ट्रांसफॉर्मर शीतलन वर्गों की व्याख्या: ओएनएएन, ओएनएएफ और ओएफएएफ रेटिंग्स

जोहोर के एक डेटा सेंटर ठेकेदार ने पिछले साल हमें एक लोड शेड्यूल भेजा, जिस पर केवल एक संख्या दर्ज थी: १० एमवीए, निरंतर। उनका आगमन तेल में डूबा हुआ ट्रांसफार्मर ओएनएएन ८,००० केवीए / ओएनएएफ १०,००० केवीए पढ़ने वाले नामपट्ट के साथ आया था — वह ट्रांसफॉर्मर शीतलन वर्ग जो प्रत्येक कोटेशन में सूचीबद्ध होते हैं और जिन्हें लगभग कोई नहीं पढ़ता — और उन्होंने ११ केवी केबल, स्विचगियर और सुरक्षा सेटिंग्स को दूसरे आंकड़े के आधार पर आकार दिया। चालू करने के समय पंखे चल रहे थे, लोड बढ़ रहा था, और ३३ °से के दोपहर में तेल के शीर्ष का अलार्म ९६ °से पर चौंक गया।

कुछ भी टूटा नहीं था। इकाई बिल्कुल वही कर रही थी जो उसकी रेटिंग शीट में कहा गया था — ऐसी परिस्थितियों में जिन्हें किसी ने खरीद आदेश में नहीं लिखा था। शीतलन कोड और वास्तविक स्थापना के बीच का यह अंतर अधिकांश ट्रांसफॉर्मर क्षमता विवादों की शुरुआत है।

ट्रांसफॉर्मर शीतलन वर्गों के कोड वास्तव में आपको क्या बताते हैं

 

ट्रांसफॉर्मर शीतलन वर्ग चार-अक्षरीय संक्षिप्त रूप हैं जो एक साथ दो चीज़ों का वर्णन करते हैं: वाइंडिंग्स के संपर्क में ठंडा करने वाला माध्यम, और उस माध्यम से ऊष्मा को बाहर निकालने की विधि। पहला अक्षर आंतरिक माध्यम को दर्शाता है (O — खनिज तेल के लिए, K — ३०० °से. से अधिक ज्वलन बिंदु वाले गैर-खनिज द्रव के लिए, L — ३०० °से. से अधिक ज्वलन बिंदु वाले सिंथेटिक एस्टर के लिए), दूसरा अक्षर संचरण विधि को दर्शाता है (N — प्राकृतिक, F — बलात्, D — निर्देशित), और अंतिम दो अक्षर बाहरी माध्यम — वायु, जल या बलात् वायु — के लिए उसी तर्क को दोहराते हैं।

इस प्रकार, ONAN का अर्थ है तेल प्राकृतिक, वायु प्राकृतिक: तेल ऊष्मीय सिफ़न द्वारा संचरित होता है और टैंक तथा रेडिएटर्स विश्राम की स्थिति में वायु को ऊष्मा देते हैं, जिसमें प्रणाली में कहीं भी कोई पंखा या पंप नहीं होता है। ONaf, जब पंखे रेडिएटर बैंक पर वायु को फूँकते हैं, तो ONAF बन जाता है। OFAF में तेल के पंप जोड़े जाते हैं। ODAF तेल प्रवाह को वाइंडिंग डक्ट्स के अंदर निर्देशित करता है, जो बड़ी जनरेटर स्टेप-अप इकाइयों द्वारा वाइंडिंग ढाल को नियंत्रण में रखने की विधि है।

शीतलन वर्ग	क्या चल रहा है	सामान्य क्षमता लाभ	इसका उपयोग कहाँ किया जाता है
ओएनएएन	कुछ नहीं — केवल ऊष्मीय सिफ़न	आधार रेटिंग	वितरण इकाइयाँ, ग्रामीण उप-स्टेशन, पैड-माउंटेड इकाइयाँ
ONAF (चरण 1)	एक पंखा बैंक	+25% से +33% ONAN के ऊपर	शहरी उप-स्टेशन, चरम भार वाले औद्योगिक संयंत्र
ONAF (चरण 2)	दूसरा पंखा बैंक	आगे की +15% से +20% वृद्धि	डेटा केंद्र, इस्पात एवं सीमेंट संयंत्र
OFAF	पंखे और तेल पंप	+40% से +60% तक ONAN की तुलना में	शक्ति ट्रांसफॉर्मर, 40 MVA और उससे अधिक
ODAF	निर्देशित तेल प्रवाह और पंखे	दिए गए फ्रेम के लिए सबसे अधिक	जनरेटर स्टेप-अप, HVDC कन्वर्टर यूनिट्स

