සම්ප්රේෂණයේදී බලශක්ති පාඩු ගණනය කිරීම
විදුලිබල පද්ධතියක, බලාගාරයේ ජනනය වන සියලුම විදුලි ශක්තිය පාරිභෝගිකයා වෙත ළඟා නොවේ. එයින් කොටසක් බලාගාරය, උපපොළ, සම්ප්රේෂණ මාර්ගය සහ බෙදාහැරීමේ ජාලයෙන් මාර්ගය ඔස්සේ "නැති වී" යයි. මෙම පාඩු බලශක්ති පාඩු ලෙස හැඳින්වේ. කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම, මෙහෙයුම් පිරිවැය අඩු කිරීම, උපකරණ ධාරිතාව තීරණය කිරීම සහ සැපයුම් ගුණාත්මකභාවය සහ විශ්වසනීයත්වය පවත්වා ගැනීම සඳහා සම්ප්රේෂණයේදී බලශක්ති පාඩු ගණනය කිරීම අත්යවශ්ය වේ. සම්ප්රේෂණ මාර්ගවල බලශක්ති පාඩු ගණනය කිරීම සඳහා සංකල්පය, හේතු සහ ප්රායෝගික ක්රම මෙම ලිපියෙන් සාකච්ඡා කෙරේ.
1. සම්ප්රේෂණ බලශක්ති පාඩු මොනවාද?
සම්ප්රේෂණ ශක්ති අලාභ යනු සම්ප්රේෂණ පද්ධතියක යවන අන්තයෙන් යවන විද්යුත් ශක්තිය සහ ග්රාහක අන්තයෙන් ලැබෙන ශක්තිය අතර වෙනසයි. සරලව කිවහොත්:
ශක්ති අලාභය = යවන ලද ශක්තිය - ලැබුණු ශක්තිය
මෙම පාඩු ගිණුම්කරණ සංඛ්යා පමණක් නොවේ; ඒවා ඇත්ත වශයෙන්ම සන්නායක, ට්රාන්ස්ෆෝමර් හරය තුළ තාපය බවට පරිවර්තනය වන අතර විද්යුත් හා චුම්භක ක්ෂේත්ර සංසිද්ධිවල ප්රතිඵලයකි. පද්ධති මට්ටමින්, පාඩු සාමාන්යයෙන් ශක්තිය සඳහා kWh වලින් හෝ දී ඇති බරකදී බලය සඳහා kW/MW වලින් ප්රකාශ වේ. ප්රතිශත පාඩු ද බොහෝ විට භාවිතා වේ:
අලාභ ප්රතිශතය = (බලය අහිමි වීම / යැවීමේ බලය) × 100%
2. සම්ප්රේෂණ පාඩු සඳහා ප්රධාන හේතු
සම්ප්රේෂණ පාඩු සාමාන්යයෙන් සංරචක කිහිපයකට බෙදා ඇත:
a) තඹ අලාභය (I²R අලාභය)
මෙය නාලිකාවේ වඩාත්ම ප්රමුඛ වේ. ප්රතිරෝධයක් ඇති සන්නායකයක් හරහා ධාරාව ගලා යන විට, තාපය ජනනය වන්නේ:
P\_අඩුවීම = I² × R
ධාරාව වැඩි වන විට, පාඩු චතුර්ථව වැඩි වේ. එබැවින්, එකම බලය සඳහා සම්ප්රේෂණ වෝල්ටීයතාවය වැඩි කිරීමෙන් ධාරාව අඩු වන අතර එමඟින් පාඩුද අඩු වේ.
b) සමේ බලපෑම සහ සමීපත්වය නිසා සිදුවන පාඩු
ප්රත්යාවර්ත ධාරාවේදී, සන්නායකයේ මතුපිට දිගේ ධාරාව ගලා යාමට නැඹුරු වේ. මෙය DC ප්රතිරෝධයට සාපේක්ෂව ඵලදායී ප්රතිරෝධය වැඩි කරයි. යාබද සන්නායකවල, ධාරා ව්යාප්තිය ද බලපායි (සමීපතා ආචරණය). දෙකම I²R පාඩු වැඩි කරයි, විශේෂයෙන් පද්ධති සංඛ්යාතවලදී (ඉන්දුනීසියාවේ 50 Hz), නමුත් විශාල සන්නායක මත බලපෑම වඩාත් කැපී පෙනේ.
