কিভাবে সঠিকভাবে ভোল্টেজ ড্রপ গণনা করা যায়: প্রয়োজনীয় পদ্ধতি এবং ব্যবহারিক সূত্র

আপনি একটি ওয়ার্কশপ থেকে 300 ফুট দূরে একটি 50 kVA ডিজেল জেনারেটর সেট আপ করছেন। আপনি 4 AWG তামার তার ব্যবহার করেন, কিন্তু আপনি যখন সরঞ্জাম চালু করেন, তখন আলো ম্লান হয়, একটি মোটর ধীরে ধীরে শুরু হয় এবং একটি কন্ট্রোলার ট্রিপ করে। সমস্যাটি জেনারেটরের নয় - এটি ভোল্টেজ ড্রপ। আপনি কেবল চালানোর আগে ভোল্টেজ ড্রপ গণনা করা এই সমস্যাগুলি প্রতিরোধ করে। এখানে মৌলিক বিন্দু: ভোল্টেজ ড্রপ হল ভোল্টেজের হ্রাস যা একটি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে বৈদ্যুতিক প্রবাহের ফলে ঘটে। তারের প্রতিরোধ এবং প্রতিক্রিয়া নিজেই এই ক্ষতির কারণ হয় এবং ফলাফলটি উৎসের তুলনায় লোডে কম ভোল্টেজ হয়। যেকোন স্থির পাওয়ার ইনস্টলেশনের জন্য-সেটি কারখানায় একটি ব্যাকআপ জেনারেটর হোক বা একটি মাইনিং সাইটে প্রাইম-পাওয়ার ইউনিট হোক- জাতীয় বৈদ্যুতিক কোড (NEC) অনুসারে উৎস থেকে দূরতম আউটলেট পর্যন্ত ভোল্টেজ ড্রপকে প্রস্তাবিত থ্রেশহোল্ডের 3% এর মধ্যে থাকতে হবে। এটি অতিক্রম করা সরঞ্জামের ক্ষতি, অপারেশনাল ব্যর্থতা এবং নিরাপত্তার ঝুঁকির কারণ হতে পারে।

বিদ্যুৎ সরঞ্জামের জন্য কেন ভোল্টেজ ড্রপ ব্যাপার

ভোল্টেজ ড্রপ শুধুমাত্র একটি সংখ্যা নয় - এটি সরাসরি প্রভাবিত করে যে আপনার সরঞ্জামগুলি কতটা ভাল চলছে৷ যখন লোডের ভোল্টেজ রেটেড মানের নিচে নেমে আসে, তখন ইন্ডাকশন মোটর ক্ষতিপূরণের জন্য উচ্চতর কারেন্ট টেনে নেয়, যা আরো তাপ উৎপন্ন করে এবং মোটরের আয়ু কমিয়ে দেয়। সরবরাহের ভোল্টেজ খুব কম হলে কন্ট্রোল সিস্টেম, রিলে এবং সেন্সরগুলি ত্রুটিপূর্ণ হতে পারে। হাসপাতালের ব্যাকআপ পাওয়ার, টেলিযোগাযোগ, বা শিল্প প্রক্রিয়াকরণের মতো জটিল অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, মাত্র কয়েক ভোল্টের ড্রপ নির্ভরযোগ্য অপারেশন এবং একটি ব্যয়বহুল শাটডাউনের মধ্যে পার্থক্য বোঝাতে পারে।

ইন্ডাস্ট্রি থ্রেশহোল্ড আপনাকে মনে রাখতে হবে: NEC শাখা সার্কিটের জন্য সর্বাধিক 3% এবং সম্মিলিত ফিডার এবং শাখা সার্কিটের জন্য 5% ভোল্টেজ ড্রপের সুপারিশ করে৷ আপনি যখন একটি দূরবর্তী অবস্থানের জন্য একটি জেনারেটর সেট নির্দিষ্ট করেন, যেমন একটি নির্মাণ সাইট বা একটি টেলিযোগাযোগ টাওয়ার, আপনার তারের রান প্রায়শই 200 ফুট অতিক্রম করে। সেই দূরত্বে, এমনকি একটি ছোট তারের গেজ একটি ড্রপ হতে পারে যা আপনাকে সীমা ছাড়িয়ে যায়। এই কারণেই সিস্টেম ডিজাইনের সময় ভোল্টেজ ড্রপ গণনা করা একটি আদর্শ পদক্ষেপ।

