ট্রান্সফরমারের সমান্তরাল অপারেশন: লোড শেয়ারিং, %Z ম্যাচিং এবং যেসব ভুল ইউটিলিটিগুলিকে ডাউনটাইমের কারণ করে

দুই বছর আগে, টেক্সাসের একটি ইউটিলিটি একটি বিদ্যমান ইউনিটের পাশে একটি দ্বিতীয় ১,০০০ কেভিএ প্যাড-মাউন্টেড ট্রান্সফরমার যোগ করেছিল যাতে বৃদ্ধি পাওয়া রেজিডেনশিয়াল ফিডারটি চালানো যায়। পরিকল্পনাটি সহজ দেখাচ্ছিল: উভয় ট্রান্সফরমারের সেকেন্ডারিগুলিকে একটি সাধারণ বাসে সমান্তরালে সংযুক্ত করা এবং উভয় ইউনিটকে লোড শেয়ার করতে দেওয়া। কাগজের উপর দুটি নেমপ্লেট মিলে যাচ্ছিল। কিন্তু ক্ষেত্রে, প্রথম ক্লোজ-ইন চেষ্টার ফলে একটি জোরালো হাম, নিম্ন-ভোল্টেজ পাশে একটি ফিউজ লিঙ্ক ফাটিয়ে দেওয়া এবং একটি সাবস্টেশন দুপুর পর্যন্ত বন্ধ থাকা ঘটে। কারণ খারাপ হার্ডওয়্যার ছিল না— এটি ছিল একটি ইম্পিড্যান্স মিসম্যাচ, যা চালু করার আগে কেউ পরীক্ষা করেনি। ট্রান্সফরমার একটি সিঙ্গেল-লাইন ডায়াগ্রামে সোজা দেখায়, কিন্তু যেসব বিস্তারিত কেউ যাচাই করে না তাদের জন্য এটি শাস্তি দেয়।

কেন ইউটিলিটি এবং প্লান্টগুলি ট্রান্সফরমারগুলিকে সমান্তরালে চালায়

একটি বাসে দুটি ইউনিট চালানো আর কোনো বিশেষ ক্ষেত্র নয়। লোড একটি একক ইউনিট অর্ডার করে ডেলিভারি করার চেয়ে দ্রুত বৃদ্ধি পায়, তাই মালিকরা ক্ষমতা পর্যায়ক্রমে স্থাপন করেন: এখন একটি ট্রান্সফরমার স্থাপন করুন, ফিডার পূর্ণ হলে দ্বিতীয়টি সমান্তরালে যুক্ত করুন। ইউটিলিটিগুলি গ্রাহকদের বিচ্ছিন্ন না করে রক্ষণাবেক্ষণের জন্য একটি ইউনিট বন্ধ করতে ইউনিটগুলিকে সমান্তরালে চালায়। শিল্প প্লান্টগুলি ছোট ইউনিটগুলিকে সমান্তরালে চালায় কারণ দুটি সংকুচিত ট্রান্সফরমার একটি ভবনে স্থাপন করা যায় যেখানে একটি বড় ইউনিট স্থাপন করা সম্ভব নয়। প্রতিটি ক্ষেত্রে লক্ষ্য একই—একটি বাস, দুটি উৎস, এবং লোড স্বয়ংক্রিয়ভাবে ভাগ হয়।

সমস্যা হলো: সমান্তরাল ইউনিটগুলি শুধুমাত্র তখনই লোড আপনার আশা অনুযায়ী ভাগ করে যদি তাদের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি সঠিকভাবে মিলে যায়। কোনো একটি শর্ত ভুল হলে, জোড়াটি ২,০০০ কেভিএ ব্যাঙ্কের মতো একটি একক মেশিন হিসেবে আর কাজ করে না, বরং দুটি মেশিন পরস্পরের বিরুদ্ধে লড়াই করছে এমন আচরণ শুরু করে। ব্যর্থতাগুলি ওভারহিটিং, ফিউজ অপারেশন এবং প্রোটেকশন ট্রিপ হিসেবে প্রকাশ পায়—সবসময় সবচেয়ে খারাপ মুহূর্তে, সাধারণত ওয়ারেন্টি নিয়ে আলোচনা শেষ হওয়ার পর।

 

