ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर: कब ज़िगज़ैग यूनिट का निर्दिष्टीकरण करना चाहिए और इसे सही ढंग से रेट कैसे करना चाहिए

पिछले वसंत में, ओहायो के एक संयंत्र अभियंता ने हमें 13.8 kV लूप के बारे में ईमेल किया, जो तीन उत्पादन भवनों को फीड कर रहा था। एक फेज़-टू-ग्राउंड दोष उस सिस्टम में दो सप्ताह से घूम रहा था — सुरक्षा रिले लगभग कुछ भी नहीं देख पा रहे थे, क्योंकि लूप एक अनग्राउंडेड सिस्टम था जिसमें दोष धारा के लौटने के लिए शून्य-क्रम पथ का अभाव था। जब तक उनके ठेकेदार ने जले हुए केबल स्प्लाइस का पता लगाया, दो 500 hp मोटर ड्राइव पहले ही स्वस्थ फेज़ पर विफल हो चुके थे। उन्होंने जो सुधार आदेशित किया, वह 15 kV वर्ग का था भू-संपर्क ट्रांसफार्मर एक ज़िगज़ैग वाइंडिंग के साथ। उनका हमसे प्रश्न संक्षिप्त था: "खरीद आदेश पर मैं कौन-सी धारा रेटिंग दर्ज करूँ — 10 सेकंड या निरंतर?"

यह प्रश्न उससे अधिक आम है जितना कि होना चाहिए, और यहीं पर विशिष्टताएँ गलत हो जाती हैं। जब यह प्रश्न उनकी परियोजना में उठता है, तो हम खरीदारों को यही बताते हैं।

 

 

ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर वास्तव में क्या करता है

यह सामान्य अर्थ में एक वितरण ट्रांसफॉर्मर नहीं है। इस प्रकार की ग्राउंडिंग इकाई सामान्य संचालन के दौरान लगभग कोई भार नहीं ले जाती है। इसका कार्य एक ऐसी प्रणाली पर कृत्रिम तटस्थ बिंदु बनाना है जिसमें कोई तटस्थ बिंदु नहीं होता — आमतौर पर एक डेल्टा-कनेक्टेड प्रणाली, या एक वाई प्रणाली जिसका तटस्थ बुशिंग उपलब्ध नहीं है या दृढ़ता से ग्राउंड करने की अनुमति नहीं है।

जब एक अनग्राउंडेड प्रणाली पर फेज-टू-ग्राउंड दोष होता है, तो दोष धारा केवल केबल्स और वाइंडिंग्स की वितरित धारिता के माध्यम से प्रवाहित हो सकती है, जो बहुत छोटी होती है। अतः सुरक्षा प्रणाली दोष को नहीं हटा सकती, और प्रणाली एक फेज को ग्राउंड के समान स्थिति पर चलती रहती है, जबकि स्वस्थ फेज़ पूर्ण लाइन-टू-लाइन वोल्टेज तक बढ़ जाते हैं — जो सामान्य फेज वोल्टेज का लगभग १.७३ गुना होता है, और अस्थायी चापन (आर्किंग) के दौरान क्षणिक अतिभार हो सकता है। स्वस्थ फेज़ पर लगे मोटर और केबल्स पर तनाव पड़ता है, और इन्सुलेशन विफलताएँ हो जाती हैं, जो अक्सर वास्तविक दोष से दूर और कई सप्ताह बाद घटित होती हैं।

एक ज़िगज़ैग यूनिट को उसके न्यूट्रल के साथ ग्राउंड किया जाता है, और चित्र बदल जाता है। वाइंडिंग शून्य-क्रम के लिए कम प्रतिबाधा वाला मार्ग प्रदान करती है, दोष धारा ट्रांसफॉर्मर के माध्यम से वापस प्रवाहित होती है, और सुरक्षा उपकरण अंततः इसे पहचान सकते हैं और ट्रिप कर सकते हैं। एक ज़िगज़ैग (अंतर-जुड़े हुए-स्टार) वाइंडिंग में, प्रत्येक फ़ेज़ लगभग शून्य-क्रम दोष धारा का एक तिहाई हिस्सा वहन करता है, जिस कारण ये यूनिट उन भारों की तुलना में भौतिक रूप से छोटे होते हैं जिनकी वे सुरक्षा करते हैं।

