रेल विद्युतीकरण के लिए ट्रैक्शन ट्रांसफॉर्मर

लगभग हर रेल परियोजना एक ही दो मार्गों वाले मोड़ पर पहुँच जाती है। A ट्रैक्शन ट्रांसफॉर्मर एक सबस्टेशन के लिए निर्दिष्ट किया जाता है, और फिर एक वाक्य आता है जो पूरे लेआउट को फिर से लिख देता है: यह इकाई वाहन पर सवार होती है। यह पंक्ति मशीन को एक मेश फेंस के पीछे कंक्रीट के पैड से हटाकर एक कार बॉडी के नीचे बोल्ट किए गए स्टील फ्रेम पर ले जाती है, और यह आपके द्वारा शुरू की गई थर्मल, यांत्रिक और प्रमाणन तर्कों को बदल देती है।

 

ऑन-बोर्ड और ट्रैकसाइड दो अलग-अलग इंजीनियरिंग समस्याएँ हैं

ये मशीनें दो परिवारों में विभाजित हो जाती हैं जिनका नाम तो समान होता है, लेकिन अन्य सभी बातें लगभग अलग होती हैं। ऑन-बोर्ड इकाइयाँ ट्रेन के साथ यात्रा करती हैं और ओवरहेड कैटेनरी या तीसरी रेल से ऊर्जा प्राप्त करती हैं। ट्रैकसाइड इकाइयाँ ट्रैक्शन सबस्टेशन में स्थित होती हैं और सीधे कैटेनरी को ऊर्जा प्रदान करती हैं। जब कोई खरीदार एक आपूर्तिकर्ता से दोनों के लिए बिना कार्य को अलग किए कोटेशन माँगता है, तो परिणाम आमतौर पर एक ही तुलना सारणी में रखी गई दो असंगत डिज़ाइनें होती हैं।

वोल्टेज कहानी कहते हैं। यूरोपीय मुख्य रेल नेटवर्क १५ केवी, १६.७ हर्ट्ज़ पर काम करते हैं, जबकि अधिकांश अन्य विद्युतीकृत प्रणालियाँ २५ केवी, ५० हर्ट्ज़ पर काम करती हैं। ट्रेन के अंदर, यह कैटेनरी वोल्टेज ट्रैक्शन कन्वर्टर के लिए लगभग १.५ केवी तक कम हो जाता है, जबकि एचवीएसी, प्रकाश व्यवस्था और कंप्रेसर को बिजली देने के लिए अलग-अलग द्वितीयक वाइंडिंग्स लगभग ४०० वी पर होती हैं। ७५० वी, १.५ केवी और ३ केवी डीसी रेलवे प्रणालियाँ बजाय इसके ट्रैक के किनारे बिजली का रूपांतरण करती हैं, इसलिए ट्रेन पर लगे ट्रांसफॉर्मर का मुख्य कार्य ट्रैक्शन के बजाय सहायक आपूर्ति होती है।

डिज़ाइन के प्रेरक कारक विपरीत दिशाओं में इशारा करते हैं। ट्रैक के किनारे लगी इकाई का आकार शॉर्ट-सर्किट सहनशीलता और तापीय सुरक्षा सीमा के आधार पर तय किया जाता है, और आमतौर पर प्लिंथ पर इसे बड़ा करने के लिए जगह होती है। ट्रेन पर लगी इकाई का आकार द्रव्यमान और आयतन के आधार पर तय किया जाता है, क्योंकि कोर और वाइंडिंग का प्रत्येक किलोग्राम वह द्रव्यमान है जिसे बोगी ढोती है और जिसे ट्रेन को त्वरित करने के लिए ऊर्जा खर्च करनी पड़ती है।

 

आईईसी ६०३१०:२०२६ में क्या बदलाव आए — और क्यों आपके ट्रैक्शन ट्रांसफॉर्मर विनिर्देश की एक बार फिर समीक्षा करने की आवश्यकता है

ऑन-बोर्ड ट्रैक्शन ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन IEC 60310 द्वारा नियंत्रित है। पाँचवाँ संस्करण 13 अप्रैल 2026 को प्रकाशित किया गया और 2016 के चौथे संस्करण को रद्द कर दिया गया है। यह एक तकनीकी संशोधन है, संपादकीय अपडेट नहीं, और प्रकाशित दायरा IEC वेबस्टोर पृष्ठ पर उल्लिखित है। IEC 60310:2026 वेबस्टोर पृष्ठ .

