कल्पना कीजिए कि आपकी उत्पादन लाइन चरम दक्षता पर चल रही है, फिर भी एक अदृश्य शक्ति चुपचाप उपकरण के प्रदर्शन और दीर्घायु को कम करती है।आधुनिक उद्योग में चर आवृत्ति ड्राइव (वीएफडी) अपरिहार्य हो गए हैं, जो अपने ऊर्जा-बचत परिशुद्धता के साथ कन्वेयर बेल्ट से लेकर स्वचालित पैकेजिंग लाइनों तक सब कुछ संचालित करता है।इन उपकरणों से उत्पन्न हार्मोनिक प्रदूषण एक महत्वपूर्ण चुनौती है जो ध्यान देने की आवश्यकता है.
वीएफडी मूल बातें समझना
औद्योगिक अनुप्रयोगों में वीएफडी ऊर्जा संरक्षण, अनुकूलित प्रक्रिया नियंत्रण, विस्तारित घटक जीवनकाल,और कार्यात्मक सुरक्षा सुविधाओं के माध्यम से मशीन सुरक्षा में सुधारएक मानक वीएफडी प्रणाली में तीन मुख्य घटक शामिल हैंः
- डायोड ब्रिज रेक्टिफायर:आम तौर पर एक पूर्ण-लहर 6-पल्स रेक्टिफायर जो आने वाले एसी वोल्टेज को डीसी वोल्टेज में परिवर्तित करता है।
- डीसी बसःरेक्टिफाइड वोल्टेज को चिकना करने और वोल्टेज भंडारण प्रदान करने के लिए डीसी कैपेसिटर का उपयोग करता है।
- आईजीबीटी इन्वर्टर:मोटर्स को चलाने के लिए पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (पीडब्ल्यूएम) के माध्यम से चर आवृत्ति और वोल्टेज आउटपुट उत्पन्न करता है।
इनपुट स्टेज पर 6-इंपल्स रेक्टिफायर का उपयोग करने वाला कोई भी वीएफडी संभावित रूप से पावर ग्रिड में हार्मोनिक करंट और वोल्टेज विकृति ला सकता है।यह घटना इन रेक्टिफायरों द्वारा बनाई गई गैर-रैखिक भार विशेषताओं से उत्पन्न होती है.
हार्मोनिक विरूपण का तंत्र
जब AC वोल्टेज से जुड़ा होता है, तो रैखिक भार (प्रतिरोधक, प्रेरक, या क्षमतात्मक) वोल्टेज वेवफॉर्म के समान वर्तमान तरंगों को आकर्षित करते हैं। इसके विपरीत,गैर-रैखिक भार जैसे वीएफडी, गैर-सिनोइडल धारा तरंगों का उत्पादन करते हैं जो वोल्टेज तरंगों से विचलित होते हैं.
वीएफडी प्रणालियों में, वर्तमान केवल डीसी बस कैपेसिटर में तब ही बहता है जब आने वाला एसी वोल्टेज डीसी बस वोल्टेज से अधिक हो जाता है - आमतौर पर साइन वेव के शिखर के पास।यह गैर-रैखिक संधारित्र धारा मुख्य इनपुट वोल्टेज लाइनों पर वर्तमान धड़कनों बनाता है, हार्मोनिक विकृति उत्पन्न करता है।
हार्मोनिक विरूपण के परिणाम
विद्युत प्रणालियों में हार्मोनिक प्रदूषण से अनेक परिचालन चुनौतियां उत्पन्न हो सकती हैंः
- संचार सर्किट में हस्तक्षेप
- ट्रांसफार्मर अति ताप
- सर्किट ब्रेकर का गलत ट्रिगर
- तटस्थ कंडक्टर अधिभार
- संधारित्र बैंक की विफलता
आईईईई 519 हार्मोनिक मानक
इन चिंताओं को दूर करने के लिए इंस्टीट्यूट ऑफ इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स (आईईईई) ने हार्मोनिक स्तर के मानकों को स्थापित किया। वर्तमान बेंचमार्क, आईईईई 519-2014,एक प्रणाली की शॉर्ट सर्किट वर्तमान क्षमता (SCCR) के आधार पर स्वीकार्य धारा और वोल्टेज हार्मोनिक स्तरों को परिभाषित करता है.
मानक में सामान्य युग्मन बिंदु (पीसीसी) की अवधारणा पेश की गई है - जो कि हार्मोनिक माप के लिए निर्दिष्ट स्थान है।पीसीसी आमतौर पर ट्रांसफार्मर के उच्च वोल्टेज पक्ष पर स्थित हैसाझा सेवा ट्रांसफार्मरों का उपयोग करने वाली वाणिज्यिक सुविधाएं आम तौर पर कम वोल्टेज पक्ष में मापती हैं।
हार्मोनिक फ़िल्टरों के माध्यम से शमन
हार्मोनिक मुद्दों के लिए विभिन्न समाधानों के बीच, हार्मोनिक फिल्टर प्रदर्शन और लागत-प्रभावशीलता के बीच इष्टतम संतुलन प्रदान करते हैं।इन उपकरणों को विशेष रूप से औद्योगिक अनुप्रयोगों में विश्वसनीय शक्ति गुणवत्ता सुनिश्चित करते हुए IEEE 519 मानकों का अनुपालन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है.
आधुनिक हार्मोनिक फिल्टर मजबूत प्रदर्शन विशेषताओं का प्रदर्शन करते हैंः
- स्टार्टअप वृद्धि को संभालने के लिए 60 सेकंड के लिए 150% वर्तमान अधिभार क्षमता
- सटीक इंजीनियरिंग के माध्यम से 99% तक पूर्ण भार दक्षता
- लंबी सेवा जीवन के लिए उच्च-प्रदर्शन वाले तीन-चरण कंडेन्सर
- स्प्लिट-कंपोनेंट डिजाइनों के साथ लचीला स्थापना विकल्प
बड़े अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें टर्नकी समाधानों की आवश्यकता होती है, पूर्व-वायर किए गए NEMA 1 संलग्नक स्थापना को सुव्यवस्थित करने के लिए कारखाने के विकल्प के रूप में उपलब्ध हैं।
हार्मोनिक फ़िल्टर का इस्तेमाल कब करें
औद्योगिक परिचालनों को हार्मोनिक फ़िल्टर के कार्यान्वयन का मूल्यांकन करना चाहिए जब वे निम्नलिखित का सामना करते हैंः
- वीएफडी संचालित भार 10 एचपी से अधिक
- कुल हार्मोनिक विरूपण (THD) माप PCC पर 8% से अधिक
- अकसर अनजाने में ट्रिपिंग या ट्रांसफार्मर ओवरहीटिंग
हार्मोनिक मानकों का अनुपालन न केवल उपकरणों की सुरक्षा करता है बल्कि भविष्य में स्केलेबिलिटी भी सुनिश्चित करता है क्योंकि अतिरिक्त ड्राइव को सिस्टम में शामिल किया जाता है।