प्रतिक्रियाशील शक्ति विद्युत नेटवर्क के भीतर एक मौलिक अवधारणा है जिस पर अक्सर ध्यान नहीं दिया जाता है, लेकिन यह कई कंपनियों की ऊर्जा दक्षता और बिजली बिल पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकती है। यद्यपि प्रतिक्रियाशील शक्ति को उपयोगी कार्य में परिवर्तित नहीं किया जाता है, अतिरिक्त लागत से बचने और विद्युत नेटवर्क के उपयोग को अनुकूलित करने के लिए इसका सही प्रबंधन महत्वपूर्ण है।
इस पूरे लेख में, हम इस बात पर चर्चा करेंगे कि प्रतिक्रियाशील शक्ति क्या है, इसे कैसे मापा जाता है, विद्युत प्रतिष्ठानों पर इसका क्या प्रभाव पड़ता है और इसके कारण होने वाली समस्याओं से बचने के लिए क्या उपाय किए जा सकते हैं। इसके अतिरिक्त, हम पावर फैक्टर, इंडक्टिव और कैपेसिटिव रिएक्टिव पावर जैसी संबंधित अवधारणाओं का पता लगाएंगे, और आपके विद्युत ग्रिड पर रिएक्टिव पावर के प्रभाव को कैसे कम करें, इसके ठोस उदाहरण देंगे। चलो वहाँ जाये!
प्रतिक्रियाशील शक्ति क्या है?
La प्रतिक्रियाशील शक्ति यह शक्ति के उन रूपों में से एक है जो विद्युत नेटवर्क के माध्यम से प्रसारित होता है लेकिन बिजली की तरह इसे सीधे उपयोगी कार्यों में परिवर्तित नहीं किया जाता है। सक्रिय शक्ति. उपकरण द्वारा उपभोग किए जाने के बजाय, विद्युत उपकरणों में कॉइल और कैपेसिटर के प्रभाव के कारण प्रतिक्रियाशील शक्ति स्रोत और लोड के बीच दोलन करती है। इस प्रकार की शक्ति मोटर, ट्रांसफार्मर या प्रकाश उपकरण जैसे उपकरणों के संचालन के लिए आवश्यक है।
प्रत्यावर्ती धारा (एसी) सर्किट में, विद्युत धारा और वोल्टेज के बीच चरण अंतर के कारण प्रतिक्रियाशील शक्ति उत्पन्न होती है। आदर्श रूप से, वोल्टेज और करंट चरण में होना चाहिए, जो सभी परिसंचारी शक्ति को सक्रिय और पूरी तरह से उपयोग करने योग्य बनाएगा। हालाँकि, कई उपकरणों की प्रकृति के कारण, वर्तमान और वोल्टेज तरंगें चरण से बाहर हैं, इस प्रकार प्रतिक्रियाशील शक्ति उत्पन्न होती है।
प्रतिक्रियाशील शक्ति के लिए माप की इकाई वोल्ट एम्पीयर प्रतिक्रियाशील (वीएआर) है, और इस शक्ति की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:
प्रतिक्रियाशील शक्ति (क्यू) = वी * आई * सिनϕ, जहां ϕ वोल्टेज और करंट के बीच का चरण कोण है।
सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति के बीच अंतर
La सक्रिय शक्ति यह वह है जिसका उपभोग किया जाता है और उपयोगी कार्य करता है, उदाहरण के लिए, मशीन का संचालन या प्रकाश बल्ब की रोशनी। इसे वाट (डब्ल्यू) में मापा जाता है और यह वह शक्ति है जिसका हम वास्तव में उपयोग करते हैं और यह हमारे बिजली बिल में परिलक्षित होता है।
दूसरी ओर, प्रतिक्रियाशील शक्ति उपयोगी कार्य उत्पन्न नहीं करती है, लेकिन कुछ विद्युत उपकरणों के संचालन को बनाए रखने के लिए यह आवश्यक है। हालाँकि इसका सीधे उपभोग नहीं किया जाता है, लेकिन इसका विद्युत प्रणाली पर प्रभाव पड़ता है, क्योंकि यह ट्रांसमिशन नेटवर्क में जगह घेरता है और सक्रिय शक्ति की परिवहन क्षमता को प्रभावित करता है।
दोनों शक्तियां संबंधित हैं स्पष्ट शक्ति, जो सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति का संयोजन है। यह दोनों का सदिश योग है और वोल्ट एम्पीयर (वीए) में मापा जाता है। उनसे संबंधित सूत्र यह है:
(स्पष्ट शक्ति)² = (सक्रिय शक्ति)² + (प्रतिक्रियाशील शक्ति)²