छह परिवर्तन उन सभी के लिए महत्वपूर्ण हैं जो कोई तकनीकी विनिर्देश लिख रहे हैं या समीक्षा कर रहे हैं। ट्रांसफॉर्मर और इंडक्टर के लिए विशिष्ट परिपथों को जोड़ा गया है, जिससे डिज़ाइनरों को सामान्य वाइंडिंग व्यवस्थाओं के लिए एक साझा संदर्भ प्राप्त होता है। शीतलन विधियों के लिए अक्षर प्रतीकों को अब परिभाषित किया गया है। पारद्युतिक परीक्षण तालिका को संशोधित किया गया है। परीक्षण उप-खंडों को पुनर्गठित किया गया है। शुष्क-प्रकार के ट्रांसफॉर्मर और शुष्क-प्रकार के इंडक्टर के लिए तापमान परीक्षण को दो अलग-अलग उप-खंडों में विभाजित किया गया है। झटका और कंपन आवश्यकताओं को IEC 61373 के अनुसार अद्यतन किया गया है।

वह अंतिम वस्तु वह है जो परियोजनाओं को फँसा देती है। यदि आपकी कारखाना स्वीकृति परीक्षण योजना 2016 के संस्करण के आधार पर तैयार की गई थी और शुष्क-प्रकार तापमान परीक्षण को एकल धारा के रूप में माना गया था, तो यह योजना अब उस मानक के साथ मेल नहीं खाती है जिसका आपका ग्राहक उल्लेख कर रहा है। दायरा पंक्ति भी पढ़ने लायक है: आईईसी 60310 यंत्र ट्रांसफॉर्मर्स, 1 केवीए सिंगल-फेज़ या 5 केवीए पॉलीफेज़ से कम रेटेड ट्रांसफॉर्मर्स, या छोटे प्रेरकों पर लागू नहीं होता है।

 

द्रव-डूबा या शुष्क प्रकार: शीतलन निर्णय पहले लें

ऑन-बोर्ड इकाइयाँ आमतौर पर खनिज तेल या एस्टर द्रव में द्रव-डूबी होती हैं, क्योंकि द्रव संचरण कुंडली से ऊष्मा को हवा की तुलना में कहीं अधिक प्रभावी ढंग से दूर ले जाता है और प्रति किलोग्राम उच्चतम शक्ति उत्पन्न करता है। किसी वाहन पर, यह दक्षता एक सीलबंद टैंक और उसके द्वारा आवश्यक रखरखाव की जटिलता के लायक है।

इसके लिए एक दृढ़ स्थान है ड्राई टाइप ट्रांसफॉर्मर रेलवे कार्यों में, हालाँकि, यह विकल्प नहीं है। सुरंगें, भूमिगत स्टेशन, और कोई भी स्थान जहाँ तरल रिसाव या बड़ी आग का जोखिम स्वीकार्य नहीं है, वहाँ विनिर्देश VPI या कास्ट रेज़िन निर्माण की ओर झुकता है। यही तर्क सार्वजनिक इमारत के अंदर लगाए गए सहायक और स्टेशन ट्रांसफॉर्मर्स पर भी लागू होता है।

ट्रैक के सामने, तेल में डूबा हुआ ट्रांसफार्मर 25 केवी पर मुख्य लाइन सबस्टेशनों और डीसी नेटवर्क पर रेक्टिफायर कार्य के लिए अभी भी प्रमुखता बनाए हुए है, क्योंकि इकाई एक बाड़ लगे परिसर के अंदर स्थित होती है, जहाँ तापीय सीमा द्रव्यमान की तुलना में कहीं अधिक महत्वपूर्ण होती है। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए, शीतलन वर्ग का चयन — केवल ONAN, या ONAN के साथ बल द्वारा वायु चरण — ही निरंतर रेटिंग निर्धारित करता है।

