चाप फ्लैश ट्रांसफॉर्मर से शुरू होता है: कैसे kVA, प्रतिबाधा और स्पष्टीकरण समय घटना ऊर्जा निर्धारित करते हैं

स्विचबोर्ड पर लगे लेबल पर 8 cal/cm² लिखा था। उसके पीछे के अध्ययन में 1,500 kVA के ट्रांसफॉर्मर का उपयोग किया गया था जिसकी प्रतिबाधा 5.75% थी, जिस इकाई को अठारह महीने पहले हटा दिया गया था और जिसकी जगह 2,000 kVA की इकाई लगा दी गई थी जिसकी नामपट्टिका प्रतिबाधा समान थी। किसी ने भी अध्ययन को फिर से नहीं चलाया। किसी ने भी लेबल को फिर से नहीं छापा। उस सुबह खंड को खोलने वाले विद्युत मिस्त्री ने स्टिकर पर लिखी संख्या के अनुसार वस्त्र धारण किए थे, और उस बिंदु पर घटना ऊर्जा लगभग 20 cal/cm² के करीब थी।

हम ट्रांसफॉर्मर बनाते हैं, और यह उसका वह हिस्सा है जो आर्क फ्लैश वह कार्य जो विद्युत ठेकेदार और निर्माता के बीच आता है: ट्रांसफॉर्मर दोष धारा का स्रोत है, अतः कोई भी ऐसी चीज़ जो स्रोत को बदलती है, वह खतरे को भी बदल देती है। एक विनिर्देश जो केवल किलोवोल्ट-एम्पियर, वोल्टेज और प्रतिबाधा की सूची बनाता है और वहीं रुक जाता है, अध्ययन टीम को सहिष्णुता, निर्मूलन समय और वाइंडिंग विन्यास के बारे में अनुमान लगाने के लिए छोड़ देता है। यहाँ इनमें से प्रत्येक का घटना ऊर्जा पर क्या प्रभाव पड़ता है, और अध्ययन शुरू करने से पहले लिखित रूप में क्या शामिल करना चाहिए।

ट्रांसफॉर्मर कैसे उपलब्ध दोष धारा निर्धारित करता है

द्वितीयक टर्मिनलों पर बोल्टेड दोष धारा एक ही संबंध से आती है: द्वितीयक पूर्ण-भार धारा को प्रतिशत प्रतिबाधा से विभाजित करना। एक तीन फेज़ ट्रांसफार्मर 2,000 किलोवोल्ट-एम्पियर, 13.8 किलोवोल्ट डेल्टा से 480Y/277 वोल्ट रेटेड ट्रांसफॉर्मर लीजिए। द्वितीयक पूर्ण-भार धारा 2,406 एम्पियर है। 5.75% ट्रांसफॉर्मर प्रतिबाधा प्रतिबाधा पर, बोल्टेड दोष धारा 2,406 / 0.0575 = 41.8 किलोएम्पियर है, जिसमें ऊपर की ओर के स्रोत और सेवा चालकों की प्रतिबाधा को अनदेखा किया गया है।

वास्तविक संख्याएँ कम होती हैं। एक 2,000 kVA इकाई जो 150 MVA उपलब्ध लघु-परिपथ क्षमता वाली उपयोगिता से जुड़ी है, सामान्यतः द्वितीयक टर्मिनलों पर 41.8 kA के बजाय 30 kA से 35 kA तक की धारा प्रदान करेगी। ट्रांसफॉर्मर की गणना में अभी भी प्रमुखता बनी रहती है। लघु-परिपथ धारा को कम करने और अपने स्वयं के उपकरणों की रक्षा के लिए कई उपयोगिताएँ 7.5% की प्रतिबाधा निर्दिष्ट करती हैं; ऐसा करने पर बोल्टेड मान 32.1 kA तक गिर जाता है। समान kVA, समान वोल्टेज, लेकिन लघु-परिपथ धारा में 23% की कमी, और एक अलग अध्ययन जिसका एक अलग लेबल है।

