वोल्टेज अनुकूलन: Difference between revisions
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वोल्टेज अनुकूलन ऊर्जा उपभोक्ता द्वारा ऊर्जा उपयोग, बिजली की मांग और प्रतिक्रियाशील बिजली की मांग को कम करने के लिए प्राप्त वोल्टेज में व्यवस्थित नियंत्रित कमी को दिया गया शब्द है। जबकि कुछ वोल्टेज 'अनुकूलन' उपकरणों में निश्चित वोल्टेज समायोजन होता है, अन्य इलेक्ट्रॉनिक रूप से वोल्टेज को स्वचालित रूप से नियंत्रित करते हैं। | |||
वोल्टेज अनुकूलन | |||
वोल्टेज ऑप्टिमाइज़ेशन सिस्टम आमतौर पर | वोल्टेज ऑप्टिमाइज़ेशन सिस्टम आमतौर पर इमारत में मुख्य विद्युत आपूर्ति के साथ श्रृंखला में स्थापित होते हैं, जिससे इसके सभी विद्युत उपकरण अनुकूलित आपूर्ति से लाभ उठा सकते हैं। | ||
== पृष्ठभूमि == | == पृष्ठभूमि == | ||
वोल्टेज अनुकूलन | वोल्टेज अनुकूलन विद्युत ऊर्जा बचत तकनीक है जो मुख्य रूप से साइट के उपकरण के लिए कम आपूर्ति वोल्टेज प्रदान करने के लिए मुख्य बिजली आपूर्ति के साथ श्रृंखला में स्थापित की जाती है। आमतौर पर, वोल्टेज अनुकूलन चरण वोल्टेज को संतुलित करके और आपूर्ति से हार्मोनिक्स और ट्रांजिस्टर को फ़िल्टर करके बिजली की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है, हालांकि हमेशा नहीं। वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र अनिवार्य रूप से [[ट्रांसफार्मर]] होते हैं जिनका उपयोग कच्चे मुख्य आपूर्ति से कम वोल्टेज पर बिजली देने के लिए किया जाता है। | ||
वोल्टेज ऑप्टिमाइज़ेशन शब्द का अक्सर दुरुपयोग किया जाता है, क्योंकि यह शब्द कुछ प्रकार के चयनात्मक वोल्टेज में कमी का अर्थ है, जो | वोल्टेज ऑप्टिमाइज़ेशन शब्द का अक्सर दुरुपयोग किया जाता है, क्योंकि यह शब्द कुछ प्रकार के चयनात्मक वोल्टेज में कमी का अर्थ है, जो इमारत के भीतर ऊर्जा की खपत में सुधार करेगा, जबकि आम तौर पर इन इकाइयों में बॉक्स के भीतर ट्रांसफॉर्मर होता है, जिसमें कोई चयन नहीं होता है और सभी आपूर्ति पर वोल्टेज गिर जाता है। , इससे व्यावसायिक लाभ मिलेगा या नहीं। कुछ वीओ इकाइयां उच्च आवृत्ति प्रकाश सर्किट पर स्थापित की गई हैं, जो बहुत कम या कोई व्यावसायिक लाभ प्रदान नहीं करती हैं, इसलिए इस शब्द का उपयोग करते समय सावधान रहना चाहिए। | ||
अधिकांश वीओ इकाइयां वाणिज्यिक परिसरों में कच्चे मुख्य ट्रांसफॉर्मर और मुख्य कम वोल्टेज वितरण बोर्ड के बीच स्थापित की जाती हैं। हालाँकि, यह कोई चयनात्मकता प्रदान नहीं करता है और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के संदर्भ में इसे | अधिकांश वीओ इकाइयां वाणिज्यिक परिसरों में कच्चे मुख्य ट्रांसफॉर्मर और मुख्य कम वोल्टेज वितरण बोर्ड के बीच स्थापित की जाती हैं। हालाँकि, यह कोई चयनात्मकता प्रदान नहीं करता है और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के संदर्भ में इसे खराब समाधान माना जाता है। सुविधाओं के प्रबंधक और वीओ कंपनी द्वारा पूर्ण अध्ययन किया जाना चाहिए, यह चुनने के लिए कि कौन सी आपूर्ति वोल्टेज को कम करके मालिक को लाभान्वित कर सकती है और कौन सी आपूर्ति से कोई व्यावसायिक लाभ नहीं होगा। इस तरह से मालिक केवल सही आकार का VO खरीदता है, न कि सभी आपूर्तियों के लिए। सभी आपूर्तियों को 'इष्टतम' करने के लिए वीओ यूनिट स्थापित करने से निवेश पर अधिक लाभ मिलेगा, पूंजी परिव्यय अधिक होगा और कम व्यावसायिक समझ में आएगा। | ||
=== यूनाइटेड किंगडम === | === यूनाइटेड किंगडम === | ||
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विद्युत सुरक्षा, गुणवत्ता और निरंतरता विनियम 2002 के अनुसार यूनाइटेड किंगडम में घोषित कम वोल्टेज बिजली की आपूर्ति अब +10% से -6% की सहनशीलता के साथ 230 V है। इसका मतलब है कि स्थानीय परिस्थितियों के आधार पर आपूर्ति वोल्टेज सैद्धांतिक रूप से 216 वी और 253 वी के बीच कहीं भी हो सकता है। हालांकि, राष्ट्रीय ग्रिड (मुख्य भूमि यूके में) से आपूर्ति की जाने वाली औसत वोल्टेज 242 वी है,<ref>{{Cite web| url=http://www.elexon.co.uk/documents/Participating_in_the_Market/Unmetered_Supplies_-_UMSUG/Draft_UMSUG_Minutes_November_v1.0.pdf | title=Elexon अनमीटर्ड आपूर्ति उपयोगकर्ता समूह| date=2007-11-14}}</ref> 218-222 V के विशिष्ट यूरोपीय वोल्टेज की तुलना में। (उत्तरी आयरलैंड में औसत आपूर्ति वोल्टेज लगभग 239 V है, और आयरलैंड गणराज्य में 235 V है।<ref>{{Cite web| url=http://www.voltageoptimisation.com/SiteVoltages.aspx | title=Measured site voltages in Ireland}}</ref>) | विद्युत सुरक्षा, गुणवत्ता और निरंतरता विनियम 2002 के अनुसार यूनाइटेड किंगडम में घोषित कम वोल्टेज बिजली की आपूर्ति अब +10% से -6% की सहनशीलता के साथ 230 V है। इसका मतलब है कि स्थानीय परिस्थितियों के आधार पर आपूर्ति वोल्टेज सैद्धांतिक रूप से 216 वी और 253 वी के बीच कहीं भी हो सकता है। हालांकि, राष्ट्रीय ग्रिड (मुख्य भूमि यूके में) से आपूर्ति की जाने वाली औसत वोल्टेज 242 वी है,<ref>{{Cite web| url=http://www.elexon.co.uk/documents/Participating_in_the_Market/Unmetered_Supplies_-_UMSUG/Draft_UMSUG_Minutes_November_v1.0.pdf | title=Elexon अनमीटर्ड आपूर्ति उपयोगकर्ता समूह| date=2007-11-14}}</ref> 218-222 V के विशिष्ट यूरोपीय वोल्टेज की तुलना में। (उत्तरी आयरलैंड में औसत आपूर्ति वोल्टेज लगभग 239 V है, और आयरलैंड गणराज्य में 235 V है।<ref>{{Cite web| url=http://www.voltageoptimisation.com/SiteVoltages.aspx | title=Measured site voltages in Ireland}}</ref>) | ||
यूके के लिए निर्मित पुराने बिजली के उपकरणों को 240 वी पर रेट किया गया था, और कॉन्टिनेंटल यूरोप के लिए निर्मित पुराने उपकरणों को 220 वी पर रेट किया गया था (दुनिया भर में मेन्स पावर देखें)। नए उपकरणों को 230 वी के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। पुराने परिसरों में उपकरणों का मिश्रण मिलने की संभावना है। ईयू के भीतर बाजार पर रखे गए सभी उपकरण। 1995 में वोल्टेज सामंजस्य के बाद से 230 V +/- 10% की सीमा के भीतर वोल्टेज पर संतोषजनक ढंग से काम करना चाहिए। 220 V पर रेट किए गए उपकरण को संतोषजनक रूप से 200 V तक संचालित करना चाहिए।<ref name="Chen">{{Cite book|title= विद्युत भार के संचालन और दक्षता पर कम वोल्टेज का प्रभाव|last= Chen |first= M.S. |author2=R.R. Shoults |author3=J. Fitzer |publisher = EPRI, Arlington, University of Texas |year=1981}}</ref> वैधानिक वोल्टेज रेंज के निचले सिरे पर आपूर्ति वोल्टेज को कुशलतापूर्वक लाकर, वोल्टेज अनुकूलन तकनीक लगभग 13% की औसत ऊर्जा बचत प्राप्त कर सकती है। | यूके के लिए निर्मित पुराने बिजली के उपकरणों को 240 वी पर रेट किया गया था, और कॉन्टिनेंटल यूरोप के लिए निर्मित पुराने उपकरणों को 220 वी पर रेट किया गया था (दुनिया भर में मेन्स पावर देखें)। नए उपकरणों को 230 वी के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। पुराने परिसरों में उपकरणों का मिश्रण मिलने की संभावना है। ईयू के भीतर बाजार पर रखे गए सभी उपकरण। 1995 में वोल्टेज सामंजस्य के बाद से 230 V +/- 10% की सीमा के भीतर वोल्टेज पर संतोषजनक ढंग से काम करना चाहिए। 220 V पर रेट किए गए उपकरण को संतोषजनक रूप से 200 V तक संचालित करना चाहिए।<ref name="Chen">{{Cite book|title= विद्युत भार के संचालन और दक्षता पर कम वोल्टेज का प्रभाव|last= Chen |first= M.S. |author2=R.R. Shoults |author3=J. Fitzer |publisher = EPRI, Arlington, University of Texas |year=1981}}</ref> वैधानिक वोल्टेज रेंज के निचले सिरे पर आपूर्ति वोल्टेज को कुशलतापूर्वक लाकर, वोल्टेज अनुकूलन तकनीक लगभग 13% की औसत ऊर्जा बचत प्राप्त कर सकती है। . | ||
