तुल्यकालन (प्रत्यावर्ती धारा): Difference between revisions

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एक वैकल्पिक वर्तमान विद्युत शक्ति प्रणाली में, सिंक्रनाइज़ेशन एक चलने वाले नेटवर्क के लिए जनरेटर या अन्य स्रोत की उपयोगिता आवृत्ति से मिलान करने की प्रक्रिया है। एक एसी जनरेटर विद्युत ग्रिड को बिजली नहीं दे सकता जब तक कि वह नेटवर्क के समान आवृत्ति पर नहीं चल रहा हो। यदि किसी ग्रिड के दो असंबद्ध खंडों को एक दूसरे से जोड़ा जाना है, तो वे एसी पावर का तब तक आदान-प्रदान नहीं कर सकते जब तक कि उन्हें सटीक तुल्यकालन में वापस नहीं लाया जाता।
एक '''प्रत्यावर्ती धारा''' विद्युत ऊर्जा प्रणाली में, '''सिंक्रनाइज़ेशन''' चलने वाले नेटवर्क के लिए जनरेटर या अन्य स्रोत की उपयोगिता आवृत्ति से मिलान करने की प्रक्रिया है। एसी जनरेटर विद्युत ग्रिड को विद्युत नहीं दे सकता जब तक कि वह नेटवर्क के समान आवृत्ति पर नहीं चल रहा हो। यदि किसी ग्रिड के दो असंबद्ध खंडों को दूसरे से जोड़ा जाना है, तो वे एसी ऊर्जा का तब तक आदान-प्रदान नहीं कर सकते जब तक कि उन्हें स्पष्ट सिंक्रनाइज़ेशन में वापस नहीं लाया जाता है।


एक डायरेक्ट करंट (DC) जनरेटर को नेटवर्क वोल्टेज से मेल खाने के लिए इसके ओपन-सर्किट टर्मिनल वोल्टेज को समायोजित करके, इसकी गति या इसके क्षेत्र उत्तेजना को समायोजित करके एक पावर नेटवर्क से जोड़ा जा सकता है। सटीक इंजन की गति महत्वपूर्ण नहीं है। हालांकि, एक एसी जनरेटर को नेटवर्क वोल्टेज के आयाम और समय दोनों से मेल खाना चाहिए, जिसके लिए सिंक्रनाइज़ेशन के लिए व्यवस्थित रूप से नियंत्रित करने के लिए गति और उत्तेजना दोनों की आवश्यकता होती है। यह अतिरिक्त जटिलता 1880 के दशक में धाराओं के युद्ध के दौरान एसी संचालन के खिलाफ तर्कों में से एक थी। आधुनिक ग्रिड में, जेनरेटर का सिंक्रनाइज़ेशन स्वचालित सिस्टम द्वारा किया जाता है।
एक प्रत्यक्ष धारा (डीसी) जनरेटर को नेटवर्क वोल्टेज से मेल खाने के लिए इसके ओपन-परिपथ टर्मिनल वोल्टेज को समायोजित करते है, जिसमे इसकी गति या इसके क्षेत्र उत्तेजना को समायोजित करके ऊर्जा नेटवर्क से जोड़ा जा सकता है। जो कि स्पष्ट इंजन की गति महत्वपूर्ण नहीं है। चूँकि , एसी जनरेटर को नेटवर्क वोल्टेज के आयाम और समय दोनों से मेल खाना चाहिए, जिसके लिए सिंक्रनाइज़ेशन के लिए व्यवस्थित रूप से नियंत्रित करने के लिए गति और उत्तेजना दोनों की आवश्यकता होती है। यह अतिरिक्त समिश्र्ता 1880 के दशक में धाराओं के युद्ध के समय एसी संचालन के विपरीत तर्कों में से थी। आधुनिक ग्रिड में, जेनरेटर का सिंक्रनाइज़ेशन स्वचालित प्रणाली द्वारा किया जाता है।
 
== नियम ==
सिंक्रनाइज़ेशन प्रक्रिया होने से पहले पाँच नियम पूरी होनी चाहिए। जिसमे स्रोत (जनरेटर या उप-नेटवर्क) में समान वोल्टेज, उपयोगिता आवृत्ति, चरण अनुक्रम, चरण (तरंगें), और उस प्रणाली के तरंगरूप होना चाहिए जिसके लिए इसे समकालिक किया जा रहा है।<ref name="soft">[http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6175812 Soft synchronization of dispersed generators to micro grids for smart grid applications]</ref>
 
