পাওয়ার ফ্যাক্টর কোরেকশন ক্যাপাসিটর ব্যাংক নির্বাচন: টেক্সটাইল মিলে ভোল্টেজ ওঠানামা ও হারমোনিক সহনশীলতার হিসাব

টেক্সটাইল মিলের লোডের একটি বড় অংশ হলো ইন্ডাকটিভ—মোটর, লুম, ট্রান্সফরমার। এই লোডগুলো পাওয়ার ফ্যাক্টর কমিয়ে দেয়, ফলে বিদ্যুৎ বিলে রিঅ্যাকটিভ এনার্জি চার্জ পড়ে। পাওয়ার ফ্যাক্টর কোরেকশন ক্যাপাসিটর ব্যাংক এই সমস্যা সমাধান করে, তবে বাংলাদেশের গ্রিড শর্তে—ভোল্টেজ ওঠানামা, হারমোনিক দূষণ এবং আর্দ্রতা—সব ধরনের ক্যাপাসিটর একইভাবে টেকে না। সঠিক উপাদান নির্বাচন করতে হলে প্রথমে এই নেটওয়ার্কের বৈদ্যুতিক চাপ বুঝতে হবে।

ক্যাপাসিটর ব্যাংকের উপর কার্যকর বৈদ্যুতিক চাপ

মিলে ব্যবহৃত ইনভার্টার—ভিএফডি—এর ইনপুট স্টেজে রেকটিফায়ার ও ডিসি-লিংক থাকে, যা মেইন থেকে নন-সাইনুসয়েডাল কারেন্ট টানে। ফলে ৫ম ও ৭ম হারমোনিকসহ উল্লেখযোগ্য হারমোনিক দূষণ তৈরি হয়। এই দূষণ ক্যাপাসিটর ব্যাংকের মোট কারেন্টের আরএমএস মান বাড়িয়ে দেয় এবং ভোল্টেজ ডিস্টর্শন ডাইইলেকট্রিক স্ট্রেস বাড়ায়। অপর দিকে, রাতের শিফটে লোড কম থাকলে গ্রিডের ভোল্টেজ বেড়ে যায়—415 ভোল্টের সিস্টেমে কিছু ক্ষেত্রে 440–450 ভোল্ট পর্যন্ত পৌঁছায়। মিলের মেশিন কক্ষে তাপমাত্রাও 40–50°C-তে পৌঁছায়, বয়লার এলাকায় আরও বেশি। এই তিনটি চাপ—হারমোনিক কারেন্ট, ওভারভোল্টেজ এবং উচ্চ তাপমাত্রা—একসাথে কাজ করে ক্যাপাসিটরের আয়ু দ্রুত কমায়।

টেক্সটাইল মিলে যেখানে ভিএফডির সংখ্যা বেশি, সেখানে হারমোনিক কারেন্টের কারণে ক্যাপাসিটর ব্যাংকের রেটেড কারেন্টের ১.৩ গুণ ক্রমাগত ওভারকারেন্ট অস্বাভাবিক নয়।

এই চাপ থেকে ক্যাপাসিটরের নির্বাচনের শর্ত

প্রথম শর্ত হলো রেটেড ভোল্টেজ। 415 ভোল্টের সিস্টেমে 440 ভোল্টের ক্যাপাসিটর ন্যূনতম, তবে হারমোনিক এবং ওভারভোল্টেজের সমন্বয়ে 480 ভোল্ট রেটিং বেশি নিরাপদ। রেটেড ভোল্টেজ বাড়ালে ক্যাপাসিট্যান্স একই থাকলে রিঅ্যাকটিভ পাওয়ার (Q = V² × 2πfC) বাড়ে, তাই ব্যাংক ডিজাইনের সময় নামপ্লেট কেভিএআর-এর সাথে সিস্টেম ভোল্টেজের সম্পর্ক মিলিয়ে নিতে হবে। দ্বিতীয় শর্ত হলো ডাইইলেকট্রিক উপাদান—ধাতব পলিপ্রপিলিন ফিল্ম, যার স্ব-নিরাময় ক্ষমতা থাকে। ভোল্টেজ স্পাইকে ফিল্মে মাইক্রো-ব্রেকডাউন হলে ক্ষতিগ্রস্ত এলাকা বাষ্পীভূত হয়ে ক্যাপাসিটর আবার কাজ চালিয়ে যায়। তৃতীয় শর্ত হলো তাপীয় ক্লাস। আইইসি ৬০৮৩১ অনুযায়ী ক্যাটাগরি ডি (-25 থেকে +55°C) মিলের পরিবেশের জন্য উপযুক্ত। চতুর্থ শর্ত হলো ওভারকারেন্ট সহনশীলতা—হারমোনিক লোডের জন্য ব্যাংককে সম্পূর্ণ কারেন্টের ১.৩ গুণ পর্যন্ত ক্রমাগত সহ্য করতে হবে। অবশেষে, ডিসচার্জ রেজিস্টর থাকা আবশ্যক—বিচ্ছিন্ন করার পর 60 সেকেন্ডের মধ্যে টার্মিনাল ভোল্টেজ 50 ভোল্টের নিচে নামাতে হবে, যাতে রক্ষণাবেক্ষণের সময় নিরাপত্তা থাকে।