ඇ) කොරෝනා නැතිවීම
සන්නායකයක් වටා ඇති විද්යුත් ක්ෂේත්රය වාතය අයනීකරණය කිරීමට තරම් ශක්තිමත් වූ විට කොරෝනා ඇති වන අතර එමඟින් හිස්සිං ශබ්දය, රේඩියෝ මැදිහත්වීම සහ බල අලාභය ඇති වේ. අධි වෝල්ටීයතා, රළු සන්නායක මතුපිට, තෙතමනය සහිත කාලගුණය හෝ වර්ෂාව සමඟ කොරෝනා වැඩි වේ. EHV/UHV පද්ධතිවල කොරෝනා පාඩු සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වේ.
ඈ) ද්වි විද ත් අලාභය සහ පරිවාරක කාන්දුව
පරිවාරක සහ පරිවාරක ද්රව්යවල කුඩා පාර විද්යුත් පාඩු ඇත. තවද, මතුපිට කාන්දු වන ධාරාවක් ඇත, විශේෂයෙන් පරිවාරකය අපිරිසිදු හෝ තෙත් වූ විට. මෙම අගය සාමාන්යයෙන් I²R පාඩුවට වඩා කුඩා වන නමුත්, එය තවමත් සවිස්තරාත්මක අධ්යයනයන්හි ගණනය කෙරේ.
e) අදාළ උපකරණවල පාඩු (ට්රාන්ස්ෆෝමර් සහ ප්රතික්රියාකාරක)
සම්ප්රේෂණ මාර්ග “රේඛාවක්” නොවුනත්, ප්රායෝගිකව සෑම විටම උපපොළවල් සහ ට්රාන්ස්ෆෝමර් සම්බන්ධ වේ. ට්රාන්ස්ෆෝමර් වලට ඇත්තේ:
– බරක් නොමැති පාඩුව (මූලික පාඩුව): බරට සාපේක්ෂව සාපේක්ෂව නියතයි.
– බර අඩු වීම (තඹ පාඩුව): ධාරාව/බර මත රඳා පවතී.
අධ්යයනයේ අරමුණ බසයෙන් බසයට "පද්ධති සම්ප්රේෂණ පාඩු" නම්, ට්රාන්ස්ෆෝමර් පාඩු සාමාන්යයෙන් ඇතුළත් වේ.
3. ගණනය කිරීම සඳහා අවශ්ය දත්ත
සම්ප්රේෂණ පාඩු තාක්ෂණිකව ගණනය කිරීම සඳහා, සාමාන්යයෙන් අවශ්ය දත්ත වන්නේ:
1. ලැබීමේ/යවන අන්තයේ P (MW) සහ Q (MVAr) භාරය/බෙදා හැරීම හෝ බලය.
2. පද්ධති වෝල්ටීයතාවය (kV), පද්ධති වර්ගය 1 අදියර/3 අදියර.
3. නාලිකා පරාමිතීන්: ප්රතිරෝධය R (Ω), ප්රතික්රියාකාරකය X (Ω), සහ අවශ්ය නම් ධාරිතාව/සන්නායකතාවය (π ආකෘතිය).
4. කිලෝමීටරයකට R තීරණය කිරීම සඳහා රේඛා දිග (km) සහ සන්නායක වර්ගය.
5. දෛනික/මාසික/වාර්ෂික බලශක්ති පාඩු ගණනය කිරීමේදී කාලයට එරෙහිව පැතිකඩ පැටවීම.
