મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેક્નોલોજી (MIT)ના ગણિતશાસ્ત્રી આર્થર મેટ્ટકે એકવાર કહ્યું હતું કે, "નોન-રેખીયતાનો અર્થ છે કે તેને ઉકેલવું મુશ્કેલ છે."પરંતુ જ્યારે વિદ્યુત લોડ પર બિનરેખીયતા લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે તેને સંબોધિત કરવું જોઈએ, કારણ કે તે હાર્મોનિક કરંટ ઉત્પન્ન કરે છે અને પાવર વિતરણને નકારાત્મક અસર કરે છે - અને તે ખર્ચાળ છે.અહીં, મોટર અને ડ્રાઇવ ટેક્નોલોજીના વૈશ્વિક ઉત્પાદક અને સપ્લાયર WEG ના યુરોપીયન અને મિડલ ઇસ્ટ માર્કેટિંગ મેનેજર, Marek Lukaszczyk સમજાવે છે કે ઇન્વર્ટર એપ્લીકેશનમાં હાર્મોનિક્સ કેવી રીતે ઓછું કરવું.
ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ્સ, સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય, ઇલેક્ટ્રિક આર્ક ફર્નેસ, રેક્ટિફાયર અને ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર.આ બધા બિન-રેખીય લોડવાળા ઉપકરણોના ઉદાહરણો છે, જેનો અર્થ છે કે ઉપકરણ અચાનક ટૂંકા સ્પંદનોના સ્વરૂપમાં વોલ્ટેજ અને વર્તમાનને શોષી લે છે.તેઓ રેખીય ભાર ધરાવતા ઉપકરણોથી અલગ હોય છે - જેમ કે મોટર્સ, સ્પેસ હીટર, ઉર્જાવાળા ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને અગ્નિથી પ્રકાશિત બલ્બ.રેખીય લોડ માટે, વોલ્ટેજ અને વર્તમાન વેવફોર્મ્સ વચ્ચેનો સંબંધ સિનુસોઇડલ છે, અને કોઈપણ સમયે વર્તમાન ઓહ્મના નિયમ દ્વારા વ્યક્ત કરાયેલ વોલ્ટેજના પ્રમાણસર છે.
બધા બિન-રેખીય ભાર સાથે એક સમસ્યા એ છે કે તેઓ હાર્મોનિક પ્રવાહો ઉત્પન્ન કરે છે.હાર્મોનિક્સ એ આવર્તન ઘટકો છે જે સામાન્ય રીતે પાવર સપ્લાયની મૂળભૂત આવર્તન કરતાં 50 અથવા 60 હર્ટ્ઝ (હર્ટ્ઝ) ની વચ્ચે હોય છે, અને મૂળભૂત પ્રવાહમાં ઉમેરવામાં આવે છે.આ વધારાના પ્રવાહો સિસ્ટમ વોલ્ટેજ વેવફોર્મની વિકૃતિનું કારણ બનશે અને તેના પાવર ફેક્ટરને ઘટાડશે.
વિદ્યુત પ્રણાલીમાં વહેતા હાર્મોનિક પ્રવાહો અન્ય અનિચ્છનીય અસરો પેદા કરી શકે છે, જેમ કે અન્ય લોડ સાથે ઇન્ટરકનેક્શન પોઈન્ટ્સ પર વોલ્ટેજ વિકૃતિ અને કેબલનું ઓવરહિટીંગ.આ કિસ્સાઓમાં, કુલ હાર્મોનિક વિકૃતિ (THD) માપન આપણને કહી શકે છે કે હાર્મોનિક્સ દ્વારા કેટલો વોલ્ટેજ અથવા વર્તમાન વિકૃતિ થાય છે.
આ લેખમાં, અમે ઉર્જા ગુણવત્તાની સમસ્યાઓનું કારણ બને તેવી ઘટનાઓની સાચી દેખરેખ અને અર્થઘટન માટે ઉદ્યોગની ભલામણોના આધારે ઇન્વર્ટર એપ્લિકેશનમાં હાર્મોનિક્સ કેવી રીતે ઘટાડવું તેનો અભ્યાસ કરીશું.
ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ્સ અને ડિસ્ટ્રિબ્યુશન નેટવર્ક્સમાં હાર્મોનિક વોલ્ટેજ વિકૃતિનું સંચાલન કરવા માટે UK એનર્જી નેટવર્ક એસોસિએશન (ENA) ના એન્જિનિયરિંગ ભલામણ (EREC) G5 નો ઉપયોગ કરે છે.યુરોપિયન યુનિયનમાં, આ ભલામણો સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા (EMC) નિર્દેશોમાં સમાયેલી હોય છે, જેમાં વિવિધ ઇન્ટરનેશનલ ઇલેક્ટ્રોટેક્નિકલ કમિશન (IEC) ધોરણોનો સમાવેશ થાય છે, જેમ કે IEC 60050. IEEE 519 સામાન્ય રીતે નોર્થ અમેરિકન સ્ટાન્ડર્ડ છે, પરંતુ તે નોંધવું યોગ્ય છે કે IEEE 519 વ્યક્તિગત ઉપકરણોને બદલે વિતરણ પ્રણાલી પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.
એકવાર હાર્મોનિક સ્તરો સિમ્યુલેશન અથવા માપન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, તેમને સ્વીકાર્ય મર્યાદામાં રાખવા માટે તેને ઘટાડવાની ઘણી રીતો છે.પરંતુ સ્વીકાર્ય મર્યાદા શું છે?
તમામ હાર્મોનિક્સને દૂર કરવું આર્થિક રીતે શક્ય નથી અથવા અશક્ય હોવાથી, ત્યાં બે EMC આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણો છે જે હાર્મોનિક પ્રવાહના મહત્તમ મૂલ્યને સ્પષ્ટ કરીને પાવર સપ્લાય વોલ્ટેજના વિકૃતિને મર્યાદિત કરે છે.તે IEC 61000-3-2 સ્ટાન્ડર્ડ છે, જે 16 A (A) અને ≤ 75 A પ્રતિ તબક્કા સુધીના રેટેડ કરંટવાળા સાધનો માટે યોગ્ય છે અને IEC 61000-3-12 સ્ટાન્ડર્ડ છે, જે 16 A થી ઉપરના સાધનો માટે યોગ્ય છે.
વોલ્ટેજ હાર્મોનિક્સ પરની મર્યાદા પોઈન્ટ ઓફ કોમન કપલિંગ (PCC) ના THD (V) ને ≤ 5% પર રાખવાની હોવી જોઈએ.પીસીસી એ બિંદુ છે જ્યાં પાવર વિતરણ પ્રણાલીના વિદ્યુત વાહક ગ્રાહક વાહક અને ગ્રાહક અને વીજ વિતરણ પ્રણાલી વચ્ચેના કોઈપણ પાવર ટ્રાન્સમિશન સાથે જોડાયેલા હોય છે.
ઘણી અરજીઓ માટે ≤ 5% ની ભલામણનો ઉપયોગ એકમાત્ર જરૂરિયાત તરીકે કરવામાં આવ્યો છે.તેથી જ ઘણા કિસ્સાઓમાં, માત્ર 6-પલ્સ રેક્ટિફાયર અને ઇનપુટ રિએક્ટન્સ અથવા ડાયરેક્ટ કરંટ (DC) લિંક ઇન્ડક્ટર સાથે ઇન્વર્ટરનો ઉપયોગ મહત્તમ વોલ્ટેજ વિકૃતિની ભલામણને પહોંચી વળવા માટે પૂરતો છે.અલબત્ત, લિંકમાં ઇન્ડક્ટર વગરના 6-પલ્સ ઇન્વર્ટરની સરખામણીમાં, DC લિંક ઇન્ડક્ટર (જેમ કે WEG ના પોતાના CFW11, CFW700 અને CFW500) સાથે ઇન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરવાથી હાર્મોનિક રેડિયેશન નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકાય છે.
નહિંતર, ઇન્વર્ટર એપ્લિકેશન્સમાં સિસ્ટમ હાર્મોનિક્સ ઘટાડવા માટેના અન્ય ઘણા વિકલ્પો છે, જે અમે અહીં રજૂ કરીશું.
હાર્મોનિક્સ ઘટાડવાનો એક ઉકેલ એ છે કે 12-પલ્સ રેક્ટિફાયર સાથે ઇન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરવો.જો કે, આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ત્યારે જ થાય છે જ્યારે ટ્રાન્સફોર્મર પહેલેથી જ ઇન્સ્ટોલ કરેલું હોય;સમાન ડીસી લિંક સાથે જોડાયેલા બહુવિધ ઇન્વર્ટર માટે;અથવા જો નવા ઇન્સ્ટોલેશન માટે ઇન્વર્ટરને સમર્પિત ટ્રાન્સફોર્મરની જરૂર હોય.વધુમાં, આ સોલ્યુશન પાવર માટે યોગ્ય છે જે સામાન્ય રીતે 500 કિલોવોટ (kW) કરતા વધારે હોય છે.
