वितरण ट्रांसफॉर्मर निर्माता द्वारा कोर स्टील का चयन कैसे किया जाता है: जीओईएस ग्रेड, नो-लोड नुकसान और लीड टाइम

पिछले महीने ह्यूस्टन में एक खरीदार की डेस्क पर समान १,५०० केवीए पैड-माउंटेड यूनिट के लिए दो अवतरण आए। समान केवीए, समान १३.८ केवी डेल्टा से ४८०वाई/२७७ वी, समान ९५ केवी बिल, समान यूएल प्रमाणन। मूल्य में उनके बीच उन्नीस प्रतिशत का अंतर था, और डिलीवरी में आठ सप्ताह का अंतर था।

हमने दोनों आपूर्तिकर्ताओं से मुख्य डेटा शीट माँगी। एक ने ग्रेन-ऑरिएंटेड इलेक्ट्रिकल स्टील एम-४, ०.३० मिमी पर अवतरण दिया। दूसरे ने एम-३, ०.२७ मिमी पर अवतरण दिया। उस एक पंक्ति ने अंतर का अधिकांश हिस्सा स्पष्ट कर दिया।

एक वितरण ट्रांसफॉर्मर निर्माता से खरीदारी करना हम इसे प्रत्येक सप्ताह देखते हैं। कोर लगभग सामग्री लागत का पाँचवाँ हिस्सा है और नॉन-लोड लॉस का बहुमत है, फिर भी यह आमतौर पर हस्ताक्षर करने से पहले किसी द्वारा पूछे जाने वाला अंतिम विषय होता है।

लैमिनेशन लाइन पर ग्रेन-ओरिएंटेड कोर स्टैकिंग

ग्रेन-ओरिएंटेड इलेक्ट्रिकल स्टील वास्तव में क्या है

ग्रेन-ऑरिएंटेड इलेक्ट्रिकल स्टील — अधिकांश खरीद आदेशों पर सीआरजीओ — एक कम-कार्बन सिलिकॉन-आयरन मिश्र धातु है जिसमें लगभग ३.१५% सिलिकॉन होता है, जिसे इतना रोल किया और एनील किया गया है कि क्रिस्टल लैटिस रोलिंग दिशा के अनुदिश गॉस टेक्सचर में संरेखित हो जाए। यह संरेखण इस सामग्री का पूरा उद्देश्य है। रोलिंग दिशा के अनुदिश यह आसानी से चुंबकित होता है। उसके लंबवत, यह चुंबकित नहीं होता।

सीआरजीओ से बनी कोर एक चुंबकीय परिपथ है जिसमें एक वरीयता प्राप्त पथ होता है, और पूर्ण स्टैक में प्रत्येक कट, जॉइंट और बोल्ट छेद उस पथ के विरुद्ध कार्य करते हैं। इसीलिए कोर डिज़ाइन का महत्व कोर ग्रेड के समान ही होता है, और इसीलिए एक सस्ती कुंडली भी एक महंगे ट्रांसफॉर्मर का उत्पादन कर सकती है।

५० या ६० हर्ट्ज़ पर दो हानि तंत्र महत्वपूर्ण होते हैं। हिस्टेरिसिस हानि मिश्र धातु और ऐनील की गुणवत्ता पर निर्भर करती है। भंवर धारा हानि लैमिनेशन की मोटाई पर निर्भर करती है, जिसी कारण वितरण कोर्स को ०.२३ से ०.३० मिमी की शीट से बनाया जाता है, जबकि सस्ते छोटे ट्रांसफॉर्मरों में ०.५ मिमी की शीट का उपयोग किया जाता है। अधिक सिलिकॉन प्रतिरोधकता बढ़ाता है और भंवर धारा को कम करता है; पतली शीट इसे और अधिक कम कर देती है। आधुनिक मिलें चुंबकीय क्षेत्रों को सुधारने के लिए सतह पर लेज़र-स्क्राइब भी करती हैं, जो समान ग्रेड पर कुल कोर हानि के लगभग ५ से १०% तक कमी के बराबर होता है।

