विद्युत असंतुलन को समझना

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Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

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Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

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परिभाषा: विद्युत असंतुलन क्या है?

विद्युत असंतुलन (जिसे फेज़ असंतुलन, वोल्टेज असंतुलन या करंट असंतुलन भी कहा जाता है) त्रि-फेज विद्युत प्रणालियों में एक ऐसी स्थिति है जहाँ तीनों फेज़ों में वोल्टेज या धाराएँ परिमाण में समान नहीं होती हैं या ठीक 120 विद्युत अंशों से अलग नहीं होती हैं। विद्युत आपूर्ति या मोटर वाइंडिंग में यह विषमता असंतुलित विद्युत चुम्बकीय बल, मोटर वाइंडिंग में अत्यधिक तापन, ऋणात्मक अनुक्रम धाराएँ, टॉर्क स्पंदन और विशिष्ट कंपन लाइन आवृत्ति से दोगुनी पर.

यहाँ तक कि छोटे वोल्टेज असंतुलन (2-3%) भी महत्वपूर्ण धारा असंतुलन (6-10×) पैदा कर सकते हैं और मोटर की दक्षता और जीवन को कम कर सकते हैं। औद्योगिक सुविधाओं में विद्युत असंतुलन एक आम समस्या है और यह उपयोगिता आपूर्ति संबंधी समस्याओं, खराब बिजली वितरण, या मोटर वाइंडिंग दोषों के कारण हो सकता है।.

विद्युत असंतुलन के प्रकार

1. वोल्टेज असंतुलन

असमान लाइन-टू-लाइन या लाइन-टू-न्यूट्रल वोल्टेज:

• माप: प्रत्येक चरण युग्म (AB, BC, CA) के बीच वोल्टेज मापें
• गणना: % वोल्टेज असंतुलन = (औसत से अधिकतम विचलन / औसत) × 100
• उदाहरण: चरण माप 477V, 480V, 483V → औसत 480V, अधिकतम विचलन 3V → 0.625% असंतुलन
• स्वीकार्य: < 1% प्रति NEMA, < 2% प्रति IEC

2. वर्तमान असंतुलन

तीन चरणों में असमान धारा:

• माप: प्रत्येक चरण में धारा मापें (IA, IB, IC)
• गणना: % वर्तमान असंतुलन = (औसत से अधिकतम विचलन / औसत) × 100
• कारण: वोल्टेज असंतुलन, वाइंडिंग दोष, खराब कनेक्शन
• प्रवर्धन: छोटा वोल्टेज असंतुलन बड़ा धारा असंतुलन पैदा करता है (6-10× गुणक)

3. चरण कोण असंतुलन

• चरण ठीक 120° से अलग नहीं होते
• स्पंदित टॉर्क और हीटिंग बनाता है
• परिमाण असंतुलन से कम आम
• पता लगाने के लिए पावर क्वालिटी विश्लेषक की आवश्यकता होती है

विद्युत असंतुलन के कारण

उपयोगिता आपूर्ति संबंधी मुद्दे

• ट्रांसफार्मर की समस्याएं: असंतुलित वितरण ट्रांसफार्मर
• एकल-चरण भार: एक ही आपूर्ति पर बड़े एकल-चरण भार के कारण असममिति उत्पन्न होती है
• ट्रांसमिशन लाइन संबंधी समस्याएं: तीन चरणों में असमान प्रतिबाधा
• उपयोगिता दोष स्थितियाँ: सिस्टम में गड़बड़ी

सुविधा वितरण

• खराब कनेक्शन: एक चरण में उच्च प्रतिरोध कनेक्शन
• फ़्यूज़ उड़ना: एक चरण का आंशिक नुकसान (गंभीर असंतुलन)
• असमान केबल लंबाई: चरण चालकों में विभिन्न प्रतिबाधाएँ
• एकल-चरण: एक चरण का पूर्ण नुकसान (अत्यधिक असंतुलन)

मोटर आंतरिक कारण

• वाइंडिंग दोष: टर्न-टू-टर्न शॉर्ट्स एक चरण में प्रभावी मोड़ को कम करते हैं
• घुमावदार विषमता: वाइंडिंग प्रतिरोधों में विनिर्माण भिन्नता
• कनेक्शन समस्याएं: खराब टर्मिनल कनेक्शन
• क्षतिग्रस्त वाइंडिंग: आंशिक शॉर्ट सर्किट या ओपन सर्किट

मोटर प्रदर्शन पर प्रभाव

overheating

सबसे गंभीर परिणाम:

• ऋणात्मक अनुक्रम धाराएँ अतिरिक्त तापन उत्पन्न करती हैं
• एक चरण में डिज़ाइन की गई तुलना में अधिक धारा प्रवाहित होती है
• तापमान में वृद्धि वोल्टेज असंतुलन से कहीं अधिक होगी
• अंगूठे का नियम: 3% वोल्टेज असंतुलन 18-25% तापमान वृद्धि का कारण बन सकता है
• त्वरित इन्सुलेशन उम्र बढ़ने और विफलता

दक्षता और पावर फैक्टर

• परिसंचारी धाराओं से कम दक्षता
• कम शक्ति कारक
• ऊर्जा खपत में वृद्धि
• विशिष्ट दक्षता हानि: मध्यम असंतुलन के लिए 1-2%