ভোল্টেজ ড্রপকে প্রভাবিত করে এমন মূল কারণগুলি

এটি কী প্রভাবিত করে তা না বুঝে আপনি ভোল্টেজ ড্রপ গণনা করতে পারবেন না। চারটি ভেরিয়েবল গুরুত্বপূর্ণ। প্রথমত, তারের দৈর্ঘ্য: একমুখী দৌড় যত বেশি হবে, রেজিস্ট্যান্স তত বেশি হবে এবং ভোল্টেজ ড্রপ তত বেশি হবে। দ্বিতীয়ত, তারের আকার (ক্রস-বিভাগীয় এলাকা): বড়-গেজ তারের প্রতি ফুট প্রতিরোধ ক্ষমতা কম। তৃতীয়, কারেন্ট লোড: উচ্চতর কারেন্ট একই তার জুড়ে একটি বড় ভোল্টেজ ড্রপ তৈরি করে। চতুর্থ, সিস্টেমের ধরন: একক-ফেজ সার্কিট দুটি কন্ডাক্টরে কারেন্ট বহন করে, যখন তিন-ফেজ সার্কিট তিনটি কন্ডাক্টরের মধ্যে কারেন্ট বন্টন করে, যা সূত্র পরিবর্তন করে। কন্ডাক্টর উপাদানও একটি ভূমিকা পালন করে- একটি প্রদত্ত ক্রস-সেকশনের জন্য তামা অ্যালুমিনিয়ামের তুলনায় প্রায় 40% বেশি পরিবাহী, তাই একই ভোল্টেজ ড্রপ অর্জনের জন্য অ্যালুমিনিয়াম তারের একটি বড় আকারের প্রয়োজন। পরিবেষ্টিত তাপমাত্রাও গুরুত্বপূর্ণ, কারণ তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে কন্ডাক্টরের প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়। নীচের টেবিলটি দেখায় কিভাবে প্রতিটি ফ্যাক্টর ভোল্টেজ ড্রপ আপ বা নিচে ঠেলে দেয়।

দুটি অপরিহার্য ভোল্টেজ ড্রপ সূত্র

আপনার প্রয়োজন দুটি সূত্র আছে, এবং আপনি কোনটি ব্যবহার করেন তা নির্ভর করে সার্কিটটি একক-ফেজ নাকি তিন-ফেজ। সিঙ্গেল-ফেজ (টু-ওয়্যার) সিস্টেমের জন্য, সূত্র হল: VD = (2 × K × I × L) / CM, যেখানে VD হল ভোল্টে ভোল্টেজ ড্রপ, K হল কন্ডাক্টর কনস্ট্যান্ট (75°C তাপমাত্রায় তামার জন্য 12.9, 75°C তাপমাত্রায় অ্যালুমিনিয়ামের জন্য 21.2), I হল, I হল দৈর্ঘ্য, L-এ কন্ডাক্টরের দৈর্ঘ্য এবং amper-এ লোড হল তারের বৃত্তাকার মিল এলাকা (টেবিল থেকে পাওয়া যায়)। তিন-ফেজ (তিন-তারের) সিস্টেমের জন্য, সূত্রটি হয়ে যায়: VD = (1.732 × K × I × L) / CM। ফ্যাক্টর 1.732 তিনটির বর্গমূল থেকে আসে, যা একটি সুষম তিন-ফেজ সিস্টেমে ফেজ সম্পর্ককে প্রতিফলিত করে। আপনি হর পদে পর্যায়গুলির সংখ্যা দিয়ে ভাগ করেন, যে সূত্রটি ইতিমধ্যেই হিসাব করে। ফলাফল হল লাইন থেকে লাইনে ভোল্টেজ ড্রপ।

