পাওয়ার ফ্যাক্টর ইমপ্রুভমেন্ট ও ক্যালকুলেশন

PFI – Power Factor Improvement, (PFI bangla) পি এফ আই মানে পাওয়ার ফ্যাক্টর ইমপ্রুভমেন্ট। পাওয়ার ফ্যাক্টর নিয়ে অনেকের মাঝে অনেক ধরনের প্রশ্ন রয়েছে। এই লেখাটিতে পাওয়ার ফ্যাক্টর ইমপ্রুভমেন্ট নিয়ে সহজভাবে আলোচনা করার চেষ্টা করবো।

Power factor Correction বা Power Factor Improvement বলতে আমরা সহজে বুঝি কোন একটা সিস্টেমে Reactive পাওয়ার এর পরিমান কমিয়ে Active পাওয়ার এর পরিমান বাড়ানো। আমরা সাধারনত ক্যাপাসিটর ব্যাংক বা সিংক্রোনাস মোটর বা ফেজ এডভান্সার ব্যবহার করে পাওয়ার ফ্যাক্টর Correction ও improve করে থাকি।

ইন্ডাস্ট্রিতে Capacitor Bank ব্যবহার করে পাওয়ার ফ্যাক্টর Correction করা হয়। আমরা centrally ক্যাপাসিটর ব্যাঙ্ক ব্যবহার না করে প্রত্যেক লোডে ক্যাপাসিটর ব্যবহার করতে পারি। অথবা যে সব লোড লো পাওয়ার ফ্যাক্টর এর জন্য দায়ী সে সব লোড এর ব্যবহার কমিয়ে ও পাওয়ার ফ্যাক্টর ইম্প্রুভ করতে পারি।
একটা কথা সবাই মনে রাখবেন, যদি কোন লোডে কয়েল কানেকশন থাকে তবে সেই লোড টা lagging এ চলছে। আর যদি কোন লোডে Capacitor কানেকশন থাকে তাহলে সেই লোড টা Leading তে চলছে।

যদি লোডগুলা অতিরিক্ত ল্যাগিং বা লিডিং এ চলে তাহলে কোন টাই ভাল হবে না, এতে বিদ্যুৎ বিল বেশি আসবে। মেশিন এর ক্ষতি হবে। কর্ম দক্ষতা কমে যাবে। যদি লোড ইউনিটিতে হয় তাহলে বিদ্যুৎ বিল বেশি আসবে না আর মেশিনেরও ক্ষতি হবে না।

পাওয়ার ফ্যাক্টর উন্নতি করার জন্য যেসকল বিষয় আগে জেনে রাখতে হবেঃ

বর্তমান পাওয়ার ফ্যাক্টরের মান
লোড (KW)
সূত্র

ক্যালকুলেশন ১

ধরুন 1000 KVA লোডের একটা পাওয়ার প্ল্যান্ট এর পাওয়ার ফ্যাক্টর 0.6 এবং এটাকে 0.95 এ উন্নতি করতে হবে, তাহলে কত KVAR রেটিং এর ক্যাপাসিটি ব্যবহার করতে হবে?

উত্তরঃ

Initial পাওয়ার ফ্যাক্টর = 0.6

পাওয়ার ফ্যাক্টর উন্নতি করতে হবে = 0.95

লোড KVA তে = 1000

আমরা জানি,

Load In KW = (KVA * বর্তমান পাওয়ার ফ্যাক্টর) KW

= ( 1000 * 0.6 ) KW

=60 KW

নিচের চার্ট থেকে প্রয়োজনীয় পাওয়ার ফ্যাক্টর এর মান নিয়ে লোডকে (KW) গুন করলেই কত মানের ক্যাপাসিটর (KVAR) ইউজ করতে হবে সেটা বের করা যাবে।

তাহলে চার্ট থেকে পাওয়ার ফ্যাক্টরের মান 0.6 থেকে 0.95 উন্নতি করতে হলে মাল্টিপ্লাইয়িং ফ্যাক্টর দিয়ে গুণ করতে হবে। তাহলে Initial power factor 0.6 ও Proposed power factor 0.95 এ মাল্টিপ্লায়িং ফ্যাক্টর 1.005

তাহলে,

KVAR Rating of capacitor = ( Load in KW * Multiplying Factor )

= ( 60 * 1.005 )

= 60.3

= 60 KVAR

অর্থাৎ 60 KVAR রেটিং এর ক্যাপাসিটর লাগবে।

ক্যালকুলেশন ২ঃ

এই ক্যালকুলেশনটি বিস্তারিত করা হচ্ছে যাতে করে সহজে জটিল হিসাব করা যায়।

ধরেন, আপনি একটি ফ্যাক্টোরিতে চাকুরী করেন। আপনার বস টোটাল লোড 20,000 W, Power factor = 0.8 দিয়ে বলে দিলো কত মানের ক্যাপাসিটর দিয়ে PFI বানাতে হবে তার বিস্তারিত হিসাব দিন। এবার কি করবেন???