टॉर्क स्पंदन

• 2× लाइन आवृत्ति पर स्पंदित टॉर्क
• ड्राइव ट्रेन में मरोड़ कंपन पैदा करता है
• मरोड़ अनुनादों को उत्तेजित कर सकता है
• सुचारू संचालन को कम करता है

Vibration

• 2× लाइन आवृत्ति: 120 हर्ट्ज (60 हर्ट्ज) या 100 हर्ट्ज (50 हर्ट्ज) कंपन घटक
• विद्युतचुंबकीय उत्पत्ति: स्पंदित चुंबकीय बल
• आयाम: असंतुलन की डिग्री के अनुपात में
• भ्रम: ग़लतफ़हमी हो सकती है स्टेटर दोष या चुंबकीय खिंचाव

कम सेवा जीवन

• बढ़े हुए तापीय तनाव से इन्सुलेशन का जीवनकाल कम हो जाता है
• मोटर डिरेटिंग आवश्यक (कम क्षमता)
• 3% वोल्टेज असंतुलन मोटर जीवन को 50% तक कम कर सकता है

पता लगाना और मापन

वोल्टेज माप

• लोड के तहत चलने वाली मोटर के साथ लाइन-टू-लाइन वोल्टेज (VAB, VBC, VCA) को मापें
• औसत और प्रतिशत विचलन की गणना करें
• वोल्टेज ड्रॉप को शामिल करने के लिए मोटर टर्मिनलों (आपूर्ति पैनल पर नहीं) पर प्रदर्शन करें
• समय के साथ दस्तावेज़ और रुझान

वर्तमान माप

• क्लैंप मीटर से प्रत्येक चरण में धारा मापें
• असंतुलन प्रतिशत की गणना करें
• धारा असंतुलन अक्सर 6-10× वोल्टेज असंतुलन
• बढ़ता हुआ विद्युत प्रवाह असंतुलन मोटर समस्या के विकास का संकेत देता है

कंपन विश्लेषण

• उन्नत 2× लाइन आवृत्ति घटक
• आयाम की तुलना आधार रेखा से करें
• आवृत्ति द्वारा यांत्रिक 2× (मिसअलाइनमेंट) से अंतर करें (120/100 हर्ट्ज बनाम 2× चलने की गति)

थर्मल निगरानी

• वाइंडिंग तापमान या मोटर फ्रेम तापमान मापें
• चरणों के बीच तापमान असंतुलन
• कुल मिलाकर तापमान लोड के लिए अपेक्षा से अधिक है

सुधार के तरीके

आपूर्ति-पक्ष असंतुलन के लिए

• सेवा प्रवेश द्वार पर असंतुलन होने पर उपयोगिता से संपर्क करें
• वितरण प्रणाली में सभी कनेक्शनों की जांच करें और उन्हें कसें
• फ़्यूज़ और सर्किट ब्रेकर की सुरक्षा सुनिश्चित करें
• तीन चरणों में एकल-चरण भार को संतुलित करें
• ट्रांसफार्मर टैप सेटिंग्स की जाँच करें

मोटर-साइड समस्याओं के लिए

• मोटर टर्मिनल कनेक्शन की जाँच करें और उसे साफ़ करें
• केबल कनेक्शनों को कसा हुआ और साफ़ रखें
• वाइंडिंग दोषों के लिए परीक्षण (इन्सुलेशन प्रतिरोध, धारा हस्ताक्षर विश्लेषण)
• यदि आंतरिक खराबी की पुष्टि हो जाए तो मोटर को रिवाइंड करें या बदलें

स्थानीय कर से मुक्ति

• यदि असंतुलन को ठीक नहीं किया जा सकता है, तो मोटर लोडिंग कम करें
• NEMA 1% से अधिक वोल्टेज असंतुलन के लिए 1% डिरेटिंग की अनुशंसा करता है
• तापमान पर बारीकी से नज़र रखें

रोकथाम और निगरानी

इंस्टालेशन

• विद्युतीकरण से पहले मोटर टर्मिनलों पर वोल्टेज संतुलन सत्यापित करें
• उचित आकार के कंडक्टरों का उपयोग करें (वोल्टेज ड्रॉप को न्यूनतम करें)
• सुनिश्चित करें कि सभी कनेक्शन साफ़ और कड़े हों
• सही मोटर कनेक्शन सत्यापित करें (वाई बनाम डेल्टा)

संचालन

• आवधिक वोल्टेज और धारा माप
• विकासशील समस्याओं का पता लगाने के लिए रुझान
• फ़्यूज़ उड़ने या ब्रेकर ट्रिप होने पर नज़र रखें
• बार-बार मोटर समस्याओं वाली सुविधाओं में बिजली की गुणवत्ता का सर्वेक्षण

विद्युत असंतुलन एक सामान्य लेकिन अक्सर अनदेखी की जाने वाली मोटर समस्या है जो मोटर के स्वास्थ्य, दक्षता और दीर्घायु को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है। वोल्टेज असंतुलन और धारा असंतुलन के बीच संबंध को समझना, 2× लाइन आवृत्ति कंपन संकेत को पहचानना, और उचित स्थापना और निगरानी के माध्यम से संतुलित विद्युत आपूर्ति बनाए रखना, इष्टतम मोटर प्रदर्शन और विश्वसनीयता के लिए आवश्यक है।.

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