সিস্টেমের জন্য উচ্চ ভোল্টেজ শান্ট এবং ডিসি লিঙ্ক ক্যাপাসিটারের মধ্যে কীভাবে করবেন

আপনি যখন পাওয়ার সিস্টেমের জন্য উচ্চ ভোল্টেজ শান্ট ক্যাপাসিটার এবং ডিসি লিঙ্ক ক্যাপাসিটারগুলির মধ্যে নির্বাচন করছেন, সার্কিট টপোলজি আপনার জন্য সিদ্ধান্ত নিতে দিন। Shunt capacitors belong on the AC side of the network to correct power factor and support voltage. DC link capacitors belong on the DC bus of a converter to stabilize voltage and absorb ripple current. These are different jobs, and mixing them up is the most expensive mistake you can make.

এই নির্দেশিকা আপনাকে ব্যবহারিক ইঞ্জিনিয়ারিং ডেটা থেকে তৈরি একটি সরাসরি নির্বাচন কাঠামো দেয়। আপনি প্রতিটি ক্যাপাসিটরের প্রকারের সংজ্ঞায়িত বৈশিষ্ট্য, চার-পদক্ষেপের সিদ্ধান্ত প্রক্রিয়া যা স্পেসিফিকেশন ত্রুটি প্রতিরোধ করে এবং শিল্প শক্তি এবং ইন্ডাকশন হিটিং সিস্টেম থেকে বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণগুলি শিখবেন।

High Voltage Shunt Capacitors: What They Do and How They Fail

High voltage shunt capacitors connect in parallel to the AC power network at the medium voltage bus. ইন্ডাকটিভ লোডের পাওয়ার ফ্যাক্টর সংশোধন করতে এবং লোড পরিবর্তনের সময় বাস ভোল্টেজ স্থিতিশীল করতে তারা ক্যাপাসিটিভ প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি সরবরাহ করে। Their operation is defined by line frequency, not switching frequency.

একটি শান্ট ক্যাপাসিটরের প্রতিক্রিয়াশীল পাওয়ার আউটপুট হল V বর্গ গুণ কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি গুণ ক্যাপাসিট্যান্স। 10kV এবং 50Hz এ, একটি 1MVAr শান্ট ক্যাপাসিটর ব্যাঙ্ক মোটামুটি 100A চার্জিং কারেন্ট ড্র করে। একটি শিল্প গলন সুবিধায়, 3MVAr থেকে 10MVAr-এর একটি শান্ট ব্যাঙ্ক লাইন কারেন্ট 15 শতাংশ থেকে 25 শতাংশ কমিয়ে দেয় এবং ট্রান্সফরমারের ক্ষতি কমায়।

এইচভি শান্ট ক্যাপাসিটারের বৈশিষ্ট্য সংজ্ঞায়িত করা

• ভোল্টেজ শ্রেণী: উচ্চ-গ্রেড অস্তরক সিস্টেম সহ 6.6kV থেকে 35kV
• ফ্রিকোয়েন্সি রেটিং: 50Hz বা 60Hz গ্রিড ফ্রিকোয়েন্সি
• ক্যাপাসিট্যান্স পরিসীমা: 20uF থেকে 500uF প্রতি উপাদান
• অস্তরক: অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল বা ধাতব ইলেক্ট্রোড সহ পলিপ্রোপিলিন ফিল্ম
• শীতল: প্রাকৃতিক বায়ু, কখনও কখনও জোরপূর্বক বায়ু, খুব কমই তরল
• স্ট্যান্ডার্ড: AC নেটওয়ার্কে শান্ট ক্যাপাসিটারের জন্য আইইসি 60871

এই উপাদানগুলি কীভাবে গ্রিডকে স্থিতিশীল করে তা গভীরভাবে দেখার জন্য, আমাদের নিবন্ধটি দেখুন এইচভি শান্ট ক্যাপাসিটর গ্রিড স্থিতিশীলতা .

