1000kVA ट्रांसफार्मर की अधिकतम kW लोड क्षमता का निर्धारण: पावर फैक्टर का प्रभाव

पावर फैक्टर के आधार पर 1000kVA ट्रांसफार्मर की kW लोड रेटिंग की गणना कैसे करें

पुराने प्रकार के साथ1000 किलोवाट-वाए ट्रांसफार्मरवर्तमान में लगभग 200 किलोवाट का भार संभाल रहा यह ट्रांसफार्मर, क्या लगभग 600 किलोवाट का नया भार जोड़ने की योजना की बढ़ी हुई मांग को पूरा कर पाएगा? यह प्रश्न मुख्य रूप से एक मूलभूत अवधारणा पर आधारित है: किलोवाट-वाल्व (kVA) और किलोवाट-वाल्व (kW) के बीच संबंध और अंतर।

kVA और kV के बीच संबंध और अंतर

kVA (किलोवोल्ट-एम्पीयर) आभासी शक्ति की इकाई है, जबकि kW (किलोवाट) सक्रिय शक्ति की इकाई है। आभासी शक्ति और सक्रिय शक्ति के अलावा, प्रतिक्रियाशील शक्ति भी होती है, जिसे किलोवार (kvar) में मापा जाता है।

सक्रिय शक्ति, प्रतिक्रियाशील शक्ति और आभासी शक्ति में क्या अंतर हैं?

सक्रिय शक्तिइसे वाट (W) में मापा जाता है और यह किसी सर्किट द्वारा खपत की गई वास्तविक ऊर्जा या किए गए उपयोगी कार्य (जैसे, हीटिंग, लाइटिंग) को दर्शाता है।

प्रतिक्रियाशील शक्तिइसे वोल्ट-एम्पीयर रिएक्टिव पावर (VAR) में मापा जाता है। यह प्रेरक भारों (जैसे, मोटर) में चुंबकीय क्षेत्रों को सहारा देता है, लेकिन वास्तव में कोई कार्य नहीं करता है। उदाहरण के लिए, यदि किसी विद्युत उपकरण में संधारित्र या कुंडलियाँ हैं, तो उपकरण के संचालन के दौरान ये घटक लगातार आवेशित और अवैतनिक होते रहते हैं। चूंकि संधारित्र/कुंडलियाँ इस आवेशित/अवैतनिक प्रक्रिया के दौरान वास्तव में विद्युत ऊर्जा का उपभोग नहीं करती हैं, इसलिए इससे संबंधित शक्ति को रिएक्टिव पावर कहा जाता है।

आभासी शक्तिवोल्ट-एम्पीयर (VA) में मापी जाने वाली यह ऊर्जा, सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति का संयोजन है, जो किसी परिपथ में कुल शक्ति को दर्शाती है। विद्युत उपकरणों को ऊर्जा स्रोत (आमतौर पर ट्रांसफार्मर या जनरेटर) द्वारा न केवल सक्रिय शक्ति बल्कि प्रतिक्रियाशील शक्ति भी प्रदान की जानी चाहिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि उपकरण में लगे संधारित्र सक्रिय शक्ति का उपभोग नहीं करते हैं, फिर भी उनके निरंतर आवेशित और आवेशित होने के कारण ऊर्जा स्रोत को अपनी क्षमता का एक हिस्सा इस प्रक्रिया के लिए आवंटित करना पड़ता है।

इन अवधारणाओं को स्पष्ट करने के बाद, अब हम उनके अंतर्संबंधों का अध्ययन कर सकते हैं, जो हमें एक अन्य महत्वपूर्ण अवधारणा की ओर ले जाता है: शक्ति कारक। किसी विद्युत स्रोत द्वारा प्रदान की जा सकने वाली सक्रिय शक्ति की मात्रा सीधे शक्ति कारक पर निर्भर करती है।

पावर फैक्टर क्या है?

