তিন-ফেজ একক-ফেজ নেটওয়ার্ক

কৃষিতে, বৈদ্যুতিক শক্তি ট্রান্সফরমার কনজিউমার পয়েন্ট সহ একটি নিয়ম হিসাবে, 10 কেভি ভোল্টেজ সহ তিন-ফেজ নেটওয়ার্কে বিতরণ করা হয়। এই বন্টন ব্যবস্থাটি গৃহীত হয়েছিল ইউটিলিটি অনুশীলন থেকে উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন ছাড়াই ছোট শহর এবং শহরতলিতে কম উচ্চতা বিশিষ্ট ভবনে বিদ্যুৎ সরবরাহের জন্য। যাইহোক, গ্রামীণ পরিস্থিতিতে বৈদ্যুতিক লোডের ঘনত্ব শহরগুলির তুলনায় অনেক কম, এবং সেইজন্য বিদ্যুৎ বিতরণের আধুনিক ব্যবস্থা অনেক ক্ষেত্রে তারের ধাতুর উল্লেখযোগ্য অতিরিক্ত ব্যয়ের দিকে পরিচালিত করে।

এর গুরুতর অসুবিধা হল 380 V এর ভোল্টেজ সহ ভারী নেটওয়ার্ক। ট্রান্সফরমার স্টেশনগুলির তুলনামূলকভাবে বড় ক্ষমতার কারণে (গড়ে 63 - 100 kVA), প্রতিটি ট্রান্সফরমার একটি উল্লেখযোগ্য এলাকা পরিবেশন করে, যার জন্য একটি বড় ক্রস সহ তারের ব্যবহার প্রয়োজন। -380 V এর ভোল্টেজ সহ নেটওয়ার্কগুলিতে বিভাগ। এর উপরে, তারের ধাতু সাধারণত 10 kV নেটওয়ার্কের তুলনায় 2 - 3 গুণ বেশি খরচ হয়।

লো-ভোল্টেজ নেটওয়ার্কে তারের ব্যবহার ট্রান্সফরমার স্টেশনের সংখ্যা বৃদ্ধি করে এবং তাদের গড় শক্তি এবং পরিষেবা ব্যাসার্ধ কমিয়ে কমানো যেতে পারে। যাইহোক, তিন-ফেজ ট্রান্সফরমার স্টেশন একটি অপেক্ষাকৃত ব্যয়বহুল নির্মাণ, যার খরচ ইনস্টল করা ট্রান্সফরমারের শক্তি হ্রাসের সাথে সামান্য হ্রাস পায়। অতএব, থ্রি-ফেজ নেটওয়ার্কে 40 বা 63 কেভিএ-র নীচে একটি ট্রান্সফরমার স্টেশনের গড় শক্তি হ্রাস করা ট্রান্সফরমার স্টেশনগুলির মোট খরচের অত্যধিক বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে। অতএব, কম-ভোল্টেজ নেটওয়ার্কগুলিতে তারের ব্যবহার কমানোর এই উপায়টি সর্বদা লাভজনক নয়।

অন্যদিকে, তিন-ফেজ পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশনে, প্রায়শই ছোট গ্রাহকদের কাছে তিনটি 10 ​​কেভি নেটওয়ার্ক কন্ডাক্টর সরবরাহ করা প্রয়োজন। এই ক্ষেত্রে, তারের ক্রস-সেকশনগুলি শর্তের উপর নির্ভর করে প্রয়োজনীয় উপরে নেওয়া হয় ভোল্টেজ ক্ষতি, যেহেতু তারা যান্ত্রিক শক্তির পরিপ্রেক্ষিতে ন্যূনতম অনুমোদিত হিসাবে বেছে নেওয়া হয়েছে। ফলস্বরূপ, উচ্চ ভোল্টেজ নেটওয়ার্কে অতিরিক্ত ধাতু গ্রাস করা হয়।

বিদ্যমান বিদ্যুৎ বিতরণ ব্যবস্থার ত্রুটিগুলি দূর করতে, একটি মিশ্র তিন-ফেজ একক-ফেজ বিতরণ ব্যবস্থা।