 

ज़िगज़ैग बनाम वाई-डेल्टा: आपके विनिर्देश में कौन-सी वाइंडिंग शामिल होनी चाहिए

खरीदार हमसे दो सामान्य तरीकों के बारे में पूछते हैं जिनके द्वारा एक भू-संपर्क ट्रांसफार्मर का निर्माण किया जाता है: ज़िगज़ैग और वाई-डेल्टा।

तुलना	ज़िगज़ैग (अंतर-जुड़े हुए स्टार)	वाई-डेल्टा
सामान्य भार धारा	लगभग शून्य — केवल चुंबकीयकरण धारा	यदि निर्दिष्ट किया गया हो, तो सहायक डेल्टा भार की आपूर्ति भी कर सकता है
शून्य-क्रम प्रतिबाधा	कम, डिज़ाइन द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है	कम, वाइंडिंग ज्यामिति द्वारा निर्धारित
भौतिक आकार	संक्षिप्त, सबसे कम लागत	बड़ा, उच्च लागत
विशिष्ट उपयोग	480 V से 34.5 kV प्रणालियों पर शुद्ध ग्राउंडिंग कार्य	ग्राउंडिंग के साथ सहायक या स्टेशन सेवा भार
सामान्य रेटिंग्स	hRG कार्य के लिए 10 सेकंड के लिए 400 A; लगातार	अक्सर लगातार-रेटेड

एक परियोजना के लिए जिसकी एकमात्र आवश्यकता एक न्यूट्रल बिंदु है, वह ज़िगज़ैग ट्रांसफॉर्मर यह लगभग हमेशा सही विकल्प होता है — यह छोटा, सस्ता होता है और एक बाहरी एन्क्लोज़र के अंदर माउंट करना आसान होता है। हम अपने कारखाने में दोनों प्रकार के यूनिट्स बनाते हैं, लेकिन हमारे द्वारा भेजे गए ग्राउंडिंग ऑर्डर्स में से लगभग नौ में से दस ज़िगज़ैग यूनिट्स होते हैं। केवल तभी वाई-डेल्टा विकल्प निर्दिष्ट करें जब यूनिट को डेल्टा तरफ से एक सहायक लोड, जैसे कि स्टेशन सर्विस पैनल, को भी फीड करना आवश्यक हो।

 

निरंतर बनाम अल्पकालिक रेटिंग: वह विशिष्टता निर्णय जो सबसे अधिक महत्वपूर्ण है

यह वह निर्णय था जिसने ओहियो के इंजीनियर को फ़ोन करने के लिए प्रेरित किया, और यह वह निर्णय है जिसे अधिकांश खरीदार गलत करते हैं।

एक भू-संपर्क ट्रांसफार्मर जो कम-प्रतिरोध ग्राउंडेड प्रणाली के साथ काम करता है, उसे डिज़ाइन किया गया है अल्पकालिक कार्य के लिए प्रणाली का तटस्थ ग्राउंडिंग प्रतिरोधक (एनजीआर) भू-दोष धारा को एक निर्धारित मान तक सीमित करता है — आमतौर पर 400 ए, कभी-कभी 200 ए या 600 ए — और सुरक्षा व्यवस्था दोष को कुछ सेकंड के भीतर दूर कर देती है। अतः ट्रांसफार्मर को उस धारा को एक निर्धारित अवधि के लिए वहन करने के लिए अनुमति प्रदान की जाती है, जो आमतौर पर 10 सेकंड होती है, जैसा कि आईईईई सी57.32 परीक्षण प्रक्रियाओं में वर्णित है। एक अल्पकालिक इकाई को "निरंतर" रेट करना तांबे और कोर पर अनावश्यक खर्च करना है; जबकि एक निरंतर-कार्य इकाई को "10 सेकंड" रेट करना सुरक्षा के लिए खतरनाक है।