পাওয়ার ফ্যাক্টর সংশোধনের জন্য একক-ফেজ উচ্চ-ভোল্টেজ ফিল্ম ক্যাপাসিটর এই ক্যাপাসিটরটি পাওয়ার ফ্যাক্টর উন্নত করতে, লাইন লস কমাতে এবং এসি পাওয়ার সিস্টেমে ভোল্টেজ সমর্থন করতে পলিপ্রোপিলিন ফিল্ম এবং ইনসুলেটিং তেল ব্যবহার করে, এটি প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি ক্ষতিপূরণের জন্য একটি মূল উপাদান করে তোলে। পণ্য দেখুন →

ডিসি লিংক Capacitors: What They Do and How They Fail

ডিসি লিংক ক্যাপাসিটর সরাসরি একটি পাওয়ার কনভার্টারের ডিসি বাস জুড়ে বসে। তারা সংশোধিত ভোল্টেজ তরঙ্গরূপকে মসৃণ করে, বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল পর্যায় থেকে রিপল কারেন্ট শোষণ করে এবং লোড ট্রানজিশনের সময় বাস ভোল্টেজকে গ্রহণযোগ্য সীমার মধ্যে ধরে রাখে। Their entire design life is governed by the spectral content of the current they carry.

একটি সক্রিয় ফ্রন্ট এন্ড কনভার্টারের একটি 700V DC বাসে, একটি DC লিঙ্ক ফিল্ম ক্যাপাসিটরের আকার 1000uF এবং 5000uF এর মধ্যে এবং 10kHz স্যুইচিং এ 20A থেকে 80A এর রিপল কারেন্ট বহন করার জন্য রেট করা হয়েছে। ক্যাপাসিটরের সমতুল্য সিরিজ রেজিস্ট্যান্স সেই কারেন্টকে তাপে রূপান্তরিত করে। প্রতি 10 ডিগ্রি সেলসিয়াস মূল তাপমাত্রা হ্রাস প্রত্যাশিত পরিষেবা জীবনকে দ্বিগুণ করে।

ডিসি লিংক ক্যাপাসিটারের বৈশিষ্ট্য সংজ্ঞায়িত করা

• Voltage class: 1.2kV to 4kV in industrial power electronics
• ফ্রিকোয়েন্সি: 5kHz থেকে 30kHz পর্যন্ত উচ্চ রিপল ফ্রিকোয়েন্সি
• ক্যাপাসিট্যান্স পরিসীমা: 500uF থেকে 5000uF প্রতি ইউনিট
• Dielectric: metallized polypropylene film with high dV/dt endurance
• কুলিং: উচ্চ শক্তি সিস্টেমের জন্য জোরপূর্বক বায়ু বা জল শীতল
• Standard: আইইসি 61071 for power electronic capacitors

To understand how these components support power electronic systems, read our technical article on the পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সে ডিসি ফিল্টার ক্যাপাসিটর .

উচ্চ-ভোল্টেজ ডিসি ফিল্টার ক্যাপাসিটর রিপল দমনের জন্য উচ্চ-ভোল্টেজ ডিসি সরবরাহের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, এই ক্যাপাসিটর উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ এবং হারমোনিক্স ফিল্টার করে, ইনভার্টার, ইউপিএস এবং চার্জিং সিস্টেমে পাওয়ার গুণমান এবং স্থিতিশীলতা বাড়ায়। পণ্য দেখুন →

The Four-Step Selection Framework for Power Systems

উচ্চ ভোল্টেজ শান্ট ক্যাপাসিটর এবং ডিসি লিঙ্ক ক্যাপাসিটরগুলির মধ্যে সিদ্ধান্ত, বেশিরভাগ সিস্টেমে, আপনি ক্যাপাসিটর কোথায় রাখবেন এবং এটিকে কী ফ্রিকোয়েন্সি পরিচালনা করতে হবে তার দ্বারা নির্ধারিত হয়। কিন্তু সাইজিং প্রক্রিয়াটি চারটি স্বতন্ত্র ধাপ অনুসরণ করে যা উভয় প্রকারের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।

1. দায়িত্ব সংজ্ঞায়িত করুন: ক্যাপাসিটরটি এসি গ্রিডের পাশে বা ডিসি রূপান্তরকারী বাসে সংযুক্ত কিনা তা সনাক্ত করুন।
2. ভোল্টেজ তরঙ্গরূপ বিশ্লেষণ করুন: পিক ভোল্টেজ, dV/dt এবং ভোল্টেজটি সাইনোসয়েডাল বা স্পন্দিত ডিসি কিনা তা পরিমাপ করুন।
3. বর্তমান স্ট্রেস গণনা করুন: শান্ট ব্যাঙ্কগুলির জন্য প্রতিক্রিয়াশীল কারেন্ট বা ডিসি লিঙ্ক ক্যাপাসিটারগুলির জন্য রিপল কারেন্ট স্পেকট্রাম নির্ধারণ করুন।
4. তাপীয় সামঞ্জস্যতা যাচাই করুন: নিশ্চিত করুন যে ক্যাপাসিটর উপলব্ধ কুলিং পদ্ধতির সাহায্যে মূল ক্ষয়ক্ষতি দূর করতে পারে।