एएसटीएम ए८७६/ए८७६एम पूर्णतः प्रसंस्कृत ग्रेड्स के लिए अधिकांश खरीद आदेशों द्वारा संदर्भित विनिर्देश है। यहाँ खरीदारों द्वारा वास्तव में देखी जाने वाली सीमा है:

ग्रेड	नाममात्र मोटाई	प्रति किलोग्राम अधिकतम कोर हानि, वाट/किग्रा, १.७ टी, ६० हर्ट्ज़ पर	जहाँ यह प्रकट होता है
एम-२	०.२३ मिमी	0.85 – 0.95	प्रीमियम दक्षता इकाइयाँ, हानि-दंड टेंडर
M-3	0.27 मिमी	०.९५ – १.०५	२०२९ की दक्षता कार्यशील ग्रेड
M-4	0.30 मिमी	१.०५ – १.१५	मानक वितरण इकाइयाँ, छोटे अग्रिम समय वाले ऑर्डर

उस तालिका को एक दिशा के रूप में पढ़ें, वादा नहीं। मिल के डेटा शीट्स आपूर्तिकर्ता के अनुसार भिन्न होते हैं, और जो हानि आप खरीदते हैं, वह अंतिम रूप से निर्मित कोर की हानि है, कुंडल टैग पर छपी हुई हानि नहीं।

 

दो वितरण ट्रांसफॉर्मर निर्माताओं द्वारा अलग-अलग नो-लोड हानि क्यों उद्धृत की जाती है

दो कारखाने एक ही एम-३ कुंडल खरीद सकते हैं और ट्रांसफॉर्मर को १२% अलग हानि के साथ भेज सकते हैं नॉन-लोड लॉस अंतर निर्माण कारक में स्थित है — अंतिम रूप से निर्मित कोर की मापी गई हानि और उसी वजन के कटे हुए स्टील की सैद्धांतिक हानि के बीच का अनुपात। एक अच्छी तरह से संचालित कोर शॉप १.१० और १.२५ के बीच पहुँचती है। इससे ऊपर, प्रक्रिया आपके लिए वॉट्स की लागत बढ़ा रही है जिनके लिए आप पहले ही भुगतान कर चुके हैं।

यहाँ वॉट्स जाते हैं। संयुक्त डिज़ाइन पहले आता है: ४५ डिग्री पर स्टेप-लैप मिटर्ड जोड़, बट जोड़ से बेहतर होते हैं क्योंकि चुंबकीय प्रवाह कम अंतरालों से गुज़रता है, और तीन-चरण का लैप, एकल-चरण के लैप से श्रेष्ठ होता है। प्रत्येक भुजा पर जोड़ों की संख्या दूसरे स्थान पर आती है — प्रत्येक अतिरिक्त जोड़ चुंबकीय प्रतिरोध बढ़ाता है। योक के माध्यम से छिद्रित बोल्ट के छेद तीसरे स्थान पर हैं, क्योंकि ये छेद चुंबकीय प्रवाह को उनके चारों ओर मोड़ने के लिए बाध्य करते हैं। स्लिटिंग लाइन द्वारा छोड़ा गया बर्र चौथे स्थान पर है, क्योंकि यह किनारे पर अंतर-परत विद्युतरोधन को लघु-परिपथित कर देता है। क्लैंपिंग दबाव पाँचवाँ कारक है: अत्यधिक टॉर्क किए गए कोर बोल्ट, शीट पर तनाव डालते हैं और हानि बढ़ाते हैं।

ऐनीलिंग वह चरण है जिसके बारे में खरीदार दुर्लभता से पूछते हैं। काटने और कतरने से प्रत्येक लैमिनेशन के किनारे पर धातु संरचना को क्षति पहुँचती है, और कटिंग के बाद तनाव-शमन ऐनीलिंग इस क्षति का अधिकांश भाग पुनर्प्राप्त कर लेती है। यदि आप ऐनीलिंग को छोड़ देते हैं, या कोर को एक अधोअनुबंधक के पास भेजते हैं जो मिश्रित बैच चलाता है, तो आप कुंडल में भुगतान किए गए मूल्य का एक हिस्सा वापस दे देते हैं।