शुद्ध प्रतिरोध भार के मामले में वोल्टेज जितना अधिक होगा बिजली की खपत उतनी ही अधिक होगी। वोल्टेज में कमी घरेलू उपकरणों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा को प्रभावित नहीं करती है, जो केटल्स और टोस्टर जैसे उपकरणों को छोड़कर प्रतिरोधक भार का उपयोग करते हैं, जो वायुमंडलीय नुकसान के कारण अपना काम करने में अधिक समय लेंगे। वीओ इकाइयों को स्थापित करते समय मुख्य व्यावसायिक लाभ आगमनात्मक भार पर होता है, जैसे मोटर जो पंप, पंखे और इसी तरह चलाते हैं। | शुद्ध प्रतिरोध भार के मामले में वोल्टेज जितना अधिक होगा बिजली की खपत उतनी ही अधिक होगी। वोल्टेज में कमी घरेलू उपकरणों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा को प्रभावित नहीं करती है, जो केटल्स और टोस्टर जैसे उपकरणों को छोड़कर प्रतिरोधक भार का उपयोग करते हैं, जो वायुमंडलीय नुकसान के कारण अपना काम करने में अधिक समय लेंगे। वीओ इकाइयों को स्थापित करते समय मुख्य व्यावसायिक लाभ आगमनात्मक भार पर होता है, जैसे मोटर जो पंप, पंखे और इसी तरह चलाते हैं। घर में, बिजली के बिलों पर संभावित ऊर्जा बचत 12% तक हो सकती है। वीओ डिवाइस बिजली की खपत पर बचत को अधिकतम करने के लिए वोल्टेज को सबसे कुशल स्तर तक कम कर देगा, इसलिए आप देख सकते हैं कि कुछ चीजों में थोड़ा अधिक समय लग सकता है, जैसे कि केतली को उबलने में थोड़ा अधिक समय लग सकता है।<ref name="Hood 2004">{{cite web|last=Hood|first=G.K.|title=बिजली की खपत और घरेलू घर की ऊर्जा लागत पर वोल्टेज भिन्नता का प्रभाव|url=http://itee.uq.edu.au/~aupec/aupec04/papers/PaperID77.pdf|work=Paper presented to the Australasian Universities' Power Engineering Conference (AUPEC 2004)|publisher=School of Science and Engineering, University of Ballarat|access-date=13 May 2011|author-link=बिजली की खपत और घरेलू घर की ऊर्जा लागत पर वोल्टेज भिन्नता का प्रभाव|date=26–29 September 2004}}</ref> | ||
यह | यह आम ग़लतफ़हमी है कि फ्रिज और फ़्रीज़र वोल्टेज अनुकूलन के माध्यम से बचत प्रदान नहीं करते हैं क्योंकि उनमें थर्मोस्टेट लगा होता है। फ्रिज और फ्रीजर प्रतिरोधी ताप उपकरणों से पूरी तरह अलग तरीके से काम करते हैं। यदि प्रतिरोधक हीटिंग डिवाइस को उच्च वोल्टेज से संचालित किया जाता है तो इसका परिणाम गर्मी होता है जो अपने इच्छित उद्देश्य (हीटिंग) में सहायक होता है। यदि फ्रिज या फ्रीजर उच्च वोल्टेज से संचालित होता है तो परिणाम भी गर्म होता है लेकिन यह अपने इच्छित उद्देश्य (ठंडा करने) में सहायक नहीं होता है। कंप्रेसर मोटर पावर आउटपुट को वोल्टेज अनुकूलन द्वारा थोड़ा कम किया जाता है, इसलिए फ्रिज/फ्रीजर थर्मोस्टेट मोटर को थोड़ी देर तक चालू रखेगा, हालांकि कुल मिलाकर प्रभाव यह है कि मोटर बहुत कम नुकसान पर थोड़ी देर चलती है। मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में परीक्षणों ने मोटर में कम नुकसान के कारण वोल्टेज अनुकूलन के तहत मोटर तापमान में 10 डिग्री सेल्सियस की कमी दिखाई। | ||
== आम बिजली की गुणवत्ता की समस्याएं == | == आम बिजली की गुणवत्ता की समस्याएं == | ||
=== ओवरवॉल्टेज === | === ओवरवॉल्टेज === | ||
ओवरवॉल्टेज [[वोल्टेज से अधिक]] वोल्टेज को संदर्भित करता है जिस पर उपकरण को सबसे प्रभावी ढंग से संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण के जीवनकाल में कमी और प्रदर्शन में कोई सुधार किए बिना खपत की गई ऊर्जा में वृद्धि का कारण बन सकता है। वायरिंग विनियम बीएस 7671 पर | ओवरवॉल्टेज [[वोल्टेज से अधिक]] वोल्टेज को संदर्भित करता है जिस पर उपकरण को सबसे प्रभावी ढंग से संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण के जीवनकाल में कमी और प्रदर्शन में कोई सुधार किए बिना खपत की गई ऊर्जा में वृद्धि का कारण बन सकता है। वायरिंग विनियम बीएस 7671 पर टिप्पणी ओवरवॉल्टेज के संबंध में निम्नलिखित बयान देती है: | ||
240 पर इस्तेमाल किया गया 230 वी रेटेड लैंप अपने रेटेड जीवन का केवल 55% प्राप्त करेगा (तापदीप्त लैंप का जिक्र) और | 240 पर इस्तेमाल किया गया 230 वी रेटेड लैंप अपने रेटेड जीवन का केवल 55% प्राप्त करेगा (तापदीप्त लैंप का जिक्र) और | ||
240 वोल्ट की आपूर्ति पर उपयोग किया जाने वाला 230 वोल्ट रैखिक उपकरण 4.3% अधिक धारा लेगा और लगभग 9% अधिक ऊर्जा की खपत करेगा। | 240 वोल्ट की आपूर्ति पर उपयोग किया जाने वाला 230 वोल्ट रैखिक उपकरण 4.3% अधिक धारा लेगा और लगभग 9% अधिक ऊर्जा की खपत करेगा। | ||
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=== हार्मोनिक्स === | === हार्मोनिक्स === | ||
[[हार्मोनिक्स (विद्युत शक्ति)]] 50 हर्ट्ज (या 60 हर्ट्ज) मुख्य आपूर्ति की मौलिक आवृत्ति के गुणकों पर वर्तमान और वोल्टेज तरंग हैं। हार्मोनिक्स गैर-रैखिक भार के कारण होता है, जिसमें कंप्यूटर उपकरण, परिवर्तनीय गति ड्राइव और डिस्चार्ज लाइटिंग के लिए बिजली की आपूर्ति शामिल होती है। ट्रिपल हार्मोनिक्स (तीसरे हार्मोनिक के विषम गुणक) का परिणाम तब होता है जब चरण वोल्टेज तीन-चरण [[ विद्युत शक्ति प्रणाली ]] में संतुलित नहीं होते हैं और तटस्थ में जोड़ते हैं, जिससे बेकार धाराएं प्रवाहित होती हैं।<ref name="ReferenceA">{{Cite journal|title= Proceedings of the 8th International Conference on Harmonics and Power Quality| date=1998-10-14}}</ref> | [[हार्मोनिक्स (विद्युत शक्ति)]] 50 हर्ट्ज (या 60 हर्ट्ज) मुख्य आपूर्ति की मौलिक आवृत्ति के गुणकों पर वर्तमान और वोल्टेज तरंग हैं। हार्मोनिक्स गैर-रैखिक भार के कारण होता है, जिसमें कंप्यूटर उपकरण, परिवर्तनीय गति ड्राइव और डिस्चार्ज लाइटिंग के लिए बिजली की आपूर्ति शामिल होती है। ट्रिपल हार्मोनिक्स (तीसरे हार्मोनिक के विषम गुणक) का परिणाम तब होता है जब चरण वोल्टेज तीन-चरण [[ विद्युत शक्ति प्रणाली |विद्युत शक्ति प्रणाली]] में संतुलित नहीं होते हैं और तटस्थ में जोड़ते हैं, जिससे बेकार धाराएं प्रवाहित होती हैं।<ref name="ReferenceA">{{Cite journal|title= Proceedings of the 8th International Conference on Harmonics and Power Quality| date=1998-10-14}}</ref> | ||