ফিল্ড রিটার্নের ডেটা দেখায় যে শিল্প পাওয়ার সিস্টেমে 70 শতাংশ অকাল ক্যাপাসিটরের ব্যর্থতা এক ধাপে ফিরে আসে বা দ্বিতীয় ধাপ এড়িয়ে যায়। যখন ভুল পরিবার থেকে একটি ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা হয়, এটি ধীরে ধীরে ব্যর্থ হয় না। এটি সর্বনাশাভাবে ব্যর্থ হয়।

পাশাপাশি তুলনা: শান্ট ক্যাপাসিটর বনাম ডিসি লিংক ক্যাপাসিটর

নীচের সারণীটি সমালোচনামূলক স্পেসিফিকেশন পার্থক্যগুলিকে সংক্ষিপ্ত করে যা নির্বাচনের সিদ্ধান্তকে চালিত করে।

এই টেবিলের প্রতিটি সারি একটি রেললাইন। If your capacitor spec sheet does not match the row for the intended position, the component is the wrong one.

বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণ: উভয় প্রকার ক্যাপাসিটরের সাথে ইন্ডাকশন মেল্টিং ফার্নেস

একটি ইন্ডাকশন মেল্টিং ফার্নেস একটি বাস্তব-বিশ্বের ক্ষেত্রে যেখানে উভয় ক্যাপাসিটরের ধরন একই ইনস্টলেশনে উপস্থিত হয়। গলে যাওয়া চুল্লিতে মাঝারি ভোল্টেজ সরবরাহের জন্য ফার্নেস ট্রান্সফরমার এবং হারমোনিক ফিল্টার নেটওয়ার্কের পাওয়ার ফ্যাক্টর সংশোধন করার জন্য একটি উচ্চ ভোল্টেজ শান্ট ক্যাপাসিটর ব্যাঙ্ক প্রয়োজন। একই সময়ে, সলিড স্টেট মিডিয়াম ফ্রিকোয়েন্সি পাওয়ার সাপ্লাই ইনভার্টার স্টেজ থেকে রিপল কারেন্ট শোষণ করতে রেকটিফায়ার বাসে একটি ডিসি লিঙ্ক ক্যাপাসিটরের সাথে ফার্নেস কয়েল চালায়।

এই পরিস্থিতিতে, 6.6kV এবং 2.4MVAr রেটযুক্ত একটি AC সাইড শান্ট ব্যাঙ্ক প্ল্যান্টের প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির চাহিদা পরিচালনা করে। ফার্নেস কনভার্টার ডিসি বাস, সাধারণত 1200V থেকে 1500V রেট করা হয়, উচ্চ প্রান্তে জল ঠান্ডা করার সাথে 3000uF থেকে 5000uF ডিসি লিঙ্ক ফিল্ম ক্যাপাসিটার ব্যবহার করে। আমাদের RAM সিরিজের 3.0kV 8400kVar উপাদান এই শ্রেণীর ফার্নেস ডিউটির জন্য একটি বিশেষভাবে ইঞ্জিনিয়ারড ক্যাপাসিটর।

3.0kV 8400kvar ইন্ডাকশন হিটিং এবং মেল্টিং ক্যাপাসিটর 700Hz এ 3.0kV এবং 8400kvar সহ, এই ক্যাপাসিটরটি দ্রুত, সুনির্দিষ্ট গরম এবং ধাতু গলে যেতে সক্ষম করে, ঢালাই এবং তাপ চিকিত্সার অভিন্ন ফলাফলের জন্য ক্লোজড-লুপ তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ বৈশিষ্ট্যযুক্ত। পণ্য দেখুন →

সাধারণ নির্বাচন ভুল যা অর্থ খরচ করে

তিনটি পুনরাবৃত্ত স্পেসিফিকেশন ত্রুটি শিল্প পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সে রিপোর্ট করা অকাল ক্যাপাসিটর ব্যর্থতার অর্ধেকেরও বেশি চালায়।