एक उच्च प्रतिरोध ग्राउंडिंग (एचआरजी) प्रणाली में, धारा को जानबूझकर लगभग 5 ए या 10 ए तक सीमित किया जाता है और प्रणाली दोष के सक्रिय होने के बावजूद चलती रहती है, जबकि रखरोट द्वारा दोष का पता लगाया जाता है। उस इकाई को रेट किया जाना चाहिए निरंतर क्योंकि यह धारा को अनिश्चित काल तक वहन करती है। विनिर्देश में इन दोनों को गलती से मिला देना हमारे द्वारा आरएफक्यू में सबसे आम त्रुटि है — एक खरीदार "ग्राउंडिंग ट्रांसफार्मर, 400 ए" लिखता है और ड्यूटी साइकिल को भूल जाता है, फिर कारखाना गलत मशीन का उद्धरण देता है।

 

पहले प्रणाली को ग्राउंड करें: अनग्राउंडेड, सॉलिड, लो-रेजिस्टेंस, या एचआरजी

किसी भी व्यक्ति द्वारा ग्राउंडिंग यूनिट की रेटिंग करने से पहले, सिस्टम ग्राउंडिंग दर्शन का निर्धारण करना आवश्यक होता है, क्योंकि यह धारा, ड्यूटी और सुरक्षा योजना निर्धारित करता है।

• अग्राउंडेड सिस्टम कई औद्योगिक कोड में कानूनी हैं — एनईसी अनुच्छेद २५०.२१ अभी भी इन्हें अनुमति देता है — लेकिन ये पहली दोष को चुपचाप सहन करते हैं और स्वस्थ उपकरणों को अतिवोल्टेज के प्रति उजागर करते हैं। यह वह विन्यास है जो आमतौर पर खरीदारों को बाद में ग्राउंडिंग यूनिट जोड़ने के लिए प्रेरित करता है।
• सॉलिडली ग्राउंडेड वाई सिस्टम को तब ग्राउंडिंग यूनिट की आवश्यकता नहीं होती है जब न्यूट्रल उपलब्ध हो और इसके उपयोग की अनुमति हो। जब न्यूट्रल अप्राप्य हो या सॉलिड ग्राउंडिंग की अनुमति न हो, तो ज़िगज़ैग यूनिट प्रकट होती हैं।
• कम-प्रतिरोध ग्राउंडेड सिस्टम (आमतौर पर २००–८०० ए, १०-सेकंड ड्यूटी) मध्य-वोल्टेज औद्योगिक वितरण के लिए मानक विकल्प हैं। एक ज़िगज़ैग और एनजीआर का संयोजन दोष बिंदु पर सीमित क्षति के साथ विश्वसनीय दोष का पता लगाने को सुनिश्चित करता है।
• उच्च प्रतिरोध ग्राउंडेड प्रणालियाँ (5–10 ए, निरंतर) एकल दोष के समय भी संयंत्र को चलाती रहती हैं, जिसके साथ अलार्म सक्रिय हो जाता है; यह विशेष रूप से उन 480 वी प्रक्रियाओं में आम है जिन्हें अनियोजित बंद होने की अनुमति नहीं है। एनईसी 250.36 में 480 वी से 1000 वी तक की प्रणालियों पर एचआरजी का वर्णन किया गया है।

