گھریلو بوجھ کی رد عمل کی طاقت کی تلافی کے لیے کیپسیٹرز کا استعمال

پاور سپلائی سسٹم (SES) کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے متعدد عوامل میں سے ایک ترجیحی جگہ کا قبضہ ہے رد عمل کی طاقت معاوضہ مسئلہ (KRM)۔ تاہم، یوٹیلیٹی یوزر ڈسٹری بیوشن نیٹ ورکس میں جن میں زیادہ تر سنگل فیز، انفرادی طور پر سوئچ شدہ لوڈ ہوتا ہے، کے آر ایم ڈیوائسز کو ابھی بھی کم استعمال کیا جاتا ہے۔

پہلے یہ خیال کیا جاتا تھا کہ شہری کم وولٹیج ڈسٹری بیوشن نیٹ ورکس کے نسبتاً مختصر فیڈرز، چھوٹے (کے وی اے یونٹس) سے منسلک بجلی اور لوڈ کے پھیلاؤ کی وجہ سے پی ایف سی کا مسئلہ ان کے لیے موجود نہیں تھا۔

مثال کے طور پر، باب 5.2 [1] میں لکھا ہے: "رہائشی اور عوامی عمارتوں کے لیے کوئی رد عمل بوجھ کا معاوضہ فراہم نہیں کیا جاتا ہے۔" اگر ہم اس بات کو مدنظر رکھیں کہ پچھلی دہائی میں رہائشی سیکٹر کے فی 1 m2 بجلی کی کھپت تین گنا بڑھ گئی ہے، شہری میونسپل نیٹ ورکس کے پاور ٹرانسفارمرز کی اوسط شماریاتی صلاحیت 325 kVA تک پہنچ گئی ہے، اور ٹرانسفارمر پاور کے استعمال کا رقبہ اوپر کی طرف منتقل ہو گیا ہے اور 250 … 400 kVA [2] کے اندر ہے، تو یہ بیان قابل اعتراض ہے۔

رہائشی عمارت کے داخلی دروازے پر بنائے گئے لوڈ گراف کی پروسیسنگ سے پتہ چلتا ہے: دن کے دوران پاور فیکٹر (cosj) کی اوسط قدر 0.88 سے 0.97 تک ہوتی ہے، اور مرحلہ وار 0.84 سے 0.99 تک ہوتی ہے۔ اس کے مطابق، رد عمل کی طاقت (RM) کی کل کھپت 9 ... 14 kVAr، اور مرحلہ وار 1 سے 6 kVAr تک مختلف ہوتی ہے۔

تصویر 1 رہائشی عمارت کے داخلی دروازے پر روزانہ RM کی کھپت کا گراف دکھاتا ہے۔ ایک اور مثال: سیزران کے شہری گرڈ کے ٹی پی میں فعال اور رد عمل والی بجلی کی رجسٹرڈ روزانہ (10 جون 2007) کھپت (STR-RA = 400 kVA، بجلی کے صارفین زیادہ تر سنگل فیز ہیں) کی مقدار 1666.46 kWh اور 740.17 kvarh ہے۔ (وزن والی اوسط قدر cosj = 0.91 — 0.65 سے 0.97 تک پھیلاؤ) یہاں تک کہ ٹرانسفارمر کے اسی کم لوڈ فیکٹر کے ساتھ بھی — 32% چوٹی کے اوقات میں اور 11% کم از کم پیمائش کے اوقات کے دوران۔

اس طرح، یوٹیلیٹی بوجھ کی اعلی کثافت (kVA/km2) کو دیکھتے ہوئے، SES کے توانائی کے بہاؤ میں ایک رد عمل والے جزو کی مستقل موجودگی، بڑے شہروں کے تقسیم کار نیٹ ورکس میں بجلی کے نمایاں نقصانات اور ان کی تلافی کی ضرورت کا باعث بنتی ہے۔ نسل کے اضافی ذرائع کے ذریعے۔