हार्मोनिक्स का स्तर, जिसे कुल हार्मोनिक विरूपण के रूप में जाना जाता है, बहुत अधिक होने पर संभावित प्रभावों में संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को नुकसान शामिल है<ref name="ReferenceA"/>और एचवी ट्रांसफार्मर की दक्षता में कमी।<ref>IEEE recommended practise for establishing transformer capability when supplying nonsinusoidal load currents ANSI/IEEE Standard C57.110–1986, 1986</ref> आपूर्ति पर हार्मोनिक्स को क्षीण करके या उनके उत्पादन को रोककर विद्युत भार की दक्षता में सुधार किया जा सकता है। कुछ वोल्टेज अनुकूलन उपकरण भी हार्मोनिक्स को कम करते हैं, विद्युत प्रणाली पर हार्मोनिक सामग्री से जुड़े नुकसान को कम करते हैं। | हार्मोनिक्स का स्तर, जिसे कुल हार्मोनिक विरूपण के रूप में जाना जाता है, बहुत अधिक होने पर संभावित प्रभावों में संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को नुकसान शामिल है<ref name="ReferenceA"/>और एचवी ट्रांसफार्मर की दक्षता में कमी।<ref>IEEE recommended practise for establishing transformer capability when supplying nonsinusoidal load currents ANSI/IEEE Standard C57.110–1986, 1986</ref> आपूर्ति पर हार्मोनिक्स को क्षीण करके या उनके उत्पादन को रोककर विद्युत भार की दक्षता में सुधार किया जा सकता है। कुछ वोल्टेज अनुकूलन उपकरण भी हार्मोनिक्स को कम करते हैं, विद्युत प्रणाली पर हार्मोनिक सामग्री से जुड़े नुकसान को कम करते हैं। | ||
=== क्षणिक === | === क्षणिक === | ||
वोल्टेज में [[क्षणिक (दोलन)]] बड़े, बहुत संक्षिप्त और संभावित विनाशकारी वृद्धि हैं। उनके कारणों में बिजली का गिरना, मोटर, ट्रांसफॉर्मर और इलेक्ट्रिकल ड्राइव जैसे बड़े विद्युत भार को बदलना और आपूर्ति और मांग को संतुलित करने के लिए बिजली उत्पादन स्रोतों के बीच स्विच करना शामिल है। हालांकि वे आम तौर पर केवल | वोल्टेज में [[क्षणिक (दोलन)]] बड़े, बहुत संक्षिप्त और संभावित विनाशकारी वृद्धि हैं। उनके कारणों में बिजली का गिरना, मोटर, ट्रांसफॉर्मर और इलेक्ट्रिकल ड्राइव जैसे बड़े विद्युत भार को बदलना और आपूर्ति और मांग को संतुलित करने के लिए बिजली उत्पादन स्रोतों के बीच स्विच करना शामिल है। हालांकि वे आम तौर पर केवल सेकंड के हज़ारवें या मिलियनवें हिस्से में रहते हैं, लेकिन ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम को नुकसान पहुंचा सकते हैं, जिससे डेटा की हानि हो सकती है, उपकरण के घटक खराब हो सकते हैं और उपकरण का जीवन छोटा हो सकता है। कुछ वोल्टेज अनुकूलन उपकरणों में क्षणिक सुरक्षा शामिल है। | ||
=== चरण वोल्टेज असंतुलन === | === चरण वोल्टेज असंतुलन === | ||
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=== पावर फैक्टर और रिएक्टिव पावर === | === पावर फैक्टर और रिएक्टिव पावर === | ||
{{Main article|power factor}} | {{Main article|power factor}} | ||
विद्युत आपूर्ति का शक्ति कारक आपूर्ति की एसी शक्ति से एसी शक्ति का अनुपात है। यह खींची गई कुल शक्ति से विभाजित साइट द्वारा उपयोग की जाने वाली उपयोगी शक्ति है। उत्तरार्द्ध में वह शक्ति शामिल है जो अनुपयोगी है, इसलिए 1 का शक्ति कारक वांछनीय है। | विद्युत आपूर्ति का शक्ति कारक आपूर्ति की एसी शक्ति से एसी शक्ति का अनुपात है। यह खींची गई कुल शक्ति से विभाजित साइट द्वारा उपयोग की जाने वाली उपयोगी शक्ति है। उत्तरार्द्ध में वह शक्ति शामिल है जो अनुपयोगी है, इसलिए 1 का शक्ति कारक वांछनीय है। कम बिजली कारक का मतलब होगा कि बिजली आपूर्तिकर्ता प्रभावी रूप से उपभोक्ता के बिल से अधिक ऊर्जा की आपूर्ति करेगा, और आपूर्तिकर्ताओं को कम बिजली कारकों के लिए चार्ज करने की अनुमति है। | ||
[[एसी पावर]] अनुपयोगी शक्ति को दिया गया नाम है। यह विद्युत प्रणाली में कोई काम नहीं करता है, लेकिन इसका उपयोग कैपेसिटर को चार्ज करने या प्रारंभ करनेवाला के क्षेत्र के चारों ओर | [[एसी पावर]] अनुपयोगी शक्ति को दिया गया नाम है। यह विद्युत प्रणाली में कोई काम नहीं करता है, लेकिन इसका उपयोग कैपेसिटर को चार्ज करने या प्रारंभ करनेवाला के क्षेत्र के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। प्रक्रियाओं को चलाने के लिए सक्षम करने के लिए पर्याप्त वास्तविक शक्ति प्रदान करने के लिए प्रतिक्रियाशील शक्ति को सर्किट के माध्यम से उत्पन्न और वितरित करने की आवश्यकता होती है। | ||
बढ़ते वोल्टेज के साथ प्रतिक्रियाशील शक्ति काफी बढ़ जाती है क्योंकि उपकरणों की प्रतिक्रिया (इलेक्ट्रॉनिक्स) बढ़ जाती है। वोल्टेज अनुकूलन के साथ इसे ठीक करने से प्रतिक्रियाशील शक्ति में कमी आएगी और शक्ति कारक में सुधार होगा। | बढ़ते वोल्टेज के साथ प्रतिक्रियाशील शक्ति काफी बढ़ जाती है क्योंकि उपकरणों की प्रतिक्रिया (इलेक्ट्रॉनिक्स) बढ़ जाती है। वोल्टेज अनुकूलन के साथ इसे ठीक करने से प्रतिक्रियाशील शक्ति में कमी आएगी और शक्ति कारक में सुधार होगा। | ||
== विद्युत भार पर प्रभाव == | == विद्युत भार पर प्रभाव == | ||
जहाँ तक वोल्टेज ऑप्टिमाइज़ेशन का संबंध है, | जहाँ तक वोल्टेज ऑप्टिमाइज़ेशन का संबंध है, आम ग़लतफ़हमी यह मान लेना है कि वोल्टेज में कमी से करंट में वृद्धि होगी और इसलिए निरंतर शक्ति होगी। जबकि यह निश्चित-शक्ति भार के लिए सही है, अधिकांश साइटों में भार की विविधता होती है जो समग्र रूप से साइट पर एकत्रित ऊर्जा बचत के साथ अधिक या कम सीमा तक लाभान्वित होगी। तीन चरण स्थलों पर विशिष्ट उपकरणों के लाभ की चर्चा नीचे की गई है। | ||
=== तीन चरण मोटर्स === | === तीन चरण मोटर्स === | ||
थ्री फेज इंडक्शन मोटर्स शायद थ्री फेज लोड का सबसे आम प्रकार है और रेफ्रिजरेशन, पंप, एयर कंडीशनिंग, कन्वेयर ड्राइव के साथ-साथ उनके अधिक स्पष्ट अनुप्रयोगों सहित विभिन्न उपकरणों में उपयोग किया जाता है। एसी मोटर्स पर ओवरवॉल्टेज और तीन चरण असंतुलन के डी-रेटिंग प्रभाव सर्वविदित हैं।<ref name="Energy"/>अत्यधिक ओवरवॉल्टेज के परिणामस्वरूप लोहे की कोर की संतृप्ति होती है, एड़ी धाराओं के माध्यम से ऊर्जा की बर्बादी होती है और हिस्टैरिसीस के नुकसान में वृद्धि होती है। तांबे के नुकसान के कारण अतिरिक्त गर्मी उत्पादन में अत्यधिक वर्तमान परिणाम आकर्षित करना। मोटरों पर ओवरवॉल्टेज का अतिरिक्त तनाव मोटर के जीवनकाल को कम कर देगा।<ref>{{Cite journal|journal= Industry Applications Conference |title= बत्तीसवीं आईएएस वार्षिक बैठक|volume= 1 |date=1997-10-05 |pages= 196–200}}</ref> | थ्री फेज इंडक्शन मोटर्स शायद थ्री फेज लोड का सबसे आम प्रकार है और रेफ्रिजरेशन, पंप, एयर कंडीशनिंग, कन्वेयर ड्राइव के साथ-साथ उनके अधिक स्पष्ट अनुप्रयोगों सहित विभिन्न उपकरणों में उपयोग किया जाता है। एसी मोटर्स पर ओवरवॉल्टेज और तीन चरण असंतुलन के डी-रेटिंग प्रभाव सर्वविदित हैं।<ref name="Energy"/>अत्यधिक ओवरवॉल्टेज के परिणामस्वरूप लोहे की कोर की संतृप्ति होती है, एड़ी धाराओं के माध्यम से ऊर्जा की बर्बादी होती है और हिस्टैरिसीस के नुकसान में वृद्धि होती है। तांबे के नुकसान के कारण अतिरिक्त गर्मी उत्पादन में अत्यधिक वर्तमान परिणाम आकर्षित करना। मोटरों पर ओवरवॉल्टेज का अतिरिक्त तनाव मोटर के जीवनकाल को कम कर देगा।<ref>{{Cite journal|journal= Industry Applications Conference |title= बत्तीसवीं आईएएस वार्षिक बैठक|volume= 1 |date=1997-10-05 |pages= 196–200}}</ref> | ||