মিশ্র শক্তি বিতরণ ব্যবস্থার সারাংশ নিম্নরূপ।

1. 10 কেভি ভোল্টেজ সহ মিশ্র তিন-ফেজ একক-ফেজ লাইন ব্যবহার করা হয়, যেখানে প্রধান লাইনগুলি তিন-ফেজ এবং সমস্ত বড়, বিদ্যুৎ সহ, গ্রাহকরা তাদের সাথে সংযুক্ত থাকে। ছোট ভোক্তাদের, প্রধানত আলো এবং পরিবারের লোড, একক-ফেজ 10 কেভি শাখা লাইন দ্বারা সরবরাহ করা হয়।

2. কম-পাওয়ার একক-ফেজ ট্রান্সফরমার স্টেশনগুলি একক-ফেজ গ্রাহকদের সরবরাহ করতে ব্যবহৃত হয়।

একটি মিশ্র তিন-ফেজ একক-ফেজ সিস্টেম অনুযায়ী তৈরি ট্রান্সফরমার স্টেশন সহ একটি নেটওয়ার্কের একটি আনুমানিক চিত্র চিত্র 1 এ দেখানো হয়েছে।

ভাত। 1. একটি মিশ্র তিন-ফেজ একক-ফেজ নেটওয়ার্কের একটি চিত্রের উদাহরণ

এই চার্ট থেকে দেখা যায়, বেশিরভাগই বড় ব্যবহারকারীদের সাথে পাওয়ার লোড একটি তিন-ফেজ পাওয়ার সাপ্লাই আছে, এবং ছোট ভোক্তাদের, বেশিরভাগ আবাসিক ভবন, একক-ফেজ ট্রান্সফরমার স্টেশন দ্বারা চালিত হয়। একক-ফেজ ট্রান্সফরমার পর্যায়গুলির মধ্যে ভোল্টেজ অন্তর্ভুক্ত।

তুলনামূলক গণনা দেখায় যে একটি মিশ্র পদ্ধতির ব্যবহার একটি প্রচলিত থ্রি-ফেজ সিস্টেমের তুলনায় উচ্চ এবং নিম্ন ভোল্টেজের তারে ধাতুর ব্যবহার 25 - 35% কমাতে পারে। বিদ্যমান দাম এবং সরঞ্জামের প্রকারে নেটওয়ার্কের প্রাথমিক খরচ একটি মিশ্র সিস্টেম ব্যবহার করে মাত্র 5-10% কমানো যেতে পারে।

একটি মিশ্র সিস্টেমে তৈরি একটি উচ্চ-ভোল্টেজ নেটওয়ার্কে, একক-ফেজ ট্রান্সফরমারগুলি 6 বা 10 কেভির একটি নেটওয়ার্ক ভোল্টেজের জন্য ডেল্টা-সংযুক্ত, যেমন চিত্র 1 এ দেখানো হয়েছে।

এটি প্রমাণিত হয়েছে যে একটি অসমভাবে লোড করা তিন-ফেজ নেটওয়ার্কে, এই লোডগুলিতে রৈখিক ভোল্টেজের ক্ষতির যোগফল পর্যায়গুলির মধ্যে লোডের বিতরণ নির্বিশেষে অপরিবর্তিত থাকে, যেমন dUab + dUbc + dUca = const।

অনুশীলনে, নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত একক-ফেজ লোডগুলির একটি উল্লেখযোগ্য সংখ্যক সবসময় থাকে। এই লোডগুলি বিতরণ করা যেতে পারে যাতে শেষ বিন্দুতে ফেজ-টু-ফেজ ভোল্টেজের ক্ষতি প্রায় একে অপরের সমান হয়: dUab ≈ dUbc ≈ dUca

এই ক্ষেত্রে, একটি অ-অভিন্ন লোড লাইনের কার্যকারিতা একই পরামিতি সহ একটি তিন-ফেজ অভিন্নভাবে লোড করা লাইনের সমান। অন্য সব ক্ষেত্রে, কর্মক্ষমতা কম।

স্পষ্টতই, একটি মিশ্র সিস্টেমের জন্য একটি নেটওয়ার্ক ডিজাইন করার সময়, ফেজ-টু-ফেজ ভোল্টেজ ক্ষতির মধ্যে সমতার শর্ত অর্জনের জন্য, সেই অনুযায়ী লোডগুলি বিতরণ করে প্রয়োজনীয়। এই ক্ষেত্রে, একটি তিন-ফেজ লাইনে ভোল্টেজের ক্ষতিগুলি একটি প্রতিসম লোডের সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং তাদের সর্বনিম্ন সম্ভাব্য মান রয়েছে। এই ক্ষেত্রে গণনা ব্যাপকভাবে সরলীকৃত হয়।