यह शक्ति त्रिकोण हमें यह समझने की अनुमति देता है कि विद्युत खपत को कैसे अनुकूलित किया जाए: प्रतिक्रियाशील शक्ति जितनी कम होगी, उपयोगी सक्रिय शक्ति का उतना बड़ा हिस्सा जिसका हम उपयोग कर सकते हैं।
पावर फैक्टर और कोसाइन फाई
El शक्ति तत्व, जिसे कोसाइन फाई (cos φ) के रूप में भी जाना जाता है, सक्रिय शक्ति और स्पष्ट शक्ति के बीच का अनुपात है। पावर फैक्टर दर्शाता है कि विद्युत ग्रिड का उपयोग करने वाला इंस्टॉलेशन कितना कुशल है। यदि पावर फैक्टर 1 है, तो वोल्टेज और करंट पूरी तरह से सिंक्रनाइज़ हैं, और कोई प्रतिक्रियाशील शक्ति नहीं है। व्यवहार में, यह मान आमतौर पर स्थापना के आधार पर कम होता है, जैसे 0,85 या 0,9।
अगर कोसाइन फाई 0,85 से कम है, तो ओवरकरंट की समस्या, वोल्टेज में गिरावट और विद्युत संचरण में अतिरिक्त नुकसान हो सकता है, जो ऊर्जा प्रदर्शन को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। और कई मामलों में, नेटवर्क ऑपरेटर थोपते हैं दंड कम पावर फैक्टर वाले बड़े उपभोक्ताओं के लिए।
प्रतिक्रियाशील शक्ति के प्रकार
प्रतिक्रियाशील शक्ति को दो मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:
- आगमनात्मक प्रतिक्रियाशील शक्ति: यह उन उपकरणों में उत्पन्न होता है जो चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं, जैसे कि इलेक्ट्रिक मोटर, ट्रांसफार्मर और इलेक्ट्रोमैग्नेट। इस स्थिति में, धारा वोल्टेज से पीछे रह जाती है।
- कैपेसिटिव रिएक्टिव पावर: यह कैपेसिटर और कुछ प्रकार की आधुनिक प्रकाश व्यवस्था (फ्लोरोसेंट ट्यूब और एलईडी लैंप) जैसे घटकों में उत्पन्न होता है। यहां, करंट वोल्टेज का नेतृत्व करता है।
रखने के लिए शक्ति तत्व इष्टतम स्तर पर, कई औद्योगिक सुविधाएं रोजगार देती हैं संधारित्र बैटरी, जो आगमनात्मक प्रतिक्रियाशील शक्ति के कारण होने वाले चरण बदलाव की भरपाई करता है।
बिजली बिलों पर प्रतिक्रियाशील शक्ति का प्रभाव
आपके इंस्टॉलेशन में कम पावर फैक्टर और बहुत अधिक प्रतिक्रियाशील शक्ति होने का सबसे सीधा परिणाम विद्युत लागत में वृद्धि है। कई कंपनियां इससे प्रभावित हैं दंड ग्रिड ऑपरेटरों द्वारा लगाया जाता है, खासकर जब पावर फैक्टर 0,85 से नीचे चला जाता है।
उदाहरण के लिए, स्पेन में, बड़े उपभोक्ता 15 किलोवाट से अधिक की अनुबंधित शक्ति के साथ, उन्हें इस पहलू पर विशेष ध्यान देना चाहिए, क्योंकि प्रतिक्रियाशील शक्ति बहुत अधिक होने पर उन्हें प्रत्येक किलोवोल्ट एम्पीयर रिएक्टिव (केवीएआर) की खपत के लिए अतिरिक्त लागत का सामना करना पड़ता है।
यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि इनमें से कई अधिभार रात में होते हैं, जब कंपनियों की गतिविधि कम होती है और इसलिए, सक्रिय बिजली की खपत कम होती है। इससे इस अवधि के दौरान प्रतिक्रियाशील ऊर्जा का प्रतिशत काफी बढ़ सकता है।
प्रतिक्रियाशील शक्ति को कैसे कम करें
आपके इंस्टॉलेशन की ऊर्जा दक्षता में सुधार करने और अनावश्यक लागतों से बचने के लिए प्रतिक्रियाशील शक्ति को कम करना आवश्यक है। सबसे आम उपायों में शामिल हैं:
- कैपेसिटर बैंकों की स्थापना: आगमनात्मक प्रतिक्रियाशील शक्ति की भरपाई के लिए सबसे आम समाधान एक कैपेसिटर बैंक की स्थापना है, एक उपकरण जो कॉइल वाले उपकरणों द्वारा बनाए गए चरण अंतर को संतुलित करने के लिए कैपेसिटिव प्रतिक्रियाशील शक्ति उत्पन्न करता है।
