली म्हणजे नेटवर्क रिअॅक्टन्स.हे केवळ हार्मोनिक समस्येचे निराकरण करत नाही, तर इन्व्हर्टरच्या प्रतिक्रियात्मक भागामध्ये ऊर्जा साठवून ठेवण्याची आणि अप्रभावी बनण्याची समस्या देखील सोडवते.नेटवर्क रिअॅक्टन्सच्या मदतीने, रेझोनंट नेटवर्कद्वारे लोड केलेले उच्च-फ्रिक्वेंसी सिंगल-फेज इन्व्हर्टर कंट्रोलेबल रिअॅक्टन्स साकारण्यासाठी वापरले जाऊ शकते.या पद्धतीचा फायदा असा आहे की अभिक्रिया घटकामध्ये साठवलेली ऊर्जा कमी असते आणि हार्मोनिक विकृती कमी असते.
हार्मोनिक्स हाताळण्याचे इतर व्यावहारिक मार्ग आहेत.एक म्हणजे नॉन-लिनियर भारांच्या तुलनेत रेखीय भारांची संख्या वाढवणे.दुसरी पद्धत म्हणजे रेखीय आणि नॉन-रेखीय भारांसाठी वीज पुरवठा प्रणाली विभक्त करणे जेणेकरून 5% आणि 10% दरम्यान भिन्न व्होल्टेज THD मर्यादा असतील.ही पद्धत उपरोक्त अभियांत्रिकी शिफारसींचे पालन करते (EREC) G5 आणि EREC G97, ज्याचा उपयोग नॉनलाइनर आणि रेझोनंट प्लांट्स आणि उपकरणांच्या हार्मोनिक व्होल्टेज विकृतीचे मूल्यांकन करण्यासाठी केला जातो.
दुसरी पद्धत म्हणजे मोठ्या संख्येने कडधान्यांसह रेक्टिफायर वापरणे आणि एकाधिक दुय्यम टप्प्यांसह ट्रान्सफॉर्मरमध्ये फीड करणे.आवश्यक आउटपुट व्होल्टेज स्तर प्रदान करण्यासाठी किंवा आउटपुटवर एकाधिक भार चालविण्यासाठी एकाधिक प्राथमिक किंवा दुय्यम विंडिंग असलेले मल्टी-वाइंडिंग ट्रान्सफॉर्मर एका विशिष्ट प्रकारच्या कॉन्फिगरेशनमध्ये एकमेकांशी जोडले जाऊ शकतात, ज्यामुळे वीज वितरण आणि लवचिकता प्रणालीमध्ये अधिक पर्याय उपलब्ध होतात.
शेवटी, वर नमूद केलेल्या AFE चे रीजनरेटिव्ह ड्राइव्ह ऑपरेशन आहे.बेसिक एसी ड्राईव्ह नूतनीकरणीय नसतात, याचा अर्थ ते उर्जा स्त्रोताकडे ऊर्जा परत करू शकत नाहीत - हे विशेषतः पुरेसे नाही, कारण काही अनुप्रयोगांमध्ये, परत केलेली ऊर्जा पुनर्प्राप्त करणे ही एक विशिष्ट आवश्यकता असते.पुनरुत्पादक ऊर्जा AC उर्जा स्त्रोताकडे परत करणे आवश्यक असल्यास, ही पुनर्जन्म ड्राइव्हची भूमिका आहे.साधे रेक्टिफायर एएफई इनव्हर्टरने बदलले जातात आणि अशा प्रकारे ऊर्जा पुनर्प्राप्त केली जाऊ शकते.
या पद्धती हार्मोनिक्सचा सामना करण्यासाठी विविध पर्याय प्रदान करतात आणि विविध प्रकारच्या वीज वितरण प्रणालींसाठी योग्य आहेत.परंतु ते विविध ऍप्लिकेशन्समध्ये ऊर्जा आणि खर्चात लक्षणीय बचत करू शकतात आणि आंतरराष्ट्रीय मानकांचे पालन करू शकतात.ही उदाहरणे दाखवतात की जोपर्यंत योग्य इन्व्हर्टर तंत्रज्ञान वापरले जाते, तोपर्यंत नॉन-लाइनरिटी समस्या सोडवणे कठीण होणार नाही.
For more information, please contact: WEG (UK) LtdBroad Ground RoadLakesideRedditch WorcestershireB98 8YPT Tel: +44 (0)1527 513800 Email: info-uk@weg.net Website: https://www.weg.net
प्रक्रिया आणि नियंत्रण आज सबमिट केलेल्या किंवा बाह्यरित्या उत्पादित केलेल्या लेख आणि प्रतिमांच्या सामग्रीसाठी जबाबदार नाही.या लेखात असलेल्या कोणत्याही त्रुटी किंवा चुकांची माहिती देणारा ईमेल पाठवण्यासाठी येथे क्लिक करा.