ये प्रतिशत वे सीमाएँ हैं जिनके साथ हमारा डिज़ाइन कार्यालय रेटिंग शीट बनाते समय काम करता है। ये किसी मानक से निर्धारित नियम नहीं हैं — प्रत्येक निर्माता के रेडिएटर क्षेत्र, तेल का आयतन और पंखों का चयन अलग-अलग होता है, और एकमात्र संख्या जो मायने रखती है, वह आपके गारंटीड तकनीकी विवरणों में दी गई है।

दूसरी रेटिंग मुफ्त क्षमता नहीं है

 

यह वह हिस्सा है जिसे अधिकांश खरीदार याद कर लेते हैं। एक ONAF ट्रांसफॉर्मर समान यूनिट की तुलना में केवल ONAN पर चलने के मुकाबले अधिक क्षमता नहीं रखता है। इसकी क्षमता केवल तभी मौजूद होती है जब कुछ निश्चित शर्तें सत्य हों, और उनमें से प्रत्येक शर्त ट्रांसफॉर्मर के स्वतंत्र रूप से विफल होने की स्थिति में भी विफल हो सकती है।

पंखे के बैंक को सहायक विद्युत आपूर्ति की आवश्यकता होती है। कई उत्तर अमेरिकी परियोजनाओं में, हमने देखा है कि एक उपयोगिता ने एक अंतर-संबंध अध्ययन में ओएनएफ रेटिंग को अस्वीकार कर दिया, क्योंकि स्टेशन सेवा आपूर्ति को किसी स्थानांतरण योजना द्वारा समर्थित नहीं किया गया था — यदि पंखे रुक जाते हैं, तो इकाई चुपचाप ८ एमवीए पर वापस चली जाती है, जबकि सुरक्षा सेटिंग्स अभी भी १० एमवीए के लिए होती हैं। ट्रांसफॉर्मर नहीं बदला गया। केवल रेटिंग बदली गई।

पंखे भी वहाँ मौजूद होने चाहिए। एक १० एमवीए कूलर बैंक में आमतौर पर लगभग ०.५५ किलोवाट के दो से चार अक्षीय पंखे होते हैं, जिनमें मोटर बेयरिंग, कॉन्टैक्टर, थर्मोस्टैट और एक नियंत्रण परिपथ शामिल होता है जो शीर्ष-तेल तापमान के आधार पर चरणों को स्विच करता है। इनमें से प्रत्येक एक रखरखाव वस्तु है जिसका एक सीमित जीवनकाल होता है, और एक अटका हुआ पंखे का मोटर गर्मियों के चरम उपभोग के बीच में एक शीतलन चरण को हटा देता है। जब हम कोई इकाई कोट करते हैं, तो हम इम्पीडेंस के साथ ही दस्तावेज़ में पंखे के चरण नियंत्रण दर्शन को भी कोट करते हैं, क्योंकि रेटिंग एक नियंत्रण प्रणाली का व्यवहार है, केवल वाइंडिंग डिज़ाइन नहीं।

फिर वहाँ वातावरणीय मान्यता है। तापमान वृद्धि की सीमाएँ एक ऐसे वातावरण के संदर्भ में दी गई हैं जो एक दिन और एक वर्ष के दौरान परिभाषित की गई है, केवल एक शाम नहीं। एक ऐसी इकाई जिसकी औसत वाइंडिंग वृद्धि ६५ केल्विन के लिए गारंटीकृत है, उसकी गारंटी एक निर्दिष्ट अधिकतम वातावरणीय तापमान के लिए होती है, और जोहोर में ३३ °से. का दिन समस्या नहीं था — समस्या यह थी कि किसी ने यह नहीं पूछा कि केवल पहले चरण में फैन्स के साथ ४० °से. पर क्या होता है। यह वह सबसे आम गलती है जो हम विनिर्देशों में देखते हैं, ट्रांसफॉर्मर शीतलन वर्ग विनिर्देशों में: चार अक्षरों को डेटाशीट से बिना उस वातावरणीय आधार के कॉपी कर लिया जाता है जो उन्हें सत्य बनाता है।

तापमान वृद्धि: कोड के पीछे की संख्या

 

