लघु परिपथ अनुपात

लघु परिपथ अनुपात या एससीआर विद्युत जनरेटर की स्थिरता का एक उपाय है। यह शार्ट सर्किट पर निर्धारित आर्मेचर वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए आवश्यक फील्ड विद्युत धारा के ओपन सर्किट पर निर्धारित आर्मेचर वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए आवश्यक विद्युत प्रवाह का अनुपात है। एससीआर की गणना ग्रिड पर प्रत्येक बिंदु के लिए की जा सकती है। जहां एससीआर एक से ऊपर है, वहां ग्रिड की ग्रिड पावर अच्छी होती है, यह आवृत्ति में भिन्नता से कम प्रभावित होगा और अधिक लघु परिपथ विद्युत प्रदान कर सकता है।

नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का एकीकरण प्रायः प्रणाली की पावर के बारे में परेशानी पैदा करता है। प्रभावी ढंग से प्रदर्शन करने के लिए विद्युत प्रणाली में विभिन्न घटकों की क्षमता प्रणाली की पावर पर निर्भर करती है, जो प्रणाली चर की अव्यवस्था की संवेदनशीलता को मापती है। लघु परिपथ अनुपात (एससीआर) डिवाइस की मूल्यांकन पावर के बारे में नेटवर्क बस की पावर का संकेतक है और इसे प्रायः प्रणाली की ताकत के माप के रूप में उपयोग किया जाता है। उच्च एससीआर मान सशक्त प्रणाली को सूचित करता है, जिसका अर्थ है कि वोल्टेज और अन्य चर पर अव्यवस्था का प्रभाव कम से कम हो जाएगा। एससीआर को बस में लघु परिपथ क्षमता के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है, डिवाइस डिवाइस की एमडब्ल्यू रेटिंग के लिए स्थित है। सशक्त प्रणाली को तीन से ऊपर एससीआर के रूप में परिभाषित किया गया है, और कमजोर और बहुत कमजोर प्रणालियों के एससीआर क्रमशः तीन और दो और दो से नीचे के बीच हैं।

पावर इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोग प्रायः एससीआर से संबंधित मुद्दों का सामना करते हैं, विशेष रूप से नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों में जो पावर ग्रिड से कनेक्ट करने के लिए पावर परिवर्तक का उपयोग करते हैं। वर्तमान स्रोत परिवर्तक  पर आधारित एचवीडीसी/तथ्य उपकरणों को कमजोर एसी प्रणाली से कनेक्ट करते समय, विशेष तकनीकों को तीन से कम के एससीआर पर नियंत्रण पाने के लिए नियोजित किया जाना चाहिए। एचवीडीसी के लिए, वोल्टेज-स्रोत-आधारित परिवर्तक या संधारित्र-रूपान्तरित परिवर्तक का उपयोग एक के पास एससीआर वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है। इन तकनीकों का उपयोग करने में विफल रहने के लिए प्रभाव को निर्धारित करने और प्रतिकूल प्रभावों को रोकने या कम करने के लिए उपाय करने के लिए विशेष अध्ययन की आवश्यकता होगी, क्योंकि एससीआर का निम्न स्तर उच्च ओवर-वोल्टेज, कम-आवृत्ति प्रतिध्वनि और नियंत्रण प्रणालियों में अस्थिरता जैसी समस्याएं पैदा कर सकता है।

पवन फार्म प्रायः मुख्य बिजली खपत क्षेत्रों से दूर कम सशक्त नेटवर्क अनुभागों से जुड़े होते हैं। बड़े पैमाने पर पवन ऊर्जा को कमजोर प्रणालियों में शामिल करने से उत्पन्न होने वाली वोल्टेज स्थिरता के साथ समस्याएं महत्वपूर्ण मुद्दे हैं जिन पर ध्यान देने की आवश्यकता है। कुछ पवन टर्बाइनों में विशिष्ट न्यूनतम प्रणाली पावर मानदंड होते हैं। जीई इंगित करता है कि उनके पवन टरबाइन मॉडल के मानक पैरामीटर पांच या अधिक लघु परिपथ अनुपात (एससीआर) वाले प्रणाली के लिए उपयुक्त हैं। यद्यपि, अगर कमजोर प्रणाली से कनेक्ट हो रहा है, तो यह सुनिश्चित करने के लिए और विश्लेषण करना आवश्यक है कि मॉडल पैरामीटर पर्याप्त रूप से समायोजित हैं। सर्वोत्तम प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए पवन टर्बाइनों या गतिशील प्रतिक्रियाशील क्षतिपूर्ति उपकरणों जैसे स्टैटकॉम के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन की गई नियंत्रण विधियों की आवश्यकता होती है।