तरंगरूप और चरण अनुक्रम जनरेटर के निर्माण और प्रणाली से उसके कनेक्शन द्वारा तय किए जाते हैं। जनरेटर की स्थापना के समय , जनरेटर टर्मिनलों और सभी नियंत्रण तारों को सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक जांच की जाती है जिससे चरणों (चरण अनुक्रम) का क्रम प्रणाली से मेल खाता हो। जो कि जनरेटर को गलत चरण अनुक्रम से जोड़ने से लघु परिपथ हो जाएगा क्योंकि प्रणाली वोल्टेज जेनरेटर टर्मिनल वोल्टेज के विपरीत होते हैं।<ref>[[Terrell Croft]] and Wilford Summers (ed), ''American Electricans' Handbook, Eleventh Edition'', McGraw Hill, New York (1987) {{ISBN|0-07-013932-6}} pages 7-45 through 7-49</ref>


== शर्तें ==
सिंक्रनाइज़ेशन प्रक्रिया होने से पहले पाँच शर्तें पूरी होनी चाहिए। स्रोत (जनरेटर या उप-नेटवर्क) में समान वोल्टेज, उपयोगिता आवृत्ति, चरण अनुक्रम, चरण (तरंगें), और उस प्रणाली के तरंगरूप होना चाहिए जिसके लिए इसे सिंक्रनाइज़ किया जा रहा है।<ref name="soft">[http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6175812 Soft synchronization of dispersed generators to micro grids for smart grid applications]</ref>
वेवफॉर्म और फेज सीक्वेंस जेनरेटर के निर्माण और सिस्टम से इसके कनेक्शन द्वारा तय किए जाते हैं। जनरेटर की स्थापना के दौरान, जनरेटर टर्मिनलों और सभी नियंत्रण तारों को सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक जांच की जाती है ताकि चरणों (चरण अनुक्रम) का क्रम सिस्टम से मेल खाता हो। जनरेटर को गलत चरण अनुक्रम से जोड़ने से शॉर्ट सर्किट हो जाएगा क्योंकि सिस्टम वोल्टेज जेनरेटर टर्मिनल वोल्टेज के विपरीत होते हैं।<ref>[[Terrell Croft]] and Wilford Summers (ed), ''American Electricans' Handbook, Eleventh Edition'', McGraw Hill, New York (1987) {{ISBN|0-07-013932-6}} pages 7-45 through 7-49</ref>
जनरेटर को ग्रिड से जोड़ने के लिए हर बार वोल्टेज, आवृत्ति और चरण कोण को नियंत्रित किया जाना चाहिए।<ref name="soft" />
जनरेटर को ग्रिड से जोड़ने के लिए हर बार वोल्टेज, आवृत्ति और चरण कोण को नियंत्रित किया जाना चाहिए।<ref name="soft" />


पावर ग्रिड से कनेक्शन के लिए जेनरेटिंग यूनिट्स में एक अंतर्निहित ड्रॉप गति नियंत्रण होता है जो उन्हें उनकी रेटिंग के अनुपात में लोड साझा करने की अनुमति देता है। कुछ जनरेटर इकाइयां, विशेष रूप से पृथक प्रणालियों में, समकालिक आवृत्ति नियंत्रण के साथ काम करती हैं, भार से स्वतंत्र निरंतर प्रणाली आवृत्ति को बनाए रखती हैं।
ऊर्जा ग्रिड से कनेक्शन के लिए जेनरेटिंग इकाई में अंतर्निहित ड्रॉप गति नियंत्रण होता है जो उन्हें उनकी रेटिंग के अनुपात में लोड साझा करने की अनुमति देता है। कुछ जनरेटर इकाइयां, विशेष रूप से पृथक प्रणालियों में, समकालिक आवृत्ति नियंत्रण के साथ काम करती हैं, जो कि भार से स्वतंत्र निरंतर प्रणाली आवृत्ति को बनाए रखती हैं।


== प्रक्रिया ==
== प्रक्रिया ==


मैन्युअल या स्वचालित तुल्यकालन के लिए घटनाओं का क्रम समान है। अपने शाफ्ट को अधिक ऊर्जा की आपूर्ति करके जनरेटर को लगभग समकालिक गति तक लाया जाता है - उदाहरण के लिए, भाप टरबाइन पर वाल्व खोलना, हाइड्रोलिक टरबाइन पर द्वार खोलना, या डीजल इंजन पर ईंधन रैक सेटिंग बढ़ाना। जनरेटर का क्षेत्र सक्रिय है और जनरेटर के टर्मिनलों पर वोल्टेज देखा जाता है और सिस्टम के साथ तुलना की जाती है। वोल्टेज परिमाण सिस्टम वोल्टेज के समान होना चाहिए।
नियमित या स्वचालित सिंक्रनाइज़ेशन के लिए घटनाओं का क्रम समान है। अपने शाफ्ट को अधिक ऊर्जा की आपूर्ति करके जनरेटर को लगभग समकालिक गति तक लाया जाता है - उदाहरण के लिए, भाप टरबाइन पर वाल्व खोलना, हाइड्रोलिक टरबाइन पर द्वार खोलना, या डीजल इंजन पर ईंधन रैक सेटिंग बढ़ाना। जिसमे जनरेटर का क्षेत्र सक्रिय है और जनरेटर के टर्मिनलों पर वोल्टेज देखा जाता है और प्रणाली के साथ तुलना की जाती है। वोल्टेज परिमाण प्रणाली वोल्टेज के समान होना चाहिए।