हमारी स्वयं की डिज़ाइन समीक्षाओं में, शीतलन का निर्णय अक्सर अंतिम वस्तु होता है जिसे तय किया जाता है, लेकिन यह पहली वस्तु होनी चाहिए जिसे तय किया जाना चाहिए। इसे वाइंडिंग लेआउट से पहले तय कर लें: चाहे उत्तर एक द्रव-आवृत्त टैंक हो या एक ड्राई टाइप ट्रांसफॉर्मर आईपी-रेटेड एन्क्लोज़र में, शीतलन का चयन विद्युत रोधन प्रणाली, ज्यामिति और स्पष्टता को निर्धारित कर देता है, जिनके चारों ओर बाकी सभी चीज़ें फिट होनी होती हैं।

 

वह विशिष्टता पत्रक के मद जो यह निर्धारित करते हैं कि यूनिट फिट होगी या नहीं

दो यूनिटों की kVA रेटिंग समान हो सकती है, फिर भी वे एक-दूसरे के कार्य के लिए गलत हो सकती हैं। नीचे दी गई तालिका उन परिवर्तनों का संक्षिप्त संस्करण है जो तब होते हैं जब एक ट्रैक्शन ट्रांसफॉर्मर सबस्टेशन प्लिंथ से वाहन पर जाता है।

विन्यास आइटम	ऑन-बोर्ड यूनिट	ट्रैकसाइड यूनिट
इनपुट	25 kV 50 Hz, या 15 kV 16.7 Hz कैटेनरी	25 kV, 15 kV, 33 kV, या 11 kV
सामान्य द्वितीयक	ट्रैक्शन कन्वर्टर के लिए लगभग 1.5 kV; सहायक के लिए लगभग 400 V	1.5 kV DC या 750 V DC रेक्टिफायर फीड; 11 kV वितरण
प्रभावशाली डिज़ाइन ड्राइवर	द्रव्यमान और आयतन	शॉर्ट-सर्किट सहनशीलता और तापीय सुरक्षा सीमा
शीतलन	द्रव-आवृत्त, या VPI / कास्ट रेज़िन शुष्क प्रकार	तेल-आवृत्त ONAN या ONAF; आंतरिक स्थानों में शुष्क प्रकार
नियामक मानक	IEC 60310:2026	EN 50329 के साथ IEC 60076
यांत्रिक योग्यता	IEC 61373 झटका और कंपन	जहाँ स्थल की आवश्यकता हो, भूकंपीय योग्यता
विद्युत रोधन समन्वय	कड़ी सीमाएँ, कनवर्टर से उच्च dv/dt	बीआईएल-चालित स्पष्टीकरण
अग्नि एवं द्रव के रिसाव का प्रतिबंध	सुरंग और यात्री क्षेत्र के नियम	उप-केंद्र अलगाव के नियम

डेटा शीट की किसी भी अन्य पंक्ति की तुलना में प्रतिशत प्रतिबाधा अधिक पैरामीटरों को निर्धारित करती है। ट्रेन पर, उच्च प्रतिबाधा दोष धारा को सीमित करती है और कनवर्टर की रक्षा करती है, लेकिन यह नियामकता और भार हानि को भी बढ़ा देती है। ट्रैक के साथ, प्रतिबाधा को सुरक्षा सेटिंग्स और किसी भी समानांतर इकाई के साथ मेल खाना आवश्यक है, क्योंकि गलत मेल के कारण पहली बार जब दोनों ट्रांसफॉर्मरों को एक साथ सक्रिय किया जाता है, तो भार का असमान वितरण होता है — और कमजोर इकाई दिन के पहले ही गर्म होने लगती है।

खरीद आदेश में केवल सामान्य मान नहीं, बल्कि प्रतिबाधा सहिष्णुता भी लिखें, और टैप श्रेणी को स्पष्ट रूप से बताएँ। एक आपूर्ति वोल्टेज के आधार पर निर्मित ट्रांसफॉर्मर आमतौर पर तब अच्छा प्रदर्शन नहीं करता है जब बाद में नेटवर्क को किसी अन्य फीडर से पुनः आपूर्ति की जाती है।