બીજી પદ્ધતિ એ છે કે ઇનપુટ પર નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર સાથે 6-પલ્સ એક્ટિવ કરંટ (AC) ડ્રાઇવ ઇન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરવો.આ પદ્ધતિ વિવિધ વોલ્ટેજ સ્તરો-માધ્યમ (MV), ઉચ્ચ વોલ્ટેજ (HV) અને વધારાના ઉચ્ચ વોલ્ટેજ (EHV) વચ્ચેના હાર્મોનિક વોલ્ટેજનું સંકલન કરી શકે છે અને સુસંગતતાને સમર્થન આપે છે અને ગ્રાહકોના સંવેદનશીલ સાધનો પરની પ્રતિકૂળ અસરોને દૂર કરે છે.હાર્મોનિક્સ ઘટાડવા માટે આ પરંપરાગત ઉકેલ હોવા છતાં, તે ગરમીનું નુકસાન વધારશે અને પાવર ફેક્ટર ઘટાડશે.
આ અમને હાર્મોનિક્સ ઘટાડવાની વધુ ખર્ચ-અસરકારક રીત તરફ લાવે છે: 18-પલ્સ રેક્ટિફાયર સાથે ઇન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરો અથવા ખાસ કરીને 18-પલ્સ રેક્ટિફાયર અને ફેઝ-શિફ્ટિંગ ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા ડીસી લિંક દ્વારા સંચાલિત DC-AC ડ્રાઇવનો ઉપયોગ કરો.પલ્સ રેક્ટિફાયર એ એક જ ઉકેલ છે પછી ભલે તે 12-પલ્સ હોય કે 18-પલ્સ.જો કે હાર્મોનિક્સ ઘટાડવા માટે આ એક પરંપરાગત ઉકેલ છે, તેની ઊંચી કિંમતને કારણે, તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ત્યારે જ થાય છે જ્યારે ટ્રાન્સફોર્મર ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવ્યું હોય અથવા નવા ઇન્સ્ટોલેશન માટે ઇન્વર્ટર માટે ખાસ ટ્રાન્સફોર્મરની જરૂર હોય.પાવર સામાન્ય રીતે 500 kW કરતા વધારે હોય છે.
કેટલીક હાર્મોનિક સપ્રેસન પદ્ધતિઓ ગરમીનું નુકસાન વધારે છે અને પાવર ફેક્ટર ઘટાડે છે, જ્યારે અન્ય પદ્ધતિઓ સિસ્ટમની કામગીરીમાં સુધારો કરી શકે છે.અમે ભલામણ કરીએ છીએ તે એક સારો ઉકેલ એ છે કે 6-પલ્સ એસી ડ્રાઇવ સાથે WEG સક્રિય ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કરવો.વિવિધ ઉપકરણો દ્વારા જનરેટ થતા હાર્મોનિક્સને દૂર કરવા માટે આ એક ઉત્તમ ઉપાય છે
છેલ્લે, જ્યારે પાવરને ગ્રીડમાં પુનઃજનરેટ કરી શકાય છે, અથવા જ્યારે એક જ ડીસી લિંક દ્વારા બહુવિધ મોટર ચલાવવામાં આવે છે, ત્યારે બીજો ઉકેલ આકર્ષક છે.એટલે કે, સક્રિય ફ્રન્ટ એન્ડ (AFE) રિજનરેટિવ ડ્રાઇવ અને LCL ફિલ્ટરનો ઉપયોગ થાય છે.આ કિસ્સામાં, ડ્રાઇવર ઇનપુટ પર સક્રિય રેક્ટિફાયર ધરાવે છે અને ભલામણ કરેલ મર્યાદાઓનું પાલન કરે છે.
ડીસી લિંક વગરના ઇન્વર્ટર માટે-જેમ કે WEG ના પોતાના CFW500, CFW300, CFW100 અને MW500 ઇન્વર્ટર-હાર્મોનિક્સ ઘટાડવાની ચાવી એ નેટવર્ક પ્રતિક્રિયા છે.આ માત્ર હાર્મોનિક સમસ્યાને હલ કરે છે, પરંતુ ઇન્વર્ટરના પ્રતિક્રિયાશીલ ભાગમાં ઊર્જા સંગ્રહિત થવાની અને બિનઅસરકારક બનવાની સમસ્યાને પણ હલ કરે છે.નેટવર્ક રિએક્ટન્સની મદદથી, રેઝોનન્ટ નેટવર્ક દ્વારા લોડ કરાયેલ ઉચ્ચ-આવર્તન સિંગલ-ફેઝ ઇન્વર્ટરનો ઉપયોગ નિયંત્રિત કરી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયાને સમજવા માટે કરી શકાય છે.આ પદ્ધતિનો ફાયદો એ છે કે પ્રતિક્રિયા તત્વમાં સંગ્રહિત ઊર્જા ઓછી છે અને હાર્મોનિક વિકૃતિ ઓછી છે.