यदि एक मशीन थोड़ी सी फेज से बाहर है तो यह दूसरों के साथ कदम से कदम मिला लेगी, लेकिन यदि फेज का अंतर बड़ा है, तो भारी क्रॉस-करंट होंगे जो वोल्टेज में उतार-चढ़ाव का कारण बन सकते हैं और चरम मामलों में, मशीनों को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
यदि मशीन थोड़ी सी फेज से बाहर है तो यह दूसरों के साथ कदम से कदम मिला लेगी, किन्तु यदि फेज का अंतर बड़ा है, तो भारी क्रॉस-धारा होंगे जो वोल्टेज में उतार-चढ़ाव का कारण बन सकते हैं और चरम स्थितियों में, मशीनों को हानि पहुंचा सकते हैं।
[[File:Synchronoscope stack.jpg|thumb|upright| ऊपर से नीचे तक: सिंक्रोस्कोप, वाल्टमीटर, फ्रीक्वेंसी मीटर। जब दो प्रणालियों को सिंक्रनाइज़ किया जाता है, तो सिंक्रोसोप पर सूचक स्थिर होता है और सीधे ऊपर की ओर इशारा करता है।]]
[[File:Synchronoscope stack.jpg|thumb|upright| ऊपर से नीचे तक: सिंक्रोस्कोप, वाल्टमीटर, फ्रीक्वेंसी मीटर। जब दो प्रणालियों को समकालिक किया जाता है, तो सिंक्रोसोप पर सूचक स्थिर होता है और सीधे ऊपर की ओर इशारा करता है।]]


=== लैंप तुल्यकालन ===
=== लैंप तुल्यकालन ===
पूर्व में, तीन प्रकाश बल्ब जनरेटर टर्मिनलों और सिस्टम टर्मिनलों (या अधिक सामान्यतः, जनरेटर और सिस्टम से जुड़े उपकरण ट्रांसफार्मर के टर्मिनलों) के बीच जुड़े हुए थे। जैसे ही जनरेटर की गति बदलती है, रोशनी जनरेटर आवृत्ति और सिस्टम आवृत्ति के बीच अंतर के अनुपात में बीट आवृत्ति पर झिलमिलाहट करेगी। जब जनरेटर पर वोल्टेज सिस्टम वोल्टेज के विपरीत होता है (या तो चरण (तरंगों) में आगे या पीछे), लैंप उज्ज्वल होंगे। जब जनरेटर पर वोल्टेज सिस्टम वोल्टेज से मेल खाता है, रोशनी अंधेरा हो जाएगी। उस पल में, जनरेटर को सिस्टम से जोड़ने वाला सर्किट ब्रेकर बंद हो सकता है और जनरेटर तब सिस्टम के साथ तालमेल में रहेगा।<ref>Donald G. Fink and H. Wayne Beaty, ''Standard Handbook for Electrical Engineers, Eleventh Edition'', McGraw-Hill, New York, 1978, {{ISBN|0-07-020974-X}} pp. 3-64,3-65</ref>
पूर्व में, तीन प्रकाश बल्ब जनरेटर टर्मिनलों और प्रणाली टर्मिनलों (या अधिक सामान्यतः, जनरेटर और प्रणाली से जुड़े उपकरण ट्रांसफार्मर के टर्मिनलों) के बीच जुड़े हुए थे। जैसे ही जनरेटर की गति बदलती है, प्रकाश जनरेटर आवृत्ति और प्रणाली आवृत्ति के बीच अंतर के अनुपात में बीट आवृत्ति पर प्रकाशित करेगी। जब जनरेटर पर वोल्टेज प्रणाली वोल्टेज के विपरीत होता है (या तो चरण (तरंगों) में आगे या पीछे), लैंप उज्ज्वल होंगे। जब जनरेटर पर वोल्टेज प्रणाली वोल्टेज से मेल खाता है, जो कि प्रकाश अंधेरा हो जाएगी। उस पल में, जनरेटर को प्रणाली से जोड़ने वाला परिपथ ब्रेकर बंद हो सकता है और जनरेटर तब प्रणाली के साथ तालमेल में रहेगा।<ref>Donald G. Fink and H. Wayne Beaty, ''Standard Handbook for Electrical Engineers, Eleventh Edition'', McGraw-Hill, New York, 1978, {{ISBN|0-07-020974-X}} pp. 3-64,3-65</ref>
एक वैकल्पिक तकनीक ने उपरोक्त के समान योजना का उपयोग किया, सिवाय इसके कि दो लैंपों के कनेक्शन या तो जनरेटर टर्मिनलों या सिस्टम टर्मिनलों पर स्वैप किए गए थे। इस योजना में, जब जनरेटर सिस्टम के साथ तुल्यकालन में था, तो एक दीपक अंधेरा होगा, लेकिन अदला-बदली वाले दो दीपक समान चमक वाले होंगे। चमकीले लैंप की तुलना में गहरे रंग के लैंप पर सिंक्रोनाइज़ करना पसंद किया गया क्योंकि न्यूनतम चमक को पहचानना आसान था। हालाँकि, लैम्प बर्नआउट सफल सिंक्रनाइज़ेशन के लिए गलत-सकारात्मक दे सकता है।
 