 

रेल परियोजनाओं के लिए प्रमाणन और कारखाना परीक्षण

उत्तर अमेरिकी पारगमन और औद्योगिक परियोजनाएँ आईईसी ढांचे के ऊपर अपनी स्वयं की मंजूरियाँ लगाती हैं। एएनएसआई/यूएल 1561 शुष्क-प्रकार के सामान्य उद्देश्य और शक्ति ट्रांसफॉर्मर्स को शामिल करता है, और इसके प्रकाशित क्षेत्र का विस्तार केवल 600 वी के नाममात्र प्राथमिक या माध्यमिक रेटिंग तक ही होता है; अतः इससे ऊपर के किसी भी स्तर के लिए एक अलग प्रमाणन पथ अपनाया जाता है। संस्करण 4 वर्तमान में प्रभावी है, जिसका अंतिम संशोधन 31 अगस्त 2023 को किया गया था, और क्षेत्र का पाठ यूएल के 1561 मानक पृष्ठ पर प्रकाशित है .

 

 

प्रमाणन के अतिरिक्त, एक सुचारू परियोजना को एक कठिन परियोजना से अलग करने वाला कारक परीक्षण पैकेज है। एक ड्राई टाइप ट्रांसफॉर्मर के लिए, हम अनुपात और ध्रुवता, प्रत्येक वाइंडिंग पर वाइंडिंग प्रतिरोध, विद्युतरोधन प्रतिरोध, पृथक-स्रोत एसी अतिरिक्त वोल्टेज सहनशीलता, प्रेरित अतिवोल्टेज, क्रय आदेश में नामांकित पीसी सीमा के साथ आंशिक डिस्चार्ज मापन और तापमान वृद्धि परीक्षण की अपेक्षा करेंगे। एक तेल में डूबा हुआ ट्रांसफार्मर यह तेल परीक्षण और टैंक पर दबाव या रिसाव परीक्षण जोड़ता है। बिजली के झटके और लघु-परिपथ सहनशीलता जैसे प्रकार परीक्षणों का सबूत मान्यता प्राप्त प्रयोगशाला की एक रिपोर्ट द्वारा दिया जाना चाहिए, न कि किसी उद्धरण में वादा किया गया हो।

क्रम उतना ही महत्वपूर्ण है जितनी कि सूची। खरीदार जो क्रम को अनिर्दिष्ट छोड़ देते हैं, कभी-कभी ठंडी इकाई पर मापा गया आंशिक डिस्चार्ज मान प्राप्त करते हैं, जबकि उन्हें तापमान वृद्धि के बाद का मान चाहिए था; और डिज़ाइन समीक्षा में ये दोनों मान परस्पर विनिमेय नहीं हैं।

 

ये इकाइयाँ ऑर्डर के अनुसार क्यों बनाई जाती हैं

कैटलॉग डिज़ाइन रेल कार्य के लिए शायद ही कभी फिट होते हैं। गेज प्रतिबंध, कई द्वितीयक वाइंडिंग, एक विशिष्ट प्रतिबाधा सीमा, असामान्य वोल्टेज पर सहायक वाइंडिंग, और कार निर्माता द्वारा निर्धारित माउंटिंग व्यवस्था — ये सभी कारक किसी परियोजना को एक कस्टम तीन-चरण ट्रांसफॉर्मर के ओर धकेलते हैं, जो डेटा शीट से चुनी गई नहीं, बल्कि परियोजना के आरेखों के अनुसार बनाई गई होती है।

रायन इलेक्ट्रिक ने 2007 से ट्रांसफॉर्मर का निर्माण किया है और 2023 से इटन के आधिकारिक संयुक्त उद्यम साझेदार के रूप में कार्य कर रही है, जिसके फलस्वरूप उन्हीं उत्पादन लाइनों के पीछे उत्तर अमेरिका के स्थापित इंजीनियरिंग और गुणवत्ता ढांचे को स्थापित किया गया है। निर्माण आधार 120,000 वर्ग मीटर के क्षेत्रफल में फैला हुआ है तथा इसमें 180 से अधिक उत्पादन एवं परीक्षण उपकरणों के सेट हैं, और कंपनी के पास UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS तथा CE प्रमाणन हैं।

