पावर सिस्टममा तीन-फेज असन्तुलनका हानिहरू के हुन्?

विद्युत प्रणालीमा तीन-चरण असन्तुलनले धेरै नकारात्मक प्रभावहरू ल्याउँछ, जसमा लाइनहरूमा विद्युत ऊर्जा क्षति बढ्नु, वितरण ट्रान्सफार्मरहरूमा विद्युत ऊर्जा क्षति बढ्नु, वितरण ट्रान्सफार्मरहरूको उत्पादन क्षमता घट्नु, वितरण ट्रान्सफार्मरहरूमा शून्य-क्रम विद्युत प्रवाह उत्पन्न हुनु, विद्युत उपकरणहरूको सुरक्षित सञ्चालनमा समस्या आउनु र विद्युत मोटरहरूको कार्यकुशलता घट्नु पर्दछ। विद्युत प्रणालीमा तीन-चरण असन्तुलन कसरी कम गर्न सकिन्छ? नानटोङ ज़िफेङ इलेक्ट्रिक टेक्नोलोजी कम्पनी लिमिटेडको निम्न खण्डले तीन-चरण असन्तुलनले भएका हानिहरूको विस्तृत व्याख्या र सुधारका उपायहरू प्रस्तुत गर्दछ।

विद्युत प्रणालीमा तीन-चरण असन्तुलनले भएका हानिहरू:

१. लाइनहरूमा विद्युत ऊर्जा क्षति बढ्नु

तीन-चरण चार-तार आपूर्ति नेटवर्कमा, जब करेन्ट लाइन कन्डक्टर मार्फत प्रवाहित हुन्छ, प्रतिरोधको उपस्थितिका कारण विद्युत ऊर्जा क्षति अनिवार्य रूपमा हुन्छ, र यो क्षति करेन्टको वर्गको समानुपातिक हुन्छ। जब निम्न-भोल्टेज नेटवर्कलाई तीन-चरण चार-तार प्रणालीबाट आपूर्ति गरिन्छ, एकल-चरण लोडहरूको उपस्थितिले तीन-चरण लोड असन्तुलन अनिवार्य रूपमा उत्पन्न गर्दछ। यस्तो असन्तुलित लोड स्थितिमा, करेन्ट तटस्थ कन्डक्टर मार्फत प्रवाहित हुन्छ। यसले चरण कन्डक्टरहरूमा मात्र होइन, तर तटस्थ कन्डक्टरमा पनि क्षति उत्पन्न गर्दछ, जसले गर्दा पावर नेटवर्क लाइनहरूमा समग्र क्षतिमा वृद्धि हुन्छ।

2. वितरण ट्रान्सफरमा बढेको विद्युत ऊर्जा क्षति

वितरण ट्रान्सफर्मर निम्न-भोल्टेज नेटवर्कमा प्राथमिक विद्युत आपूर्ति उपकरण हो। जब तीन-चरण लोड असन्तुलन स्थितिमा सञ्चालन गर्दा, ट्रान्सफर्मरको शक्ति क्षति लोड असन्तुलनको मात्राको आधारमा परिवर्तन हुन्छ, जसले गर्दा ट्रान्सफर्मरमा हुने क्षतिमा वृद्धि हुन्छ।