वह विस्तार पीपीई के बारे में कोई चर्चा शुरू करने से पहले ही उपकरण स्तर पर समस्या पैदा करता है। 22 kA अंतरायन रेटिंग वाला एक स्विचबोर्ड हल्के औद्योगिक कार्यों में सामान्य है। उसके सामने एक कम-प्रतिबाधा 2,000 kVA इकाई लगाएँ, और उपलब्ध दोष धारा उस उपकरण की रेटिंग से अधिक हो जाती है, जब तक कि श्रृंखला-रेटेड संयोजन या उच्च AIC असेंबली का उपयोग नहीं किया जाता है। हम इस तर्क को अधिकांश महीनों में ड्रॉइंग्स पर देखते हैं: उपयोगिता उच्च प्रतिबाधा चाहती है, सुविधा बेहतर वोल्टेज नियमन चाहती है, और उपकरण इनमें से किसी भी चर्चा से पहले ही खरीदा जा चुका था।

वाइंडिंग विन्यास दोष धारा के चित्र का दूसरा आधा हिस्सा निर्धारित करता है। डेल्टा-वाई इकाई द्वारा द्वितीयक पर एकल-लाइन-टू-ग्राउंड दोष के लिए कम प्रतिबाधा मार्ग प्रदान किया जाता है, और यह धारा अक्सर तीन-चरण बोल्टेड मान का ५०% से ६०% होती है। डेल्टा-डेल्टा इकाई में द्वितीयक पर भू-धारा के लिए कोई वापसी मार्ग नहीं होता, अतः भू-दोष बहुत अलग तरीके से व्यवहार करता है। नामपट्टिका पर सदिश समूह एक आरेख विवरण नहीं है। यह निर्धारित करता है कि अध्ययन अभियंता को किस दोष की गणना करनी है।

 

घटना ऊर्जा को प्रभावित करने वाले तीन चर

एक घटना ऊर्जा मान चाप के दौरान प्रवाहित होने वाली धारा की मात्रा, चाप की अवधि और कर्मचारी की चाप से दूरी पर निर्भर करता है। ट्रांसफार्मर पहले को नियंत्रित करता है। अतिधारा उपकरण और उसकी सेटिंग्स दूसरे को नियंत्रित करती हैं। उपकरण विन्यास तीसरे को नियंत्रित करता है। तीनों में से केवल एक को ठीक करने वाला अध्ययन कोई अध्ययन नहीं है, यह एक आकलन है जिसके साथ एक आवरण पृष्ठ जुड़ा हुआ है।

चर	इसे क्या प्रभावित करता है	घटना ऊर्जा पर प्रभाव	ट्रांसफार्मर कहाँ फिट होता है
उपलब्ध दोष धारा	ट्रांसफॉर्मर के केवीए और %जेड, साथ ही यूटिलिटी स्रोत की शक्ति और कंडक्टर की लंबाई	आर्किंग धारा के साथ बढ़ता है, और एक बार उच्च धारा पर आर्क स्थिर हो जाने के बाद तेज़ी से बढ़ता है	5.75% पर 2,000 केवीए लगभग 480 वी पर 41.8 केए बोल्टेड देता है
निकास समय	उपकरण का प्रकार, सेटिंग्स, समन्वय, रखरखाव मोड की सेटिंग्स	लगभग रैखिक: समय को आधा करने से ऊर्जा भी लगभग आधी हो जाती है	बड़े उपकरण ऊपर की ओर स्थित उपकरणों को धीमी वक्रों पर धकेलते हैं
कार्यशील दूरी	एनक्लोज़र की गहराई, अवरोध, कार्य स्थिति	दूरी बढ़ने के साथ तेज़ी से कम हो जाता है	टर्मिनेशन बड़े एनक्लोज़र के भीतर गहरे स्थित होते हैं