संतृप्ति पैदा करने के लिए पर्याप्त ओवरवॉल्टेज से बचने से दक्षता कम नहीं होती है<ref name="IEEE">{{Cite journal|journal= IEEE Transactions on Industry Applications |volume= 1A-8, No. 4 |date= July 1972}}</ref> इसलिए लोहे और तांबे के नुकसान को कम करके ऊर्जा की पर्याप्त बचत की जा सकती है। हालांकि, नाममात्र वोल्टेज (जैसे 400 वी) के लिए डिज़ाइन किए गए मोटर्स बिना संतृप्ति के आपूर्ति सीमा (+/- 10%) के भीतर वोल्टेज में सामान्य भिन्नता का सामना करने में सक्षम होना चाहिए, इसलिए यह | संतृप्ति पैदा करने के लिए पर्याप्त ओवरवॉल्टेज से बचने से दक्षता कम नहीं होती है<ref name="IEEE">{{Cite journal|journal= IEEE Transactions on Industry Applications |volume= 1A-8, No. 4 |date= July 1972}}</ref> इसलिए लोहे और तांबे के नुकसान को कम करके ऊर्जा की पर्याप्त बचत की जा सकती है। हालांकि, नाममात्र वोल्टेज (जैसे 400 वी) के लिए डिज़ाइन किए गए मोटर्स बिना संतृप्ति के आपूर्ति सीमा (+/- 10%) के भीतर वोल्टेज में सामान्य भिन्नता का सामना करने में सक्षम होना चाहिए, इसलिए यह महत्वपूर्ण समस्या होने की संभावना नहीं है। | ||
इंडक्शन मोटर में वोल्टेज कम करने से मोटर की गति थोड़ी प्रभावित होगी क्योंकि स्लिप बढ़ेगी, लेकिन गति मुख्य रूप से आपूर्ति आवृत्ति और ध्रुवों की संख्या का | इंडक्शन मोटर में वोल्टेज कम करने से मोटर की गति थोड़ी प्रभावित होगी क्योंकि स्लिप बढ़ेगी, लेकिन गति मुख्य रूप से आपूर्ति आवृत्ति और ध्रुवों की संख्या का कार्य है। उचित भार (आमतौर पर 75%) और डिज़ाइन किए गए वोल्टेज पर मोटर दक्षता इष्टतम होती है, और इस वोल्टेज के दोनों तरफ छोटे बदलावों के साथ थोड़ा कम हो जाएगा। बड़ी विविधताएँ दक्षता को अधिक प्रभावित करती हैं। | ||
बहुत कम भरी हुई मोटरें (<25%) और छोटी मोटरें वोल्टेज कम करने से सबसे अधिक लाभान्वित होती हैं।<ref name="IEEE"/> | बहुत कम भरी हुई मोटरें (<25%) और छोटी मोटरें वोल्टेज कम करने से सबसे अधिक लाभान्वित होती हैं।<ref name="IEEE"/> | ||
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== ऊर्जा बचत == | == ऊर्जा बचत == | ||
वोल्टेज अनुकूलन द्वारा हासिल की गई ऊर्जा बचत ऊपर उल्लिखित बिजली की गुणवत्ता की समस्याओं में सुधार के जवाब में | वोल्टेज अनुकूलन द्वारा हासिल की गई ऊर्जा बचत ऊपर उल्लिखित बिजली की गुणवत्ता की समस्याओं में सुधार के जवाब में साइट पर सभी उपकरणों की बेहतर दक्षता का एकत्रीकरण है। यह संभव तकनीक कुछ परिस्थितियों में ऊर्जा की खपत में बचत के लिए। | ||
ताइवान में अनुसंधान<ref>{{cite journal |last1= Chen |first1= Chao-Shun |last2= Chan |first2= Shun-Yu |year= 1987 |title= वितरण प्रणाली पर वोल्टेज में कमी के प्रभाव|journal= Electric Power Systems Research |volume= 12 |url= https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0378779687900186}}</ref> सुझाव दिया कि, | ताइवान में अनुसंधान<ref>{{cite journal |last1= Chen |first1= Chao-Shun |last2= Chan |first2= Shun-Yu |year= 1987 |title= वितरण प्रणाली पर वोल्टेज में कमी के प्रभाव|journal= Electric Power Systems Research |volume= 12 |url= https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0378779687900186}}</ref> सुझाव दिया कि, औद्योगिक आपूर्ति के लिए, ट्रांसफार्मर के अपस्ट्रीम में वोल्टेज में कमी के लिए, वोल्टेज में 1% की कमी होने पर ऊर्जा की खपत में 0.241% की कमी होती है, और वोल्टेज में 1% की वृद्धि होने पर 0.297% की वृद्धि होती है। इसने 7% फ्लोरोसेंट लाइटिंग, 0.5% तापदीप्त प्रकाश, 12.5% तीन चरण एयर कंडीशनर, 5% मोटर्स, 22.5% छोटे 3-चरण मोटर्स, 52.5% बड़े 3-चरण मोटर्स सहित भार का मिश्रण ग्रहण किया। | ||
यह संभावना है कि | यह संभावना है कि आधुनिक स्थापना में कम अवसर होंगे: लगभग कोई गरमागरम प्रकाश नहीं, आंशिक रूप से उच्च-आवृत्ति फ्लोरोसेंट प्रकाश (कोई बचत नहीं), कुछ चर गति ड्राइव (कोई बचत नहीं), उच्च मोटर क्षमताएं (बचाने के लिए बहुत कम अपशिष्ट)। उत्तरी यूरोपीय स्थापना में एयर कंडीशनिंग के लिए बड़ी संख्या में छोटे सिंगल फेज मोटर्स नहीं होंगे। | ||
कम प्रकाश उत्पादन की कीमत पर, पुरानी रोशनी के साथ ऊर्जा की बचत संभव है, (उदाहरण के लिए गरमागरम या फ्लोरोसेंट और अकुशल गिट्टी या नियंत्रण गियर के साथ निर्वहन प्रकाश)। इसलिए, पुराने वाणिज्यिक और कार्यालय परिसर आधुनिक भवनों या औद्योगिक स्थलों से अधिक बचा सकते हैं। हालाँकि, वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र की स्थापना के बाद पुराने प्रकाश प्रणालियों पर बचाई गई ऊर्जा की तुलना में आधुनिक प्रकाश व्यवस्था (आमतौर पर एलईडी) उच्च दक्षता के कारण अधिक ऊर्जा की बचत करेगी। | कम प्रकाश उत्पादन की कीमत पर, पुरानी रोशनी के साथ ऊर्जा की बचत संभव है, (उदाहरण के लिए गरमागरम या फ्लोरोसेंट और अकुशल गिट्टी या नियंत्रण गियर के साथ निर्वहन प्रकाश)। इसलिए, पुराने वाणिज्यिक और कार्यालय परिसर आधुनिक भवनों या औद्योगिक स्थलों से अधिक बचा सकते हैं। हालाँकि, वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र की स्थापना के बाद पुराने प्रकाश प्रणालियों पर बचाई गई ऊर्जा की तुलना में आधुनिक प्रकाश व्यवस्था (आमतौर पर एलईडी) उच्च दक्षता के कारण अधिक ऊर्जा की बचत करेगी। | ||