নিচের মানগুলো 50 হার্জ, 415 ভোল্ট সিস্টেমের জন্য ডেল্টা সংযোগে হিসাব করা—নামপ্লেট কেভিএআর রেটেড ভোল্টেজে (480 VAC) উত্পন্ন রিঅ্যাকটিভ পাওয়ার নির্দেশ করে। অপারেটিং ভোল্টেজ 415 ভোল্ট হলে প্রকৃত আউটপুট নামপ্লেটের চেয়ে কম হবে (Q_actual = Q_rated × (V_actual/V_rated)²), তাই প্রয়োজনীয় কেভিএআর পূরণ করতে ব্যাংকের রেটিং কিছুটা বেশি ধরা ভালো।

স্থাপন ও পরীক্ষার ব্যবহারিক নির্দেশনা

স্থাপনের সময় হারমোনিক রেজোন্যান্স বিবেচনা করা জরুরি। ভিএফডি-সমৃদ্ধ লোডে ৫ম হারমোনিক (250 হার্জ) প্রভাবশালী। ক্যাপাসিটর ব্যাংক ও সিস্টেম ইন্ডাকট্যান্সের রেজোন্যান্স ফ্রিকোয়েন্সি এই হারমোনিকের কাছে পড়লে কারেন্ট বহুগুণ বেড়ে যায়। সমাধান হলো ডিটিউনড রিঅ্যাক্টর (7% ইম্পিডেন্স) বা 14% রিঅ্যাক্টর—যা রেজোন্যান্স ফ্রিকোয়েন্সি ৫ম হারমোনিকের নিচে নামায়। প্রতিটি স্টেপে এইচআরসি (হাই-রাপচারিং ক্যাপাসিটি) ফিউজ এবং ড্যাম্পিং রেজিস্টরযুক্ত কন্টাক্টর—বা থাইরিস্টর সুইচ—ব্যবহার করা নিরাপদ, বিশেষ করে ইনরাশ কারেন্ট সীমিত রাখতে।

রক্ষণাবেক্ষণে প্রতি সাপ্তাহিক পরীক্ষায় তিনটি কাজ করুন:

• ক্যাপাসিট্যান্স মিটার দিয়ে প্রতি ফেজের ক্যাপাসিট্যান্স মাপুন—নামপ্লেটের ±5% মধ্যে থাকলে গ্রহণযোগ্য, 10% কমে গেলে প্রতিস্থাপন বিবেচনা করুন।
• ডিসিপেশন ফ্যাক্টর (tan δ) পরীক্ষা করুন—নতুন ফিল্ম ক্যাপাসিটরে সাধারণত 0.002-এর নিচে থাকে; মান দ্বিগুণ বা তার বেশি হলে ডাইইলেকট্রিক দুর্বলতার লক্ষণ।
• অপারেশন চলাকালীন প্রতিটি ইউনিটের টার্মিনাল ভোল্টেজ মাল্টিমিটার দিয়ে যাচাই করুন—ভোল্টেজের অসামঞ্জস্য আছে এমন স্টেপের ফিউজ বা ক্যাপাসিটর ব্যর্থ হওয়ার সম্ভাবনা।

আর্দ্র ঋতুর পর পুনরায় চালুর আগে 500 ভোল্ট মেগার দিয়ে ইনসুলেশন রেজিস্ট্যান্স পরীক্ষা করুন; 1000 মেগা-ওহমের নিচে মান আসলে ক্যাপাসিটরটি শুকিয়ে পুনরায় পরীক্ষা করে নিশ্চিত হতে হবে।

সঠিক ভোল্টেজ রেটিং, স্ব-নিরাময় ফিল্ম, তাপীয় ক্লাস ও হারমোনিক সহনশীলতা নিশ্চিত করলে ক্যাপাসিটর ব্যাংক বাংলাদেশের শিল্প পরিবেশে ন্যূনতম রক্ষণাবেক্ষণে দীর্ঘদিন সেবা দেয়। প্রতিস্থাপনের প্রকৃত খরচ কেবল কেনার দাম নয়—ডাউনটাইম, ট্রিপ এবং জরুরি সরবরাহের ঝামেলাও যোগ হয়। তাই নির্বাচন ও পরীক্ষার এই ধাপগুলো মেনে চললে বারবার প্রতিস্থাপন এড়ানো যায় এবং বিদ্যুৎ বিলের সাশ্রয় পাওয়া যায়।