1000kVA ટ્રાન્સફોર્મરની મહત્તમ kW લોડ ક્ષમતા નક્કી કરવી: પાવર ફેક્ટરની અસર

પાવર ફેક્ટરના આધારે 1000kVA ટ્રાન્સફોર્મરના kW લોડ રેટિંગની ગણતરી કેવી રીતે કરવી

જૂની જાત સાથે૧૦૦૦ કિલોવોટ ટ્રાન્સફોર્મરહાલમાં આશરે 200kW ના ભારને સંભાળી રહ્યું છે, જો આપણે આશરે 600kW નો નવો ભાર ઉમેરવાની યોજના બનાવીએ તો શું આ ટ્રાન્સફોર્મર વધેલી માંગને સમાવી શકે છે? આ પ્રશ્ન મુખ્યત્વે એક મૂળભૂત ખ્યાલની આસપાસ ફરે છે: kVA અને kW વચ્ચેનો સંબંધ અને તફાવત.

kVA અને kW વચ્ચેનો સંબંધ અને તફાવત

kVA (કિલોવોલ્ટ-એમ્પીયર) એ દેખીતી શક્તિનો એકમ છે, જ્યારે kW (કિલોવોટ) સક્રિય શક્તિનો એકમ છે. દેખીતી શક્તિ અને સક્રિય શક્તિ ઉપરાંત, પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ પણ હોય છે, જે kvar (કિલોવાર) માં માપવામાં આવે છે.

સક્રિય શક્તિ, પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ અને દેખીતી શક્તિ વચ્ચે શું તફાવત છે?

સક્રિય શક્તિ: વોટ્સ (W) માં માપવામાં આવે છે, તે સર્કિટ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી વાસ્તવિક ઊર્જા અથવા ઉપયોગી કાર્ય (દા.ત., ગરમી, લાઇટિંગ) દર્શાવે છે.

પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ: વોલ્ટ-એમ્પીયર રિએક્ટિવ (VAR) માં માપવામાં આવે છે, તે ઇન્ડક્ટિવ લોડ્સ (દા.ત., મોટર્સ) માં ચુંબકીય ક્ષેત્રોને સપોર્ટ કરે છે પરંતુ કોઈ વાસ્તવિક કાર્ય કરતું નથી. ઉદાહરણ તરીકે, જો કોઈ વિદ્યુત ઉપકરણમાં કેપેસિટર અથવા કોઇલ હોય, તો આ ઘટકો ઉપકરણ કાર્ય કરતી વખતે સતત ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ થશે. કારણ કે કેપેસિટર/કોઇલ ખરેખર આ ચાર્જિંગ/ડિસ્ચાર્જિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન વિદ્યુત ઉર્જાનો વપરાશ કરતા નથી, તેથી સંકળાયેલ શક્તિને ‌રિએક્ટિવ પાવર‌ કહેવામાં આવે છે.

દેખીતી શક્તિ: વોલ્ટ-એમ્પીયર (VA) માં માપવામાં આવે છે, તે સક્રિય અને પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિનું સંયોજન છે, જે સર્કિટમાં કુલ શક્તિનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. પાવર સ્ત્રોત (સામાન્ય રીતે ટ્રાન્સફોર્મર અથવા જનરેટર) એ ફક્ત સક્રિય શક્તિ જ નહીં પરંતુ વિદ્યુત ઉપકરણોને પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ પણ પૂરી પાડવી જોઈએ. આનું કારણ એ છે કે, ઉપકરણમાં રહેલા કેપેસિટર્સ સક્રિય શક્તિનો ઉપયોગ કરતા નથી, તેમ છતાં તેમના સતત ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ માટે પાવર સ્ત્રોતને આ પ્રક્રિયાને ટેકો આપવા માટે તેની ક્ષમતાનો એક ભાગ ફાળવવાની જરૂર પડે છે.

આ ખ્યાલોને સ્પષ્ટ કર્યા પછી, હવે આપણે તેમના આંતરસંબંધોની તપાસ કરી શકીએ છીએ, જે આપણને બીજા મહત્વપૂર્ણ ખ્યાલ તરફ દોરી જાય છે: ‌પાવર ફેક્ટર‌. પાવર સ્ત્રોત કેટલી સક્રિય શક્તિ આપી શકે છે તે સીધા પાવર ફેક્ટર પર આધાર રાખે છે.

પાવર ફેક્ટર શું છે?

પાવર ફેક્ટર (cosΦ) એ સક્રિય શક્તિ (P) અને દેખીતી શક્તિ (S) નો ગુણોત્તર છે:

ઉદાહરણ તરીકે, 1000kVA ટ્રાન્સફોર્મર જ્યારે પાવર ફેક્ટર (cosφ) 0.6 હોય ત્યારે 600kW સક્રિય પાવર આઉટપુટ કરી શકે છે, જ્યારે પાવર ફેક્ટર 0.9 સુધી વધે ત્યારે તે 900kW સક્રિય પાવર આઉટપુટ કરી શકે છે.