एक प्रत्यावर्ती तकनीक ने उपरोक्त के समान योजना का उपयोग किया जाता है , अतिरिक्त इसके कि दो लैंपों के कनेक्शन या तो जनरेटर टर्मिनलों या प्रणाली टर्मिनलों पर विनिमय किए गए थे। इस योजना में, जब जनरेटर प्रणाली के साथ सिंक्रनाइज़ेशन में था, तो लैंप अंधेरा होगा, किन्तु अदला-बदली वाले दो लैंप समान चमक वाले होंगे। जिससे कि चमकीले लैंप की तुलना में गहरे रंग के लैंप पर सिंक्रोनाइज़ करना पसंद किया गया क्योंकि न्यूनतम चमक को पहचानना सरल था। चूँकि , लैम्प बर्नआउट सफल सिंक्रनाइज़ेशन के लिए गलत-सकारात्मक दे सकता है।


=== सिंक्रोस्कोप ===
=== सिंक्रोस्कोप ===
[[Image:Synchroscope.jpg|right|thumb|इस सिंक्रोस्कोप का उपयोग कारखाने के बिजली संयंत्र को उपयोगिता के पावर ग्रिड के साथ सिंक्रनाइज़ करने के लिए किया गया था।]]
[[Image:Synchroscope.jpg|right|thumb|इस सिंक्रोस्कोप का उपयोग कारखाने के विद्युत संयंत्र को उपयोगिता के ऊर्जा ग्रिड के साथ समकालिक करने के लिए किया गया था।]]
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{{main|सिंक्रोस्कोप}}
सिंक्रोनाइज़ेशन की एक अन्य मैनुअल विधि सिंक्रोस्कोप नामक एक उपकरण के अवलोकन पर निर्भर करती है, जो सिस्टम और जनरेटर की सापेक्ष आवृत्तियों को प्रदर्शित करता है। सिन्क्रोस्कोप का संकेतक सिस्टम के संबंध में जनरेटर की तेज या धीमी गति का संकेत देगा। जनरेटर सर्किट ब्रेकर बंद होने पर क्षणिक प्रवाह को कम करने के लिए, सामान्य अभ्यास बंद करना शुरू करना है क्योंकि सुई धीरे-धीरे इन-फेज बिंदु पर पहुंचती है। सिस्टम और जनरेटर के बीच कुछ विद्युत डिग्री की त्रुटि के परिणामस्वरूप जनरेटर की क्षणिक गति और अचानक गति परिवर्तन होगा।
 
सिंक्रनाइज़ेशन की अन्य नियमावली विधि सिंक्रोस्कोप नामक उपकरण के अवलोकन पर निर्भर करती है, जो प्रणाली और जनरेटर की सापेक्ष आवृत्तियों को प्रदर्शित करता है। सिन्क्रोस्कोप का संकेतक प्रणाली के संबंध में जनरेटर की तेज या धीमी गति का संकेत देगा। जो कि जनरेटर परिपथ ब्रेकर बंद होने पर क्षणिक प्रवाह को कम करने के लिए, सामान्य अभ्यास बंद करना प्रारंभ करना है क्योंकि सुई धीरे-धीरे इन-फेज बिंदु पर पहुंचती है। जिससे प्रणाली और जनरेटर के बीच कुछ विद्युत डिग्री की त्रुटि के परिणामस्वरूप जनरेटर की क्षणिक गति और अचानक गति परिवर्तन होगा।