- VAR जनरेटर: ये उपकरण चरण बदलाव को नियंत्रित रखने के लिए नेटवर्क में प्रतिक्रियाशील धारा इंजेक्ट करते हैं। वे आगमनात्मक और कैपेसिटिव प्रतिक्रियाशील शक्ति दोनों की भरपाई कर सकते हैं।
- उपकरणों का उचित रखरखाव: अवांछित प्रतिक्रियाशील बिजली के उत्पादन से बचने के लिए विद्युत उपकरणों का अच्छा रखरखाव आवश्यक है। कुछ उपकरण, जैसे खराब समायोजित मोटर या फ्लोरोसेंट प्रकाश व्यवस्था, आवश्यकता से अधिक प्रतिक्रियाशील शक्ति उत्पन्न कर सकते हैं।
उपकरण जो प्रतिक्रियाशील शक्ति उत्पन्न करते हैं
प्रतिक्रियाशील शक्ति उत्पन्न करने वाले अधिकांश उपकरण वे होते हैं जो विद्युत चुम्बकीय कॉइल या कैपेसिटर का उपयोग करते हैं। सबसे आम में से हम पाते हैं:
- मोटर्स और कंप्रेसर, जैसे कि रेफ्रिजरेटर, फ्रीजर और एयर कंडीशनिंग सिस्टम में।
- के साथ प्रकाश व्यवस्था फ्लोरोसेंट या एलईडी लैंप, विशेषकर वृद्ध लोग।
- औद्योगिक मशीनरी और घरेलू उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले ट्रांसफार्मर और विद्युत चुम्बक।
यह जानना महत्वपूर्ण है कि घर में रोजमर्रा के उपकरण, जैसे कंप्यूटर या कुछ उपकरण, भी थोड़ी मात्रा में प्रतिक्रियाशील शक्ति उत्पन्न कर सकते हैं, हालांकि आम तौर पर बड़ी कंपनियों को अपनी उच्च खपत के कारण सबसे बड़ी समस्याओं का सामना करना पड़ता है।
जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी विकसित होती है, हमें अधिक से अधिक उपकरण मिलते हैं, जो प्रतिक्रियाशील शक्ति उत्पन्न करने के बजाय, इसकी भरपाई करने में मदद करते हैं। उदाहरण के लिए, कुछ आधुनिक एचवीएसी सिस्टम अंतराल को रोकने के लिए अंतर्निहित मुआवजे के साथ डिज़ाइन किए गए हैं।
प्रतिक्रियाशील शक्ति माप
ऐसा कोई भौतिक उपकरण नहीं है जो किसी विद्युत संस्थापन में प्रतिक्रियाशील शक्ति को सीधे माप सके। इसके बजाय, एक गणितीय सूत्र का उपयोग किया जाता है जो दोनों चर के बीच तनाव, तीव्रता और चरण अंतर को ध्यान में रखता है। विद्युत नेटवर्क विश्लेषक वे उपकरण हैं जो इन मूल्यों को रिकॉर्ड करने और प्रतिक्रियाशील शक्ति की गणना करने की अनुमति देते हैं।
इसके अलावा, कई क्षेत्रों में, जब भी प्रतिक्रियाशील ऊर्जा की खपत निश्चित सीमा से अधिक हो जाती है, तो वितरण कंपनियां बिजली बिलों पर संबंधित दंड की गणना करने के लिए नियमित समय अंतराल पर इन मूल्यों को मापती हैं।
प्रतिक्रियाशील शक्ति को कम करने के लाभ
प्रतिक्रियाशील शक्ति को कम करने के आर्थिक और परिचालन दोनों तरह से कई फायदे हैं। उनमें से:
- बिजली बिल पर बचत: प्रतिक्रियाशील शक्ति की मात्रा को कम करके, कम शक्ति कारक से संबंधित दंड से बचा जाता है।
- उपकरण का लंबा उपयोगी जीवन: कम प्रतिक्रियाशील शक्ति का मतलब सुविधाओं में कम अधिभार है, जिससे टूटने का जोखिम कम हो जाता है।
- नेटवर्क क्षमता अनुकूलन: प्रतिक्रियाशील शक्ति को कम करके, अधिक सक्रिय शक्ति ले जाने के लिए ग्रिड पर क्षमता मुक्त हो जाती है, जिसका अर्थ है कि विद्युत बुनियादी ढांचे को बढ़ाने की आवश्यकता के बिना उत्पादन बढ़ाया जा सकता है।
इसलिए, प्रतिक्रियाशील शक्ति पर अच्छा नियंत्रण बनाए रखने से न केवल अनावश्यक लागतों से बचने में मदद मिलती है, बल्कि आपके इंस्टॉलेशन की समग्र परिचालन दक्षता को भी बढ़ावा मिलता है।