कपड़ों की तालिकाएँ एनएफपीए 70ई चरण 4, 8, 12, 25 और 40 कैल/सेमी² पर हैं, और 2027 का संस्करण अब अधिकांश यू.एस. स्थलों के लिए लागू है। 4 कैल/सेमी² की सीमा से 8 कैल/सेमी² की सीमा तक का कूदना दैनिक पहनने योग्य आर्क-रेटेड कपड़ों और एक पूर्ण सूट के बीच का अंतर है जिसमें एक हुड भी शामिल है, और कई संयंत्रों में यह अंतर यह तय करता है कि कोई कार्य आंतरिक रूप से किया जाए या ठेके पर दिया जाए। 40 कैल/सेमी² से ऊपर, अधिकांश ऑपरेटर उर्जित कार्य को सामान्यतः विकल्प के रूप में नहीं मानते हैं।

उस छत के आसपास डिज़ाइन करने का कारण यह है कि आमतौर पर चाप धारा वह तत्व नहीं होती है जो किसी खंड को रेखा के पार धकेल देती है। यह लगभग हमेशा क्लियरिंग समय होता है। दो सुविधाएँ जिनकी 2,000 केवीए सेवाएँ समान हैं, शुद्ध रूप से इसलिए कि एक ऊपर की ओर ब्रेकर का ट्रिप समय 0.4 सेकंड है और दूसरे में एक धारा-सीमित फ्यूज़ है, 40 कैल/सेमी² रेखा के विपरीत ओर स्थित हो सकती हैं।

 

जहाँ प्रतिबाधा सहनशीलता चुपचाप संख्या को बदल देती है

नामप्लेट प्रतिबाधा एक घोषित मान है, न कि कोई मापा गया मान। आईईईई सी५७.१२.०० के अनुसार, दो-वाइंडिंग ट्रांसफॉर्मर की मापी गई प्रतिबाधा, घोषित मान से प्लस या माइनस ७.५% तक भिन्न हो सकती है। एक ऐसी इकाई के लिए, जिसकी घोषित प्रतिबाधा ५.७५% है, नियमित परीक्षण का परिणाम ५.३२% से ६.१८% के बीच कहीं भी हो सकता है, और फिर भी वह एक अनुपालनकारी ट्रांसफॉर्मर मानी जाएगी। इसे ४८० वी पर दोष धारा में अनुवादित करने पर, एक छोर पर यह ४५.२ केए और दूसरे छोर पर ३८.९ केए होगी।

इनमें से कोई भी संख्या गलत नहीं है। समस्या यह है कि ५.७५% पर चलाई गई एक अध्ययन, एक ट्रांसफॉर्मर प्रतिबाधा का वर्णन कर रही है जो कभी भी निर्मित नहीं हुआ हो सकता। जब हम आईईईई सी५७.१२.९० के तहत एक नियमित परीक्षण रिपोर्ट जारी करते हैं, तो नामांकित धारा पर मापी गई प्रतिबाधा उस पृष्ठ पर दर्ज होती है। उस मापे गए मान को अध्ययन अभियंता को सौंप देने पर गणना अपने आप रुक जाती है। जब कोई ग्राहक संकीर्ण सीमा चाहता है, तो हम आमतौर पर वाइंडिंग ज्यामिति और कोर विंडो की ऊँचाई को समायोजित करके उसे प्राप्त कर सकते हैं, लेकिन इसके लिए ताँबे की अतिरिक्त लागत आती है और समय भी लगता है— और यह जानना महत्वपूर्ण है कि यह जानकारी खरीद आदेश से पहले ही प्राप्त हो जाए, न कि उसके बाद।

एक द्वितीय-कोटि का प्रभाव है जो लोगों को आश्चर्यचकित करता है। कम प्रतिबाधा का अर्थ है कि दोष के दौरान वाइंडिंग्स पर अधिक यांत्रिक बल लगते हैं और ऊपर की ओर के उपकरण पर दोष के दौरान अधिक धारा प्रवाहित होती है। 5.4% के बजाय 5.75% के लिए निर्मित एक इकाई केवल एक अधिक कुशल इकाई नहीं है, बल्कि यह एक ऐसी इकाई है जिसका लघु-परिपथन कार्यभार भिन्न है, और यह कार्यभार प्रदर्शित करने का मानक IEC 60076-5 है।

 