=== रिले तुल्यकालन ===
=== रिले तुल्यकालन ===
सिंक्रोनाइज़िंग रिले एक सिस्टम के साथ मशीन के अनअटेंडेड सिंक्रोनाइज़ेशन की अनुमति देते हैं। आज ये डिजिटल माइक्रोप्रोसेसर उपकरण हैं, लेकिन अतीत में इलेक्ट्रोमेकैनिकल रिले सिस्टम लागू किए गए थे। प्रक्रिया से मानव प्रतिक्रिया समय को हटाने के लिए एक सिंक्रनाइज़िंग रिले उपयोगी होता है, या जब कोई मानव उपलब्ध नहीं होता है जैसे रिमोट नियंत्रित उत्पादन संयंत्र में। सिंक्रोस्कोप या लैंप को कभी-कभी स्वचालित रिले के पूरक के रूप में स्थापित किया जाता है, संभावित मैन्युअल उपयोग के लिए या उत्पादन इकाई की निगरानी के लिए।
सिंक्रनाइज़ेशन रिले प्रणाली के साथ मशीन के उपेक्षित सिंक्रनाइज़ेशन की अनुमति देते हैं। जिसमे आज ये डिजिटल माइक्रोप्रोसेसर उपकरण हैं, किन्तु पहले इलेक्ट्रोमेकैनिकल रिले प्रणाली प्रयुक्त किए गए थे। प्रक्रिया से मानव प्रतिक्रिया समय को हटाने के लिए सिंक्रनाइज़िंग रिले उपयोगी होता है, या जब कोई मानव उपलब्ध नहीं होता है जैसे रिमोट नियंत्रित उत्पादन संयंत्र में है। सिंक्रोस्कोप या लैंप को कभी-कभी स्वचालित रिले के पूरक के रूप में स्थापित किया जाता है, जो कि संभावित नियमित उपयोग के लिए या उत्पादन इकाई की निगरानी के लिए स्थापित किया जाता है।


कभी-कभी किसी मशीन के सिस्टम से आउट-ऑफ-स्टेप कनेक्शन के खिलाफ सावधानी के रूप में, एक सिंक्रो चेक रिले स्थापित किया जाता है जो जनरेटर सर्किट ब्रेकर को बंद करने से रोकता है जब तक कि मशीन सिस्टम के साथ चरण में होने के कुछ विद्युत डिग्री के भीतर न हो। सिंक्रो चेक रिले उन जगहों पर भी लागू होते हैं जहां आपूर्ति के कई स्रोत जुड़े हो सकते हैं और जहां यह महत्वपूर्ण है कि आउट-ऑफ-स्टेप स्रोत गलती से समानांतर न हों।
कभी-कभी किसी मशीन के प्रणाली से आउट-ऑफ-स्टेप कनेक्शन के विपरीत सावधानी के रूप में, सिंक्रो चेक रिले स्थापित किया जाता है जो जनरेटर परिपथ ब्रेकर को बंद करने से रोकता है जब तक कि मशीन प्रणाली के साथ चरण में होने के कुछ विद्युत डिग्री के अंदर न हो। सिंक्रो चेक रिले उन जगहों पर भी प्रयुक्त होते हैं जहां आपूर्ति के विभिन्न स्रोत जुड़े हो सकते हैं और जहां यह महत्वपूर्ण है कि आउट-ऑफ-स्टेप स्रोत गलती से समानांतर न हों।


== सिंक्रोनस ऑपरेशन ==
== तुल्यकालिक संचालन ==


जबकि जनरेटर सिंक्रनाइज़ है, सिस्टम की आवृत्ति लोड और ग्रिड से जुड़ी सभी उत्पादन इकाइयों की औसत विशेषताओं के आधार पर बदल जाएगी।<ref name="soft" />सिस्टम फ़्रीक्वेंसी में बड़े बदलाव से जनरेटर सिस्टम के साथ सिंक्रोनाइज़ेशन से बाहर हो सकता है। जनरेटर पर सुरक्षात्मक उपकरण इसे स्वचालित रूप से डिस्कनेक्ट करने के लिए काम करेंगे।
जबकि जनरेटर समकालिक है, जिसमे प्रणाली की आवृत्ति लोड और ग्रिड से जुड़ी सभी उत्पादन इकाइयों की औसत विशेषताओं के आधार पर बदल जाएगी।<ref name="soft" /> जो कि प्रणाली आवृत्ति में बड़े बदलाव से जनरेटर प्रणाली के साथ सिंक्रनाइज़ेशन से बाहर हो सकता है। जनरेटर पर सुरक्षात्मक उपकरण इसे स्वचालित रूप से समाप्त करने के लिए काम करेंगे।


== तुल्यकालिक गति ==
== तुल्यकालिक गति ==
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तुल्यकालिक मोटर्स और अल्टरनेटर के लिए तुल्यकालिक गति मशीन पर ध्रुवों की संख्या और आपूर्ति की आवृत्ति पर निर्भर करती है।
तुल्यकालिक मोटर्स और अल्टरनेटर के लिए तुल्यकालिक गति मशीन पर ध्रुवों की संख्या और आपूर्ति की आवृत्ति पर निर्भर करती है।