اس مسئلے کو حل کرنے کی پیچیدگی بڑی حد تک انفرادی مراحل (تصویر 1) میں RM کی غیر مساوی کھپت کی وجہ سے ہے، جس کی وجہ سے صنعتی نیٹ ورکس KRM تنصیبات کے لیے روایتی استعمال کرنا مشکل ہو جاتا ہے جو کہ ایک ریگولیٹر کے ذریعے کنٹرول کیے جانے والے تھری فیز کیپسیٹر بینکوں پر مبنی ہوتا ہے۔ معاوضہ نیٹ ورک کے مراحل میں سے

ہمارے غیر ملکی ساتھیوں کا تجربہ شہری تھرمل پاور سٹیشنوں کے پاور ریزرو کو بڑھانے میں دلچسپی کا باعث ہے۔ خاص طور پر، بجلی کی تقسیم کار کمپنی Edeinor S.A.A کی ترقی (پیرو) (یہ اینڈیسا گروپ (سپین) کا حصہ ہے، جو کہ جنوبی امریکہ کے متعدد ممالک میں بجلی کی پیداوار، ترسیل اور تقسیم میں مہارت رکھتا ہے)، KRM کے مطابق صارفین سے کم از کم فاصلے پر کم وولٹیج ڈسٹری بیوشن نیٹ ورکس میں [3]۔ Edeinor S.A.A. کے آرڈر پر، کم وولٹیج کوزائن کیپسیٹرز کے سب سے بڑے مینوفیکچررز میں سے ایک-EPCOS AG نے چھوٹے یوٹیلیٹی بوجھ کے لیے موزوں سنگل فیز کیپسیٹرز HomeCap [4] کا ایک سلسلہ شروع کیا۔

ہوم کیپ کیپسیٹرز (تصویر 2) کی برائے نام صلاحیت 5 سے 33 μF تک مختلف ہوتی ہے، جس سے PM کے 0.25 سے 1.66 kVAr (127 کی رینج میں 50 Hz کے مینز وولٹیج پر) کے اندراجی جزو کی تلافی ممکن ہوتی ہے۔ ... 380 V)

پربلت شدہ پولی پروپیلین فلم کو ڈائی الیکٹرک کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، الیکٹروڈز دھاتی - MKR ٹیکنالوجی (Metallised Polypropylene Kunststoff) کو چھڑک کر بنائے جاتے ہیں۔ سیکشن کا سمیٹ معیاری گول ہے، اندرونی حجم ایک غیر زہریلے پولیوریتھین مرکب سے بھرا ہوا ہے۔ EPCOS AG کے تمام cosine capacitors کی طرح، HomeCap capacitors میں پلیٹوں کی مقامی تباہی کی صورت میں "خود کو شفا بخشنے" کی خاصیت ہوتی ہے۔

کیپسیٹرز کی بیلناکار ایلومینیم ہاؤسنگ گرمی سے سکڑنے والی پولی وینیل ٹیوب (تصویر 2) سے موصل ہوتی ہے، اور ڈبل الیکٹروڈ بلیڈ کے ٹرمینلز کو ڈائی الیکٹرک پلاسٹک کیپ (پروٹیکشن ڈگری IP53) سے ڈھانپ دیا جاتا ہے، اس طرح آپریشن کے دوران مکمل حفاظت کی ضمانت دی جاتی ہے۔ معیاری UL 810 (US سیفٹی لیبارٹریز) کے متعلقہ سرٹیفکیٹ سے تصدیق شدہ گھریلو ماحول۔

بلٹ ان ڈیوائس، جو جیکٹ کے اندر اضافی دباؤ سے زیادہ ہونے پر چالو ہو جاتی ہے، سیکشن کے زیادہ گرم ہونے یا برفانی تودے کے گرنے کی صورت میں کنڈینسر کو خود بخود بند کر دیتا ہے۔ HomeCap capacitors کا قطر 42.5 ± 1 ملی میٹر ہے، اور اونچائی، برائے نام صلاحیت کی قدر پر منحصر ہے، 70 ... 125 ملی میٹر ہے۔ کنڈینسر ہاؤسنگ کی عمودی توسیع، اضافی اندرونی دباؤ کے خلاف تحفظ کی صورت میں، 13 ملی میٹر سے زیادہ نہیں۔