आधुनिक प्रकाश प्रणालियों के साथ उपयोग किए जाने वाले वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र के साथ ऊर्जा बचत प्राप्त करना बहुत ही संदिग्ध है। एलईडी या फ्लोरोसेंट प्रकाश व्यवस्था के लिए आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग नियंत्रकों को उच्च दक्षता के साथ इष्टतम प्रकाश उत्पादन और दीर्घायु पर रोशनी चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आपूर्ति वोल्टेज में बदलाव इसलिए इस प्रकार की रोशनी के समग्र ऊर्जा उपयोग पर कोई फर्क नहीं पड़ेगा। हालांकि, कम लागत वाले एलईडी और फ्लोरोसेंट लैंप नियंत्रक मौजूद हैं जो गर्मी के रूप में ऊर्जा बहाकर वोल्टेज को कम करते हैं (उदाहरण के लिए | आधुनिक प्रकाश प्रणालियों के साथ उपयोग किए जाने वाले वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र के साथ ऊर्जा बचत प्राप्त करना बहुत ही संदिग्ध है। एलईडी या फ्लोरोसेंट प्रकाश व्यवस्था के लिए आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग नियंत्रकों को उच्च दक्षता के साथ इष्टतम प्रकाश उत्पादन और दीर्घायु पर रोशनी चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आपूर्ति वोल्टेज में बदलाव इसलिए इस प्रकार की रोशनी के समग्र ऊर्जा उपयोग पर कोई फर्क नहीं पड़ेगा। हालांकि, कम लागत वाले एलईडी और फ्लोरोसेंट लैंप नियंत्रक मौजूद हैं जो गर्मी के रूप में ऊर्जा बहाकर वोल्टेज को कम करते हैं (उदाहरण के लिए श्रृंखला प्रतिरोध के साथ श्रृंखला में कई एलईडी)। आपूर्ति वोल्टेज में बदलाव से इस प्रकार की रोशनी द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा प्रभावित होगी, लेकिन इस प्रकार के लैंप आमतौर पर कम शक्ति वाले होते हैं और प्रकाश उत्पादन भी प्रभावित होगा। | ||
=== काम किया उदाहरण === | === काम किया उदाहरण === | ||
एक विशिष्ट 100 वाट के गरमागरम दीपक की दक्षता 17.5 लुमेन प्रति वाट (l/W) से अधिक नहीं होती है और इसलिए यह अपने रेटेड वोल्टेज पर 1750 लुमेन का उत्पादन करेगा। | एक विशिष्ट 100 वाट के गरमागरम दीपक की दक्षता 17.5 लुमेन प्रति वाट (l/W) से अधिक नहीं होती है और इसलिए यह अपने रेटेड वोल्टेज पर 1750 लुमेन का उत्पादन करेगा। विशिष्ट आधुनिक एलईडी लैंप में लगभग 150 लुमेन प्रति वाट की दक्षता होती है, और इसलिए समान प्रकाश उत्पादन के लिए 12 वाट से अधिक की आवश्यकता नहीं होती है। [[लैम्प रीरेटिंग]] फ़ार्मुलों के अनुसार, गरमागरम लैंप में वोल्टेज को 10% कम करने से बिजली (और इसलिए ऊर्जा) में लगभग 16% की कमी आती है और प्रकाश उत्पादन में लगभग 31% की कमी आती है। | ||
इसलिए, | इसलिए, वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र जो गरमागरम दीपक पर वोल्टेज को 10% तक कम करता है, ऊर्जा को 16% और प्रकाश उत्पादन को 31% कम कर देगा, केवल 1210 लुमेन का उत्पादन करेगा और 84 वाट की खपत करेगा। गरमागरम लैंप को समान प्रकाश उत्पादन वाले एलईडी लैंप में बदलने से खपत अधिक प्रभावी ढंग से 12 वाट तक कम हो जाएगी। इसके अलावा, चूंकि प्रकाश उत्पादन बहुत कम हो जाता है, वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र के बिना 75 वाट के गरमागरम दीपक में बदलकर उच्च बचत की जा सकती है (1312.5 लुमेन 17.5 एल / डब्ल्यू मानकर)। यदि केवल 1210 लुमेन की आवश्यकता हो तो एलईडी लैंप को आकार में 8W तक कम किया जा सकता है। | ||
== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
Revision as of 10:43, 13 June 2023
वोल्टेज अनुकूलन ऊर्जा उपभोक्ता द्वारा ऊर्जा उपयोग, बिजली की मांग और प्रतिक्रियाशील बिजली की मांग को कम करने के लिए प्राप्त वोल्टेज में व्यवस्थित नियंत्रित कमी को दिया गया शब्द है। जबकि कुछ वोल्टेज 'अनुकूलन' उपकरणों में निश्चित वोल्टेज समायोजन होता है, अन्य इलेक्ट्रॉनिक रूप से वोल्टेज को स्वचालित रूप से नियंत्रित करते हैं।
वोल्टेज ऑप्टिमाइज़ेशन सिस्टम आमतौर पर इमारत में मुख्य विद्युत आपूर्ति के साथ श्रृंखला में स्थापित होते हैं, जिससे इसके सभी विद्युत उपकरण अनुकूलित आपूर्ति से लाभ उठा सकते हैं।
पृष्ठभूमि
वोल्टेज अनुकूलन विद्युत ऊर्जा बचत तकनीक है जो मुख्य रूप से साइट के उपकरण के लिए कम आपूर्ति वोल्टेज प्रदान करने के लिए मुख्य बिजली आपूर्ति के साथ श्रृंखला में स्थापित की जाती है। आमतौर पर, वोल्टेज अनुकूलन चरण वोल्टेज को संतुलित करके और आपूर्ति से हार्मोनिक्स और ट्रांजिस्टर को फ़िल्टर करके बिजली की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है, हालांकि हमेशा नहीं। वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र अनिवार्य रूप से ट्रांसफार्मर होते हैं जिनका उपयोग कच्चे मुख्य आपूर्ति से कम वोल्टेज पर बिजली देने के लिए किया जाता है।
वोल्टेज ऑप्टिमाइज़ेशन शब्द का अक्सर दुरुपयोग किया जाता है, क्योंकि यह शब्द कुछ प्रकार के चयनात्मक वोल्टेज में कमी का अर्थ है, जो इमारत के भीतर ऊर्जा की खपत में सुधार करेगा, जबकि आम तौर पर इन इकाइयों में बॉक्स के भीतर ट्रांसफॉर्मर होता है, जिसमें कोई चयन नहीं होता है और सभी आपूर्ति पर वोल्टेज गिर जाता है। , इससे व्यावसायिक लाभ मिलेगा या नहीं। कुछ वीओ इकाइयां उच्च आवृत्ति प्रकाश सर्किट पर स्थापित की गई हैं, जो बहुत कम या कोई व्यावसायिक लाभ प्रदान नहीं करती हैं, इसलिए इस शब्द का उपयोग करते समय सावधान रहना चाहिए।
अधिकांश वीओ इकाइयां वाणिज्यिक परिसरों में कच्चे मुख्य ट्रांसफॉर्मर और मुख्य कम वोल्टेज वितरण बोर्ड के बीच स्थापित की जाती हैं। हालाँकि, यह कोई चयनात्मकता प्रदान नहीं करता है और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के संदर्भ में इसे खराब समाधान माना जाता है। सुविधाओं के प्रबंधक और वीओ कंपनी द्वारा पूर्ण अध्ययन किया जाना चाहिए, यह चुनने के लिए कि कौन सी आपूर्ति वोल्टेज को कम करके मालिक को लाभान्वित कर सकती है और कौन सी आपूर्ति से कोई व्यावसायिक लाभ नहीं होगा। इस तरह से मालिक केवल सही आकार का VO खरीदता है, न कि सभी आपूर्तियों के लिए। सभी आपूर्तियों को 'इष्टतम' करने के लिए वीओ यूनिट स्थापित करने से निवेश पर अधिक लाभ मिलेगा, पूंजी परिव्यय अधिक होगा और कम व्यावसायिक समझ में आएगा।
यूनाइटेड किंगडम
विद्युत सुरक्षा, गुणवत्ता और निरंतरता विनियम 2002 के अनुसार यूनाइटेड किंगडम में घोषित कम वोल्टेज बिजली की आपूर्ति अब +10% से -6% की सहनशीलता के साथ 230 V है। इसका मतलब है कि स्थानीय परिस्थितियों के आधार पर आपूर्ति वोल्टेज सैद्धांतिक रूप से 216 वी और 253 वी के बीच कहीं भी हो सकता है। हालांकि, राष्ट्रीय ग्रिड (मुख्य भूमि यूके में) से आपूर्ति की जाने वाली औसत वोल्टेज 242 वी है,[1] 218-222 V के विशिष्ट यूरोपीय वोल्टेज की तुलना में। (उत्तरी आयरलैंड में औसत आपूर्ति वोल्टेज लगभग 239 V है, और आयरलैंड गणराज्य में 235 V है।[2])
यूके के लिए निर्मित पुराने बिजली के उपकरणों को 240 वी पर रेट किया गया था, और कॉन्टिनेंटल यूरोप के लिए निर्मित पुराने उपकरणों को 220 वी पर रेट किया गया था (दुनिया भर में मेन्स पावर देखें)। नए उपकरणों को 230 वी के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। पुराने परिसरों में उपकरणों का मिश्रण मिलने की संभावना है। ईयू के भीतर बाजार पर रखे गए सभी उपकरण। 1995 में वोल्टेज सामंजस्य के बाद से 230 V +/- 10% की सीमा के भीतर वोल्टेज पर संतोषजनक ढंग से काम करना चाहिए। 220 V पर रेट किए गए उपकरण को संतोषजनक रूप से 200 V तक संचालित करना चाहिए।[3] वैधानिक वोल्टेज रेंज के निचले सिरे पर आपूर्ति वोल्टेज को कुशलतापूर्वक लाकर, वोल्टेज अनुकूलन तकनीक लगभग 13% की औसत ऊर्जा बचत प्राप्त कर सकती है। .