हमारी कोर लाइन पर, ऑपरेटर प्रत्येक स्लिट कॉइल की बर की ऊँचाई को माइक्रोमीटर से काटने की मेज़ तक पहुँचने से पहले जाँचता है। 0.02 मिमी से अधिक कोई भी मान चिह्नित कर दिया जाता है, क्योंकि वह बर अंतिम परीक्षण में नुकसान के रूप में प्रकट होगा, न कि कटिंग के समय, और उस समय तक कोर पहले ही स्टैक कर दिया जाता है। स्टैक्स को तीन-चरणीय लैप के साथ बनाया जाता है, और प्रत्येक कोर को योक के माध्यम से बोल्ट करने के बजाय बैंड किया जाता है।

टैंकिंग से पहले नो-लोड नुकसान और उत्तेजना धारा का मापन

गणना करना एक बार के लिए उचित है, क्योंकि यह एक विशिष्टता तर्क को एक संख्या में बदल देता है। एक 1,000 kVA यूनिट जिसका कोर नुकसान 1,200 W है, जो प्रति वर्ष 8,760 घंटे $0.09/kWh की दर से चलती है, प्रति वर्ष लगभग $946 की नो-लोड ऊर्जा का उपभोग करती है। बिल्डिंग फैक्टर का दस प्रतिशत, यानी 120 W, प्रति वर्ष $95 है — जो एकल ट्रांसफॉर्मर के 20 वर्षीय जीवनकाल में लगभग $1,900 के बराबर है। इसे चालीस यूनिट्स के बेड़े पर गुणा करें और कोर विशिष्टता अब किसी छोटे विवरण जैसी नहीं लगती।

 

कोर ग्रेड आपकी डिलीवरी तिथि कैसे निर्धारित करता है

यह वह हिस्सा है जो खरीद टीमों को आश्चर्यचकित करता है। एक तेल में डूबा हुआ ट्रांसफार्मर , मुख्य घटक आमतौर पर सबसे लंबे समय तक खरीदे जाने वाले सामग्री होते हैं, जो टैंक से पहले और कभी-कभी बुशिंग्स से भी पहले होते हैं। ग्रेन-ओरिएंटेड स्टील एक मिल उत्पाद है जिसे वार्षिक आवंटन अनुबंधों के तहत बेचा जाता है, और 0.27 मिमी उच्च-पारगम्यता ग्रेड इस आवंटन का सबसे सीमित हिस्सा है, क्योंकि प्रत्येक निर्माता जो 2029 की दक्षता सारणियों का पीछा कर रहा है, वही कुंडल चाहता है।

इसलिए जब कोई आपूर्तिकर्ता एम-3 से एम-4 पर स्थानांतरित होकर शेड्यूल से छह सप्ताह कम करने का प्रस्ताव देता है, तो वह शायद शेड्यूल के बारे में अतिशयोक्ति नहीं कर रहा है। वह आपके नॉन-लोड लॉस के बदले में अपनी मिल स्थिति का व्यापार कर रहा है। यदि परियोजना में नुकसान मूल्यांकन धारा शामिल है, तो यह व्यापार आमतौर पर इकाई के पूरे जीवनकाल में धन की हानि करता है। यदि परियोजना दस सप्ताह में आवश्यक अस्थायी स्थल शक्ति है, तो एम-4 लेना बिल्कुल सही हो सकता है। गलती यह है कि कोई नहीं पूछता कि कौन सा ग्रेड उद्धृत किया गया है, जिसके कारण यह व्यापार अनजाने में हो जाता है।

अब विनियमन उस गणना के अंदर स्थित है। 10 सीएफआर 431.196 के अधीन, 23 अप्रैल 2029 या उसके बाद निर्मित द्रव-डूबे और कम-वोल्टेज शुष्क-प्रकार के वितरण ट्रांसफॉर्मरों को संशोधित दक्षता सारणियों को पूरा करना आवश्यक है, और वर्तमान पाठ eCFR 10 CFR भाग 431 उपभाग K में प्रकाशित है। eCFR 10 CFR भाग 431 उपभाग K 2029 में सक्रिय करने के लिए 2028 में ऑर्डर किया गया एक यूनिट उसी रेखा पर सीधे स्थित है, और अनुपालन वास्तव में कोर ग्रेड में खरीदा जाता है — नामपट्टिका या कैटलॉग में नहीं।