अक्षर आपको बताते हैं कि ऊष्मा इकाई से कैसे निकलती है। वह तापमान वृद्धि आपको बताता है कि विद्युत रोधन कितनी ऊष्मा का अनुभव करने के लिए अनुमति रखता है। तरल-डूबी इकाइयों के लिए दो महत्वपूर्ण सीमाएँ हैं — औसत वाइंडिंग वृद्धि और सबसे गर्म बिंदु की वृद्धि — और ये IEEE C57.12.00 में निर्धारित की गई हैं, जिसका सारांश आप C57.12.00-2021 के लिए IEEE Standards Association के पृष्ठ पर पढ़ सकते हैं 65 केल्विन के औसत वाइंडिंग उठाव डिज़ाइन के लिए — जो अभी भी एशिया और मध्य पूर्व में सबसे आम विनिर्देश है — संबंधित सबसे गर्म बिंदु की अनुमति 80 केल्विन है, जो संदर्भ वातावरण पर लगभग 110 °सेल्सियस के बराबर होती है।

यह 110 °सेल्सियस का मान वह बिंदु है जहाँ इन्सुलेशन के जीवन का निर्धारण किया जाता है। 110 °सेल्सियस पर पेपर के उम्र बढ़ने से इसकी तन्य शक्ति कम होने की दर ऐसी होती है कि उस बिंदु से प्रत्येक 6 से 8 केल्विन अधिक तापमान पर शेष जीवन आधा हो जाता है, जिसी कारण एक यूनिट जो अपने डिज़ाइन से 8 केल्विन अधिक गर्म चल रही हो, सिर्फ 8% तेज़ी से नहीं बल्कि कई गुना तेज़ी से उम्र बढ़ाती है, और नियमित परीक्षण रिपोर्ट में कोई भी बात आपको तब तक चेतावनी नहीं देगी जब तक कि कई साल बाद फ्यूरान के मान बढ़ने नहीं शुरू कर देते।

 

 

यही कारण है कि ऊष्मा परीक्षण प्रमाणपत्र से अधिक महत्वपूर्ण है। IEEE C57.12.90 के अनुसार तापमान उठाव परीक्षण नामांकित भार पर वास्तविक शीर्ष-तेल और वाइंडिंग प्रवणताओं को मापता है; यह एकमात्र प्रमाण है कि आरेख में निर्दिष्ट रेडिएटर क्षेत्रफल, तेल का आयतन और पंखे का चयन वास्तव में नामपट्टिका के अनुरूप हैं। एक ONAF ट्रांसफॉर्मर गर्मी का परीक्षण दोगुना महत्वपूर्ण है, क्योंकि प्रत्येक पंखा चरण एक अलग संचालन बिंदु है जिसकी पुष्टि करनी होती है—अनुमानित नहीं किया जा सकता।

पंखे, पंप और रखरखाव का बिल

 

शीतलन चरणों को निर्दिष्ट करना सस्ता होता है, लेकिन उन्हें चलाए रखना महँगा होता है। ट्रांसफॉर्मर में जो भी गतिशील भाग जोड़ा जाता है, वह एक निर्धारित निरीक्षण बन जाता है, किसी के भंडार में एक स्पेयर भाग बन जाता है, और एक विफलता का रूप ले लेता है जो एक साफ़ ट्रिप के बजाय अनियोजित कमी के रूप में प्रकट होता है।

हमारे अनुभव में, ONAF ट्रांसफॉर्मर बेड़े में विफलता की क्रमबद्ध सूची छोटी और भविष्यवाणी योग्य होती है: पहले पंखा मोटर के बेयरिंग सूख जाते हैं, फिर कॉन्टैक्टर कॉइल, फिर वह थर्मोस्टैट जो दूसरे बैंक को चरणबद्ध करता है। ओएफएएफ इकाइयों पर पंप शाफ्ट सील और एक अंतर दाब इंटरलॉक जोड़ते हैं, जो तेल के स्तर में कमी होने पर गलती से ट्रिप कर सकता है। इनमें से कुछ भी असामान्य नहीं है, और ये सभी विनिर्देशन के चरण पर टाले जा सकते हैं।

एक बिंदु विनिर्देश में लिखा जाना चाहिए: जब शीतलन चरण विफल होता है, तो इकाई क्या करती है। यदि दूसरा चरण विफल हो जाता है और भार नहीं घटाया जाता है, तो वाइंडिंग अंतर को अवशोषित कर लेती है। वाइंडिंग तापमान ट्रिप एक सुरक्षित परिणाम है; लेकिन एक वाइंडिंग जो चुपचाप एक मौसम तक १२० °से. पर चलती रहे, वह नहीं है।