शुद्ध प्रतिरोध भार के मामले में वोल्टेज जितना अधिक होगा बिजली की खपत उतनी ही अधिक होगी। वोल्टेज में कमी घरेलू उपकरणों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा को प्रभावित नहीं करती है, जो केटल्स और टोस्टर जैसे उपकरणों को छोड़कर प्रतिरोधक भार का उपयोग करते हैं, जो वायुमंडलीय नुकसान के कारण अपना काम करने में अधिक समय लेंगे। वीओ इकाइयों को स्थापित करते समय मुख्य व्यावसायिक लाभ आगमनात्मक भार पर होता है, जैसे मोटर जो पंप, पंखे और इसी तरह चलाते हैं। घर में, बिजली के बिलों पर संभावित ऊर्जा बचत 12% तक हो सकती है। वीओ डिवाइस बिजली की खपत पर बचत को अधिकतम करने के लिए वोल्टेज को सबसे कुशल स्तर तक कम कर देगा, इसलिए आप देख सकते हैं कि कुछ चीजों में थोड़ा अधिक समय लग सकता है, जैसे कि केतली को उबलने में थोड़ा अधिक समय लग सकता है।[4] यह आम ग़लतफ़हमी है कि फ्रिज और फ़्रीज़र वोल्टेज अनुकूलन के माध्यम से बचत प्रदान नहीं करते हैं क्योंकि उनमें थर्मोस्टेट लगा होता है। फ्रिज और फ्रीजर प्रतिरोधी ताप उपकरणों से पूरी तरह अलग तरीके से काम करते हैं। यदि प्रतिरोधक हीटिंग डिवाइस को उच्च वोल्टेज से संचालित किया जाता है तो इसका परिणाम गर्मी होता है जो अपने इच्छित उद्देश्य (हीटिंग) में सहायक होता है। यदि फ्रिज या फ्रीजर उच्च वोल्टेज से संचालित होता है तो परिणाम भी गर्म होता है लेकिन यह अपने इच्छित उद्देश्य (ठंडा करने) में सहायक नहीं होता है। कंप्रेसर मोटर पावर आउटपुट को वोल्टेज अनुकूलन द्वारा थोड़ा कम किया जाता है, इसलिए फ्रिज/फ्रीजर थर्मोस्टेट मोटर को थोड़ी देर तक चालू रखेगा, हालांकि कुल मिलाकर प्रभाव यह है कि मोटर बहुत कम नुकसान पर थोड़ी देर चलती है। मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में परीक्षणों ने मोटर में कम नुकसान के कारण वोल्टेज अनुकूलन के तहत मोटर तापमान में 10 डिग्री सेल्सियस की कमी दिखाई।
आम बिजली की गुणवत्ता की समस्याएं
ओवरवॉल्टेज
ओवरवॉल्टेज वोल्टेज से अधिक वोल्टेज को संदर्भित करता है जिस पर उपकरण को सबसे प्रभावी ढंग से संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण के जीवनकाल में कमी और प्रदर्शन में कोई सुधार किए बिना खपत की गई ऊर्जा में वृद्धि का कारण बन सकता है। वायरिंग विनियम बीएस 7671 पर टिप्पणी ओवरवॉल्टेज के संबंध में निम्नलिखित बयान देती है:
240 पर इस्तेमाल किया गया 230 वी रेटेड लैंप अपने रेटेड जीवन का केवल 55% प्राप्त करेगा (तापदीप्त लैंप का जिक्र) और 240 वोल्ट की आपूर्ति पर उपयोग किया जाने वाला 230 वोल्ट रैखिक उपकरण 4.3% अधिक धारा लेगा और लगभग 9% अधिक ऊर्जा की खपत करेगा।
ओवरवॉल्टेज से बचने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इसे इतनी कुशलता से किया जाना चाहिए ताकि सही वोल्टेज का उपयोग करने के परिणामस्वरूप होने वाली ऊर्जा बचत, ऐसा करने के लिए उपयोग किए गए डिवाइस के भीतर बर्बाद हुई ऊर्जा से ऑफसेट न हो। विश्वसनीयता भी महत्वपूर्ण है, और सर्वो-नियंत्रित चर ऑटोट्रांसफॉर्मर जैसे इलेक्ट्रो-मैकेनिकल उपकरणों के माध्यम से पूर्ण आवक शक्ति चलाने में संभावित समस्याएं हैं।
वोल्टेज के तहत वोल्टेज से कम वोल्टेज को संदर्भित करता है जिस पर उपकरण को सबसे प्रभावी ढंग से संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि VO का डिज़ाइन दूरस्थ बिजली उपयोगकर्ताओं के लिए दूरी पर वोल्टेज ड्रॉप को ध्यान में नहीं रखता है, तो इससे समय से पहले उपकरण की विफलता, स्टार्ट अप में विफलता, मोटर वाइंडिंग के मामले में तापमान में वृद्धि और सेवा की हानि हो सकती है।
हार्मोनिक्स
हार्मोनिक्स (विद्युत शक्ति) 50 हर्ट्ज (या 60 हर्ट्ज) मुख्य आपूर्ति की मौलिक आवृत्ति के गुणकों पर वर्तमान और वोल्टेज तरंग हैं। हार्मोनिक्स गैर-रैखिक भार के कारण होता है, जिसमें कंप्यूटर उपकरण, परिवर्तनीय गति ड्राइव और डिस्चार्ज लाइटिंग के लिए बिजली की आपूर्ति शामिल होती है। ट्रिपल हार्मोनिक्स (तीसरे हार्मोनिक के विषम गुणक) का परिणाम तब होता है जब चरण वोल्टेज तीन-चरण विद्युत शक्ति प्रणाली में संतुलित नहीं होते हैं और तटस्थ में जोड़ते हैं, जिससे बेकार धाराएं प्रवाहित होती हैं।[5] हार्मोनिक्स का स्तर, जिसे कुल हार्मोनिक विरूपण के रूप में जाना जाता है, बहुत अधिक होने पर संभावित प्रभावों में संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को नुकसान शामिल है[5]और एचवी ट्रांसफार्मर की दक्षता में कमी।[6] आपूर्ति पर हार्मोनिक्स को क्षीण करके या उनके उत्पादन को रोककर विद्युत भार की दक्षता में सुधार किया जा सकता है। कुछ वोल्टेज अनुकूलन उपकरण भी हार्मोनिक्स को कम करते हैं, विद्युत प्रणाली पर हार्मोनिक सामग्री से जुड़े नुकसान को कम करते हैं।
क्षणिक
वोल्टेज में क्षणिक (दोलन) बड़े, बहुत संक्षिप्त और संभावित विनाशकारी वृद्धि हैं। उनके कारणों में बिजली का गिरना, मोटर, ट्रांसफॉर्मर और इलेक्ट्रिकल ड्राइव जैसे बड़े विद्युत भार को बदलना और आपूर्ति और मांग को संतुलित करने के लिए बिजली उत्पादन स्रोतों के बीच स्विच करना शामिल है। हालांकि वे आम तौर पर केवल सेकंड के हज़ारवें या मिलियनवें हिस्से में रहते हैं, लेकिन ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम को नुकसान पहुंचा सकते हैं, जिससे डेटा की हानि हो सकती है, उपकरण के घटक खराब हो सकते हैं और उपकरण का जीवन छोटा हो सकता है। कुछ वोल्टेज अनुकूलन उपकरणों में क्षणिक सुरक्षा शामिल है।
चरण वोल्टेज असंतुलन
औद्योगिक और वाणिज्यिक साइटों को तीन-चरण बिजली की आपूर्ति की जाती है | तीन-चरण बिजली। चरणों के बीच असंतुलन से मोटरों में हीटिंग और मौजूदा वायरिंग जैसी समस्याएं पैदा होती हैं, जिससे बेकार ऊर्जा की खपत होती है।[7] कुछ वोल्टेज अनुकूलन उपकरण भवन की विद्युत आपूर्ति पर संतुलन में सुधार करने, नुकसान को कम करने और तीन चरण प्रेरण मोटर्स की दीर्घायु में सुधार करने में सक्षम हैं।