संदर्भ के लिए, वह अर्थव्यवस्था-संबंधी अभ्यास जो यह निर्धारित करता है कि इनमें से कौन-सा आपके संयंत्र के लिए उपयुक्त है, इसका वर्णन आईईईई 142 औद्योगिक एवं वाणिज्यिक शक्ति प्रणालियों के अर्थव्यवस्था के लिए अनुशंसित अभ्यास में किया गया है, जिसे हम तब आधार रेखा के रूप में मानते हैं जब कोई ग्राहक हमसे अपनी प्रणाली की दर्शन-पद्धति की समीक्षा करने का अनुरोध करता है।

 

विशिष्टता पत्रक पर क्या होना आवश्यक है

जब आप किसी भू-संपर्क ट्रांसफार्मर के लिए आरएफक्यू भेजते हैं, तो एक पूर्ण विशिष्टता इन मदों के उत्तर देती है — और कोटेशन इंजीनियर तुरंत पहचान सकता है कि ये कहाँ अनुपस्थित हैं:

1. प्रणाली का लाइन-टू-लाइन वोल्टेज और आवृत्ति (उदाहरण के लिए, 13.8 केवी, 60 हर्ट्ज़), तथा विद्युतरोधन प्रणाली के लिए आवश्यक बीआईएल वर्ग।
2. न्यूट्रल अर्थव्यवस्था विधि: कम-प्रतिरोध अर्थव्यवस्था, जिसमें एनजीआर धारा और समय (400 ए, 10 सेकंड) शामिल हों, या एचआरजी निरंतर कार्य (5 ए या 10 ए)।
3. निरंतर या अल्पकालिक रेटिंग, स्पष्ट रूप से बताई गई — कभी भी इसे अनुमान पर छोड़ना नहीं चाहिए।
4. क्या एक तटस्थ भू-संपर्क प्रतिरोधक शामिल है, और उसका ओमिक मान, क्योंकि केवल ज़िगज़ैग धारा को सीमित नहीं करता है।
5. आवरण और वातावरण: आंतरिक, बाह्य, पैड-माउंटेड शैली, या उप-केंद्र फ्रेम, साथ ही तापमान वर्ग।
6. लागू परीक्षण मानक — हम निर्माण और परीक्षण करते हैं IEEE C57.32 के अनुसार, जो तटस्थ भू-संपर्क उपकरणों के लिए आवश्यकताओं, शब्दावली और परीक्षण प्रक्रियाओं, जिसमें ताप-वृद्धि और अल्पकालिक धारा परीक्षण शामिल हैं, को शामिल करता है।
7. डेल्टा या ज़िगज़ैग वाइंडिंग व्यवस्था, और यह कि इकाई को कोई सहायक भार वहन करना आवश्यक है या नहीं।

एक ज़िगज़ैग ट्रांसफॉर्मर 15 केवी वर्ग की प्रणाली के लिए, 10 सेकंड के लिए 400 ए, यह आसपास के वितरण ट्रांसफार्मरों की तुलना में एक छोटी और हल्की मशीन है। लेकिन 'छोटा' का अर्थ सरल नहीं है — शून्य-क्रम प्रतिबाधा, तटस्थ बिंदु पर विद्युतरोधन समन्वय, और अल्पकालिक ऊष्मीय सहनशीलता सभी को इंजीनियरिंग के द्वारा विकसित किया जाना चाहिए, न कि अनौपचारिक रूप से।

 

रायन में हम भू-संपर्क इकाइयों का निर्माण और परीक्षण कैसे करते हैं

 

 

2023 से हम ईटन के एक आधिकारिक संयुक्त उद्यम भागीदार के रूप में काम कर रहे हैं, और यह सहयोग हमारे इस जैसे विशेष उपकरणों के साथ व्यवहार को आकार देता है — वे हमारी मुख्य वितरण लाइन के समान ही कड़ाई से परीक्षणित होते हैं, कोई अतिरिक्त या गौण कार्य नहीं। हमारे 120,000 वर्ग मीटर के कारखाने में 180 से अधिक उपकरण सेट संचालित होते हैं, और ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर को कारखाने के परीक्षण रिपोर्ट के बाद ही छोड़ा जाता है, जिसमें टर्न-रेशियो, विद्युतरोधन प्रतिरोध, आरोपित एवं प्रेरित वोल्टेज परीक्षण शामिल होते हैं, और जहाँ रेटिंग की आवश्यकता होती है, वहाँ हमारी गुणवत्ता आश्वासन टीम की उपस्थिति में लघु-समय धारा परीक्षण भी किया जाता है।