शक्ति गुणनखंड (cosΦ) सक्रिय शक्ति (P) और आभासी शक्ति (S) का अनुपात है:

उदाहरण के लिए, एक 1000kVA ट्रांसफार्मर 600kW सक्रिय शक्ति प्रदान कर सकता है जब पावर फैक्टर (cosφ) 0.6 होता है, जबकि पावर फैक्टर बढ़कर 0.9 होने पर यह 900kW सक्रिय शक्ति उत्पन्न कर सकता है।

यदि बिजली की कीमत 1 डॉलर प्रति किलोवाट-घंटा (kWh) है, तो 0.6 के पावर फैक्टर पर चलने वाला ट्रांसफार्मर 600 डॉलर प्रति घंटा का आर्थिक राजस्व उत्पन्न कर सकता है। जब पावर फैक्टर बढ़कर 0.9 हो जाता है, तो वही ट्रांसफार्मर 900 येन प्रति घंटा का राजस्व उत्पन्न कर सकता है।45 पावर फैक्टर में सुधार के वित्तीय लाभ स्पष्ट हैं, लेकिन इसके व्यापक तकनीकी निहितार्थ (जैसे, ग्रिड स्थिरता को अनुकूलित करना और ऊर्जा हानि को कम करना) इन तात्कालिक लाभों से कहीं अधिक हैं।

1000kVA ट्रांसफार्मर कितने किलोवाट (kW) बिजली की आपूर्ति कर सकता है?

ऊपर स्थापित मूलभूत ज्ञान के आधार पर, अब हम इस लेख के मूल प्रश्न का स्पष्टता और सटीकता के साथ उत्तर दे सकते हैं।

ट्रांसफार्मर की क्षमता को किलोवोल्ट-एम्पीयर (kVA) में मापा जाता है, जबकि विद्युत उपकरणों की ऊर्जा खपत को किलोवाट (किलोवाट) में मापा जाता है। मुख्य अंतर इस तथ्य में निहित है कि किसी उपकरण की सक्रिय शक्ति (kW) की गणना करने के लिए उसकी आभासी शक्ति (kVA) को शक्ति गुणांक (cosφ) से गुणा करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, एक 1000kVA ट्रांसफार्मर केवल 1.0 के शक्ति गुणांक पर काम करते समय 1000kW का पूर्ण-लोड आउटपुट प्रदान कर सकता है। हालांकि, वास्तविक अनुप्रयोगों में इस आदर्श स्थिति (PF = 1.0) को प्राप्त करना लगभग असंभव है।

डिजाइन चरण में, यदि हम 0.95 का पावर फैक्टर प्राप्त करने के लिए पावर फैक्टर क्षतिपूर्ति लागू करते हैं, तो ट्रांसफार्मर का सक्रिय पावर आउटपुट 1000 × 0.95 = 950 किलोवाट होगा। महत्वपूर्ण सूचना: बिजली कंपनियों के लिए जुर्माने से बचने के लिए पावर फैक्टर (पीएफ) ≥ 0.9 अनिवार्य है; हालांकि, पीएफ = 1.0 से अधिक होने पर सिस्टम वोल्टेज बढ़ सकता है और ग्रिड की स्थिरता प्रभावित हो सकती है।

ए1000 किलोवाट-वाए ट्रांसफार्मरमूल रूप से यह ट्रांसफार्मर 200 किलोवाट का विद्युत भार वहन करता है। 600 किलोवाट का नया भार जोड़ने के बाद, कुल सक्रिय विद्युत मांग 800 किलोवाट तक पहुंच जाती है, जो ट्रांसफार्मर की परिकलित सुरक्षित परिचालन सीमा के भीतर रहती है।

इसलिए, एक1000 किलोवाट-वाए ट्रांसफार्मरमूल रूप से 200 किलोवाट का विद्युत भार वहन करने वाला उपकरण, 600 किलोवाट का नया भार (कुल 800 किलोवाट) जोड़ने के बाद भी, सुरक्षित रूप से दीर्घकालिक रूप से संचालित हो सकता है, बशर्ते कि पावर फैक्टर को आवश्यक स्तर तक अनुकूलित किया गया हो।