ট্রান্সফরমারগুলির নিরাপদ সমান্তরাল অপারেশনের শর্তাবলী

দুটি ট্রান্সফরমারকে একটি সাধারণ বাসের সাথে সংযুক্ত করার আগে পাঁচটি শর্ত পূরণ করতে হবে:

• একই ফেজ ক্রম এবং একই ফেজ বিস্থাপন (ভেক্টর গ্রুপ)। Dyn11 ইউনিটটি Dyn1 বা Yyn0 ইউনিটের সাথে ফেজ-অ্যাঙ্গেল সমস্যা ছাড়াই সমান্তরাল হবে না।
• কার্যকরী ট্যাপে ভোল্টেজ অনুপাত সমান, প্রায় ০.৫ শতাংশের মধ্যে। নমিনাল ট্যাপ অবস্থান থেকে বিচ্যুত হওয়া গুরুত্বপূর্ণ — উভয় ইউনিটকে একই ট্যাপে থাকতে হবে।
• শতকরা ইম্পিড্যান্স প্রায় মিলিত, প্রায় ১০ শতাংশের মধ্যে। %Z মানগুলি যত কাছাকাছি হবে, লোড বণ্টন তত ন্যায্য হবে।
• সামঞ্জস্যপূর্ণ শর্ট-সার্কিট ক্যাপাসিটি এবং সুরক্ষা। বাস, ফিউজ এবং ব্রেকারগুলি উভয় ইউনিটের সম্মিলিত ফল্ট অবদান নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম হতে হবে।
• একই সিস্টেম ফ্রিক uয়েন্সি এবং একটি সাধারণ রেফারেন্স — বিভিন্ন গ্রিডের জন্য ডিজাইন করা দুটি ইউনিটের একই বাসে কোনো কাজ নেই।

এগুলো ততক্ষণ পর্যন্ত বইয়ের লাইনের মতো শোনায় যতক্ষণ না কোনো প্রকৃত প্রকল্প আলোচনায় আসে। কোনো সমান্তরাল প্রস্তাব দেওয়ার আগে আমাদের প্রকৌশলীরা যা তুলনা করেন, তা হলো নিয়মিত পরীক্ষা প্রতিবেদন থেকে প্রাপ্ত পরিমাপকৃত মান—নামপ্লেটে উল্লেখিত প্রতিশ্রুতি নয়। প্রকৃত অপারেটিং ট্যাপে পরিমাপকৃত %Z এবং পরিমাপকৃত অনুপাতই নির্ধারণ করে যে, দুটি ইউনিট নিরাপদে একটি বাস শেয়ার করতে পারবে কিনা।

 

লোড শেয়ারিং এবং %Z: যেখানে গণিত কাটছে

সমান্তরাল অপারেশনের মূল নিয়ম ট্রান্সফরমার এটি ভারসাম্যহীনতা দ্বারা নয়, বরং ইম্পিড্যান্স দ্বারা ভাগ হয়। সমান রেটিংয়ের দুটি ইউনিটের ক্ষেত্রে, প্রতিটি ইউনিট যে কেভিএ বহন করে তা তার নিজস্ব %Z-এর ব্যস্তানুপাতিক: নিম্ন ইম্পিড্যান্স সম্পন্ন ইউনিটটি বৃহত্তর ভাগ নেয়। ধরুন, দুটি ১,০০০ কেভিএ ইউনিট রয়েছে, যাদের নেমপ্লেটে যথাক্রমে ৫.৫ শতাংশ ও ৬.৫ শতাংশ ইম্পিড্যান্স উল্লেখ করা আছে। ২,০০০ কেভিএ মোট ব্যাঙ্ক লোডে, ৫.৫ শতাংশ ইউনিটটি প্রায় ১,০৮৩ কেভিএ বহন করার চেষ্টা করে—যা এর রেটিংয়ের ১০৮ শতাংশ—অন্যদিকে ৬.৫ শতাংশ ইউনিটটি মাত্র ৯১৭ কেভিএ বহন করে। যখন ব্যাঙ্কের মোট লোড মাত্র ১,৮৪৬ কেভিএ (মালিক যা কিনেছেন তার প্রায় ৯২ শতাংশ) হয়, তখন নিম্ন-ইম্পিড্যান্স ইউনিটটি ১০০ শতাংশ লোডে পৌঁছায়।