समय स्पष्ट करना सबसे अधिक परियोजनाओं द्वारा अनदेखा किया जाने वाला उत्तोलक है

घटना ऊर्जा आर्किंग समय के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ती है। एक धारा-सीमित फ्यूज द्वारा 0.1 सेकंड में साफ़ किए गए दोष के कारण ऊर्जा का लगभग पाँचवाँ हिस्सा जमा होता है, जबकि एक थर्मल-चुंबकीय ब्रेकर द्वारा उसी दोष को लंबे समय वाले वक्र पर 0.5 सेकंड तक रखे जाने पर जमा ऊर्जा अधिक होती है। समान ट्रांसफार्मर, समान 41.8 kA उपलब्ध, समान व्यक्ति समान स्थान पर: एक कार्य के लिए 8 cal/cm² का सेट आवश्यक है, जबकि दूसरे के लिए ऐसा सूट आवश्यक है जिसे कोई जुलाई में पहनना नहीं चाहेगा।

इसलिए समन्वय अध्ययन और आर्क फ्लैश अध्ययन को एक ही लोगों द्वारा पढ़ा जाना चाहिए। अगले ट्रांसफॉर्मर के इनरश को पार करने के लिए पर्याप्त ऊँचाई पर सेट किया गया ब्रेकर फीडर के क्लियरिंग समय को एक पूरे सेकंड से अधिक कर सकता है। 480 V प्रणाली में, जिसका स्रोत 2,000 kVA है, 1,200 A पर सेट ग्राउंड फॉल्ट रिले को कभी भी कम-स्तरीय आर्किंग दोष नहीं दिखाई देगा, और दोष तब तक जलता रहेगा जब तक कोई अन्य उपाय उसे नहीं साफ़ कर देता। रखरखाव-मोड स्विच और क्षेत्र-चयनात्मक इंटरलॉकिंग उस समय को पुनः प्राप्त करने के लिए मौजूद हैं, और वे केवल तभी सहायक होते हैं जब सेटिंग्स को दस्तावेज़ित किया गया हो और लेबल उन्हें दर्शाता हो।

लेबल दोनों दिशाओं में आयु ग्रहण करते हैं। ट्रांसफॉर्मर अपग्रेड से धारा बढ़ जाती है; रिले प्रतिस्थापन या समन्वय समायोजन से समय कम हो सकता है। हम ऐसे संयंत्रों में प्रवेश कर चुके हैं जहाँ अध्ययन पाँच साल पुराना था, सेवा दोगुनी हो गई थी, और उपकरण पर लगा स्टिकर अभी भी मूल संख्या दर्शा रहा था। NEC 110.16 के अनुसार लेबल वहाँ होना आवश्यक है। OSHA 1910.269 और सामान्य उद्योग विद्युत नियम मानते हैं कि प्रत्येक पीपीई चयन के पीछे एक खतरा विश्लेषण होता है, और कोड में कोई भी प्रावधान इस बात को ध्यान में रखने की आवश्यकता नहीं करता है कि जब स्टिकर असत्य हो जाता है।

 

 

 

जब कोई ग्राहक एक प्रतिबाधा विंडो निर्दिष्ट करता है, तो हम क्या करते हैं

हमारी डिज़ाइन समीक्षा ग्राहक के उपकरण द्वारा वास्तव में सहन किए जा सकने वाले दोष धारा से शुरू होती है, न कि किसी पसंदीदा प्रतिशत से। यदि स्विचगियर की रेटिंग २२ केए है और साइट को २,००० केवीए की आवश्यकता है, तो हम सामान्यतः ६.५% से ७% की सीमा में एक यूनिट का प्रस्ताव देंगे और एक छोटे नियामक दंड को स्वीकार करेंगे, या भार को दो सेवाओं में विभाजित करेंगे ताकि प्रत्येक ट्रांसफॉर्मर अपने स्वयं के दोष स्तर के लिए रेट किए गए उपकरण को फीड करे। दोनों विकल्प उस स्विचबोर्ड को बदलने की तुलना में सस्ते हैं, जिसे ट्रांसफॉर्मर से पहले निर्दिष्ट किया गया था।