کپیسیٹر دو کور لچکدار کیبل کے ساتھ منسلک ہے جس کا کراس سیکشن 1.5 mm2 اور لمبائی 300 یا 500 mm ہے [4]۔ کیبل کی موصلیت کا قابل اجازت حرارت - 105 ° C

ہوم کیپ کیپسیٹرز کا آپریشن -25 … + 55 ° C کے محیط درجہ حرارت پر گھر کے اندر ممکن ہے۔ برائے نام صلاحیت کا انحراف: -5 / + 10%۔ فعال بجلی کے نقصانات 5 واٹ فی kvar سے زیادہ نہیں ہیں۔ 100,000 گھنٹے تک سروس کی زندگی کی ضمانت۔

HomeCap capacitors کو بڑھتے ہوئے سطح پر باندھنا نیچے سے جڑے ہوئے کلیمپ یا بولٹ (M8x10) کے ساتھ کیا جاتا ہے۔

انجیر میں۔ 3. میٹرنگ باکس میں ہوم کیپ کنڈینسر کی تنصیب کو ظاہر کرتا ہے۔ کپیسیٹر (نیچے دائیں کونے میں) بجلی کے میٹر کے ٹرمینلز سے جڑا ہوا ہے۔

HomeCap capacitors IEC 60831-1/2 [4] کی ضروریات کے مطابق مکمل طور پر تیار کیے جاتے ہیں۔

Edeinor SAA کے مطابق، [3] شمالی لیما کے ضلع Infantas میں 114,000 گھرانوں میں 37,000 kvar کی کل صلاحیت کے ساتھ HomeCap capacitors کی تنصیب نے ڈسٹری بیوشن نیٹ ورک کے وزنی اوسط پاور فیکٹر کو 0.84 سے بڑھا کر 0.93 کر دیا، جس سے تقریباً 280 کلو واٹ فی گھنٹہ کی بچت ہوئی۔ سال .ہر منسلک kVAr RM کے لیے یا کل تقریباً 19,300 MWh فی سال۔ اس کے علاوہ، گھریلو بوجھ کی نوعیت میں قابلیت کی تبدیلیوں کو مدنظر رکھتے ہوئے (بجلی کے آلات کی پاور سپلائی کو تبدیل کرنا، توانائی بچانے والے لیمپوں کے فعال بیلسٹ)، مینز وولٹیج کی سائنوسائیڈیلیٹی کی بگاڑ، ایک ہی وقت میں HomeCap capacitors کی مدد سے ہارمونک اجزاء کی سطح کو کم کرنا ممکن تھا — THDU اوسطاً 1%۔

شہری علاقوں کے برعکس، دیہی کم وولٹیج ڈسٹری بیوشن نیٹ ورکس کے لیے RPC کی ضرورت پر کبھی سوال نہیں کیا گیا [5] کیونکہ ایک توسیع شدہ کھلی (درخت نما) ہائی وولٹیج لائن (OHL) پر RM ٹرانسمیشن کے لیے فعال توانائی کی کھپت۔ 6 (10) kV کا وولٹیج سب سے زیادہ ہے [6]۔ ایک ہی وقت میں، KRM فنڈز کے برقی وصول کنندگان کی منسلک صلاحیت کے لیے ناکافی تناسب کی وضاحت خالصتاً اقتصادی وجوہات سے کی گئی ہے۔ اس لیے، دیہی افادیت اور گھریلو اور چھوٹے (140 کلو واٹ تک) صنعتی صارفین کے ایس پی پی کے لیے، KRM کے سستے ترین ورژن کو منتخب کرنے کا سوال ایک ترجیح ہے۔