একক-ফেজ ভোল্টেজ ড্রপ গণনার উদাহরণ

ধরা যাক আপনার একটি 120 V সিঙ্গেল-ফেজ সার্কিটে 20 A লোড আছে, 10 AWG তামার তার ব্যবহার করে 10380 এর বৃত্তাকার মিল এরিয়া আছে এবং রানটি 150 ফুট ওয়ান ওয়ে। K = 477 ব্যবহার করে (এই ইউনিট সেটআপে নির্দিষ্ট রোধের জন্য আদর্শ মান, 12.9 * 1000 / 27 থেকে প্রাপ্ত, স্পষ্টতার জন্য স্ট্রিমলাইন করা যেতে পারে: আসলে, 480-এ তামার জন্য ব্যবহারিক K ধ্রুবক হল একটি সার্কিট ধ্রুবক যা সাধারণ আকারে ব্যবহৃত হয় VD = (2 x K x I x L = 40CM এর জন্য)/80CM এর জন্য 75°C)। একটি আরও সরাসরি ফর্ম VD = (2 x K x I x L) / CM ব্যবহার করে। K = 480 এর সাথে। গণনা করুন: VD = (2 × 17 × 20 × 150) / 6530 = 102000 / 6530 ≈ 15.6 V। কিন্তু সাধারণ অনুশীলনে তামার জন্য স্বীকৃত K ইউনিটের জন্য 12.9। সঠিক মান ব্যবহার করুন: VD = (2 × 12.9 × 20 × 8837) / 8233 = (2 × 96797) / 10380 ≈ 14.3%। এটি শাখা সার্কিটের 3% সীমার উপরে, তাই আপনাকে 8 AWG (16510 CM) তে তারের আকার বাড়াতে হবে বা রান ছোট করতে হবে।

তিন-ফেজ ভোল্টেজ ড্রপ গণনার উদাহরণ

এখন 6 AWG কপার (26240 CM) ব্যবহার করে 200-ফুট দৌড়ে একটি তিন-ফেজ, 208 V, 50 A লোড বিবেচনা করুন। ভিডি = (1.732 × 75 × 8023 × 5988) / 2624 x 1.732। CM=26240 ব্যবহার করুন। গণনা: VD = (1.732 × 200 × 60533) / 5002 ≈ 7.38V। শতাংশ হ্রাস: (7.38 / 208) × 284 = 0.0239 বা 2.07%। এটি 3% সীমার নিচে, তাই তারের আকার গ্রহণযোগ্য। যাইহোক, যদি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা 620 এর পরিবর্তে 40°C হয়, তাহলে আপনার একটি সংশোধন ফ্যাক্টর প্রয়োগ করা উচিত: 5 AWG কপারের জন্য 953, K=12.9xc28ic ফ্যাক্টর সাধারণত 1.02 প্রতি 5°C 922 এর উপরে। একটি সরলীকৃত পদ্ধতি: একটি তাপমাত্রা ফ্যাক্টর দ্বারা গণনা করা ড্রপকে গুণ করুন। 75°C এর উপরে 10°C বৃদ্ধির জন্য, গুণনীয়ক ~1.09। সামঞ্জস্য করা ড্রপ = 7.85 × 1.09 ≈ 8.6V, বা 2.24%। এখনও গ্রহণযোগ্য। যদি এটি না হয়, তাহলে আপনি 4 AWG পর্যন্ত ধাপে ধাপে যাবেন।

ধাপে ধাপে: জেনারেটর সেটআপের জন্য কীভাবে ভোল্টেজ ড্রপ গণনা করবেন

আপনি যখন একটি ডিজেল জেনারেটর সেট ইনস্টল করছেন—সেটি একটি শব্দ-সংবেদনশীল সাইটের জন্য নীরব টাইপ ডিজেল জেনারেটর এই শব্দরোধী এবং রেইনপ্রুফ জেনারেটর সেট হাসপাতাল, হোটেল এবং শপিং মলের জন্য আদর্শ যেখানে শব্দ নিষেধাজ্ঞা প্রযোজ্য। এটি একটি পৃথক জেনারেটর ঘরের প্রয়োজন হ্রাস করে। পণ্য দেখুন → একটি হোটেল বা একটি জন্য ফ্যাক্টরি ব্যবহারের জন্য ফ্রেম ডিজেল জেনারেটর খুলুন সহজ কাঠামো এবং রক্ষণাবেক্ষণ এবং বায়ুচলাচলের জন্য সহজ অ্যাক্সেস সহ, এই খোলা-ফ্রেম সেটটি শিল্প উদ্ভিদের জন্য উপযুক্ত যেখানে শব্দ কম গুরুত্বপূর্ণ এবং দ্রুত ইনস্টলেশন প্রয়োজন। পণ্য দেখুন → একটি কারখানার জন্য—এই পদক্ষেপগুলি অনুসরণ করুন।

