लघु परिपथ अनुपात

शॉर्ट सर्किट अनुपात या एससीआर एक विद्युत जनरेटर की स्थिरता का एक उपाय है। यह शार्ट सर्किट  पर रेटेड आर्मेचर करंट का उत्पादन करने के लिए आवश्यक फील्ड करंट के ओपन सर्किट पर रेटेड 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 शक्ति अच्छी होती है; यह आवृत्ति में भिन्नता से कम प्रभावित होगा और अधिक शॉर्ट सर्किट करंट प्रदान कर सकता है।

नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का एकीकरण अक्सर सिस्टम की ताकत के बारे में चिंता पैदा करता है। प्रभावी ढंग से प्रदर्शन करने के लिए विद्युत प्रणाली  में विभिन्न घटकों की क्षमता सिस्टम की ताकत पर निर्भर करती है, जो सिस्टम चर की गड़बड़ी की संवेदनशीलता को मापती है। शॉर्ट सर्किट रेशियो (SCR) एक डिवाइस की रेटेड पावर के बारे में नेटवर्क बस की ताकत का एक संकेतक है और इसे अक्सर सिस्टम की ताकत के माप के रूप में उपयोग किया जाता है। एक उच्च SCR मान एक मजबूत प्रणाली को इंगित करता है, जिसका अर्थ है कि वोल्टेज और अन्य चर पर गड़बड़ी का प्रभाव कम से कम हो जाएगा। SCR को बस में शॉर्ट सर्किट क्षमता के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है, डिवाइस डिवाइस की MW रेटिंग के लिए स्थित है। एक मजबूत प्रणाली को तीन से ऊपर एक 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 अक्सर SCR से संबंधित मुद्दों का सामना करते हैं, विशेष रूप से नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों में जो पावर ग्रिड से कनेक्ट करने के लिए पावर कन्वर्टर्स का उपयोग करते हैं। वर्तमान स्रोत कन्वर्टर्स पर आधारित HVDC/FACTs उपकरणों को कमजोर AC सिस्टम से कनेक्ट करते समय, विशेष तकनीकों को तीन से कम के SCR पर काबू पाने के लिए नियोजित किया जाना चाहिए। एचवीडीसी के लिए, वोल्टेज-स्रोत-आधारित कन्वर्टर्स या कैपेसिटर-कम्यूटेटेड कन्वर्टर्स 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 SCR का निम्न स्तर उच्च ओवर-वोल्टेज, कम-आवृत्ति प्रतिध्वनि और नियंत्रण प्रणालियों में अस्थिरता जैसी समस्याएं पैदा कर सकता है।

पवन फार्म आमतौर पर मुख्य बिजली खपत क्षेत्रों से दूर कम मजबूत 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 सिस्टम शक्ति मानदंड होते हैं। जीई इंगित करता है कि उनके पवन टरबाइन मॉडल के मानक पैरामीटर पांच या अधिक के शॉर्ट सर्किट अनुपात (एससीआर) वाले सिस्टम के लिए उपयुक्त हैं। हालांकि, अगर कमजोर सिस्टम से कनेक्ट हो रहा है, तो यह सुनिश्चित करने के लिए और विश्लेषण करना आवश्यक है कि मॉडल पैरामीटर पर्याप्त रूप से समायोजित हैं। इष्टतम प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए पवन टर्बाइनों या डायनेमिक रिएक्टिव क्षतिपूर्ति उपकरणों जैसे स्टैटकॉम  के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन की गई नियंत्रण विधियों की आवश्यकता होती है।

उदाहरण
ERCOT में हाल की घटना इस बात का एक प्रमुख उदाहरण प्रदान करती है कि कमजोर प्रणाली शक्ति से पवन टरबाइन का प्रदर्शन कैसे प्रभावित होता है। पवन ऊर्जा संयंत्र, दो 69kV ट्रांसमिशन लाइनों के माध्यम से ERCOT ग्रिड से जुड़ा हुआ है, जब सामान्य संचालन के दौरान सिस्टम कंडीशन रेटिंग (SCR) लगभग 4 थी, तब कुशलता से काम किया। हालाँकि, जब 69kV लाइनों में से एक को काट दिया गया था, तो SCR 2 या उससे कम हो गया, जिससे प्रतिकूल, खराब नम, या अन-डैम्पड वोल्टेज दोलन हो गए, जो पवन संयंत्र के इंटरकनेक्शन (POI) के बिंदु पर PMU द्वारा प्रलेखित थे। गहन जांच के बाद, यह निर्धारित किया गया था कि WPP द्वारा उपयोग किया जाने वाला आक्रामक वोल्टेज नियंत्रण कमजोर ग्रिड वातावरण के लिए उपयुक्त नहीं था और ऑसिलेटरी प्रतिक्रिया का प्राथमिक कारण था। पवन जनरेटर वोल्टेज नियंत्रक द्वारा पता लगाए गए कम शॉर्ट सर्किट स्तर और उच्च वोल्टेज नियंत्रण लाभ के कारण दोलन हुआ। उच्च SCR वाले सामान्य ग्रिड की तुलना में, बंद लूप वोल्टेज नियंत्रण की कमजोर ग्रिड स्थितियों के तहत तेजी से प्रतिक्रिया होगी। ऑसिलेटरी प्रतिक्रिया को दोहराने के लिए, WPP का प्रतिनिधित्व करने वाले एक विस्तृत गतिशील मॉडल का उपयोग करके घटना को सिम्युलेटेड किया गया था।

जेनरेटर एससीआर
SCR जितना बड़ा होगा, अल्टरनेटर रिएक्शन (Xd) और इंडक्शन Ld उतना ही छोटा होगा। यह जेनरेटर डिज़ाइन में बड़े एयर गैप का परिणाम है (जैसा कि हाइड्रो जनरेटर या सैलिएंट पोल मशीन में होता है)। इसके परिणामस्वरूप मशीन शिथिल 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 शॉर्ट सर्किट करंट डिलीवरी क्षमता (उच्च शॉर्ट सर्किट करंट) 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, SCR जितना छोटा होता है, उतना बड़ा अल्टरनेटर रिएक्शन (Xd) होता है, बड़ा Ld 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 शॉर्ट सर्किट करंट डिलीवरी क्षमता (कम शॉर्ट सर्किट 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 SCR वाली कई मशीनों वाली ग्रिड पर एक बिंदु वोल्टेज अस्थिरता के लिए कम भेद्यता है। इसलिए, ऐसे ग्रिड को मजबूत ग्रिड या पावर सिस्टम कहा जाता है। कम SCR वाले पावर सिस्टम (ग्रिड) में ग्रिड वोल्टेज अस्थिरता के प्रति अधिक भेद्यता होती है। इसलिए ऐसे ग्रिड या सिस्टम को कमजोर ग्रिड या कमजोर पावर सिस्टम के रूप में जाना जाता है।

तुल्यकालिक कंडेनसर लगाकर ग्रिड की ताकत बढ़ाई जा सकती है।

यह भी देखें

 * ट्रांसफार्मर
 * आवर्तित्र
 * तुल्यकालिक मोटर