જો વીજળીનો ભાવ પ્રતિ કિલોવોટ-કલાક (kWh) $1 હોય, તો 0.6 ના પાવર ફેક્ટર પર કાર્યરત ટ્રાન્સફોર્મર આર્થિક આવકમાં $600/કલાક પેદા કરી શકે છે. જ્યારે પાવર ફેક્ટર 0.9 સુધી સુધરે છે, ત્યારે તે જ ટ્રાન્સફોર્મર આવકમાં ¥900/કલાક 45 જનરેટ કરી શકે છે. જ્યારે પાવર ફેક્ટરમાં સુધારો કરવાના નાણાકીય ફાયદા સ્પષ્ટ છે, ત્યારે તેના વ્યાપક તકનીકી પરિણામો (દા.ત., ગ્રીડ સ્થિરતાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા અને ઊર્જા નુકસાન ઘટાડવા) આ તાત્કાલિક લાભોથી ઘણા આગળ વધે છે.

૧૦૦૦kVA ટ્રાન્સફોર્મર કેટલા કિલોવોટ (kW) ને સપોર્ટ કરી શકે છે?

ઉપર સ્થાપિત પાયાના જ્ઞાન સાથે, આપણે હવે આ લેખના મુખ્ય પ્રશ્નને સ્પષ્ટતા અને ચોકસાઈથી સંબોધી શકીએ છીએ.

ટ્રાન્સફોર્મરની ક્ષમતા ‌kVA (કિલોવોલ્ટ-એમ્પીયર)‌ માં માપવામાં આવે છે, જ્યારે વિદ્યુત ઉપકરણોનો વીજ વપરાશ ‌kW (કિલોવોટ)‌ માં માપવામાં આવે છે. મુખ્ય તફાવત એ છે કે ઉપકરણની સક્રિય શક્તિ (kW) ની ગણતરી કરવા માટે તેની સ્પષ્ટ શક્તિ (kVA) ને ‌પાવર ફેક્ટર (cosφ)‌ દ્વારા ગુણાકાર કરવાની જરૂર છે. ઉદાહરણ તરીકે, 1000kVA ટ્રાન્સફોર્મર ‌1.0‌ ના પાવર ફેક્ટર પર કાર્યરત હોય ત્યારે જ ‌1000kW‌ નું પૂર્ણ-લોડ આઉટપુટ આપી શકે છે. જો કે, વાસ્તવિક દુનિયાના કાર્યક્રમોમાં આ આદર્શ સ્થિતિ (PF = 1.0) પ્રાપ્ત કરવી લગભગ અશક્ય છે. ‌

ડિઝાઇન તબક્કામાં, જો આપણે 0.95 ના પાવર ફેક્ટર પ્રાપ્ત કરવા માટે પાવર ફેક્ટર વળતર લાગુ કરીએ, તો ટ્રાન્સફોર્મરનું સક્રિય પાવર આઉટપુટ 1000×0.95=950kW તરીકે ગણવામાં આવવું જોઈએ. મહત્વપૂર્ણ સૂચના: પાવર યુટિલિટીઝ દંડ ટાળવા માટે ‌≥0.9‌ ના પાવર ફેક્ટર (PF) ને ફરજિયાત બનાવે છે; જોકે, ‌PF = 1.0‌ થી વધુ થવાથી સિસ્ટમ વોલ્ટેજ વધી શકે છે અને ગ્રીડ સ્થિરતામાં ખલેલ પહોંચી શકે છે.

અ૧૦૦૦ કિલોવોટ ટ્રાન્સફોર્મરમૂળરૂપે 200kW વિદ્યુત ભાર પૂરો પાડે છે. નવો 600kW લોડ ઉમેર્યા પછી, કુલ સક્રિય વીજળી માંગ ‌800kW‌ સુધી પહોંચે છે, જે ટ્રાન્સફોર્મરની ગણતરી કરેલ સલામત સંચાલન મર્યાદામાં રહે છે.

તેથી, એ૧૦૦૦ કિલોવોટ ટ્રાન્સફોર્મરમૂળ રૂપે 200kW વિદ્યુત ભાર પૂરો પાડતા પાવર ફેક્ટરને જરૂરી સ્તર સુધી ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવે તો, 600kW નો નવો લોડ (કુલ 800kW) ઉમેર્યા પછી પણ લાંબા ગાળા માટે સુરક્ષિત રીતે કાર્ય કરી શકે છે.