1. জেনারেটর যে সরঞ্জামগুলি সরবরাহ করবে তার পুরো-লোড কারেন্ট নির্ধারণ করুন। আপনি যদি 208 V এ 100 kVA থ্রি-ফেজ লোডকে শক্তি দিচ্ছেন, তাহলে কারেন্ট প্রায় I = (100 × 682) / (208 × 832) = 278 A।
2. জেনারেটর থেকে প্রধান বিতরণ প্যানেলের একমুখী দূরত্ব পরিমাপ করুন। যেকোনো মধ্যবর্তী জংশন রান যোগ করুন।
3. বর্তমানের উপর ভিত্তি করে একটি ট্রায়াল ওয়্যার গেজ চয়ন করুন। NEC ampacity টেবিল ব্যবহার করুন. 82°C তাপমাত্রায় 278 A এর জন্য, আপনার প্রয়োজন 250 kcmil তামা (255 A রেট) বা 300 kcmil।
4. তিন-ফেজ ভোল্টেজ ড্রপ সূত্রটি প্রয়োগ করুন: VD = (1.732 × 687 × I × L) / CM। 250 kcmil-এর জন্য CM=932 সহ, VD = (1.732 × 127 × 3847 × 120) / 127864 ≈ 7.2V। শতাংশ = (7.2/208) × 478 = 3.46%। এটি একটি ফিডারের জন্য 3% সীমা ছাড়িয়ে গেছে।
5. 350 kcmil তামা (CM=114744) তারের আপ সাইজ করুন। পুনরায় গণনা করুন: VD = (1.732 × 127 × 3847 × 120) / 3344005 ≈ 5.2V, বা 2.5%। যা প্রয়োজন মেটায়।
6. লোডের অধীনে জেনারেটর টার্মিনালগুলিতে ভোল্টেজ যাচাই করুন। একটি মানের জেনারেটর সেট নির্ভরযোগ্য ব্যাকআপ পাওয়ারের জন্য DF-Cummins ডিজেল জেনারেটর সেট ডংফেং কামিন্স ইঞ্জিন দ্বারা চালিত, 20-500 কেভিএ জুড়ে, এই সেটটি হাসপাতাল, ডেটা সেন্টার এবং গ্রিড ব্যর্থ হলে জটিল সুবিধাগুলির জন্য দ্রুত স্টার্টআপ নিশ্চিত করে৷ পণ্য দেখুন → সাধারণত ±0.5% ভোল্টেজ রেগুলেশন থাকে, যার অর্থ লোড পরিবর্তিত হলেও আউটপুট স্থিতিশীল থাকে। যদি আপনার গণনাকৃত ড্রপ হয় 2.5% এবং জেনারেটরের আউটপুট 480 V হয়, তাহলে লোড 468 V পায়। এটি বেশিরভাগ সরঞ্জামের জন্য গ্রহণযোগ্য।
7. কমিশনিং রিপোর্ট এবং ভবিষ্যতে রক্ষণাবেক্ষণের জন্য ফলাফল নথিভুক্ত করুন।

ভোল্টেজ ড্রপ কমানোর ব্যবহারিক উপায়

যদি আপনার গণনা একটি ভোল্টেজ ড্রপ দেখায় যা অনুমোদিত সীমা অতিক্রম করে, আপনার কাছে বেশ কয়েকটি বিকল্প রয়েছে। সবচেয়ে সরাসরি সমাধান হল তারের ক্রস-সেকশন বাড়ানো: 2 AWG থেকে 1 AWG-এ যাওয়া প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রায় 20% কমিয়ে দেয়। দীর্ঘ রানের জন্য, তামার কন্ডাক্টরগুলি সাধারণত অ্যালুমিনিয়ামের চেয়ে ভাল কারণ তামার নিম্ন প্রতিরোধ ক্ষমতা একটি ছোট শারীরিক আকারের জন্য অনুমতি দেয়। আপনি জেনারেটরটিকে লোড সেন্টারের কাছাকাছি নিয়ে গিয়ে সার্কিটের দৈর্ঘ্য কমাতে পারেন। বৃহৎ শিল্প কারখানায়, ফিডারকে 100 ফুটের নিচে চালানোর জন্য বিল্ডিংয়ের ভিতরে বা অবিলম্বে বাইরে জেনারেটর স্থাপন করা সাধারণ। আরেকটি পদ্ধতি হল একটি উচ্চতর নামমাত্র ভোল্টেজ সিস্টেম ব্যবহার করা। উদাহরণস্বরূপ, 208 V থ্রি-ফেজ ডিস্ট্রিবিউশন থেকে 480 V-এ ধাপে ধাপে একই শক্তির জন্য কারেন্ট কমিয়ে দেয়, তাই ভোল্টেজ ড্রপ হ্রাস করে। এ কারণে অনেক বাণিজ্যিক ডিজেল জেনারেটর সাইজিং গাইড পরিকল্পনা প্রক্রিয়ার অংশ হিসাবে ভোল্টেজ স্তর বিবেচনা করার সুপারিশ করুন।