• একটি ডিসি লিঙ্ক ক্যাপাসিটর হিসাবে একটি শান্ট ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা। একটি 10kV শান্ট ক্যাপাসিটর একটি PWM বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদলকারীর ক্রমাগত রিপল কারেন্টে টিকে থাকতে পারে না। অভ্যন্তরীণ তাপ নকশা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি বর্তমান জন্য রেট করা হয় না.
• শান্ট ক্যাপাসিটর হিসাবে একটি ডিসি লিঙ্ক ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা। একটি 1.2kV DC লিঙ্ক ক্যাপাসিটর একটি গ্রিড সংযুক্ত সিস্টেমের ক্ষণস্থায়ী ওভারভোল্টেজগুলি পরিচালনা করবে না। ডাইইলেক্ট্রিক বেধ ডিসি প্লাস রিপল ব্লক করার জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়েছে, এসি লাইনের ঢেউয়ের জন্য নয়।
• তাপ শীতল ক্ষমতা উপেক্ষা. উভয় প্রকারের ক্যাপাসিটরের তাপীয় নকশার সীমা রয়েছে। একটি DC লিঙ্ক ক্যাপাসিটর রেট করা 80A রিপল কারেন্ট শুধুমাত্র প্রাকৃতিক এয়ার কুলিং সহ কয়েক মাসের মধ্যে ব্যর্থ হবে।

খরচের শর্তে, একটি ব্যর্থ এইচভি শান্ট ক্যাপাসিটরের সরাসরি প্রতিস্থাপন খরচ সাধারণত মোট ইনস্টলেশন খরচের 2 শতাংশ থেকে 4 শতাংশ। কিন্তু সিস্টেম ডাউনটাইম যেটি অনুসরণ করে তা হারানো উৎপাদনে ক্যাপাসিটরের দামের 10 গুণ খরচ করতে পারে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

আমি কি একটি ডিসি লিঙ্ক অ্যাপ্লিকেশনে একটি উচ্চ ভোল্টেজ শান্ট ক্যাপাসিটর ব্যবহার করতে পারি?

না। একটি উচ্চ ভোল্টেজ শান্ট ক্যাপাসিটর সাইনোসয়েডাল লাইন ফ্রিকোয়েন্সি ভোল্টেজের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। একটি ডিসি লিঙ্ক অ্যাপ্লিকেশন এটিকে ক্রমাগত সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি রিপল কারেন্টের সাথে প্রকাশ করে যা অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলি ছড়িয়ে দিতে পারে না, যা তাপীয় ব্যর্থতার কারণ হয়।

আমি কিভাবে একটি DC লিঙ্ক ক্যাপাসিটরের জন্য ক্যাপাসিট্যান্স মান গণনা করব?

শক্তির ভারসাম্য সমীকরণ ব্যবহার করুন: C সমান P কে দুই গুন f_sw বার ডেল্টা V বর্গ দ্বারা ভাগ করে। যেখানে P হল পাওয়ার লেভেল, f_sw হল সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি এবং ডেল্টা V হল অনুমোদিত ভোল্টেজ রিপল। ফলাফল লক্ষ্যের মধ্যে বাস ভোল্টেজ বজায় রাখার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম ক্যাপাসিট্যান্স দেয়।

এই ক্যাপাসিটরের প্রকারের মধ্যে সাধারণ আয়ুষ্কালের পার্থক্য কী?

ভাল ঠান্ডা সঙ্গে ট্রান্সফরমার তেল, উভয় ক্যাপাসিটর পরিবার 15 থেকে 20 বছর পৌঁছতে পারে। ব্যবহারিক পার্থক্য হল যে ডিসি লিংক ক্যাপাসিটারগুলি উচ্চতর তাপীয় লোডের সাথে কাজ করে এবং সেইজন্য সেই আয়ুষ্কালে পৌঁছানোর জন্য কুলিং সিস্টেম এবং রিপল কারেন্ট রেটিং এর উপর বেশি নির্ভর করে।

আমার কি একই সিস্টেমে উভয় প্রকার ক্যাপাসিটরের প্রয়োজন?

অনেক শিল্প শক্তি সিস্টেমে, হ্যাঁ। প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি ক্ষতিপূরণের জন্য এসি সাইডে একটি শান্ট ক্যাপাসিটরের প্রয়োজন। কনভার্টারের ডিসি বাসে একটি ডিসি লিঙ্ক ক্যাপাসিটর প্রয়োজন। তারা পরিপূরক, বিনিময়যোগ্য নয়।