इसका एक खरीद प्रभाव है जिसे शुरुआत में ही चिह्नित करने योग्य है। यदि आप 2026 या 2027 में एक 2029-तैयार यूनिट खरीद रहे हैं, तो आप प्रत्यक्ष रूप से अनुपालन तिथि से दो से तीन वर्ष पहले एम-3 आवंटन को आरक्षित कर रहे हैं, और यह उसी नियम को पढ़ने वाले प्रत्येक अन्य खरीदार के साथ प्रतिस्पर्धा में है।

 

एक उद्धरण में हानि गारंटी को पढ़ना

गारंटीड और टाइपिकल एक ही संख्या नहीं हैं, और कोटेशन में अक्सर यह नहीं बताया जाता कि कौन-सी संख्या मतलब है। आईईसी 60076-1 गारंटीड नुकसान पर +15% की सहनशीलता की अनुमति देता है, इसलिए 1,200 वॉट की गारंटी कानूनी रूप से 1,380 वॉट तक को कवर करती है। यदि आप दंड प्रावधान लिख रहे हैं, तो उसे गारंटीड आँकड़े के खिलाफ लिखें, वर्तमान में नो-लोड लॉस विधि द्वारा उसका मापन करें IEEE C57.12.90 परीक्षण कोड के अनुसार , और खरीद आदेश में सहनशीलता की सीमा तय कर दें।

हम गारंटीड मान को पहले से ही सहनशीलता सहित प्रकाशित करते हैं। यदि डिज़ाइन के अनुसार गणना 1,180 वॉट है, तो गारंटी में 1,180 वॉट लिखा होगा और कारखाने का परीक्षण उस संख्या के बराबर या उससे कम परिणाम देना होगा। यह एक कठिन वादा है, और यह स्वीकृति परीक्षण के समय किसी विवाद को समाप्त कर देता है। यह यह भी सुनिश्चित करता है कि कोर शॉप वर्ष भर कम बिल्डिंग फैक्टर बनाए रखे, जो कि मुख्य उद्देश्य है।

एक उद्धरण में जाँच के लिए दो और बातें। पहली, यह कि क्या लोड नुकसान को ७५ °से या ८५ °से संदर्भ पर सुधारा गया है, क्योंकि ये दोनों मान परस्पर विनिमेय नहीं हैं और उद्धरणों में शायद ही कभी यह बताया जाता है कि कौन-सी पद्धति का उपयोग किया गया था। दूसरी, यह कि क्या कोर का वजन सामान्यतः सूचीबद्ध किया गया है। एक १,००० केवीए डिज़ाइन जिसमें कोर का वजन ४० किग्रा कम है, या तो बेहतर इस्पात पर बनाया गया है या कम इस्पात पर बनाया गया है, और दोनों परिणाम एक पृष्ठ के उद्धरण पर समान दिखाई देते हैं।

 

हमारी स्वयं की कोर शॉप में हमने क्या बदलाव किए

रायन इलेक्ट्रिक २००७ से ट्रांसफॉर्मर बना रही है, जो १,२०,००० वर्ग मीटर के स्थल पर स्थित है जिसमें १८० से अधिक उत्पादन और परीक्षण उपकरणों के सेट और ३७ पेटेंट हैं। एक वितरण ट्रांसफॉर्मर निर्माता से खरीदारी करना जिसमें कोर काटना हमारी छत के नीचे किया जाता है, हम तेल-डूबे ट्रांसफॉर्मर कोर और शुष्क प्रकार के कोर को एक ही काटने, स्टेप-लैप स्टैकिंग और तनाव-शिथिलीकरण ऐनीलिंग लाइनों से गुज़ारते हैं, बजाय किसी अधोअनुबंधकर्ता के माध्यम से। यह एकमात्र तरीका है जिसे हमने एक उत्पादन वर्ष के दौरान निर्माण कारक को दोहराए जाने योग्य रूप से बनाए रखने के लिए पाया है। प्रत्येक इकाई को एक नॉन-लोड लॉस और टैंकिंग से पहले उत्तेजना धारा माप, ताकि एक खराब स्टैक को कोर अभी भी पहुँच योग्य होने के दौरान पकड़ा जा सके, तेल भरने के बाद नहीं।