३. वितरण ट्रान्सफरमर आउटपुटको कमी

वितरण ट्रान्सफर्मरको डिजाइनमा, यसको वाइन्डिङ संरचना सन्तुलित लोड सञ्चालन अवस्थामा आधारित हुन्छ, प्रत्येक चरणको लागि लगभग समान वाइन्डिङ प्रदर्शन र समान नाममात्रक क्षमता सहित। वितरण ट्रान्सफर्मरको अधिकतम अनुमत आउटपुट प्रत्येक चरणको नाममात्रक क्षमताद्वारा सीमित हुन्छ। जब वितरण ट्रान्सफर्मर तीन-चरण लोड असन्तुलन अवस्थामा सञ्चालित हुन्छ, हल्का लोड चरणमा अतिरिक्त क्षमता हुन्छ, जसले गर्दा ट्रान्सफर्मरको आउटपुटमा कमी आउँछ। आउटपुटमा कमीको मात्रा तीन-चरण लोड असन्तुलनको सीमासँग सम्बन्धित हुन्छ। जति बढी असन्तुलन हुन्छ, वितरण ट्रान्सफर्मरको आउटपुट त्यति नै कम हुन्छ। तदनुसार, तीन-चरण लोड असन्तुलन अवस्थामा सञ्चालन गर्दा, वितरण ट्रान्सफर्मरको आउटपुट क्षमता यसको नाममात्रक मान सम्म पुग्न सक्दैन, यसको आरक्षित क्षमता समानुपातिक रूपमा कम हुन्छ, र यसको अतिभार क्षमता कम हुन्छ। यदि वितरण ट्रान्सफर्मर अतिभार अवस्थामा सञ्चालित हुन्छ भने, ट्रान्सफर्मरमा तापन हुन सम्भावना हुन्छ, जुन गम्भीर अवस्थामा ट्रान्सफर्मर बर्नआउट हुन पनि सक्छ।

4. वितरण ट्रान्सफार्मर द्वारा शून्य-क्रम विद्युत प्रवाहको उत्पादन

जब वितरण ट्रान्सफर्मर तीन-फेज लोड असन्तुलन अवस्थामा सञ्चालित हुन्छ, शून्य-क्रम करन्ट उत्पन्न हुन्छ। यो करन्ट तीन-फेज लोड असन्तुलनको मात्राको आधारमा परिवर्तन हुन्छ; जति बढी असन्तुलन हुन्छ, शून्य-क्रम करन्ट पनि त्यति नै बढी हुन्छ। यदि सञ्चालन गरिरहेको वितरण ट्रान्सफर्मरमा शून्य-क्रम करन्ट उपस्थित छ भने यसको कोरमा शून्य-क्रम फ्लक्स उत्पन्न हुन्छ। (उच्च-भोल्टेज पक्षमा शून्य-क्रम करन्ट हुँदैन।) यसले शून्य-क्रम फ्लक्सलाई केवल तेल ट्याङ्कको भित्ता र स्टील संरचनात्मक घटकहरूबाट मात्र गुज्रन बाध्य बनाउँछ। चूंकि स्टील घटकहरूको चुम्बकीय संचालनशीलता अपेक्षाकृत कम हुन्छ, जब शून्य-क्रम करन्ट यी स्टील घटकहरूबाट गुज्रन्छ, तब हिस्टेरेसिस र एडी करन्ट नोक्सानीहरू उत्पन्न हुन्छन्, जसले गर्दा स्थानीय तापमान बृद्धि र ट्रान्सफर्मरको स्टील घटकहरूमा तातोपन आउँछ। वितरण ट्रान्सफर्मरको वाइन्डिङको इन्सुलेशन अत्यधिक तातोले गर्दा उमेर बढ्ने प्रक्रिया तीव्र हुन्छ, जसले गर्दा उपकरणको आयु कम हुन्छ। यस्तैगरी, शून्य-क्रम करन्टको उपस्थितिले वितरण ट्रान्सफर्मरको नोक्सानी बढाउँछ।

5. विद्युतीय उपकरणको सुरक्षित सञ्चालनमा पर्ने प्रभाव

वितरण ट्रान्सफर्मरको डिजाइन सन्तुलित तीन-चरण लोड सञ्चालन अवस्थाका आधारमा गरिएको हुन्छ, प्रत्येक चरणको वाइन्डिङको प्रतिरोध, रिसाइप्रोक्टेन्स र म्याग्नेटाइजिङ इम्पिडेन्स अनिवार्य रूपमा समान हुन्छ। जब वितरण ट्रान्सफर्मर सन्तुलित तीन-चरण लोडको अवस्थामा सञ्चालित हुन्छ, तीन-चरणका करन्टहरू अनिवार्य रूपमा समान हुन्छन्, र ट्रान्सफर्मरका प्रत्येक चरणका भित्री भोल्टेज ड्रपहरू पनि एकै जस्तै हुन्छन्; अतः, ट्रान्सफर्मरको तीन-चरण आउटपुट भोल्टेज सन्तुलित हुन्छ। यदि वितरण ट्रान्सफर्मर असन्तुलित तीन-चरण लोडको अवस्थामा सञ्चालित हुन्छ भने प्रत्येक चरणका आउटपुट करन्टहरू असमान हुनेछन्, र ट्रान्सफर्मर चरणहरूका भित्री भोल्टेज ड्रपहरू फरक हुनेछन्, जसले गर्दा ट्रान्सफर्मरको आउटपुटमा तीन-चरण भोल्टेज असन्तुलन हुन्छ।