10 কেভি নেটওয়ার্কের একক-ফেজ শাখাগুলির একই ক্রস-সেকশন সহ তিন-ফেজ শাখাগুলির তুলনায় 2-6 গুণ কম ব্যান্ডউইথ থাকে। যাইহোক, কম-পাওয়ার ট্রান্সফরমার স্টেশনগুলির সাথে, প্রায়শই শাখা তারের ক্রস-সেকশন যান্ত্রিক কারণে ন্যূনতম অনুমোদিত দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই ক্ষেত্রে, এগুলি একক-ফেজ, শাখাগুলিতে তিনটির পরিবর্তে একই ক্রস-সেকশনের দুটি তার রয়েছে এবং ধাতব তারের অর্থনীতি 33%।

একটি মিশ্র সিস্টেম অনুযায়ী একটি একক-ফেজ কম-ভোল্টেজ নেটওয়ার্ক একটি গড় কন্ডাক্টর সহ তিন-তারের তৈরি করা হয়। মধ্যম এবং শেষ তারের মধ্যে ভোল্টেজ হল 220 V (চিত্র 2), এবং শেষ তারের মধ্যে 440 V। মধ্যম তারটি 380 V সিস্টেমে একটি গ্রাউন্ডেড নিউট্রাল সহ নিরপেক্ষ তারের মতো একইভাবে গ্রাউন্ড করা হয়, এবং যন্ত্রপাতির ধাতব অংশও এর সাথে সংযুক্ত থাকে। আলো মধ্যম এবং বাইরের তারের মধ্যে এবং বাইরের তারের মধ্যে শক্তি চালু করা হয়। ছোট 2 কেভিএ ট্রান্সফরমারগুলিতে দুটি কম ভোল্টেজের আউটপুট থাকে — 220 বা 127 V।

একক-ফেজ ট্রান্সফরমার স্টেশনগুলি চিত্র 2-এ দেখানো পরিকল্পিত ডায়াগ্রাম অনুসারে বাস্তবায়িত হয়।

ভাত। 2. একটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমার স্টেশনের স্কিম

ট্রান্সফরমারগুলি একটি সাধারণ 10 কেভি মধ্যবর্তী নেটওয়ার্ক সমর্থনে সাসপেন্ড করা হয়।তারা একটি সংলগ্ন সমর্থন ইনস্টল করা একটি সংযোগ বিচ্ছিন্ন মাধ্যমে একটি উচ্চ-ভোল্টেজ নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত করা হয়. ট্রান্সফরমারগুলি উচ্চ ভোল্টেজ ফিউজ দিয়ে শর্ট সার্কিটের বিরুদ্ধে সুরক্ষিত থাকে।

কম ভোল্টেজের দিকে, একটি ছোট বাক্সে একটি সার্কিট ব্রেকার এবং ফিউজগুলি মাউন্ট করা হয়।

একটি মিশ্র সিস্টেমের সাথে 1 কেভি পর্যন্ত ভোল্টেজ সহ লাইনগুলি প্রচলিত নেটওয়ার্কগুলির মতো সঞ্চালিত হয়। যদি রুটগুলি মিলে যায়, তবে উচ্চ ভোল্টেজ লাইনের সাথে একই সমর্থনে সেগুলি ঝুলিয়ে রাখার পরামর্শ দেওয়া হয়।

বেশিরভাগ মিশ্র সিস্টেমের ক্ষেত্রে, তিন-ফেজ লাইন থেকে খাওয়ানো তিন-ফেজ ইন্ডাকশন মোটর সাধারণত ব্যবহার করা হয়। নিম্ন শক্তির একক-ফেজ বৈদ্যুতিক মোটরগুলি এমন জায়গায় ব্যবহার করা হয় যেখানে কেবলমাত্র একক-ফেজ শক্তি পাওয়া যায়, উদাহরণস্বরূপ, ফিল্ড মিলের পোর্টেবল চুলার উপর ফ্যানের মোটর, রেলওয়ে জংশনে একটি পাম্প মোটর ইত্যাদি। সাধারণত, এই ধরনের মোটরগুলির শক্তি 1 - 2 কিলোওয়াট এবং খুব কমই 3 - 4 কিলোওয়াট।