2023 से हम इटन संयुक्त उद्यम के रूप में काम कर रहे हैं, और उस साझेदारी के साथ आई ऑडिट अनुशासन ने कोर स्टील के दस्तावेज़ीकरण के तरीके को बदल दिया है। प्रत्येक यूनिट के श्रृंखला संख्या के विरुद्ध मिल प्रमाणपत्र, हीट नंबर और मापी गई लैमिनेशन मोटाई दर्ज की जाती है और परीक्षण रिपोर्ट के साथ चलती है। संयुक्त राज्य अमेरिका या कनाडा में कोई खरीदार इस कागजी कार्रवाई के आधार पर पाँच साल बाद भी UL या CSA सूचीबद्धता को वैध साबित कर सकता है, जब कोई निरीक्षक पूछता है कि उस यूनिट में कौन-सी स्टील लगाई गई थी।

 

कोर विनिर्देश को मंजूरी देने से पहले छह प्रश्न

खरीद आदेश से पहले ये प्रश्न पूछें, कारखाना परीक्षण के बाद नहीं:

• कौन-सा ASTM ग्रेड और मोटाई, और उस मिल की डेटा शीट में 1.7 T पर हानि क्या है?
• क्या यह गारंटीड नॉन-लोड लॉस एक कठोर सीमा है, या ऊपर से सहनशीलता के साथ एक सामान्य मान?
• डिज़ाइन ने कौन सा भवन कारक माना, और इस आकार की अंतिम तीन इकाइयों ने वास्तव में क्या परीक्षण किया?
• कटिंग के बाद कोर को एनील किया जाता है या नहीं, और क्या एनीलिंग आंतरिक रूप से की जाती है या ठेके पर दी जाती है?
• मिल प्रमाणपत्र और हीट नंबर नियमित परीक्षण रिपोर्ट के साथ आपूर्ति किए जाते हैं?
• यदि डिलीवरी की तारीख आठ सप्ताह पहले बदल जाती है, तो कौन से ग्रेड बदलते हैं और निर्णय कौन लेता है?

हमें विशिष्टता और ऊर्जायन तिथि भेजें। हम कोर ग्रेड, गारंटीड नॉन-लोड लॉस और डिलीवरी सप्ताह को एक ही दस्तावेज़ में उत्तर देंगे, और हम स्पष्ट रूप से बताएँगे कि क्या M-4 आपके कार्यक्रम के लिए ईमानदार उत्तर है। प्रत्येक वितरण ट्रांसफॉर्मर निर्माता से खरीदारी करना आपको एक नुकसान संख्या का उद्धरण देगा; कम संख्या में आपको उसके पीछे का मिल प्रमाणपत्र दिखाएँगे। शुरुआत करें तेल-आविष्ट ट्रांसफॉर्मर श्रेणी से, या डेटाशीट हमारे संपर्क पृष्ठ .

लेखक के बारे में — यह लेख रायन इलेक्ट्रिक (जियांगसू रायन ट्रांसफॉर्मर्स) की ट्रांसफॉर्मर इंजीनियरिंग टीम द्वारा लिखा गया था, एक वितरण ट्रांसफॉर्मर निर्माता से खरीदारी करना उत्तर अमेरिका, मध्य पूर्व और दक्षिण पूर्व एशिया में परियोजनाओं के लिए तेल-डूबे, शुष्क प्रकार और पैड-माउंटेड इकाइयों का उत्पादन करना। टीम १५ केवीए एकल-चरण से २०० एमवीए शक्ति ट्रांसफॉर्मर्स तक की इकाइयों के लिए मूल डिज़ाइन, हानि मूल्यांकन और कारखाना स्वीकृति परीक्षण की ज़िम्मेदारी संभालती है।