دیہی کم وولٹیج نیٹ ورکس میں براہ راست 80% RPC کی سفارشات کے عملی نفاذ میں تکنیکی مشکلات میں سے ایک [5] اوور ہیڈ لائنوں کی تنصیب کے لیے موزوں کیپسیٹرز کی کمی ہے۔حسابات کے مطابق، HV 0.4 kV سے زیادہ ٹرانسمیشن کے دوران بقایا (زیادہ معاوضہ کی اجازت نہ دینے والے) RM کی اوسط قیمت 50 kW کی ایکٹیو پاور کے ساتھ مخلوط کے لیے، برتری کے ساتھ (40% سے زیادہ) یوٹیلیٹی بوجھ 8 kvar ہے۔ لہذا، ایسے کیپسیٹرز کا بہترین برائے نام RM چند دسیوں kvar کے اندر ہونا چاہیے۔

جے پور (راجستھان، انڈیا) میں پاور کمپنی جے پور ودیوت وتران نگم لمیٹڈ کے ذریعہ کم وولٹیج نیٹ ورکس کی اوور ہیڈ لائنوں پر استعمال ہونے والے KRM سسٹم پر غور کریں جو EPCOS AG کے تیار کردہ PoleCap® سیریز کیپسیٹرز (تصویر 4) پر مبنی ہے۔ 25-500 kVA کی واحد طاقت کے ساتھ 4600 ٹرانسفارمرز 11/0.433 kV کی نصب صلاحیت کے ساتھ تقریباً 1000 MVA پر مشتمل SPP کی نگرانی نے ظاہر کیا: ٹرانسفارمرز کا گرمیوں کا بوجھ 506 MVA (430 MW) تھا، موسم سرما میں — 353 ایم وی اے (300 میگاواٹ)؛ وزنی اوسط cosj - 0.85؛ کل نقصانات (2005) - بجلی کی فراہمی کے حجم کا 17%۔

KRM پائلٹ پروجیکٹ کے دوران، 13375 PoleCap Capacitors کو کم وولٹیج ٹرانسفارمرز کے کنکشن نوڈس میں، براہ راست 0.4 kV اوور ہیڈ لائنوں کی سپورٹ پر، کل RM 70 MVAr کے ساتھ نصب کیا گیا تھا۔ بشمول: 13000 5 kvar capacitors؛ 250 - 10 kvar؛ 125 - 20 مربع میٹر نتیجے کے طور پر، cosj کی قدر 0.95 تک بڑھ جاتی ہے، اور نقصانات 13% تک کم ہو جاتے ہیں [7]۔

یہ کیپسیٹرز (تصویر 4 اور تصویر 5) MKR/MKK (Metalized Kunststoff Kompakt) ٹیکنالوجی کے مطابق بنائے گئے دھاتی فلم کیپسیٹرز کی ایک اچھی طرح سے ثابت شدہ قسم کی ترمیم ہیں [8] - بیک وقت رقبے میں اضافہ اور برقی توانائی میں اضافہ فلم کے کناروں کے فلیٹ اور لہراتی کٹ کے امتزاج کی وجہ سے الیکٹروڈ کی پرت سے رابطہ میٹالائزیشن کی طاقت، موڑوں کی ایک چھوٹی سی نقل مکانی کے ساتھ رکھی گئی، MKR ٹیکنالوجی کی خصوصیت۔اس کے علاوہ، پول کیپ سیریز میں متعدد تھری فیز کیپسیٹرز PM 0.5 ... 5 kVAr شامل ہیں، جو روایتی MKR ٹیکنالوجی کے مطابق بنائے گئے ہیں [8]۔

سیریز کے MCC کیپسیٹرز کے بنیادی ڈیزائن میں بہتری نے براہ راست (بغیر کسی اضافی کیس کے) PoleCap capacitors کو باہر، نم یا دھول دار کمروں میں انسٹال کرنا ممکن بنایا۔ کنڈینسر باڈی 99.5٪ ایلومینیم سے بنی ہے اور ایک غیر فعال گیس سے بھری ہوئی ہے۔

شکل 5 دکھاتا ہے:

