पैड-माउंटेड ट्रांसफॉर्मर में फेरोरेज़ोनेंस: एक पैड-माउंटेड ट्रांसफॉर्मर निर्माता क्या चाहता है कि विशिष्टकर्ता जानें

 

एक पैड-माउंटेड ट्रांसफॉर्मर निर्माता , हम एक ही क्रम में एक ही विफलता को बार-बार देख रहे हैं। रखरखाव के लिए एक पैड-माउंटेड यूनिट को बदल दिया जाता है। केबल के अंत पर स्थित राइज़र पोल अरेस्टर विफल हो जाता है। क्रू अरेस्टर को बदलती है, यूनिट को ऊर्जायुक्त करती है, और प्रतिस्थापन कुछ महीनों के भीतर—कभी-कभी कुछ हफ़्तों के भीतर—फिर से विफल हो जाता है। ट्रांसफॉर्मर स्वयं हर नियमित जाँच में साफ़ पाया जाता है। नामपट्टिका पर कोई गलती नहीं है। अरेस्टर को नष्ट करने वाला फेरोरेज़ोनेंस है, और यह लगभग कभी भी अरेस्टर की गलती नहीं होती है।

फेरोरेज़ोनेंस वास्तव में क्या है

 

एक ट्रांसफॉर्मर कोर एक रैखिक प्रेरक नहीं है। सैचुरेशन के नीचे इसकी चुंबकीय प्रतिघात उच्च होती है। जैसे-जैसे कोर सैचुरेशन के निकट आता है, वैसे-वैसे यह प्रतिघात ढह जाती है। यदि आप ऐसे घटक को किसी परिपथ में लगाते हैं जिसमें समाई भी हो — जैसे कि भूमिगत केबल की आवरण समाई, ब्रेकर की ग्रेडिंग समाई, बुशिंग या संधारित्र बैंक की समाई — तो एक स्विचिंग विक्षोभ परिपथ को ऐसे दोलन में धकेल सकता है जो कोई भी अकेला अवयव अपने आप उत्पन्न नहीं कर सकता।

यही पूरी परिभाषा है, और यह यह भी स्पष्ट करती है कि क्यों ट्रांसफॉर्मरों में फेरोअनुनाद वह साफ़-सुथरा अनुनाद नहीं है जिसे आप XL = XC से गणना करते हैं। एक रैखिक प्रेरक में एक ही अनुनाद आवृत्ति और एक ही स्थायी अवस्था होती है। एक सैचुरेबल कोर के साथ उनकी कई आवृत्तियाँ होती हैं, और परिपथ उनके बीच कूद सकता है। आईईईई टेक्नोलॉजी नेविगेटर — फेरोअनुनाद (https://technav.ieee.org/topic/ferroresonance/) चार मुख्य दोलन विधाएँ बताता है: आपूर्ति आवृत्ति पर मौलिक-आवृत्ति फेरोरेज़ोनेंस; आपूर्ति आवृत्ति के एक भाग, सबसे अधिक सामान्य रूप से एक तिहाई, पर उप-हार्मोनिक फेरोरेज़ोनेंस; अनियमित तरंग रूपों के साथ क्वासी-आवर्ती फेरोरेज़ोनेंस; और कोई दोहराव न होने वाला अराजक फेरोरेज़ोनेंस। इन विधाओं में निरंतर अतिवोल्टेज नाममात्र लाइन वोल्टेज के पाँच से छह गुना तक पहुँच सकते हैं, जो वितरण वाइंडिंग के विद्युत रोधन समन्वय द्वारा निरंतर शक्ति-आवृत्ति तनाव के लिए माने गए मान से काफी अधिक है।

समान नामपट्टिका वाली दो इकाइयाँ पूरी तरह से भिन्न व्यवहार कर सकती हैं। एक परिपथ जिस विधा में स्थिर होता है, वह प्रेरकत्व, धारिता, वोल्टेज के परिमाण और प्रारंभिक स्थितियों पर निर्भर करता है — जो व्यावहारिक रूप से इस बात पर निर्भर करता है कि स्विच किस सटीक क्षण पर बंद होता है। यही कारण है कि नाममात्र मानों पर आधारित अध्ययन इसे याद कर जाता है, और यही कारण है कि एक ही स्विचिंग क्रिया सौ बार साफ़ चल सकती है और सौ पहली बार विफल हो सकती है।