२०२३ से, रायन इलेक्ट्रिक ईटन के संयुक्त उद्यम साझेदार के रूप में कार्य कर रहा है, और उस कार्य के साथ आई ड्रॉइंग अनुशासन के कारण हम तब विरोध करते हैं जब कोई विनिर्देशन प्रतिबाधा को बिना कोई सहनशीलता और बिना कोई मापा परीक्षण मान लगाए निर्दिष्ट करता है।

हम प्रत्येक इकाई के साथ नियमित परीक्षण पृष्ठ भी सौंपते हैं: अनुपात, वाइंडिंग प्रतिरोध, प्रतिबाधा, नो-लोड हानि, लोड हानि, और हीट रन से प्राप्त तापमान वृद्धि के आँकड़े। ये वे इनपुट हैं जिनकी एक आर्क फ्लैश अध्ययन को आवश्यकता होती है, और ये कैटलॉग प्रतिबाधा वक्र से अधिक उपयोगी हैं। उत्तर अमेरिकी परियोजनाओं के लिए शुष्क प्रकार की इकाइयाँ संयंत्र से UL सूचीबद्ध या cULus चिह्नित छोड़ती हैं, जो श्रेणी के आधार पर निर्भर करता है, और कनाडाई आदेशों पर CSA चिह्न लगा होता है। चिह्न के पीछे का मानक डिज़ाइन सीमाओं को बदल देता है, और यह भी बदल देता है कि नामपट्टिका पर क्या दावा किया जा सकता है।

एक कार्यक्रम संबंधी तर्क भी है। यदि अध्ययन ट्रांसफॉर्मर के निर्माण के बाद वापस आता है और उत्तर यह है कि प्रतिबाधा में परिवर्तन करना आवश्यक है, तो इकाई अप्रयोग्य हो जाती है और परियोजना मध्यम वोल्टेज वर्गों के लिए एक वर्ष से अधिक के समय तक चलने वाली कतार में फिर से शुरू हो जाती है। उद्धरण चरण पर बीस मिनट की समीक्षा इस बातचीत का सस्ता संस्करण है।

 

ट्रांसफॉर्मर विनिर्देश के लिए एक पूर्व-अध्ययन जाँच सूची

अध्ययन इंजीनियर को ये वस्तुएँ दें और गणना एक वार्ता बनने से रुक जाती है।

विशिष्टता आइटम	क्या लिखना है	अध्ययन को यह क्यों आवश्यकता है
प्राथमिक और द्वितीयक वोल्टेज	प्रणाली का नाममात्र मान और टैप श्रेणी	दोनों ओर आधार धारा निर्धारित करता है
kVA	योजनाबद्ध वृद्धि के साथ अधिकतम मांग, नामपट्ट आदत नहीं	दोष धारा के परिमाण को निर्धारित करता है
इम्पीडेंस	नाममात्र %Z और स्वीकार्य सहिष्णुता विंडो	एक संख्या के बजाय दोष धारा की एक श्रेणी प्रदान करता है
घुमावदार विन्यास	डेल्टा-वाई या डेल्टा-डेल्टा, और वेक्टर समूह	भू-दोष धारा और उसके पथ का निर्धारण करता है
परीक्षण रिपोर्ट	मानक परीक्षणों से नाममात्र धारा पर मापा गया %Z	डिज़ाइन मान को वास्तविक मान से बदलता है
अधिक धारा सुरक्षा युक्ति	प्रकार, फ्रेम, रेटिंग, सेटिंग्स और अपेक्षित स्पष्टीकरण समय	प्रत्यक्ष रूप से घटना ऊर्जा में गुणा करता है
लेबल	NEC 110.16 लेबल जो अध्ययन के परिणाम और PPE सीमा दर्शाता है	क्षेत्र में विद्युत मिस्त्री वास्तव में जो पढ़ता है

डिज़ाइन बैठक में दो पंक्तियों पर तर्क की आवश्यकता होती है: प्रतिबाधा विंडो और स्पष्टीकरण समय। शेष सभी तथ्य हैं जो या तो आपके पास हैं या आप उपयोगिता से प्राप्त कर सकते हैं। जिन दो को छोड़ दिया जाता है, वे दो ही हैं जो संख्या को बदलते हैं।