रेल के लिए पूछताछ के संबंध में, हम किसी भी अन्य कार्य से पहले डिज़ाइन समीक्षा को तीन प्रश्नों के आसपास तैयार करते हैं: पहला, माउंटिंग बिंदु कितने द्रव्यमान को सहन कर सकता है; दूसरा, वाइंडिंग्स को कितनी दोष धारा को सहन करना होगा; तथा तीसरा, स्थापना के वास्तविक वातावरण और वेंटिलेशन की स्थितियाँ क्या प्रदान करती हैं। इन तीनों उत्तरों को पहले प्राप्त कर लेने से बाद में अधिकांश पुनर्डिज़ाइन का कार्य समाप्त हो जाता है।

 

रेल ट्रांसफॉर्मर ऑर्डर के लिए खरीद समय

रेल कार्यक्रम निश्चित मंजूरी गेट्स पर चलते हैं, और ट्रैक्शन ट्रांसफॉर्मर यह आमतौर पर तब तक महत्वपूर्ण पथ पर नहीं होता है, जब तक कि अचानक यह महत्वपूर्ण नहीं हो जाता है। कार निर्माता अंडरफ्रेम लेआउट को फ्रीज़ कर देता है, सबस्टेशन डिज़ाइन प्लिंथ और केबल मार्गों को फ्रीज़ कर देता है, और दोनों तिथियाँ आमतौर पर वाणिज्यिक अनुबंध पर हस्ताक्षर के बाद काफी समय बाद निर्धारित होती हैं। उस समय ऑर्डर देने से निर्माण को शेष बचे समय के भीतर सीमित कर दिया जाता है।

जो खरीदार इस समस्या से बचते हैं, वे निर्माण रिलीज़ के बजाय डिज़ाइन फ्रीज़ के समय ऑर्डर देते हैं, और वे यह स्वीकार करते हैं कि डिज़ाइन का एक छोटा हिस्सा अभी भी बदल सकता है। वे लॉन्ग-लीड आइटम को मुख्य पैकेज से अलग कर देते हैं, ताकि सिग्नलिंग या सिविल कार्य क्षेत्र में देर से हुए बदलाव ट्रांसफॉर्मर की डिलीवरी को न रोक सकें।

यदि आप रेल या ट्रांज़िट के लिए पूछताछ तैयार कर रहे हैं, तो कृपया हमें ड्यूटी, माउंटिंग या प्लिंथ प्रतिबंधों, फॉल्ट लेवल और वातावरणीय स्थितियाँ भेजें। हम आपको एक कस्टम तीन-चरण ट्रांसफॉर्मर प्रस्ताव वापस भेजेंगे जो पहली बार में ही फिट हो जाएगा — आप हमारी इंजीनियरिंग टीम तक हमारे होमपेज पर उपलब्ध संपर्क फॉर्म के माध्यम से पहुँच सकते हैं।

 

लेखक के बारे में

यह लेख रायन इलेक्ट्रिक की इंजीनियरिंग सामग्री टीम द्वारा तैयार किया गया था, जो 2007 में स्थापित एक ट्रांसफॉर्मर निर्माता है और 2023 से ईटन का आधिकारिक संयुक्त उद्यम भागीदार है। यह टीम उत्तर अमेरिका, मध्य पूर्व, दक्षिण पूर्व एशिया और अफ्रीका में ऊर्जा वितरण कंपनियों, ईपीसी ठेकेदारों और परिवहन परियोजनाओं को अनुकूलित शुष्क-प्रकार और तेल-डूबे ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन के साथ समर्थन प्रदान करती है। तकनीकी प्रश्नों के लिए, रायन इलेक्ट्रिक की वेबसाइट के माध्यम से इंजीनियरिंग टीम से संपर्क करें।