परिवेश, ऊँचाई और आवरण: जहाँ रेटिंग्स चुपचाप कम हो जाती हैं

 

दो डिरेटिंग कारक ऐसे हैं जो अन्य किसी की तुलना में अधिक परियोजनाओं को प्रभावित करते हैं: स्थलीय परिवेश तापमान और ऊँचाई। हमारी डिज़ाइन शीट्स अनुमानित रूप से प्रति डिग्री सेल्सियस रेटेड परिवेश तापमान से ऊपर १.०% से १.२% की क्षमता कमी लागू करती हैं, जिसका अर्थ है कि ५० °से. के मरुस्थलीय स्थल पर ४० °से. रेटेड इकाई की नामपट्टिका क्षमता में भार जोड़े जाने से पहले ही एक महत्वपूर्ण कमी आ जाती है। १,००० मीटर से ऊपर वायु घनत्व के कम होने के कारण वायु-शीतित ऊष्मा अपव्यय पर भी यही प्रभाव पड़ता है, और इस सुधार को रेटिंग प्लेट की गणना में दिखाया जाना चाहिए, फुटनोट में नहीं।

आवरण तीसरा कारक है। आईईईई सी५७.१२.२८ के अनुसार टैम्पर-रेजिस्टेंट आवरण में स्थापित पैड-माउंटेड यूनिट, एक खुले सबस्टेशन ट्रांसफॉर्मर की तरह वायु नहीं लेती है, और दीवार के साथ या प्रतिबंधित वायु प्रवाह वाले बाड़ वाले क्षेत्र के अंदर स्थापित यूनिट, अपने परीक्षण बे द्वारा अनुमानित तापमान से अधिक गर्म हो जाएगी। गल्फ क्षेत्र में एक काले आवरण पर सौर ऊष्मा का प्रभाव जोड़ें, तो यह अंतर केवल सैद्धांतिक नहीं रह जाता है।

ध्वनि के लिए विपरीत तर्क लागू होता है। फैन लगभग ५ से ८ डीबी(ए) की ध्वनि जोड़ते हैं, इसलिए जिस यूनिट का ओएनएएन में विनिर्दिष्ट ध्वनि स्तर ५८ डीबी(ए) है, वह रात में दूसरे चरण के संचालन के दौरान ६४ डीबी(ए) की ध्वनि उत्पन्न करेगी। यदि स्थल पर कोई ध्वनि समझौता है, तो पड़ोसी लोग ओएनएएफ के आंकड़े को ही सुनेंगे।

डेटाशीट पर क्या लिखना है

 

जब हमारे इंजीनियर किसी चीन में तेल-डूबे हुए ट्रांसफॉर्मर कारखाने के अंदर छाँटी गई सूची के लिए विनिर्देश की समीक्षा करते हैं, तो जो दस्तावेज़ सबसे तेज़ी से अंतिम रूप दिए जाते हैं, वे वे हैं जो इन बिंदुओं के लिखित उत्तर देते हैं:

• शीतलन वर्ग और चरणों की संख्या , जो एक क्रम के रूप में दी गई हो (ओएनएएन / ओएनएएफ१ / ओएनएएफ२), एकल लेबल के रूप में नहीं।

• प्रत्येक चरण पर क्षमता , जिसमें प्रत्येक आंकड़े के लिए माना गया वातावरण तापमान भी शामिल हो।

• ऊँचाई और वातावरण सुधार , लागू किया गया और प्रदर्शित किया गया, जिसे कारखाने को खोजने के लिए नहीं छोड़ा गया है।

• पंखा नियंत्रण दर्शन : ट्रिगर तापमान, चरण विलंब, और चरण विफलता पर व्यवहार।

• सहायक आपूर्ति : वोल्टेज, चरण, और यह कि क्या इसे स्टेशन डीसी या एक स्थानांतरण योजना द्वारा समर्थित किया गया है।

• प्रत्येक चरण पर ध्वनि स्तर , निर्दिष्ट मापन दूरी पर डीबी(ए) में।

• हानि आंकड़े संदर्भ तापमान पर, जो यूएस वितरण इकाइयों के लिए भी 10 सीएफआर भाग 431 उपभाग के अनुसार दक्षता सारणियों को संतुष्ट करना आवश्यक है। , यूएस डीओई का वितरण ट्रांसफॉर्मर नियम जो एक अनुपालन इकाई द्वारा प्राप्त की जाने वाली न्यूनतम दक्षता को निर्धारित करता है।