উত্তরঃ

প্রথমে Load কে KW থেকে KVA তে নিবেন,

Load In KW =( 20,000/1000 )

= 20 KW

KW to KVA = KW / Power factor

= 20 / 0.8

= 25 KVA

তাহলে ইনপুট ট্রান্সফরমার হবে KVA এর 50% বেশি কেননা ভবিষ্যতের লোড বাড়ার সম্ভাবনা থেকে এটা ধরে নিতে হবে।

অর্থাৎ KVA 25 এর 50% = 25 * 50% = 12.5

তাহলে যোগ করি, 25 + 12.5 = 37.5 যেহেতু দশমিক ভ্যালু, তাই হিসাব করার সুবিধার্থে 37নেই।

“এই 37 কেভিএ ট্রান্সফরমার আমাকে ইনপুটে বসাতে হবে”

এবার পাওয়ার ফ্যাক্টর cos(θ) বের করতে হবে।

cos(θ) = Load in KW / Input Transformer KVA

cos(θ) = 20 / 37

= 0.54

তাহলে এই পাওয়ার ফ্যাক্টর ল্যাগিং না লিডিং, কোনটা হবে???

ল্যাগিং হবে কারন ইন্ড্রাস্ট্রিতে বা ফ্যাক্টারিতে কয়েল কানেকশন এর লোড বেশি হয়। যেমন ৩ ফেজ মোটর।

এখন আপনাকে 0.54 এর ল্যাগিং মানকে ইউনিটি 1 এর কাছাকাছি নিতে হবে। একারনে স্ট্যাটিক ক্যাপাসিটর সংযোগ করতে হবে।

এবার তো ক্যাপাসিটরের মান জানা লাগবে?? আমরা জানি, Ic = V * 2 π fc

তাহলে এই সুত্র ধরেই সামনে এগোই, কেমন

এখানে যা মান জানা থাকবে,

ইনপুট ভোল্টেজ = 400 v

Power, P = 20,000 W

ফ্রিকুয়েন্সি = 50 Hz

পাওয়ার ফ্যাক্টর, cos(θ1) = 0.54 lagging

আমরা জানি,

P = √3 * V * I * cos(θ1)

তাহলে I = P / √3 * V * cos(θ1)

I = 20,000 / 1.73 * 400 * 0.54

I = 53.45 Amp

এবার পাওয়ার,

P = √3 * 400 * 53.45 * 0.54

P = 19996.97 W বা 20 KW

এখন cos(θ1) = 0.54

বা, (θ) = Cos ^-1 (0.54)

(θ) = 57.31

কিন্তু পাওয়ার ফ্যাক্টরের আদর্শ মান 0.95, তাহলে আমাকে এই মানে নিতে হবে মানে Power factor improve করতে হবে। তাহলে ক্যালকুলেশন করতে হবে।

cos(θ2) = 0.95

বা, (θ2) = cos^-1 (0.95)

(θ2) = 18.19

এখন KVAR সূত্র = KW ( tanθ1 – tanθ2 )

KVAR = 20 ( tan 57.31 – tan 18.19 )

KVAR = 24.4 KVAR

সূত্র, Ic = KVAR / V

Ic = 24.4 * 1000 / 400

Ic = 61 Amp

এখন, Ic = V * 2 *π * f * C

বা, C = Ic / V * 2 * π * f

C = 61 / V * 2 * π * 50

C = 4.854 * 10^-4 Farad

কিন্তু এখানে মাইক্রোফ্যারাড দিয়ে প্রকাশ করতে হবে। ১ মাইক্রোফ্যারাড = ১০^-৬ ফ্যারাড

তাহলে 4.854 * 10^-4 Farad = 485.4 micro farad মানের ক্যাপাসিটর প্যারালালে সংযোগ করতে হবে। পি এফ আই এ সব সময় ক্যাপাসিটর প্যারালাল এ সংযোগ করতে হয়। একবারে এই 485 মানের ক্যাপাসিটর ১ টা দিয়ে পি এফ আই বানানো যাবে না। সেক্ষেত্রে ৩ টা 100 আর ১ টা 85 এই মোট ৪ টা ক্যাপাসিটর প্যারালাল এ সংযোগ দিয়ে পিএফ আই বানাতে হবে।

বিঃ দ্রঃ কারেকশন ফ্যাক্টর না জানা থাকলেও ১ নম্বর ম্যাথটি ২য় নম্বরের (হলুদ অংশ মার্ক করা) সূত্রের সাহয্যে Power factor Improvement বা calculation করা যাবে।

আরো কিছু ম্যাথ দেখুনঃ

১। Power Factor Improvement