यदि आप वर्तमान में एक पैड-माउंटेड विनिर्देश के माध्यम से काम कर रहे हैं, तो हमारी इंजीनियरिंग टीम रेटिंग को अंतिम रूप देने से पहले प्राथमिक सर्किट की समीक्षा आपके साथ करेगी। कृपया हमें एक-लाइन आरेख भेजें और हम आपके साथ चार परिस्थितियों की जाँच करेंगे।

चार परिस्थितियाँ जो संरेखित होनी चाहिए

 

फेरोरेजोनेंस बहुत संवेदनशील होता है। इसके लिए एक साथ चार परिस्थितियों की आवश्यकता होती है — अनलोडेड द्वितीयक, उच्च प्राथमिक धारिता, असममित एकल-चरण स्विचिंग , और एक कोर जो सामान्य से थोड़े अधिक वोल्टेज पर संतृप्त हो जाता है — यही कारण है कि यह कभी लोड फ्लो अध्ययन में प्रकट नहीं होता और परीक्षण बे में इसे पुनरुत्पादित करना इतना कठिन होता है।

स्थिति	इसका महत्व क्यों है	व्यावहारिक रूप से यह कहाँ प्रकट होता है
अनलोडेड या हल्के लोड वाला द्वितीयक	लोड प्रतिरोध दोलन को कम करता है; एक खाली द्वितीयक कोई अवमंदन नहीं प्रदान करता	आवास के पूर्व नई उप-विभाजन, मौसमी संयंत्र बंद, स्पेयर के रूप में रखी गई इकाई
उच्च प्राथमिक धारिता	प्रति एकांक लंबाई में केबल शीथ की धारिता ओवरहेड लाइन की तुलना में काफ़ी अधिक होती है	लंबी भूमिगत फीडर, राइज़र केबल, नेटवर्क वॉल्ट, केबल-फेड औद्योगिक सेवा
असममित स्विचिंग	एक या दो फेज़ को अलग कर देता है, लेकिन वे अभी भी स्रोत के साथ धारितात्मक रूप से युग्मित रहते हैं	एकल-फेज़ कटआउट, एक फ्यूज़ का फटना, एकल-ध्रुवीय रीक्लोज़र, एल्बो ऑपरेशन
जो कोर मध्यम अतिवोल्टेज पर संतृप्त हो जाता है	चुंबकीय प्रेरकत्व ढह जाता है, जिससे परिपथ संचालन बिंदुओं के बीच कूद सकता है	आधुनिक कम-हानि वाले कोर और ऐसे डिज़ाइन जो उच्च चुंबकीय प्रवाह घनत्व पर काम करते हैं

 

इन चार में से किसी एक को हटा देने से यह घटना आमतौर पर शुरू नहीं होती। यह उपयोगी हिस्सा है, क्योंकि इसका अर्थ है कि इसे रोकने के लिए चार अलग-अलग स्थान हैं — और लगभग हमेशा सबसे सस्ता विकल्प स्विचिंग व्यवस्था होती है। यह वह बिंदु भी है जहाँ चर्चा को उद्धरण से चयन की ओर ले जाना चाहिए, और यह पहली बात है जो एक पैड-माउंटेड ट्रांसफॉर्मर निर्माता आपसे उठानी चाहिए।

यह इकाई के साथ क्या करता है, जब तक कोई ध्यान नहीं देता

 