उदाहरण
एरकोट में हाल की घटना इस बात का प्रमुख उदाहरण प्रदान करती है कि कमजोर प्रणाली पावर से पवन टरबाइन का प्रदर्शन कैसे प्रभावित होता है। पवन ऊर्जा संयंत्र, दो 69केवी ट्रांसमिशन लाइनों के माध्यम से एरकोट ग्रिड से जुड़ा हुआ है, जब सामान्य संचालन के दौरान प्रणाली स्थिति रेटिंग (एससीआर) लगभग 4 थी, तब कुशलता से काम किया। यद्यपि, जब 69केवी लाइनों में से एक को काट दिया गया था, तो एससीआर 2 या उससे कम हो गया, जिससे प्रतिकूल, खराब नम, या अन-डैम्पड वोल्टेज दोलन हो गए, जो पवन संयंत्र के अंतःसंबंध (पीओआई) के बिंदु पर पीएमयू द्वारा प्रलेखित थे। जाँच पड़ताल के बाद, यह निर्धारित किया गया था कि डब्ल्यूपीपी द्वारा उपयोग किया जाने वाला आक्रामक वोल्टेज नियंत्रण कमजोर ग्रिड वातावरण के लिए उपयुक्त नहीं था और दोलन प्रतिक्रिया का प्राथमिक कारण था। पवन जनरेटर वोल्टेज नियंत्रक द्वारा पता लगाए गए कम लघु परिपथ अनुपात और उच्च वोल्टेज नियंत्रण लाभ के कारण दोलन हुआ। उच्च एससीआर वाले सामान्य ग्रिड की तुलना में, बंद लूप वोल्टेज नियंत्रण की कमजोर ग्रिड स्थितियों के तहत तेजी से प्रतिक्रिया होगी। दोलन प्रतिक्रिया को दोहराने के लिए, डब्ल्यूपीपी का प्रतिनिधित्व करने वाले विस्तृत गतिशील मॉडल का उपयोग करके घटना को कृत्रिम किया गया था।

जेनरेटर एससीआर
एससीआर जितना बड़ा होगा, प्रत्यावर्ति प्रतिक्रिया (एक्सडी) और प्रवर्तन एलडी उतना ही छोटा होगा। यह जेनरेटर डिज़ाइन में बड़े एयर गैप का परिणाम है (जैसा कि हाइड्रो जनरेटर या मुख्य पोल मशीन में होता है)। इसके परिणामस्वरूप मशीन अव्यवस्थित रूप से ग्रिड से जुड़ जाती है, और इसकी प्रतिक्रिया धीमी हो जाएगी। यह ग्रिड पर काम करते समय मशीनों की स्थिरता को बढ़ाता है, लेकिन साथ ही साथ मशीन की लघु परिपथ धारा वितरण क्षमता (उच्च लघु परिपथ धारा) और बाद में बड़े मशीन आकार और इसकी लागत को बढ़ाता है। हाइड्रो अल्टरनेटर के लिए एससीआर के विशिष्ट मूल्य 1 से 1.5 की सीमा में हो सकते हैं।

इसके विपरीत, एससीआर जितना छोटा होता है, उतना बड़ा प्रत्यावर्ति प्रतिक्रिया (एक्सडी) होता है, बड़ा एलडी होता है। यह मशीन के डिजाइन में छोटे एयर गैप के परिणामस्वरूप होता है (जैसा कि टर्बो जनरेटर या बेलनाकार रोटर मशीन में होता है)। मशीनें ग्रिड से कसकर जुड़ी हैं, और उनकी प्रतिक्रिया तेज होगी। यह ग्रिड पर काम करते समय मशीन की स्थिरता को कम करता है और लघु परिपथ धारा वितरण क्षमता (कम लघु परिपथ करंट), छोटे मशीन आकार और बाद में कम लागत को कम करेगा। टर्बो अल्टरनेटर के लिए एससीआर के विशिष्ट मूल्य 0.45 से 0.9 की सीमा में हो सकते हैं।

ग्रिड पर प्रभाव
एससीआर की गणना विद्युत ग्रिड पर प्रत्येक बिंदु के लिए की जा सकती है। 1 और 1.5 के बीच की संख्या के ऊपर एससीआर वाली कई मशीनों वाली ग्रिड पर एक बिंदु वोल्टेज अस्थिरता के लिए कम दोष पूर्णता है। इसलिए, ऐसे ग्रिड को सशक्त ग्रिड या पावर प्रणाली कहा जाता है। कम एससीआर वाले पावर प्रणाली (ग्रिड) में ग्रिड वोल्टेज अस्थिरता के प्रति अधिक दोष पूर्णता होती है। इसलिए ऐसे ग्रिड या प्रणाली को कमजोर ग्रिड या कमजोर पावर प्रणाली के रूप में जाना जाता है।

तुल्यकालिक संधारित्र लगाकर ग्रिड की ताकत बढ़ाई जा सकती है।

यह भी देखें

 * ट्रांसफार्मर
 * प्रत्यावर्ति
 * तुल्यकालिक मोटर