4. සරල ප්රවේශයක් භාවිතා කරමින් බල පාඩු ගණනය කිරීම
අ) 3-අදියර පද්ධතිය
3-අදියර රැහැන් සඳහා, සම්පූර්ණ තඹ බල අලාභය:
P\_loss = 3 × I² × R\_අදියර
සම්ප්රේෂණය වන ක්රියාකාරී බලය සහ බල සාධකය දන්නේ නම්:
– P = √3 × V\_LL × I × කොස් φ
එවිට ධාරාව:
– I = P / (√3 × V\_LL × කොස් φ)
මා හඳුනාගත් පසු, එය I²R අලාභ සූත්රයට ඇතුළත් කරන්න.
ඉක්මන් උදාහරණයක්:
උදාහරණයක් ලෙස, 150 kV සම්ප්රේෂණය, 50 MW බලය, බල සාධකය 0,9, අදියරකට මුළු ප්රතිරෝධය 2 Ω.
වර්තමාන:
I = 50×10⁶ / (√3 × 150×10³ × 0,9) ≈ 214 A
පාඩුවක් කරන්න:
P\_loss = 3 × 214² × 2 ≈ 275 kW
මෙයින් පෙනී යන්නේ පාඩු ධාරාවට (බරට) සහ රේඛාවේ මුළු ප්රතිරෝධයට ඉතා සංවේදී බවයි.
b) කිලෝමීටරයකට R පරාමිතිය භාවිතා කිරීම
R යනු කිලෝමීටරයකට දන්නා නම්, උදාහරණයක් ලෙස අදියරකට 0,06 Ω/km නම්, සහ දිග කිලෝමීටර 80 නම්:
R\_කලාපය = 0,06 × 80 = 4,8 Ω
ඉන්පසු එම සූත්රයම භාවිතා කරන්න.
5. බලශක්ති පාඩු (kW) වලින් බලශක්ති පාඩු (kWh) ගණනය කරන්න
භාරය වෙනස් වන විට කාලයත් සමඟ බල අලාභ (kW) වෙනස් වේ. දී ඇති කාල පරතරයක් තුළ නියත බල අලාභ උපකල්පනය කරමින්:
E\_loss = P\_loss × t
පැය 10 ක් සඳහා P\_loss = 275 kW නම්:
E\_loss = 275 × 10 = 2.750 kWh
වඩාත් යථාර්ථවාදී ගණනය කිරීමක් සඳහා, පැයක පැටවුම් දත්ත (පැටවුම් පැතිකඩ) භාවිතා කරන්න. පැයකට I ගණනය කරන්න → පැයකට P\_පාඩුව → සියලුම පැයවල එකතුව:
දෛනික E\_loss = Σ (P\_loss,පැය × පැය 1)
P\_loss ∝ I² නිසා, සාමාන්ය ධාරාව මත පදනම් වූ ගණනය කිරීම් සැමවිටම නිවැරදි නොවේ. විරාම දත්ත භාවිතා කිරීම වඩා හොඳය (උදා: මිනිත්තු 15 හෝ පැය 1).
6. උසස් ප්රවේශය: බල ප්රවාහය හරහා පාඩු ගණනය කිරීම (බර ප්රවාහය)
බහු-බස් සම්ප්රේෂණ ජාල වලදී, ධාරාව බහු රේඛා හරහා බෙදී ඇති අතර බස් වෝල්ටීයතා වෙනස් වන බැවින්, තනි සූත්රයක් භාවිතයෙන් පාඩු පහසුවෙන් ගණනය කළ නොහැක. පොදු ක්රමයක් වන්නේ මෘදුකාංග (ETAP, DIgSILENT PowerFactory, PSS/E, OpenDSS, හෝ pandapower) භාවිතයෙන් බල ප්රවාහ අධ්යයනයකි.
සංකල්පමය වශයෙන්:
– යැවීමේ සහ ලැබීමේ අන්තවල සංකීර්ණ බලයේ වෙනස අනුව මාර්ගයක බල අලාභය ගණනය කළ හැකිය:
S\_loss = S\_send – S\_ලැබීම
P\_loss = Re(S\_loss) සමඟ.