चालक दल द्वारा पहले देखी गई विफलता आमतौर पर उछाल बन्दी पर होती है, टैंक के अंदर नहीं। धातु-ऑक्साइड अरेस्टर एक प्रतिरोधक है जो केवल अपने नामांकित वोल्टेज से ऊपर ही चालक बन जाता है। एक लगातार फेरोरेज़ोनेंट अतिवोल्टेज इसे चालन में रोक देता है और दोलन को एक सिरेमिक ब्लॉक के अंदर ऊष्मा में बदल देता है, जिसका आकार माइक्रोसेकंड के आवेगों के लिए एक परिभाषित कार्य चक्र के आधार पर तय किया गया था। ईटन के पैड-माउंटेड ट्रांसफॉर्मर्स के लिए अतिवोल्टेज सुरक्षा पर संदर्भ डेटा में सीमा स्पष्ट रूप से बताई गई है: अरेस्टर अतिवोल्टेज को कम करते हैं, लेकिन उन्हें समाप्त नहीं करते; और अरेस्टर का कार्य चक्र जितना अधिक होगा, उतना ही अधिक चालक सामग्रि मौजूद होगी और वह अतिवोल्टेज के सामने विफल होने से पहले उतनी ही लंबी अवधि तक टिकेगी। बिजली की चमक के लिए पूर्णतः उपयुक्त एक हल्के कार्य चक्र का वितरण अरेस्टर, शक्ति-आवृत्ति की ऊर्जा के कई मिनटों के लिए आकारित नहीं होता है। ईटन संदर्भ डेटा टीसी202005एन — पैड-माउंटेड ट्रांसफॉर्मर्स के लिए अतिवोल्टेज सुरक्षा (https://www.eaton.com/content/dam/eaton/products/medium-voltage-power-distribution-control-systems/cooper-power-series-transformers/overvoltage-protection-for-pad-mounted-transformers-information-tc202005en.pdf)

अरेस्टर के पीछे क्षति धीमी होती है और नियमित परीक्षण में खोजना कठिन होता है। बुशिंग की सतहों पर फ्लैशओवर के स्थान पर ट्रैकिंग दिखाई देता है। वाइंडिंग के इन्सुलेशन में ऑसिलेशन के शिखर बिंदु पर छेद हो जाता है, और यह छेद अक्सर इतना छोटा होता है कि टर्न्स रेशियो परीक्षण अभी भी पास हो जाता है। कोर गर्म हो जाता है, क्योंकि फ्लक्स का उतार-चढ़ाव डिज़ाइन से कहीं अधिक होता है और गर्मी ही इन्सुलेशन के जीवन को कम करती है। अरेस्टर की विफलता आमतौर पर पहली कुर्बानी होती है, एकमात्र नहीं।

एक ऐसा लक्षण भी है जो बिल्कुल विद्युतीय नहीं है। फेरोरेजोनेंस में चल रही इकाई अक्सर एक कम-आवृत्ति की गुनगुनाहट या खड़खड़ाहट उत्पन्न करती है, जो सामान्य मैग्नेटोस्ट्रिक्शन की गुनगुनाहट से अलग लगती है — असमान, अनियमित, और इतनी तेज़ कि क्रू इसे किसी रिले के संचालित होने से पहले ही महसूस कर लेते हैं। इसे एक संकेत के रूप में लें, झंझट नहीं।

 

एकल-चरण स्विचिंग वह ट्रिगर है जिसे आप नियंत्रित कर सकते हैं

 

चार परिस्थितियों में से, असममित स्विचिंग एकमात्र ऐसी परिस्थिति है जिसे कोई विशिष्टकर्ता एकमात्र लाइन आइटम के साथ हटा सकता है। एकल-चरण स्विचिंग तीन-चरण ट्रांसफॉर्मर बैंक की — चाहे वह कटआउट्स से हो, एक फ्यूज के फट जाने से हो, या एकल-ध्रुवीय पुनः बंद करने की योजना से हो — बैंक को आंशिक रूप से ऊर्जित और स्रोत के साथ धारितीय रूप से युग्मित छोड़ देती है, जो केबल-संचालित वितरण प्रणालियों में विशिष्ट शुरुआत करने वाला कारक है।

IEEE Std C57.105-2019, तीन-चरण विद्युत प्रणालियों में ट्रांसफॉर्मर कनेक्शन के अनुप्रयोग के लिए मार्गदर्शिका, इन कनेक्शन और स्विचिंग अंतःक्रियाओं को एक डिज़ाइन विचार के रूप में संबोधित करता है, न कि किसी दुर्घटना के रूप में: IEEE Std C57.105-2019 (https://standards.ieee.org/ieee/C57.105/6121) । यह मानक इसलिए मौजूद है क्योंकि ट्रांसफॉर्मर कनेक्शन और उसके चारों ओर के परिपथ के बीच की अंतःक्रिया तय करती है कि कोई प्रणाली सही ढंग से कार्य करेगी या गलत ढंग से।