• مزاحم پلاسٹک کور (آئٹم 1)؛

• ہرمیٹک طور پر مہربند، پلاسٹک کی انگوٹھی (پوز 5) سے گھرا ہوا اور ایپوکسی کمپاؤنڈ (پوز 7) سے بھرا ہوا، ٹرمینل بلاک ورژن (پوز 8) تحفظ IP54 کی ڈگری فراہم کرتا ہے۔

کنکشن (تصویر 5) تین سنگل کور 2 میٹر کیبلز (پوزیشن 3) سے کیبل سیل (پوزیشن 2) اور ڈسچارج ریزسٹرس کے سیرامک ​​ماڈیول (پوزیشن 6) سے رابطہ کنکشن کو کچل کر اور سولڈرنگ کرکے بنایا جاتا ہے۔

سہولت کے لیے بصری کنٹرول زیادہ دباؤ سے تحفظ کو متحرک کیا جاتا ہے، کنڈینسر ہاؤسنگ (پوزیشن 4) کے بڑھے ہوئے حصے پر ایک روشن سرخ بینڈ نمودار ہوتا ہے۔

محیطی درجہ حرارت میں زیادہ سے زیادہ قابل اجازت فرق -40 ... + 55 ° C [8] ہے۔

واضح رہے کہ چونکہ KRM کیپسیٹرز کو شارٹ سرکٹ کرنٹ سے محفوظ رکھنا ضروری ہے (PUE Ch.5)، یہ مناسب معلوم ہوتا ہے کہ ہوم کیپ اور پول کیپ کیپسیٹرز کی رہائش کے اندر فیوز بنائے جائیں جو سیکشن کی خرابی سے متحرک ہوتے ہیں۔

ترقی پذیر ممالک میں یوٹیلیٹی نیٹ ورکس میں KRM کا تجربہ اعلیٰ سطح کے نیٹ ورک کے نقصانات کے ساتھ ظاہر کرتا ہے کہ سادہ تکنیکی حل بھی - خاص قسم کے کوزائن کیپسیٹرز کی غیر منظم بیٹریوں کا استعمال - معاشی طور پر بہت موثر ہو سکتا ہے۔

مضمون کے مصنف: اے۔ششکن

ادب

1. شہری برقی نیٹ ورکس کے ڈیزائن کے لیے ہدایات RD 34.20.185-94۔ منظور شدہ: 07.07.94 کو روسی فیڈریشن کی ایندھن اور توانائی کی وزارت، 05.31.94 کو روس کے RAO «UES»۔ 01.01.95 کو نافذ العمل ہوا۔

2. Ovchinnikov A. ڈسٹری بیوشن نیٹ ورکس میں بجلی کے نقصانات 0.4 ... 6 (10) kV // الیکٹریکل انجینئرنگ کی خبریں۔ 2003. نمبر 1 (19)۔

3. پیرو کے برقی نیٹ ورکس میں پاور فیکٹر کی تصحیح // EPCOS COMPONENTS #1۔ 2006

4. پاور فیکٹر کی اصلاح کے لیے ہوم کیپ کیپسیٹرز۔

5. زرعی مقاصد کے لیے زرعی آلات اور برقی نیٹ ورکس کے ڈیزائن میں وولٹیج ریگولیشن اور ری ایکٹیو پاور معاوضے کے ذرائع کے انتخاب کے لیے رہنما اصول۔ M.: Selenergoproekt. 1978

6. Shishkin S.A. صارفین کی رد عمل کی طاقت اور بجلی کے نیٹ ورک کے نقصانات // توانائی کی بچت نمبر 4. 2004۔

7. Jungwirth P. آن سائٹ پاور فیکٹر کی اصلاح // EPCOS اجزاء نمبر۔ 4. 2005

8. بیرونی کم وولٹیج PFC ایپلی کیشنز کے لیے PoleCap PFC capacitors۔ EPCOS AG کے ذریعہ شائع کیا گیا۔ 03/2005۔ آرڈر نمبر ای پی سی: 26015-7600۔