आपूर्ति आवृत्ति, एफ, ध्रुवों की संख्या, पी, और तुल्यकालिक गति (घूर्णन क्षेत्र की गति), एन के बीच संबंध<sub>s</sub>द्वारा दिया गया है:
आपूर्ति आवृत्ति, ''f'', ध्रुवों की संख्या, ''p'', और तुल्यकालिक गति (घूर्णन क्षेत्र की गति), ''n<sub>s</sub>'' के बीच संबंध द्वारा दिया गया है:


:<math>f = \frac{pn_s}{120\ }</math>.
:<math>f = \frac{pn_s}{120\ }</math>.
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{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|-
|-
! No. of poles
!पोल्स की संख्या
! Speed (rpm) at 50&nbsp;Hz
!गति (आरपीएम) 50 हर्ट्ज़ पर
! Speed (rpm) at 60&nbsp;Hz
!गति (आरपीएम) 60 हर्ट्ज़ पर
|-
|-
| 2
| 2
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[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category:Created On 25/01/2023]]
[[Category:Created On 25/01/2023]]
[[Category:Vigyan Ready]]

Latest revision as of 09:59, 1 December 2023

एक प्रत्यावर्ती धारा विद्युत ऊर्जा प्रणाली में, सिंक्रनाइज़ेशन चलने वाले नेटवर्क के लिए जनरेटर या अन्य स्रोत की उपयोगिता आवृत्ति से मिलान करने की प्रक्रिया है। एसी जनरेटर विद्युत ग्रिड को विद्युत नहीं दे सकता जब तक कि वह नेटवर्क के समान आवृत्ति पर नहीं चल रहा हो। यदि किसी ग्रिड के दो असंबद्ध खंडों को दूसरे से जोड़ा जाना है, तो वे एसी ऊर्जा का तब तक आदान-प्रदान नहीं कर सकते जब तक कि उन्हें स्पष्ट सिंक्रनाइज़ेशन में वापस नहीं लाया जाता है।

एक प्रत्यक्ष धारा (डीसी) जनरेटर को नेटवर्क वोल्टेज से मेल खाने के लिए इसके ओपन-परिपथ टर्मिनल वोल्टेज को समायोजित करते है, जिसमे इसकी गति या इसके क्षेत्र उत्तेजना को समायोजित करके ऊर्जा नेटवर्क से जोड़ा जा सकता है। जो कि स्पष्ट इंजन की गति महत्वपूर्ण नहीं है। चूँकि , एसी जनरेटर को नेटवर्क वोल्टेज के आयाम और समय दोनों से मेल खाना चाहिए, जिसके लिए सिंक्रनाइज़ेशन के लिए व्यवस्थित रूप से नियंत्रित करने के लिए गति और उत्तेजना दोनों की आवश्यकता होती है। यह अतिरिक्त समिश्र्ता 1880 के दशक में धाराओं के युद्ध के समय एसी संचालन के विपरीत तर्कों में से थी। आधुनिक ग्रिड में, जेनरेटर का सिंक्रनाइज़ेशन स्वचालित प्रणाली द्वारा किया जाता है।

नियम

सिंक्रनाइज़ेशन प्रक्रिया होने से पहले पाँच नियम पूरी होनी चाहिए। जिसमे स्रोत (जनरेटर या उप-नेटवर्क) में समान वोल्टेज, उपयोगिता आवृत्ति, चरण अनुक्रम, चरण (तरंगें), और उस प्रणाली के तरंगरूप होना चाहिए जिसके लिए इसे समकालिक किया जा रहा है।[1]

तरंगरूप और चरण अनुक्रम जनरेटर के निर्माण और प्रणाली से उसके कनेक्शन द्वारा तय किए जाते हैं। जनरेटर की स्थापना के समय , जनरेटर टर्मिनलों और सभी नियंत्रण तारों को सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक जांच की जाती है जिससे चरणों (चरण अनुक्रम) का क्रम प्रणाली से मेल खाता हो। जो कि जनरेटर को गलत चरण अनुक्रम से जोड़ने से लघु परिपथ हो जाएगा क्योंकि प्रणाली वोल्टेज जेनरेटर टर्मिनल वोल्टेज के विपरीत होते हैं।[2]

जनरेटर को ग्रिड से जोड़ने के लिए हर बार वोल्टेज, आवृत्ति और चरण कोण को नियंत्रित किया जाना चाहिए।[1]