क्षेत्र में जो काम करता है, वह आकर्षक नहीं होता। जहाँ भी संरचना अनुमति देती है, एकल-चरण के कटआउट्स के बजाय गैंग-संचालित उपकरण के साथ तीनों चरणों को एक साथ स्विच करें। जहाँ एकल-चरण उपकरणों से बचा नहीं जा सकता, स्विचिंग के दौरान द्वितीयक पर एक छोटा स्थायी प्रतिरोधी भार बनाए रखें, ताकि दोलन के लिए कुछ ऊर्जा अवशोषित करने का माध्यम मौजूद रहे। एक अवमंदन प्रतिरोधक या वाइंडिंग के समानांतर फेरोअनुनाद दमन परिपथ अगली सुरक्षा परत है, और एक उछाल बन्दी जो आकस्मिक अतिवोल्टेज के लिए, केवल बिजली गिरने के लिए नहीं, चुना गया हो, वह अंतिम उपाय है।

इनमें से कुछ के लिए विशेष उपकरणों की आवश्यकता नहीं है। इन्हें ट्रांसफॉर्मर की रेटिंग के साथ-साथ निर्णयित किया जाना चाहिए—केबल खींचे जाने के बाद नहीं।

आरएफक्यू में शामिल करने के लिए पाँच बातें

 

वाइंडिंग कनेक्शन और ग्राउंडिंग। बताएँ कि क्या ग्राउंडेड-वाई प्राथमिक स्वीकार्य है। लंबी केबल लाइन पर अनग्राउंडेड डेल्टा प्राथमिक सबसे अधिक जोखिम भरी व्यवस्था है, और इसका उत्तर पूरे अतिवोल्टेज चित्र को बदल देता है।

प्राथमिक स्विचिंग उपकरण का प्रकार। समूह-संचालित तीन-चरण लोड-ब्रेक स्विच, तीन-चरण पुनः संयोजन, या एकल-चरण कटआउट। यदि एकल-चरण उपकरण अपरिहार्य हैं, तो इसे स्पष्ट रूप से बताएँ, क्योंकि यह बदल जाता है। उछाल बन्दी चयन।

अरेस्टर वर्ग, ड्यूटी साइकिल, एमसीओवी और अस्थायी अतिवोल्टेज क्षमता। "अरेस्टर सम्मिलित" एक विनिर्देश नहीं है। बिजली गिरने के अलावा अस्थायी अतिवोल्टेज के विरुद्ध आकारित अरेस्टर के लिए अनुरोध करें।

केबल अनुसूची। प्रत्येक प्राथमिक खंड के लिए चालक का आकार, लंबाई और विद्युतरोधन प्रकार। शीथ धारिता अनुनाद परिपथ का दूसरा आधा भाग है और यह नामपट्टिका अनुसूची पर अदृश्य होती है।

द्वितीयक अवमंदन। क्या स्विचिंग के दौरान द्वितीयक पर एक छोटा स्थायी भार या अवमंदन प्रतिरोध छोड़ा जाएगा, और यह अपनी रेटिंग का कितना प्रतिशत होगा।

पैड माउंटेड ट्रांसफॉर्मर निर्माता आपके ऑर्डर से पहले क्या पूछता है

 

किसी भी परियोजना में, जहाँ प्राथमिक केबल की लंबाई अधिक हो, हम पहले दस्तावेज़ के रूप में नामपट्टिका अनुसूची नहीं, बल्कि केबल की लंबाइयों और स्विचिंग व्यवस्था के साथ एक-लाइन आरेख माँगते हैं, क्योंकि ये दोनों तत्व यह निर्धारित करते हैं कि अतिवोल्टेज का जोखिम नगण्य है या वास्तविक। ए पैड-माउंटेड ट्रांसफॉर्मर निर्माता जो व्यक्ति केवल ट्रांसफॉर्मर सूची से उद्धृत करता है, वह एक इकाई का उद्धरण दे रहा है, न कि एक समाधान का।