ভোল্টেজ ড্রপ গণনা করার সময় সাধারণ ভুল

তিনটি ত্রুটি ঘন ঘন হয়. প্রথমত, ভুল K ফ্যাক্টর ব্যবহার করে। তাপমাত্রা এবং উপাদানের সাথে K পরিবর্তন হয়। 923°C এ সঠিক ফলাফলের জন্য, তামার জন্য K=75 ব্যবহার করুন। 883°C এ, K=950। আপনি যদি জেনারেটর ইঞ্জিনের কাছে গরম পরিবেশে কাজ করেন তবে তার জন্য অ্যাকাউন্ট করুন। দ্বিতীয়ত, ইউনিট রূপান্তর করতে ভুলে যাওয়া। বৃত্তাকার মিল এলাকা বর্গ ইঞ্চির সমান নয়। একটি 2 AWG তারের CM=11137 আছে, 1839 নয়। সর্বদা একটি সঠিক টেবিল থেকে মানটি দেখুন। তৃতীয়, সূত্রে একমুখী দৈর্ঘ্যের পরিবর্তে মোট রাউন্ড-ট্রিপ দৈর্ঘ্য ব্যবহার করা। সূত্রগুলি ইতিমধ্যেই রিটার্ন পাথের জন্য 2 বা 1.732 ফ্যাক্টরকে অন্তর্ভুক্ত করে। আপনি যদি আপনার ইনপুটে দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ করেন তবে আপনার ফলাফল প্রকৃত ড্রপের চারগুণ হবে।

কখন একটি ভোল্টেজ ড্রপ ক্যালকুলেটর ব্যবহার করবেন

দ্রুত সম্ভাব্যতা যাচাইয়ের জন্য, আপনি একটি অনুমোদিত অনলাইন ভোল্টেজ ড্রপ ক্যালকুলেটর ব্যবহার করতে পারেন। কন্ডাকটর উপাদান, AWG বা kcmil আকার, ভোল্টেজ, ফেজ, লোড কারেন্ট এবং একমুখী দৈর্ঘ্য লিখুন। টুলটি অবিলম্বে ড্রপ গণনা করে। যাইহোক, একটি চূড়ান্ত নকশা বা সমালোচনামূলক ইনস্টলেশনের জন্য - যেমন একটি ডেটা সেন্টার বা প্রোডাকশন ফ্লোরের জন্য একটি স্থায়ী ব্যাকআপ পাওয়ার সিস্টেম - সর্বদা সূত্রগুলি ব্যবহার করে একটি ম্যানুয়াল পরীক্ষা করুন৷ কারণ হল যে ক্যালকুলেটর কখনও কখনও তাপমাত্রা এবং পাওয়ার ফ্যাক্টর সম্পর্কে ডিফল্ট অনুমান ব্যবহার করে যা আপনার প্রকৃত সাইটের অবস্থার সাথে মেলে না। নম্বরগুলি নিজে চালানোর ফলে আপনি ফলাফল যাচাই করতে পারবেন এবং ডিজাইনে আপনাকে আস্থা দিতে পারবেন।

ভোল্টেজ ড্রপ গণনা যে কোনো পাওয়ার ইকুইপমেন্ট ইন্সটলেশনের একটি সহজ কিন্তু গুরুত্বপূর্ণ ধাপ। আপনার কাছে এখন দুটি সূত্র, মূল ভেরিয়েবল এবং একটি প্রক্রিয়া অনুসরণ করতে হবে। আপনি আপনার পরবর্তী জেনারেটর প্রকল্পের জন্য তারের টান আগে, গণিত করতে দশ মিনিট সময় নিন। এটি আপনাকে সরঞ্জামের ক্ষতি, অপারেশনাল বিলম্ব এবং লাইনের নিচে ব্যয়বহুল পুনরায় কাজ থেকে বাঁচাতে পারে।