बिजली गिरती है
पावर डिप्स वोल्टेज में कमी है, ज्यादातर छोटी अवधि (<300 एमएस) लेकिन कभी-कभी लंबी होती है। वे उपकरण के साथ कई समस्याएं पैदा कर सकते हैं, उदाहरण के लिए संपर्ककर्ता और रिले बाहर निकल सकते हैं जिससे मशीनरी बंद हो सकती है। अनइंटरप्टिबल पावर सप्लाई, लो वोल्टेज डीसी कंट्रोल सर्किट पर कैपेसिटर का उपयोग, वेरिएबल स्पीड ड्राइव के डीसी बस पर कैपेसिटर का उपयोग सहित तकनीकों के माध्यम से कई लो वोल्टेज राइड थ्रू इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि वोल्टेज ऑप्टिमाइज़ेशन उपाय वोल्टेज को इस हद तक कम न करें कि उपकरण पावर डिप्स के प्रति अधिक संवेदनशील हो।
पावर फैक्टर और रिएक्टिव पावर
विद्युत आपूर्ति का शक्ति कारक आपूर्ति की एसी शक्ति से एसी शक्ति का अनुपात है। यह खींची गई कुल शक्ति से विभाजित साइट द्वारा उपयोग की जाने वाली उपयोगी शक्ति है। उत्तरार्द्ध में वह शक्ति शामिल है जो अनुपयोगी है, इसलिए 1 का शक्ति कारक वांछनीय है। कम बिजली कारक का मतलब होगा कि बिजली आपूर्तिकर्ता प्रभावी रूप से उपभोक्ता के बिल से अधिक ऊर्जा की आपूर्ति करेगा, और आपूर्तिकर्ताओं को कम बिजली कारकों के लिए चार्ज करने की अनुमति है।
एसी पावर अनुपयोगी शक्ति को दिया गया नाम है। यह विद्युत प्रणाली में कोई काम नहीं करता है, लेकिन इसका उपयोग कैपेसिटर को चार्ज करने या प्रारंभ करनेवाला के क्षेत्र के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। प्रक्रियाओं को चलाने के लिए सक्षम करने के लिए पर्याप्त वास्तविक शक्ति प्रदान करने के लिए प्रतिक्रियाशील शक्ति को सर्किट के माध्यम से उत्पन्न और वितरित करने की आवश्यकता होती है। बढ़ते वोल्टेज के साथ प्रतिक्रियाशील शक्ति काफी बढ़ जाती है क्योंकि उपकरणों की प्रतिक्रिया (इलेक्ट्रॉनिक्स) बढ़ जाती है। वोल्टेज अनुकूलन के साथ इसे ठीक करने से प्रतिक्रियाशील शक्ति में कमी आएगी और शक्ति कारक में सुधार होगा।
विद्युत भार पर प्रभाव
जहाँ तक वोल्टेज ऑप्टिमाइज़ेशन का संबंध है, आम ग़लतफ़हमी यह मान लेना है कि वोल्टेज में कमी से करंट में वृद्धि होगी और इसलिए निरंतर शक्ति होगी। जबकि यह निश्चित-शक्ति भार के लिए सही है, अधिकांश साइटों में भार की विविधता होती है जो समग्र रूप से साइट पर एकत्रित ऊर्जा बचत के साथ अधिक या कम सीमा तक लाभान्वित होगी। तीन चरण स्थलों पर विशिष्ट उपकरणों के लाभ की चर्चा नीचे की गई है।
तीन चरण मोटर्स
थ्री फेज इंडक्शन मोटर्स शायद थ्री फेज लोड का सबसे आम प्रकार है और रेफ्रिजरेशन, पंप, एयर कंडीशनिंग, कन्वेयर ड्राइव के साथ-साथ उनके अधिक स्पष्ट अनुप्रयोगों सहित विभिन्न उपकरणों में उपयोग किया जाता है। एसी मोटर्स पर ओवरवॉल्टेज और तीन चरण असंतुलन के डी-रेटिंग प्रभाव सर्वविदित हैं।[7]अत्यधिक ओवरवॉल्टेज के परिणामस्वरूप लोहे की कोर की संतृप्ति होती है, एड़ी धाराओं के माध्यम से ऊर्जा की बर्बादी होती है और हिस्टैरिसीस के नुकसान में वृद्धि होती है। तांबे के नुकसान के कारण अतिरिक्त गर्मी उत्पादन में अत्यधिक वर्तमान परिणाम आकर्षित करना। मोटरों पर ओवरवॉल्टेज का अतिरिक्त तनाव मोटर के जीवनकाल को कम कर देगा।[8] संतृप्ति पैदा करने के लिए पर्याप्त ओवरवॉल्टेज से बचने से दक्षता कम नहीं होती है[9] इसलिए लोहे और तांबे के नुकसान को कम करके ऊर्जा की पर्याप्त बचत की जा सकती है। हालांकि, नाममात्र वोल्टेज (जैसे 400 वी) के लिए डिज़ाइन किए गए मोटर्स बिना संतृप्ति के आपूर्ति सीमा (+/- 10%) के भीतर वोल्टेज में सामान्य भिन्नता का सामना करने में सक्षम होना चाहिए, इसलिए यह महत्वपूर्ण समस्या होने की संभावना नहीं है।
इंडक्शन मोटर में वोल्टेज कम करने से मोटर की गति थोड़ी प्रभावित होगी क्योंकि स्लिप बढ़ेगी, लेकिन गति मुख्य रूप से आपूर्ति आवृत्ति और ध्रुवों की संख्या का कार्य है। उचित भार (आमतौर पर 75%) और डिज़ाइन किए गए वोल्टेज पर मोटर दक्षता इष्टतम होती है, और इस वोल्टेज के दोनों तरफ छोटे बदलावों के साथ थोड़ा कम हो जाएगा। बड़ी विविधताएँ दक्षता को अधिक प्रभावित करती हैं।
बहुत कम भरी हुई मोटरें (<25%) और छोटी मोटरें वोल्टेज कम करने से सबसे अधिक लाभान्वित होती हैं।[9]
वेरिएबल स्पीड ड्राइव्स द्वारा संचालित मोटर्स के मामले में, जब इनपुट वोल्टेज कम हो जाता है, तो वीएसडी से आउटपुट वोल्टेज में आनुपातिक कमी होगी और मोटर कम करंट खींचेगी और अंततः कम बिजली की खपत करेगी। हालाँकि, यदि मोटर उच्च लोड (>80%) पर चल रही है, तो वोल्टेज में कमी के परिणामस्वरूप टॉर्क कम होगा और मोटर अधिक करंट और पावर खींचेगी।
प्रकाश
जब प्रकाश भार समय के उच्च अनुपात के लिए उपयोग में होते हैं, तो प्रकाश उपकरणों पर ऊर्जा की बचत अत्यंत मूल्यवान होती है। जब वोल्टेज कम हो जाता है, गरमागरम प्रकाश में खींची गई शक्ति में बड़ी कमी, प्रकाश उत्पादन में बड़ी कमी और जीवनकाल में वृद्धि दिखाई देगी, जैसा कि इलेक्ट्रीशियन गाइड के पिछले अर्क में बताया गया है। चूंकि प्रकाश उत्पादन में कमी बिजली की खपत में कमी से अधिक होगी, प्रकाश की ऊर्जा दक्षता - चमकदार प्रभावकारिता - गिर जाएगी।[10] हालांकि, अन्य प्रकार के प्रकाश भी बेहतर बिजली की गुणवत्ता से लाभान्वित हो सकते हैं, जिसमें प्रतिरोधक या प्रतिक्रियाशील रोड़े वाले सिस्टम शामिल हैं। गरमागरम प्रकाश व्यवस्था की तुलना में फ्लोरोसेंट और डिस्चार्ज प्रकाश अधिक कुशल है। परंपरागत चुंबकीय बलास्ट के साथ फ्लोरोसेंट रोशनी में बिजली की खपत कम होगी, लेकिन दीपक से कम लुमेन आउटपुट भी होगा। आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक रोड़े पर फ्लोरोसेंट लैंप लगभग समान शक्ति का उपयोग करेंगे और समान प्रकाश देंगे।[3]