একক-ফেজ নেটওয়ার্কে ক্যাপাসিটার শুরু করার সাথে বিশেষ অ্যাসিঙ্ক্রোনাস বৈদ্যুতিক মোটর ব্যবহার করা ভাল। বিশেষ মোটরের অনুপস্থিতিতে, আপনি ক্যাপাসিটার বা এমনকি সক্রিয় প্রতিরোধের আকারে স্টার্টিং ডিভাইসগুলির সাথে 380/220 V এর ভোল্টেজ সহ স্ট্যান্ডার্ড তিন-ফেজ বৈদ্যুতিক মোটর ব্যবহার করতে পারেন।

440 V এর ভোল্টেজে সক্রিয় স্টার্টিং রেজিস্ট্যান্স সহ একটি মোটরের স্টার্টিং টর্ক তিন-ফেজ মোডে মোটরের রেট করা টর্কের প্রায় 0.4, যা একক-ফেজ মোডে রেট করা টর্কের 0.65-1.0 এর সাথে মিলে যায়।

যদি একটি ওয়ার্কিং মেশিনের জন্য স্টার্টিং টর্ক 0.5 Mn-এর বেশি হওয়া উচিত, একটি বড় শক্তি সহ একটি মোটর নির্বাচন করা হয় বা এটি একটি ক্ষমতা সার্কিট অনুযায়ী সংযুক্ত করা হয়।যখন প্রারম্ভিক ক্ষমতা চালু করা হয়, তখন মোটর টর্ক তিন-ফেজ মোডে রেট করা টর্কের প্রায় সমান হয়।

10 কেভিএ ট্রান্সফরমার থেকে খাওয়ানো হলে, 4.5 কিলোওয়াট পর্যন্ত থ্রি-ফেজ মোডে একটি রেট পাওয়ার সহ মোটরগুলি শুরু করা যেতে পারে।

একক-ফেজ মোটর, উভয় বিশেষ নির্মাণ এবং তিন-ফেজ মোটর থেকে রূপান্তরিত, একই শক্তির তিন-ফেজ মোটরগুলির চেয়ে 1.5-2 গুণ বেশি ব্যয়বহুল। যাইহোক, একটি মিশ্র বিদ্যুৎ বিতরণ ব্যবস্থা ব্যবহার করে নেটওয়ার্ক তৈরি এবং পরিচালনার ক্ষেত্রে যে সঞ্চয় পাওয়া যায় তার তুলনায় মোটরগুলির ব্যয় বৃদ্ধি নগণ্য।

একটি উচ্চ-ভোল্টেজ নেটওয়ার্কে একক-ফেজ এবং তিন-ফেজ শক্তির মধ্যে অনুপাত লোডের প্রকৃতি এবং এর স্থাপনের অবস্থার উপর নির্ভর করে।

বেশিরভাগ গ্রামীণ এলাকায়, 10 কেভি ভোল্টেজ সহ একক-ফেজ উচ্চ-ভোল্টেজ লাইন প্রধানত দুটি ক্ষেত্রে প্রাধান্য পায়:

1) আবাসিক ভবনগুলির প্রধান বোঝা সহ বড় গ্রামের উপকণ্ঠে,

2) ছোট বসতিগুলির পৃথকীকরণের জন্য শাখা হিসাবে যেখানে অদূর ভবিষ্যতে বিদ্যুতের বিকাশের পূর্বাভাস নেই।

যখন নেটওয়ার্ক খরচ না বাড়িয়ে ধাতব তারের উল্লেখযোগ্য সঞ্চয় করা হয় তখন একক-ফেজ শক্তির ব্যবহার অর্থনৈতিকভাবে সম্ভব বলে মনে করা উচিত। এই অবস্থা, একটি নিয়ম হিসাবে, এমন ক্ষেত্রে সম্ভব যেখানে একটি একক-ফেজ সার্কিট ব্যবহার উচ্চ-ভোল্টেজ নেটওয়ার্কের দৈর্ঘ্যে উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে না।

আই. এ. বুজকো