ব্যাঙ্ক: দুটি ১,০০০ কেভিএ ইউনিট	অসম %Z (৫.৫% / ৬.৫%)	সম %Z (৫.৫% / ৫.৫%)
২,০০০ কেভিএ মোট লোডে লোড বণ্টন	১,০৮৩ কেভিএ / ৯১৭ কেভিএ (১০৮% / ৯২%)	১,০০০ কেভিএ / ১,০০০ কেভিএ (১০০% / ১০০%)
কোনো একটি ইউনিট ১০০% লোডে পৌঁছানোর আগে ব্যবহারযোগ্য ব্যাঙ্ক ক্ষমতা	প্রায় ১,৮৪৬ কেভিএ (৯২%)	২,০০০ কেভিএ (১০০%)
সম্পূর্ণ ব্যাঙ্ক লোডে ঝুঁকি	নিম্ন-শতাংশ Z ইউনিট অতিরিক্ত উত্তপ্ত হয়, দ্রুত বয়স্ক হয় এবং ট্রিপ করে	ইম্পিড্যান্স থেকে কোনোটিই নেই

এটাই কারণ যে, নামপ্লেট ইম্পিড্যান্সে এক পূর্ণ পয়েন্ট পার্থক্য রাখা দুটি "অভিন্ন" ইউনিট ব্যাঙ্কটিকে এমনকি চালু করার আগেই ডিরেট করে। সমাধান হলো বড় ফিউজ নয়। এটা হলো স্পেসিফিকেশনে %Z মিলিয়ে নেওয়া — প্রধান ট্যাপে মাপা মানগুলি উভয় কারখানার কাছ থেকে জিজ্ঞাসা করুন — অথবা নিম্ন ব্যাঙ্ক রেটিং গ্রহণ করা এবং প্রোটেকশন সেটিংসে তা স্পষ্টভাবে উল্লেখ করা।

জন্য ট্রান্সফরমার লোড শেয়ারিং , ভিন্ন রেটিংয়ের ক্ষেত্রেও একই বিপরীত নিয়ম প্রযোজ্য: প্রতিটি ইউনিট তার নিজস্ব রেটেড kVA-কে তার %Z দিয়ে ভাগ করে, এবং জোড়া শুধুমাত্র তখনই সমানুপাতিকভাবে লোড শেয়ার করে যখন %Z মানগুলি কাছাকাছি হয়। যখন কোনো মালিক আমাদের জিজ্ঞাসা করেন যে একটি ৭৫০ kVA ইউনিট কি একটি ১,০০০ kVA ইউনিটের সঙ্গে সমান্তরাল হতে পারে, আমাদের উত্তর শুরু হয় একই প্রশ্ন দিয়ে — মাপা ইম্পিড্যান্সগুলি কী কী, এবং উভয় ইউনিট কোন ট্যাপে চালানো হবে?

 

চার্জ সার্কুলেশন: যখন রেশিওগুলি মিলে না

ভোল্টেজ অনুপাতের অসামঞ্জস্যতা এমন একটি কারেন্ট সৃষ্টি করে যা দুটি সমান্তরাল ইউনিটের মধ্যে প্রবাহিত হয়, যদিও বাসে কোনো লোড না থাকে। প্রকৌশলীরা এটিকে বলেন চার্জিং কারেন্ট , এবং এটি শুধুমাত্র দুটি ইউনিটের প্রতিবন্ধকতার যোগফল দ্বারা সীমিত হয়। দ্রুত পরীক্ষার জন্য, দুটি ইউনিটের মধ্যে ২.৫ শতাংশ ট্যাপ পার্থক্য এবং প্রতিটি ইউনিটের ৫.৫ শতাংশ প্রতিবন্ধকতা থাকলে প্রায় ০.০২৫ ÷ (০.০৫৫ + ০.০৫৫) — অর্থাৎ প্রায় ২৩ শতাংশ রেটেড কারেন্ট কোনো লোড না থাকার সময় চার্জিং হিসেবে প্রবাহিত হয়। এই কারেন্ট ক্ষয় সৃষ্টি করে, উভয় ট্যাঙ্ককে উত্তপ্ত করে এবং কোনো উপযোগী কাজ ছাড়াই ওয়াইন্ডিংয়ের তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে। ০.৫ শতাংশ অনুপাত পার্থক্য রাখলে নো-লোড চার্জিং কারেন্ট প্রায় ৫ শতাংশের কাছাকাছি থাকে, তাই সাধারণ নিয়ম হলো "অনুপাত ০.৫ শতাংশের মধ্যে মিলিয়ে রাখা"।