एक विशिष्टता जो दो पृष्ठों पर सभी सात फिट्स का उत्तर देती है, और यह सुनिश्चित करती है कि कमीशनिंग के दौरान किसके नामपट्ट का सही होना चाहिए, इस पर बहस न हो सके।

हम इसकी रेटिंग और परीक्षण कैसे करते हैं, और हम क्या सुझाव देते हैं

 

खरीदार जो ऑडिट करते हैं चीन में तेल-डूबे हुए ट्रांसफॉर्मर कारखाने के अंदर आमतौर पर वाइंडिंग कंडक्टर ग्रेड से शुरू करते हैं और शीतन के साथ समाप्त करते हैं, जो गलत क्रम है। क्षमता दावा वास्तव में शीतन चरण में स्थित होता है। हमारा जियांगसू में स्थित संयंत्र प्रत्येक कस्टम-रेटेड लिक्विड-इमर्स्ड इकाई पर हीट रन करता है, और ट्रांसफॉर्मर के साथ शिप की जाने वाली रेटिंग शीट में गारंटीड मानों के अलावा मापे गए टॉप-ऑयल और वाइंडिंग ग्रेडिएंट भी शामिल होते हैं। यह तब महत्वपूर्ण होता है जब कोई परामर्शदाता ओवरलोड अध्ययन या इंटरकनेक्शन आवेदन की रक्षा करने के लिए बाध्य होता है: ये आंकड़े एक परीक्षण पर आधारित होते हैं।

हम दोनों का निर्माण करते हैं तेल में डूबा हुआ ट्रांसफार्मर 120,000 वर्ग मीटर के साइट पर रेंजेज़ और ड्राई-टाइप यूनिट्स, जिनके पोर्टफोलियो में 37 पेटेंट्स हैं, और 2023 से हम ईटन के संयुक्त उद्यम भागीदार के रूप में कार्य कर रहे हैं — यह व्यवस्था मुख्यतः दस्तावेज़ीकरण अनुशासन में दिखाई देती है, विपणन भाषा में नहीं। यूएल, सीएसए और आईईसी फ़ाइलें, ड्रॉइंग्स और थर्मल डेटा एक ही पैकेज के रूप में प्राप्त होते हैं।

एक व्यावहारिक नोट: परीक्षण रिपोर्ट में कूलिंग स्टेज क्रम के बारे में पूछें, केवल नामपट्टिका नहीं — वह तकनीशियन जो यूनिट को ऊर्जा प्रदान करता है, वह रिपोर्ट पढ़ता है, प्लेट नहीं।

जोहोर की यूनिट अंततः ठीक हो गई। हमने पंखों को फिर से स्टेज किया ताकि दूसरा बैंक 6 केल्विन पहले शुरू हो जाए, और मालिक ने 1.2 एमवीए का गैर-महत्वपूर्ण लोड दूसरे ट्रांसफॉर्मर पर स्थानांतरित कर दिया — यह एक प्रतिस्थापन की तुलना में सस्ता समाधान था, और केवल इसलिए संभव था क्योंकि रेटिंग शीट ने हमें बताया कि यूनिट वास्तव में क्या कर सकती है।

ट्रांसफॉर्मर शीतलन वर्ग ये पूरे पैकेज में सबसे सस्ते क्षमता निर्णय हैं, और गलत करने में सबसे आसान भी, क्योंकि दूसरी रेटिंग हमेशा मुफ़्त हेडरूम जैसी लगती है—जब तक कि वातावरण, सहायक आपूर्ति और फैन बेयरिंग आपके साथ असहमत नहीं हो जाते। यदि आप अभी एक द्रव-डूबी इकाई का विनिर्देशन कर रहे हैं, तो कृपया हमें लोड प्रोफ़ाइल, साइट का वातावरण और ऊँचाई भेज दें। ryan-transformers.com — हमारे इंजीनियर चरण-दर-चरण रेटिंग और उसके पीछे के परीक्षण डेटा के साथ आपको उत्तर देंगे।

लेखक के बारे में: रायन इलेक्ट्रिक के इंजीनियरिंग टीम द्वारा लिखित, जो कि जियांगसू, चीन में एक UL/CSA-प्रमाणित ट्रांसफॉर्मर निर्माता है और २०२३ से ईटन का संयुक्त उद्यम साझेदार है; जो उत्तर अमेरिका, दक्षिणपूर्व एशिया और मध्य पूर्व में डेटा केंद्र, उपयोगिता और औद्योगिक परियोजनाओं के लिए तेल-डूबे, शुष्क-प्रकार और पैड-माउंटेड ट्रांसफॉर्मर की आपूर्ति करता है।