परीक्षण क्षेत्र से एक आदत: जब कोई ग्राहक अपने आरएफक्यू में केवल "ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर" लिखता है और अन्य कुछ नहीं, तो हम मूल्य प्रस्ताव देने से पहले फ़ोन करते हैं। पिछले एक वर्ष में हमने कुछ विशिष्टताओं को पहचाना है जो एक निरंतर रेटेड इकाई को 10-सेकंड के कार्य चक्र में भेज देतीं, और एक ज़िगज़ैग ट्रांसफॉर्मर को ऐसी प्रणाली के लिए ऑर्डर किया गया था जिसे वास्तव में एक वाई-डेल्टा ट्रांसफॉर्मर की आवश्यकता थी जिसमें सहायक भार के लिए अतिरिक्त सुविधा हो। फ़ोन पर ये प्रश्न केवल पाँच मिनट के होते हैं, लेकिन बाद में महीनों की परेशानी से बचाते हैं।

 

खरीदारों के लिए मुख्य निष्कर्ष

यदि आपकी सुविधा में एक अनग्राउंडेड मीडियम-वोल्टेज प्रणाली चल रही है, या एक डेल्टा प्रणाली है जिसमें ठोस न्यूट्रल उपलब्ध नहीं है, तो एक भू-संपर्क ट्रांसफार्मर जिगज़ैग वाइंडिंग के साथ ट्रांसफॉर्मर व्यावहारिक समाधान है — यह शून्य-क्रम पथ प्रदान करता है, स्वस्थ उपकरणों पर अतिवोल्टेज तनाव को सीमित करता है, और रिले को अंततः ग्राउंड दोषों का पता लगाने की अनुमति देता है। वाइंडिंग का चयन करें यदि आपको सहायक भार क्षमता की आवश्यकता है या नहीं, और ड्यूटी साइकिल का चयन अपनी ग्राउंडिंग विधि के आधार पर करें: NGR-सीमित कम-प्रतिरोध प्रणालियों के लिए 10-सेकंड रेटिंग, HRG के लिए निरंतर रेटिंग।

हमें अपनी प्रणाली वोल्टेज, अपनी ग्राउंडिंग दर्शनशास्त्र, और अपना दोष-धारा लक्ष्य भेजें, और हम आपके प्रतिबद्ध होने से पहले रेटिंग की पुष्टि कर देंगे। ईमेल करें [email protected]या संपर्क पृष्ठ के माध्यम से एक उद्धरण के लिए अनुरोध करें — विशिष्टता समीक्षा मुफ्त है, और यह वह कदम है जो एक अनग्राउंडेड प्रणाली को एक अनियोजित आउटेज बनने से रोकता है।

 

लेखक के बारे में

रायन इलेक्ट्रिक चीन में एक ट्रांसफॉर्मर निर्माता है, जिसकी स्थापना २००७ में की गई थी, और यह उत्तर अमेरिका, दक्षिण पूर्व एशिया और मध्य पूर्व में बिजली आपूर्ति कंपनियों, डेटा केंद्रों और औद्योगिक ग्राहकों को सेवाएँ प्रदान करता है। यह लेख हमारी इंजीनियरिंग और सामग्री टीम द्वारा तैयार किया गया है, जिसमें विश्वभर में शिप किए गए ट्रांसफॉर्मर परियोजनाओं के कारखाना परीक्षण के अनुभव और क्षेत्र से प्राप्त प्रतिक्रिया का उपयोग किया गया है।