હાર્મોનિક્સ સાથે વ્યવહાર કરવાની અન્ય વ્યવહારુ રીતો છે.એક બિન-રેખીય લોડની તુલનામાં રેખીય લોડની સંખ્યામાં વધારો કરવાનો છે.બીજી પદ્ધતિ એ લીનિયર અને નોન-લીનિયર લોડ્સ માટે પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ્સને અલગ કરવાની છે જેથી 5% અને 10% વચ્ચે વિવિધ વોલ્ટેજ THD મર્યાદા હોય.આ પદ્ધતિ ઉપરોક્ત ઇજનેરી ભલામણોનું પાલન કરે છે (EREC) G5 અને EREC G97, જેનો ઉપયોગ બિનરેખીય અને રેઝોનન્ટ પ્લાન્ટ્સ અને સાધનોના હાર્મોનિક વોલ્ટેજ વિકૃતિનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે થાય છે.
બીજી પદ્ધતિ એ છે કે મોટી સંખ્યામાં કઠોળ સાથે રેક્ટિફાયરનો ઉપયોગ કરવો અને તેને બહુવિધ ગૌણ તબક્કાઓ સાથે ટ્રાન્સફોર્મરમાં ફીડ કરવું.બહુવિધ પ્રાથમિક અથવા ગૌણ વિન્ડિંગ્સ સાથેના મલ્ટિ-વાઇન્ડિંગ ટ્રાન્સફોર્મર્સને જરૂરી આઉટપુટ વોલ્ટેજ સ્તર પ્રદાન કરવા અથવા આઉટપુટ પર બહુવિધ લોડ ચલાવવા માટે એક વિશિષ્ટ પ્રકારના રૂપરેખાંકનમાં એકબીજા સાથે કનેક્ટ કરી શકાય છે, જેનાથી પાવર વિતરણ અને લવચીકતા સિસ્ટમમાં વધુ વિકલ્પો પ્રદાન થાય છે.
છેલ્લે, ઉપર જણાવેલ AFE નું રિજનરેટિવ ડ્રાઇવ ઓપરેશન છે.બેઝિક એસી ડ્રાઈવો નવીનીકરણીય નથી, જેનો અર્થ છે કે તેઓ ઉર્જા સ્ત્રોતમાં પરત કરી શકતા નથી-આ ખાસ કરીને પૂરતું નથી, કારણ કે કેટલીક એપ્લિકેશનોમાં, પાછી મળેલી ઊર્જા પુનઃપ્રાપ્ત કરવી એ ચોક્કસ જરૂરિયાત છે.જો રિજનરેટિવ એનર્જીને AC પાવર સ્ત્રોતમાં પરત કરવાની જરૂર હોય, તો આ રિજનરેટિવ ડ્રાઇવની ભૂમિકા છે.સરળ રેક્ટિફાયર્સને AFE ઇન્વર્ટર દ્વારા બદલવામાં આવે છે, અને આ રીતે ઊર્જા પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છે.
આ પદ્ધતિઓ હાર્મોનિક્સનો સામનો કરવા માટે વિવિધ વિકલ્પો પ્રદાન કરે છે અને વિવિધ પ્રકારની પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સિસ્ટમ્સ માટે યોગ્ય છે.પરંતુ તેઓ વિવિધ કાર્યક્રમોમાં ઉર્જા અને ખર્ચને નોંધપાત્ર રીતે બચાવી શકે છે અને આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણોનું પાલન કરી શકે છે.આ ઉદાહરણો દર્શાવે છે કે જ્યાં સુધી યોગ્ય ઇન્વર્ટર ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરવામાં આવશે ત્યાં સુધી બિન-રેખીયતા સમસ્યા હલ કરવી મુશ્કેલ નહીં હોય.
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
પ્રક્રિયા અને નિયંત્રણ આજે સબમિટ કરેલા અથવા બાહ્ય રીતે ઉત્પાદિત લેખો અને છબીઓની સામગ્રી માટે જવાબદાર નથી.આ લેખમાં સમાવિષ્ટ કોઈપણ ભૂલો અથવા ભૂલો વિશે અમને જાણ કરતો ઈમેલ મોકલવા માટે અહીં ક્લિક કરો.