एकै समयमा, जब वितरण ट्रान्सफर्मरले त्रिफेज लोड असन्तुलनको स्थितिमा काम गर्दछ, त्रिफेज आउटपुट करन्टहरू असमान हुन्छन्, जसले गर्दा करन्ट न्यूट्रल कन्डक्टर मार्फत प्रवाह हुन्छ। यसले न्यूट्रल कन्डक्टरमा प्रतिरोध भोल्टेज ड्रप उत्पन्न गर्दछ, जसले गर्दा न्यूट्रल बिन्दुको विस्थापन हुन्छ, जसले गर्दा प्रत्येक फेजको फेज भोल्टेज परिवर्तन हुन्छ। भारी भएको फेजको भोल्टेज घट्दछ, जबकि हल्का भएको फेजको भोल्टेज बढ्छ। भोल्टेज असन्तुलनको अवस्थामा विद्युत् आपूर्ति गर्नाले उच्च भोल्टेज फेजमा जोडिएको विद्युतीय उपकरण क्षतिग्रस्त हुन सक्छ, जबकि निम्न भोल्टेज फेजमा जोडिएका उपकरणहरू संचालन गर्न असमर्थ हुन सक्छन्। त्यसैले, त्रिफेज लोड असन्तुलनको अवस्थामा संचालन विद्युतीय उपकरणहरूको सुरक्षित संचालनलाई गम्भीर रूपमा प्रभावित गर्दछ।

6. इलेक्ट्रिक मोटरको क्षमता कम हुनु

जब एउटा वितरण ट्रान्सफर्मर तीन-फेज लोड असन्तुलन अवस्थामा सञ्चालित हुन्छ, यसले आउटपुट भोल्टेजमा तीन-फेज असन्तुलन पैदा गर्छ। असन्तुलित भोल्टेजमा पोजिटिभ-सिक्वेन्स, नेगेटिभ-सिक्वेन्स र जिरो-सिक्वेन्स भोल्टेज घटकहरू समावेश हुन्छन्। जब यस्तो असन्तुलित भोल्टेज इलेक्ट्रिक मोटरमा लागू गरिन्छ, नेगेटिभ-सिक्वेन्स भोल्टेजले पोजिटिभ-सिक्वेन्स भोल्टेजले उत्पादन गरेको घूर्णन चुम्बकीय क्षेत्रको विपरीत एउटा चुम्बकीय क्षेत्र उत्पादन गर्दछ, जसले ब्रेकिङ प्रभाव दिन्छ। तर, पोजिटिभ-सिक्वेन्स चुम्बकीय क्षेत्र नेगेटिभ-सिक्वेन्स चुम्बकीय क्षेत्रको तुलनामा काफी मजबूत हुन्छ, त्यसैले इलेक्ट्रिक मोटर पोजिटिभ-सिक्वेन्स चुम्बकीय क्षेत्रको दिशामा घूम्न जारी राख्छ। नेगेटिभ-सिक्वेन्स चुम्बकीय क्षेत्रको ब्रेकिङ प्रभावका कारण, इलेक्ट्रिक मोटरको आउटपुट पावर अनिवार्य रूपमा कम हुन्छ, जसले गर्दा मोटरको दक्षता पनि कम हुन्छ। एकै समयमा, तीन-फेज भोल्टेज असन्तुलनको मात्राका साथ इलेक्ट्रिक मोटरको तापमान बृद्धि र प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षति पनि बढ्छ। त्यसैले, तीन-फेज भोल्टेज असन्तुलनको अवस्थामा इलेक्ट्रिक मोटर सञ्चालन गर्नु अत्यन्तै अर्थव्यवस्थाको दृष्टिकोणबाट अनुचित र असुरक्षित हुन्छ।