हार्मोनिक्स, न्यूट्रल लोडिंग और वोल्टेज ड्रॉप
आज के पैनलों में LED ड्राइवर, स्विच-मोड पावर सप्लाई, UPS और VFD बहुत आम हैं, इसलिए केवल आदर्श साइन वेव के आधार पर वोल्टेज ड्रॉप देखना काफी नहीं होता। ऐसे लोड करंट वेवफॉर्म को विकृत करते हैं, RMS करंट बढ़ाते हैं और तीसरी हार्मोनिक को न्यूट्रल पर जमा कर देते हैं।
व्यावहारिक तरीका यह है कि पहले सामान्य वोल्टेज ड्रॉप निकालें, फिर देखें कि हार्मोनिक्स करंट-केरिंग कंडक्टर की गिनती, न्यूट्रल करंट या केबल तापमान को बदल रहे हैं या नहीं। NEC के लिए 220.61, 310.15(C)(1), 215.2(A)(1), 210.19(A)(1) और IEC के लिए IEC 60364-5-52 उपयोगी हैं। NEC IEC
हार्मोनिक वाले लोड की अलग समीक्षा क्यों जरूरी है
ट्रिपलन हार्मोनिक्स न्यूट्रल में जुड़ते हैं, खत्म नहीं होते।
ज्यादा RMS करंट का मतलब ज्यादा I2R लॉस, ज्यादा गर्मी और ज्यादा वास्तविक वोल्टेज ड्रॉप है।
LED, ऑफिस, UPS और IT लोड मोटर या रेसिस्टिव लोड जैसे व्यवहार नहीं करते।
मैदान में अक्सर ब्रेकर और ampacity पहले देखे जाते हैं, लेकिन डिजाइन को न्यूट्रल, संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स और भविष्य की वृद्धि भी सुरक्षित रखनी होती है।
वर्कशीट पर रखने लायक कोड पॉइंट्स
- NEC 220.61: न्यूट्रल लोड को वास्तविक रूप से गणना करें।
- NEC 310.15(C)(1): नॉनलाइनियर लोड पर देखें कि न्यूट्रल करंट-केरिंग कंडक्टर में गिना जाएगा या नहीं।
- NEC 215.2(A)(1) और 210.19(A)(1): कई डिजाइनर अब भी लगभग 3% प्रति सेगमेंट और 5% कुल लक्ष्य रखते हैं।
- IEC 60364-5-52: अंतिम केबल साइज मानने से पहले इंस्टॉलेशन मेथड, ग्रुपिंग, एम्बिएंट तापमान और अनुमत ड्रॉप की पुष्टि करें।
हार्मोनिक्स और न्यूट्रल के लिए प्लानिंग केस
ये प्लानिंग नंबर हैं, मापे गए RMS करंट, THDi डेटा या अंतिम समीक्षा का विकल्प नहीं।
| परिदृश्य | लोड पैटर्न | कंडक्टर जांच | डिजाइन नोट |
|---|---|---|---|
| ओपन ऑफिस LED पैनल | 120/208V 3-फेज, 45 m, प्रति फेज 40A फंडामेंटल + लगभग 30A तीसरी हार्मोनिक | 1 AWG Cu फेज, 1/0 Cu न्यूट्रल; फेज ड्रॉप लगभग 2.0% | न्यूट्रल लगभग 90A देख सकता है। |
| UPS या IT पैनल | 120/208V 3-फेज, 30 m, 80A लाइन करंट और उच्च नॉनलाइनियर कंटेंट | 3/0 Cu फेज और न्यूट्रल; फेज ड्रॉप लगभग 1.4% | फेज ड्रॉप ठीक दिखे तब भी न्यूट्रल तापमान और derating अंतिम निर्णय दे सकते हैं। |
| 400/230V ऑफिस फ्लोर | 50 m, 63A प्रति फेज और लगभग 25A तीसरी हार्मोनिक प्रति फेज | 25 mm2 Cu फेज, 35 mm2 Cu न्यूट्रल; फेज ड्रॉप लगभग 1.7% | कई बार केवल न्यूट्रल बड़ा करना बेहतर होता है। |
| सिंगल-फेज इलेक्ट्रॉनिक पैनल | 230V, 35 m, 32A और बहुत से स्विच-मोड सप्लाई | 10 mm2 Cu; साइन वेव ड्रॉप लगभग 1.8% | वेवफॉर्म विकृत हो तो वास्तविक मार्जिन कम होता है। |
संख्याओं के साथ व्यावहारिक उदाहरण
LED और रिसेप्टेकल वाला मिश्रित ऑफिस पैनल
यदि हर फेज में लगभग 40A फंडामेंटल और LED ड्राइवरों तथा इलेक्ट्रॉनिक सप्लाइयों से 30A तीसरी हार्मोनिक है, तो साफ 3-फेज कैलकुलेशन ठीक लग सकता है। फिर भी न्यूट्रल लगभग 90A तक जा सकता है। इसलिए न्यूट्रल, रेसवे और तापमान वृद्धि को अलग से देखना चाहिए।
UPS-समर्थित 120/208V पैनल, 80A, 30 m
3/0 कॉपर फीडर केवल लगभग 1.4% फेज ड्रॉप दिखा सकता है। यह आरामदायक लगता है। लेकिन यदि हार्मोनिक करंट न्यूट्रल को फेज के पास रखता है और रेसवे गर्म होता है, तो वास्तविक डिजाइन मार्जिन कम हो जाता है। यहां मापा गया RMS और निर्माता डेटा महत्वपूर्ण है।
400/230V ऑफिस फ्लोर, 63A, 50 m
25 mm2 कॉपर फेज के साथ फेज ड्रॉप लगभग 1.7% है। यदि प्रत्येक फेज में लगभग 25A तीसरी हार्मोनिक भी है, तो न्यूट्रल 75A तक पहुंच सकता है। ऐसे में केवल न्यूट्रल को 35 mm2 तक बढ़ाना अधिक साफ समाधान हो सकता है।
अंतिम केबल साइज मंजूर करने से पहले
- जब पैनल LED, UPS, रैक या बहुत से स्विच-मोड सप्लाई चलाता हो, तब मापा गया RMS या THDi डेटा उपयोग करें।
- पैनल संतुलित दिखे तब भी न्यूट्रल को अलग से जांचें।
- वोल्टेज ड्रॉप, derating, grouping और ambient temperature को एक साथ देखें।
- लंबे फीडर या ब्रांच सर्किट में कैलकुलेटर परिणाम की तुलना वास्तविक वेवफॉर्म से करें।
- यदि इलेक्ट्रॉनिक लोड बढ़ने वाला है, तो न्यूट्रल और वोल्टेज ड्रॉप के लिए अभी मार्जिन छोड़ें।
कैलकुलेटर चलाएं, फिर वेवफॉर्म देखें
वास्तविक रूट लंबाई, कंडक्टर साइज और RMS करंट के साथ AC कैलकुलेटर चलाएं, फिर परिणाम की तुलना हार्मोनिक्स, न्यूट्रल करंट और derating से करें।
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