– විකල්පයක් ලෙස, බල ප්රවාහ ප්රතිඵල නාලිකා ධාරාව සහ R අගයෙන්:
P\_loss = 3 × |I|² × R .
මෙම ප්රවේශය මඟින් ට්රාන්ස්ෆෝමර් පාඩු, ෂන්ට් පාඩු මෙන්ම ට්රාන්ස්ෆෝමර් ටැප් සැකසුම් වල බලපෑම සහ ප්රතික්රියාශීලී වන්දි ගණනය කිරීමට ද ඉඩ සලසයි.
7. සම්ප්රේෂණ පාඩු අඩු කර ගන්නේ කෙසේද?
පාඩු ගණනය කළ පසු, ඊළඟ පියවර වන්නේ අවම කිරීමයි. සමහර පොදු උපාය මාර්ග අතරට:
1. ධාරාව (සහ I²R පාඩු) අඩු කිරීම සඳහා සම්ප්රේෂණ වෝල්ටීයතාවය වැඩි කරන්න.
2. ප්රතිරෝධය අඩු කිරීමට සහ කොරෝනා මර්දනය කිරීමට විශාල හරස්කඩ සහිත සන්නායක භාවිතා කිරීම හෝ බණ්ඩල් කිරීම.
3. ප්රතික්රියාශීලී ධාරාව අඩු කිරීමට සහ බල සාධකය වැඩි දියුණු කිරීමට ප්රතික්රියාශීලී බල වන්දි (ධාරිත්රකය, STATCOM, SVC).
4. ජාල මෙහෙයුම් ප්රශස්තිකරණය (නැවත යැවීම, ටැප් සැකසුම, නැවත වින්යාස කිරීම, මාර්ගය තේරීම).
5. දුර්වල මතුපිට නිසා ඇතිවන කාන්දුවීම් සහ කොරෝනා ගැටළු අවම කිරීම සඳහා පරිවාරක සහ සන්නායක නඩත්තු කිරීම.
8 කෙසිම්පුලන්
සම්ප්රේෂණයේදී බලශක්ති පාඩු ගණනය කිරීම බලශක්ති පද්ධති කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීමේ ප්රධාන පියවරකි. විශාලතම පාඩු සාමාන්යයෙන් සිදුවන්නේ I²R වලින් වන අතර එය රේඛීය ධාරාව සහ ප්රතිරෝධය මගින් දැඩි ලෙස බලපායි, කොරෝනා සහ පරිවාරක කාන්දුව ඉහළ වෝල්ටීයතාවයන්හිදී සහ ඇතැම් පාරිසරික තත්ත්වයන් යටතේ සැලකිය යුතු විය හැකිය. මූලික ධාරා සහ ප්රතිරෝධක සූත්ර භාවිතයෙන් සරල ගණනය කිරීම් සිදු කළ හැකි අතර, සංකීර්ණ ජාල සඳහා බල ප්රවාහ විශ්ලේෂණය අවශ්ය වේ. හේතු සහ ගණනය කිරීමේ ක්රම තේරුම් ගැනීමෙන්, පද්ධති ක්රියාකරුවන්ට සහ සැලසුම්කරුවන්ට පාඩු අවම කිරීමට සහ විදුලි බලශක්ති බෙදා හැරීමේ විශ්වසනීයත්වය වැඩි දියුණු කිරීමට සුදුසු ක්රියාමාර්ග තීරණය කළ හැකිය.
ඔබ කැමති නම්, මට මෙම ලිපිය නිශ්චිත සන්දර්භයකට අනුවර්තනය කළ හැකිය (උදා: 70 kV/150 kV/500 kV), පැයක ගණනය කිරීම් සඳහා උදාහරණ වගුවක් එක් කළ හැකිය, නැතහොත් කොරෝනා සූත්රය සහ රේඛාවේ π ආකෘතිය ඇතුළත් කළ හැකිය.