ऊर्जा ग्रिड से कनेक्शन के लिए जेनरेटिंग इकाई में अंतर्निहित ड्रॉप गति नियंत्रण होता है जो उन्हें उनकी रेटिंग के अनुपात में लोड साझा करने की अनुमति देता है। कुछ जनरेटर इकाइयां, विशेष रूप से पृथक प्रणालियों में, समकालिक आवृत्ति नियंत्रण के साथ काम करती हैं, जो कि भार से स्वतंत्र निरंतर प्रणाली आवृत्ति को बनाए रखती हैं।

प्रक्रिया

नियमित या स्वचालित सिंक्रनाइज़ेशन के लिए घटनाओं का क्रम समान है। अपने शाफ्ट को अधिक ऊर्जा की आपूर्ति करके जनरेटर को लगभग समकालिक गति तक लाया जाता है - उदाहरण के लिए, भाप टरबाइन पर वाल्व खोलना, हाइड्रोलिक टरबाइन पर द्वार खोलना, या डीजल इंजन पर ईंधन रैक सेटिंग बढ़ाना। जिसमे जनरेटर का क्षेत्र सक्रिय है और जनरेटर के टर्मिनलों पर वोल्टेज देखा जाता है और प्रणाली के साथ तुलना की जाती है। वोल्टेज परिमाण प्रणाली वोल्टेज के समान होना चाहिए।

यदि मशीन थोड़ी सी फेज से बाहर है तो यह दूसरों के साथ कदम से कदम मिला लेगी, किन्तु यदि फेज का अंतर बड़ा है, तो भारी क्रॉस-धारा होंगे जो वोल्टेज में उतार-चढ़ाव का कारण बन सकते हैं और चरम स्थितियों में, मशीनों को हानि पहुंचा सकते हैं।

ऊपर से नीचे तक: सिंक्रोस्कोप, वाल्टमीटर, फ्रीक्वेंसी मीटर। जब दो प्रणालियों को समकालिक किया जाता है, तो सिंक्रोसोप पर सूचक स्थिर होता है और सीधे ऊपर की ओर इशारा करता है।

लैंप तुल्यकालन

पूर्व में, तीन प्रकाश बल्ब जनरेटर टर्मिनलों और प्रणाली टर्मिनलों (या अधिक सामान्यतः, जनरेटर और प्रणाली से जुड़े उपकरण ट्रांसफार्मर के टर्मिनलों) के बीच जुड़े हुए थे। जैसे ही जनरेटर की गति बदलती है, प्रकाश जनरेटर आवृत्ति और प्रणाली आवृत्ति के बीच अंतर के अनुपात में बीट आवृत्ति पर प्रकाशित करेगी। जब जनरेटर पर वोल्टेज प्रणाली वोल्टेज के विपरीत होता है (या तो चरण (तरंगों) में आगे या पीछे), लैंप उज्ज्वल होंगे। जब जनरेटर पर वोल्टेज प्रणाली वोल्टेज से मेल खाता है, जो कि प्रकाश अंधेरा हो जाएगी। उस पल में, जनरेटर को प्रणाली से जोड़ने वाला परिपथ ब्रेकर बंद हो सकता है और जनरेटर तब प्रणाली के साथ तालमेल में रहेगा।[3]

एक प्रत्यावर्ती तकनीक ने उपरोक्त के समान योजना का उपयोग किया जाता है , अतिरिक्त इसके कि दो लैंपों के कनेक्शन या तो जनरेटर टर्मिनलों या प्रणाली टर्मिनलों पर विनिमय किए गए थे। इस योजना में, जब जनरेटर प्रणाली के साथ सिंक्रनाइज़ेशन में था, तो लैंप अंधेरा होगा, किन्तु अदला-बदली वाले दो लैंप समान चमक वाले होंगे। जिससे कि चमकीले लैंप की तुलना में गहरे रंग के लैंप पर सिंक्रोनाइज़ करना पसंद किया गया क्योंकि न्यूनतम चमक को पहचानना सरल था। चूँकि , लैम्प बर्नआउट सफल सिंक्रनाइज़ेशन के लिए गलत-सकारात्मक दे सकता है।

सिंक्रोस्कोप

इस सिंक्रोस्कोप का उपयोग कारखाने के विद्युत संयंत्र को उपयोगिता के ऊर्जा ग्रिड के साथ समकालिक करने के लिए किया गया था।
Main article: सिंक्रोस्कोप