অনুপাতের অমিল লোড চলাকালীন লোড শেয়ারিং-কেও বিকৃত করে, যার ফলে উচ্চ-অনুপাত ইউনিটটি ওভারএক্সাইটেশনের দিকে ঠেলা হয় এবং জোড়াটি অসম তাপোৎপাদনের মধ্যে পড়ে। ফেজ-কোণের ভুলগুলো আরও গুরুতর: অসামঞ্জস্যপূর্ণ ভেক্টর গ্রুপ সহ ইউনিটগুলোকে সংযুক্ত করা হলে বাসের মধ্য দিয়ে প্রকৃতপক্ষে শর্ট সার্কিট ঘটে, এবং কেউ মিটারটি পড়ার আগেই সুরক্ষা ব্যবস্থা কাজ করে। আমরা যেসব সমান্তরাল ইনস্টলেশন দেখেছি, সবগুলোর শুরুতেই বাসে ফেজ-সিকোয়েন্স পরীক্ষা করা হয় — ইঞ্জিনিয়াররা নামপ্লেটের তথ্যে সন্দেহ করেন না, কিন্তু একটি উলটো কেবল খুঁজে পাওয়া একটি পোড়া ট্রান্সফরমার ব্যাঙ্ক খুঁজে পাওয়ার চেয়ে অনেক সস্তা।

 

সমান্তরাল করার আগে পরীক্ষা রিপোর্টে কী যাচাই করতে হবে

আমরা যে প্রতিটি ইউনিট পাঠাই, তার সঙ্গে একটি নিয়মিত পরীক্ষা রিপোর্ট অন্তর্ভুক্ত থাকে, যেখানে সমান্তরাল অধ্যয়নের জন্য প্রয়োজনীয় সংখ্যাগুলো রয়েছে। নতুন ট্রান্সফরমারটিকে বিদ্যমান হার্ডওয়্যারের সঙ্গে সমান্তরাল করার আগে, উভয় ইউনিটের রিপোর্ট থেকে এই পাঁচটি মান বের করুন:

• প্রধান ট্যাপে পরিমাপ করা %Z, একই ভিত্তিতে — গ্যারান্টিযুক্ত নামপ্লেটের চিত্র নয়।
• কাজ করার সময় ব্যবহৃত ট্যাপে পরিমাপ করা ভোল্টেজ অনুপাত, যার মধ্যে আপনি যেসব অফ-নমিনাল ট্যাপ ব্যবহার করতে চান তা অন্তর্ভুক্ত।
• ভেক্টর গ্রুপ বা ফেজ বিস্থাপন, এবং প্রথম ক্লোজের আগে সাইটে ফেজ-সিকোয়েন্স পরীক্ষা।
• নো-লোড লস এবং লোড লস — এগুলো জোড়াটির দক্ষতা নির্ধারণ করে এবং কোর বা ওয়াইন্ডিংয়ের পার্থক্য উন্মোচন করে।
• ট্যাপ চেঞ্জারের অবস্থান এবং পরিসর, যাতে উভয় ইউনিটকে একই ট্যাপে সেট করা যায় এবং সেখানেই রাখা যায়।

এই সংখ্যাগুলো উৎপন্ন করার পরীক্ষা পদ্ধতিগুলো IEEE C57.12.90-এ সংজ্ঞায়িত, যা তরল-নিমজ্জিত ট্রান্সফরমারের জন্য মানক পরীক্ষা কোড , এবং রেটিং ও নেমপ্লেট সম্পর্কিত চিহ্নিতকরণের নীতিমালা IEC 60076-1 থেকে আসে, যার পরিসীমা IEC ওয়েবস্টোর পৃষ্ঠায় । যদি কোনো সরবরাহকারী সঠিক ইউনিটের জন্য পরিমাপ করা ইম্পিড্যান্স ও অনুপাত ডেটা প্রদান করতে না পারে, তবে সেই ইউনিটটিকে অন্য কোনো কিছুর সঙ্গে সমান্তরাল করা উচিত নয়।