प्रत्येक इकाई एक नियमित परीक्षण क्रम से गुज़रती है, और इस प्रक्रिया में नो-लोड नुकसान और चुंबकीकरण धारा को रिकॉर्ड किया जाता है। ये दोनों मान फेरोरेजोनेंस संबंधी प्रश्न को एक राय से एक गणना में बदलने के लिए आवश्यक इनपुट हैं, और हम शिपमेंट से पहले आपके परामर्श इंजीनियर को इन्हें आपके अनुरोध पर प्रदान कर देंगे।

रायन इलेक्ट्रिक ने 2007 से वितरण और शक्ति ट्रांसफॉर्मर का निर्माण किया है, जो 120,000 वर्ग मीटर के उत्पादन आधार पर होता है, जिसमें 180 से अधिक उत्पादन और परीक्षण उपकरणों के सेट और 37 पेटेंट हैं। 2023 से कंपनी ईटन की एक आधिकारिक संयुक्त उद्यम साझेदार के रूप में कार्य कर रही है, जो इस बात का एक कारण है कि हम अरेस्टर और स्विचिंग समन्वय को ट्रांसफॉर्मर के क्षेत्र का हिस्सा मानते हैं, न कि किसी और की समस्या।

उत्तर अमेरिका में उपविभाजन कार्यों पर हम बार-बार एक छोटी तीन-चरण इकाई — 75 kVA से 500 kVA तक — देखते हैं, जो लंबे भूमिगत पार्श्व रेखा के अंत में स्थित होती है, जिसे एकल-चरण कटआउट के माध्यम से ऊर्जित किया जाता है और जो एक भार को संतुष्ट करती है जो अगले वर्ष तक मौजूद नहीं होगा। सूची में दिए गए प्रत्येक परिस्थिति एक साथ मौजूद होती है, और स्थल कई महीनों तक अनलोडेड रहता है। जब विनिर्देशक एक समूह-संचालित स्विच पर जाता है और चालू करने के दौरान द्वितीयक पर एक छोटा प्रतिरोधी भार छोड़ देता है, तो अरेस्टर विफलताएँ बंद हो जाती हैं।

यदि आप केबल-फेड सिस्टम पर पैड-माउंटेड यूनिट्स के लिए विनिर्देश तैयार कर रहे हैं, तो कृपया ऑर्डर देने से पहले हमें वन-लाइन डायग्राम और केबल शेड्यूल भेज दें। हम आपके वास्तविक सर्किट के आधार पर स्विचिंग व्यवस्था, अरेस्टर विनिर्देश और द्वितीयक डैम्पिंग की समीक्षा करेंगे, और आपको बताएँगे कि आपके पास चार स्थितियों में से कौन-सी है — और कौन-सी आप पहले ही डिज़ाइन कर चुके हैं। यह वह बातचीत है जो एक पैड-माउंटेड ट्रांसफॉर्मर निर्माता को ऑर्डर देने से पहले आपके साथ करनी चाहिए, पहले अरेस्टर के फेल होने के बाद नहीं।

लेखक के बारे में

इस लेख को रायन इलेक्ट्रिक ट्रांसफॉर्मर इंजीनियरिंग टीम द्वारा तैयार किया गया था। रायन इलेक्ट्रिक (जियांगसू रायन इलेक्ट्रिक कंपनी लिमिटेड) अपने १२०,००० वर्ग मीटर के विनिर्माण आधार पर कास्ट रेजिन और वीपीआई ड्राई-टाइप ट्रांसफॉर्मर, ऑयल-इमर्स्ड ट्रांसफॉर्मर और पैड-माउंटेड यूनिट्स का डिज़ाइन और निर्माण करती है, जो उत्तर अमेरिका, दक्षिणपूर्व एशिया, मध्य पूर्व और अफ्रीका में डेटा सेंटर, औद्योगिक, यूटिलिटी और बुनियादी ढांचा परियोजनाओं को सेवा प्रदान करती है।