कम वोल्टेज पर समान वाट क्षमता प्रदान करने के लिए अधिक करंट की आवश्यकता होगी और केबल हानियों में वृद्धि होगी। हालांकि, प्रकाश नियंत्रक और रोड़े उच्च स्तर के हार्मोनिक विरूपण उत्पन्न करने के लिए जिम्मेदार होते हैं, जिन्हें प्रकाश नियंत्रकों की आवश्यकता को कम करने के अलावा, कुछ प्रकार के वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र के साथ फ़िल्टर किया जा सकता है।[3]एक आम चिंता यह है कि कुछ लाइटिंग कम वोल्टेज पर हिट करने में विफल हो जाएंगी। हालाँकि, ऐसा नहीं होना चाहिए क्योंकि वोल्टेज अनुकूलन का उद्देश्य केवल वोल्टेज को यथासंभव कम करना नहीं है, बल्कि इसे सेवा स्तर के वोल्टेज पर लाना है, जिस पर इसे सबसे अधिक कुशलता से संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।
ताप
हीटर कम बिजली की खपत करेंगे, लेकिन कम गर्मी देंगे। थर्मोस्टैटिक रूप से नियंत्रित स्थान या वॉटर हीटर चलते समय कम बिजली की खपत करेंगे, लेकिन आवश्यक आउटपुट उत्पन्न करने के लिए प्रत्येक घंटे में अधिक समय तक चलाना होगा, जिसके परिणामस्वरूप कोई बचत नहीं होगी।
स्विच्ड मोड बिजली की आपूर्ति
स्विच्ड मोड बिजली की आपूर्ति पहले की तरह ही बिजली का उपयोग करेगी, लेकिन इसे प्राप्त करने के लिए थोड़ा अधिक करंट खींचेगी, केबल में थोड़ी वृद्धि के साथ, और वर्तमान ट्रिपिंग मिनिएचर सर्किट ब्रेकर के मामूली जोखिम के साथ।
ऊर्जा बचत
वोल्टेज अनुकूलन द्वारा हासिल की गई ऊर्जा बचत ऊपर उल्लिखित बिजली की गुणवत्ता की समस्याओं में सुधार के जवाब में साइट पर सभी उपकरणों की बेहतर दक्षता का एकत्रीकरण है। यह संभव तकनीक कुछ परिस्थितियों में ऊर्जा की खपत में बचत के लिए।
ताइवान में अनुसंधान[11] सुझाव दिया कि, औद्योगिक आपूर्ति के लिए, ट्रांसफार्मर के अपस्ट्रीम में वोल्टेज में कमी के लिए, वोल्टेज में 1% की कमी होने पर ऊर्जा की खपत में 0.241% की कमी होती है, और वोल्टेज में 1% की वृद्धि होने पर 0.297% की वृद्धि होती है। इसने 7% फ्लोरोसेंट लाइटिंग, 0.5% तापदीप्त प्रकाश, 12.5% तीन चरण एयर कंडीशनर, 5% मोटर्स, 22.5% छोटे 3-चरण मोटर्स, 52.5% बड़े 3-चरण मोटर्स सहित भार का मिश्रण ग्रहण किया।
यह संभावना है कि आधुनिक स्थापना में कम अवसर होंगे: लगभग कोई गरमागरम प्रकाश नहीं, आंशिक रूप से उच्च-आवृत्ति फ्लोरोसेंट प्रकाश (कोई बचत नहीं), कुछ चर गति ड्राइव (कोई बचत नहीं), उच्च मोटर क्षमताएं (बचाने के लिए बहुत कम अपशिष्ट)। उत्तरी यूरोपीय स्थापना में एयर कंडीशनिंग के लिए बड़ी संख्या में छोटे सिंगल फेज मोटर्स नहीं होंगे।
कम प्रकाश उत्पादन की कीमत पर, पुरानी रोशनी के साथ ऊर्जा की बचत संभव है, (उदाहरण के लिए गरमागरम या फ्लोरोसेंट और अकुशल गिट्टी या नियंत्रण गियर के साथ निर्वहन प्रकाश)। इसलिए, पुराने वाणिज्यिक और कार्यालय परिसर आधुनिक भवनों या औद्योगिक स्थलों से अधिक बचा सकते हैं। हालाँकि, वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र की स्थापना के बाद पुराने प्रकाश प्रणालियों पर बचाई गई ऊर्जा की तुलना में आधुनिक प्रकाश व्यवस्था (आमतौर पर एलईडी) उच्च दक्षता के कारण अधिक ऊर्जा की बचत करेगी।
आधुनिक प्रकाश प्रणालियों के साथ उपयोग किए जाने वाले वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र के साथ ऊर्जा बचत प्राप्त करना बहुत ही संदिग्ध है। एलईडी या फ्लोरोसेंट प्रकाश व्यवस्था के लिए आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग नियंत्रकों को उच्च दक्षता के साथ इष्टतम प्रकाश उत्पादन और दीर्घायु पर रोशनी चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आपूर्ति वोल्टेज में बदलाव इसलिए इस प्रकार की रोशनी के समग्र ऊर्जा उपयोग पर कोई फर्क नहीं पड़ेगा। हालांकि, कम लागत वाले एलईडी और फ्लोरोसेंट लैंप नियंत्रक मौजूद हैं जो गर्मी के रूप में ऊर्जा बहाकर वोल्टेज को कम करते हैं (उदाहरण के लिए श्रृंखला प्रतिरोध के साथ श्रृंखला में कई एलईडी)। आपूर्ति वोल्टेज में बदलाव से इस प्रकार की रोशनी द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा प्रभावित होगी, लेकिन इस प्रकार के लैंप आमतौर पर कम शक्ति वाले होते हैं और प्रकाश उत्पादन भी प्रभावित होगा।
काम किया उदाहरण
एक विशिष्ट 100 वाट के गरमागरम दीपक की दक्षता 17.5 लुमेन प्रति वाट (l/W) से अधिक नहीं होती है और इसलिए यह अपने रेटेड वोल्टेज पर 1750 लुमेन का उत्पादन करेगा। विशिष्ट आधुनिक एलईडी लैंप में लगभग 150 लुमेन प्रति वाट की दक्षता होती है, और इसलिए समान प्रकाश उत्पादन के लिए 12 वाट से अधिक की आवश्यकता नहीं होती है। लैम्प रीरेटिंग फ़ार्मुलों के अनुसार, गरमागरम लैंप में वोल्टेज को 10% कम करने से बिजली (और इसलिए ऊर्जा) में लगभग 16% की कमी आती है और प्रकाश उत्पादन में लगभग 31% की कमी आती है।
इसलिए, वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र जो गरमागरम दीपक पर वोल्टेज को 10% तक कम करता है, ऊर्जा को 16% और प्रकाश उत्पादन को 31% कम कर देगा, केवल 1210 लुमेन का उत्पादन करेगा और 84 वाट की खपत करेगा। गरमागरम लैंप को समान प्रकाश उत्पादन वाले एलईडी लैंप में बदलने से खपत अधिक प्रभावी ढंग से 12 वाट तक कम हो जाएगी। इसके अलावा, चूंकि प्रकाश उत्पादन बहुत कम हो जाता है, वोल्टेज ऑप्टिमाइज़र के बिना 75 वाट के गरमागरम दीपक में बदलकर उच्च बचत की जा सकती है (1312.5 लुमेन 17.5 एल / डब्ल्यू मानकर)। यदि केवल 1210 लुमेन की आवश्यकता हो तो एलईडी लैंप को आकार में 8W तक कम किया जा सकता है।
यह भी देखें
संदर्भ
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