 

রায়ান ইলেকট্রিকে দুটি ইউনিট পাঠানোর আগে আমরা যা পরীক্ষা করি

২০২৩ সাল থেকে ইটনের যৌথ উদ্যোগের অংশীদার হিসেবে, আমাদের পোর্টফোলিওতে UL, CSA, IEEE এবং DEKRA-এর সার্টিফিকেশন রয়েছে, ১২০,০০০ বর্গমিটার আকারের উৎপাদন ভিত্তি রয়েছে এবং ৩৭টি পেটেন্ট আমাদের নামে নথিভুক্ত আছে। আমরা সমান্তরাল-প্রস্তুত অর্ডারগুলিকে একটি নথিভুক্তিকরণ কাজ হিসেবে বিবেচনা করি, কোনো প্রতিশ্রুতি নয়। যখন কোনো ক্রেতা আমাদের বলেন যে দুটি ইউনিট একটি বাসে চালানো হবে, তখন আমরা প্রধান এবং অ-নমিনাল ট্যাপগুলিতে পরিমাপ করা %Z এর মান রেকর্ড করি, IEEE C57.12.90 অনুযায়ী নিয়মিত পরীক্ষাগুলি সম্পাদন করি এবং পরীক্ষা প্রতিবেদনে ইম্পিড্যান্স ও অনুপাত এমনভাবে উল্লেখ করি যাতে সাইট ইঞ্জিনিয়ার কারখানায় ফোন করে পুনরায় নিশ্চিত না করেই সেগুলি ব্যবহার করতে পারেন।

ব্যবহারিক পরামর্শটি সংক্ষিপ্ত। ইন ট্রান্সফরমার , জোড়াটি শুধুমাত্র সবচেয়ে খারাপ-মিলে যাওয়া প্যারামিটারের মতোই ভালো — আর সবচেয়ে খারাপ-মিলে যাওয়া প্যারামিটারটি সাধারণত কোনো পরীক্ষা রিপোর্টের ছোটখাটো ছাপানো অংশে পাওয়া যায়, যা কেউ তুলনা করেনি। যদি আপনি একটি বিদ্যমান ব্যাঙ্কে একটি ইউনিট যোগ করছেন, তবে আপনার আরএফকিউ-এর সাথে পুরনো ইউনিটের পরীক্ষা রিপোর্টটি পাঠান, এবং আমরা আমাদের দাম নির্ধারণের আগে ইম্পিড্যান্স ও অনুপাত তুলনা করব। এই একক পদক্ষেপটি এমন অসামঞ্জস্যতা ধরে ফেলেছে যা ব্যাঙ্কের ক্ষমতা হ্রাস করত বা প্রথম দিনেই ফিউজ পোড়াত।

আপনি কি একটি নতুন ট্রান্সফরমারকে বিদ্যমান সরঞ্জামের সাথে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত করতে চান? ryantransformers.com-এর মাধ্যমে আপনার বিদ্যমান ইউনিটের পরীক্ষা রিপোর্ট এবং নতুন রেটিং পাঠান — আমাদের প্রকৌশলীরা %Z, অনুপাত এবং ভেক্টর গ্রুপ সামঞ্জস্যতা পরীক্ষা করবেন এবং এমন ইউনিটের দাম নির্ধারণ করবেন যা সিঙ্গেল-লাইন ডায়াগ্রামে যেভাবে লোড শেয়ার করার কথা বলা হয়েছে, ঠিক সেভাবেই লোড শেয়ার করবে।

লেখকের সম্পর্কে — এই নিবন্ধটি রায়ান ইলেকট্রিক-এর প্রকৌশল দল দ্বারা লেখা হয়েছে, যা জিয়াংসু, চীনে অবস্থিত একটি ইটন যৌথ উদ্যোগ অংশীদার এবং UL/CSA-প্রমাণিত ট্রান্সফরমার নির্মাতা, যা উত্তর আমেরিকা, দক্ষিণ-পূর্ব এশিয়া, মধ্যপ্রাচ্য এবং আফ্রিকার ইউটিলিটি, নবায়নযোগ্য এবং শিল্প ক্লায়েন্টদের সেবা প্রদান করে।