 

यह आपके विनिर्देश को कहाँ छोड़ता है

एक आर्क फ्लैश लेबल तीन चीज़ों की एक क्षणिक छवि है: एक ट्रांसफॉर्मर, एक ब्रेकर सेटिंग और एक कार्य दूरी। इनमें से किसी एक को भी बदलने पर स्टिकर अप्रचलित हो जाता है। इसे वर्तमान में रखने का सबसे सस्ता तरीका है कि एक ऐसी इकाई का विनिर्देश किया जाए जिसका दोष योगदान आप पूर्वानुमानित कर सकें, परीक्षण रिपोर्ट में मापी गई प्रतिबाधा के साथ, एक दस्तावेज़ीकृत सहिष्णुता के साथ, और एक वाइंडिंग विन्यास के साथ जिसे अध्ययन इंजीनियर ने मांगा हो, न कि मान लिया हो।

अगर आप किसी परियोजना के लिए ट्रांसफॉर्मर का आकार निर्धारित कर रहे हैं जो एक आर्क फ्लैश अध्ययन को संचालित करेगा, तो कृपया हमें द्वितीयक वोल्टेज, kVA, नीचे की ओर गियर की रेटिंग और आपकी उपयोगिता द्वारा पसंद की गई प्रतिबाधा भेजें। हम एक प्रस्ताव के साथ वापस आएँगे जिसमें दोष धारा सीमा और उसके पीछे के परीक्षण मानों का उल्लेख होगा, केवल नामपट्टिका प्रतिशत नहीं। इंजीनियरिंग टीम तक पहुँचने के लिए संपर्क पृष्ठ का उपयोग करें, या three phase pad mounted transformers और शुष्क प्रकार के ट्रांसफार्मर उन वर्गों के लिए ब्राउज़ करें जो हम ४४ kV और १०,००० kVA तक निर्मित करते हैं।

 

लेखक के बारे में

यह लेख रायन इलेक्ट्रिक (जियांगसू रायन इलेक्ट्रिक कंपनी लिमिटेड) की एप्लिकेशन इंजीनियरिंग टीम द्वारा तैयार किया गया है, जो चीन में स्थित एक ट्रांसफॉर्मर निर्माता है और २००७ से उत्तर अमेरिका, मध्य पूर्व, दक्षिण पूर्व एशिया और अफ्रीका को ऑयल इमर्स्ड, ड्राई टाइप और पैड माउंटेड ट्रांसफॉर्मर की आपूर्ति कर रही है। यह टीम कस्टम तीन-चरणीय इकाइयों पर प्रतिबाधा, शॉर्ट-सर्किट ड्यूटी और सुरक्षा समन्वय संबंधी प्रश्नों की समीक्षा करती है, और उपयोगिता, डेटा केंद्र और औद्योगिक परियोजनाओं के लिए नियमित और प्रकार परीक्षण दस्तावेज़न, तथा UL / cULus / CSA / IEEE / IEC प्रमाणन पैकेज तैयार करती है। ड्रॉइंग समीक्षा और विशिष्टता संबंधी प्रश्नों को www.ryantransformers.com पर उपलब्ध संपर्क फॉर्म के माध्यम से भेजा जा सकता है। अंतिम समीक्षा: अक्टूबर २०२६।

सूचना: रयान इलेक्ट्रिक इस लेख में चर्चित ट्रांसफार्मर्स का निर्माण और विक्रय करती है। कोड एवं मानक संदर्भ (एनईसी ११०.१६, आईईईई सी५७.१२.००, आईईईई सी५७.१२.९०, आईईईई १५८४, एनएफपीए ७०ई, आईईसी ६००७६-५) केवल इंजीनियरिंग चर्चा के उद्देश्य से सारांशित किए गए हैं। आर्क फ्लैश घटना ऊर्जा मानों की गणना किसी योग्य इंजीनियर द्वारा विशिष्ट स्थापना के लिए किए गए अध्ययन पर आधारित होनी चाहिए।