सिंक्रनाइज़ेशन की अन्य नियमावली विधि सिंक्रोस्कोप नामक उपकरण के अवलोकन पर निर्भर करती है, जो प्रणाली और जनरेटर की सापेक्ष आवृत्तियों को प्रदर्शित करता है। सिन्क्रोस्कोप का संकेतक प्रणाली के संबंध में जनरेटर की तेज या धीमी गति का संकेत देगा। जो कि जनरेटर परिपथ ब्रेकर बंद होने पर क्षणिक प्रवाह को कम करने के लिए, सामान्य अभ्यास बंद करना प्रारंभ करना है क्योंकि सुई धीरे-धीरे इन-फेज बिंदु पर पहुंचती है। जिससे प्रणाली और जनरेटर के बीच कुछ विद्युत डिग्री की त्रुटि के परिणामस्वरूप जनरेटर की क्षणिक गति और अचानक गति परिवर्तन होगा।

रिले तुल्यकालन

सिंक्रनाइज़ेशन रिले प्रणाली के साथ मशीन के उपेक्षित सिंक्रनाइज़ेशन की अनुमति देते हैं। जिसमे आज ये डिजिटल माइक्रोप्रोसेसर उपकरण हैं, किन्तु पहले इलेक्ट्रोमेकैनिकल रिले प्रणाली प्रयुक्त किए गए थे। प्रक्रिया से मानव प्रतिक्रिया समय को हटाने के लिए सिंक्रनाइज़िंग रिले उपयोगी होता है, या जब कोई मानव उपलब्ध नहीं होता है जैसे रिमोट नियंत्रित उत्पादन संयंत्र में है। सिंक्रोस्कोप या लैंप को कभी-कभी स्वचालित रिले के पूरक के रूप में स्थापित किया जाता है, जो कि संभावित नियमित उपयोग के लिए या उत्पादन इकाई की निगरानी के लिए स्थापित किया जाता है।

कभी-कभी किसी मशीन के प्रणाली से आउट-ऑफ-स्टेप कनेक्शन के विपरीत सावधानी के रूप में, सिंक्रो चेक रिले स्थापित किया जाता है जो जनरेटर परिपथ ब्रेकर को बंद करने से रोकता है जब तक कि मशीन प्रणाली के साथ चरण में होने के कुछ विद्युत डिग्री के अंदर न हो। सिंक्रो चेक रिले उन जगहों पर भी प्रयुक्त होते हैं जहां आपूर्ति के विभिन्न स्रोत जुड़े हो सकते हैं और जहां यह महत्वपूर्ण है कि आउट-ऑफ-स्टेप स्रोत गलती से समानांतर न हों।

तुल्यकालिक संचालन

जबकि जनरेटर समकालिक है, जिसमे प्रणाली की आवृत्ति लोड और ग्रिड से जुड़ी सभी उत्पादन इकाइयों की औसत विशेषताओं के आधार पर बदल जाएगी।[1] जो कि प्रणाली आवृत्ति में बड़े बदलाव से जनरेटर प्रणाली के साथ सिंक्रनाइज़ेशन से बाहर हो सकता है। जनरेटर पर सुरक्षात्मक उपकरण इसे स्वचालित रूप से समाप्त करने के लिए काम करेंगे।

तुल्यकालिक गति

तुल्यकालिक मोटर्स और अल्टरनेटर के लिए तुल्यकालिक गति मशीन पर ध्रुवों की संख्या और आपूर्ति की आवृत्ति पर निर्भर करती है।

आपूर्ति आवृत्ति, f, ध्रुवों की संख्या, p, और तुल्यकालिक गति (घूर्णन क्षेत्र की गति), ns के बीच संबंध द्वारा दिया गया है:

.

निम्न तालिका में, आवृत्तियों को हर्ट्ज़ (हर्ट्ज) और घूर्णन गति प्रति मिनट (आरपीएम) में दिखाया गया है:

पोल्स की संख्या गति (आरपीएम) 50 हर्ट्ज़ पर गति (आरपीएम) 60 हर्ट्ज़ पर
2 3,000 3,600
4 1,500 1,800
6 1,000 1,200
8 750 900
10 600 720
12 500 600
14 429 514
16 375 450
18 333 400
20 300 360
22 273 327
24 250 300
26 231 277
28 214 257
30 200 240


यह भी देखें

  • चरण तुल्यकालन

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 Soft synchronization of dispersed generators to micro grids for smart grid applications
  2. ↑ Terrell Croft and Wilford Summers (ed), American Electricans' Handbook, Eleventh Edition, McGraw Hill, New York (1987) ISBN 0-07-013932-6 pages 7-45 through 7-49
  3. ↑ Donald G. Fink and H. Wayne Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers, Eleventh Edition, McGraw-Hill, New York, 1978, ISBN 0-07-020974-X pp. 3-64,3-65


स्रोत

  • द इलेक्ट्रिकल ईयर बुक 1937, एम्मॉट एंड कंपनी लिमिटेड, मैनचेस्टर, इंग्लैंड द्वारा प्रकाशित, पीपी 53-57 और 72

बाहरी कड़ियाँ

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