ग्रामीण विद्युत ग्रिड वितरण ट्रांसफॉर्मरों की दोषों पर चर्चा

1. परिचय

दीर्घकालिक संचालन के कारण, ग्रामीण विद्युत ग्रिड में वितरण ट्रांसफॉर्मरों की दोष और दुर्घटनाओं को पूरी तरह से नहीं टाला जा सकता। इन दोषों और दुर्घटनाओं के कई कारण होते हैं, जैसे बाहरी बल, जैसे कि नुकसान और प्रभाव, और अप्रतिरोध्य प्राकृतिक आपदाएं जैसे बिजली का प्रहार। इसके साथ ही, कुछ ग्रामीण क्षेत्रों में, निम्न-वोल्टेज लाइनों का अपर्याप्त रखरखाव किया जाता है, जिससे अक्सर ओवरलोडिंग और शॉर्ट-सर्किट होता है, जो वितरण ट्रांसफॉर्मरों को जलने का कारण बनता है। यह विफलताओं का एक प्रमुख कारण बन गया है।

ग्रामीण विद्युत ग्रिड में वितरण ट्रांसफॉर्मरों को जलने से रोकने और उनके संचालन विफलताओं को कम करने के लिए, यह पेपर कुछ टाइपिकल दोष प्रकारों और वितरण ट्रांसफॉर्मरों के कारणों का सारांश और विश्लेषण करता है, प्रतिरोधी उपायों का पता लगाता है, वितरण ट्रांसफॉर्मरों के संभावित खतरों और कमजोर लिंकों का अधिक अन्वेषण और समाधान करता है, वितरण ट्रांसफॉर्मरों के जलने के दोषों के घटना को प्रभावी रूप से रोकता और नियंत्रित करता है, और इस प्रकार ग्रामीण विद्युत ग्रिड की विद्युत आपूर्ति की विश्वसनीयता को बढ़ाता है।

वर्तमान में, ग्रामीण विद्युत ग्रिड में प्रयोग किए जाने वाले वितरण ट्रांसफॉर्मर मुख्य रूप से तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफॉर्मर हैं। ऐसे ट्रांसफॉर्मरों के दोष आमतौर पर आंतरिक और बाहरी दोषों में विभाजित किए जाते हैं। आंतरिक दोष ट्रांसफॉर्मर टैंक के अंदर होने वाले विभिन्न विकारों को संदर्भित करते हैं। मुख्य प्रकारों में विंडिंगों के बीच फेज-से-फेज शॉर्ट-सर्किट, विंडिंगों के अंदर टर्न-से-टर्न शॉर्ट-सर्किट, और विंडिंग या लीड-आउट्स टैंक के बाहरी केसिंग के साथ ग्राउंडिंग दोष शामिल हैं। बाहरी दोष ट्रांसफॉर्मर टैंक के बाहरी इंसुलेटिंग बुशिंग और उनके लीड-आउट्स पर होने वाले विभिन्न विकारों को संदर्भित करते हैं। मुख्य प्रकारों में इंसुलेटिंग बुशिंग के फ्लैशओवर या टूटने से ग्राउंडिंग, और निम्न-वोल्टेज आउटलेट लाइनों के फेज-से-फेज शॉर्ट-सर्किट या ग्राउंडिंग शामिल हैं।

क्योंकि वितरण ट्रांसफॉर्मरों के दोष एक विस्तृत श्रेणी को कवर करते हैं, इनके विशिष्ट वर्गीकरण के बहुत सारे तरीके हैं। उदाहरण के लिए, सर्किट लूप के दृष्टिकोण से, वे मुख्य रूप से सर्किट दोष, मैग्नेटिक सर्किट दोष, और ऑइल-सर्किट दोष में विभाजित किए जाते हैं। यदि वितरण ट्रांसफॉर्मर की मुख्य संरचना के आधार पर वर्गीकृत किया जाए, तो वे विंडिंग दोष, कोर दोष, ऑइल-क्वालिटी दोष, और अनुपात चेंजर दोष में विभाजित किए जा सकते हैं। परंपरागत रूप से, वितरण ट्रांसफॉर्मरों के दोष प्रकार आमतौर पर सामान्य दोष-प्रविष्टि क्षेत्रों, जैसे इंसुलेशन दोष, कोर दोष, टैप-चेंजर दोष, आदि के आधार पर वर्गीकृत किए जाते हैं। उनमें से, वितरण ट्रांसफॉर्मर आउटलेट शॉर्ट-सर्किट दोष ट्रांसफॉर्मर के लिए सबसे गंभीर प्रभाव और वर्तमान में सबसे अधिक घटनाओं का कारण है। इसके अलावा, वितरण ट्रांसफॉर्मर लीकेज दोष, आदि भी होते हैं। इन सभी विभिन्न प्रकार के दोष थर्मल दोष, इलेक्ट्रिकल दोष, या दोनों थर्मल और डिस्चार्ज दोष को एक साथ प्रदर्शित कर सकते हैं। हालांकि, वितरण ट्रांसफॉर्मर का लीकेज दोष सामान्य परिस्थितियों में थर्मल या इलेक्ट्रिकल दोष विशेषताओं को प्रदर्शित नहीं करता।

इसलिए, वितरण ट्रांसफॉर्मरों के दोष प्रकारों को एक विशिष्ट ढांचे के भीतर वर्गीकृत करना मुश्किल है। यह पेपर वितरण ट्रांसफॉर्मरों के आम और सामान्य दोष प्रकारों, जैसे शॉर्ट-सर्किट दोष, डिस्चार्ज दोष, इंसुलेशन दोष, कोर दोष, टैप-चेंजर दोष, ऑइल-गैस लीकेज दोष, बाहरी बल नुकसान दोष, और फ्यूज प्रोटेक्शन दोष को अपनाता है। प्रत्येक प्रकार के कारण और संबंधित तकनीकी उपायों के आधार पर अलग-अलग चर्चा की जाती है।

2. वितरण ट्रांसफॉर्मरों का दोष विश्लेषण
2.1 शॉर्ट-सर्किट दोष
2.1.1 दोष कारण विश्लेषण

वितरण ट्रांसफॉर्मरों के शॉर्ट-सर्किट दोष मुख्य रूप से वितरण ट्रांसफॉर्मरों के आउटलेट शॉर्ट-सर्किट, और अंतर्निहित लीड-आउट्स या विंडिंग्स के ग्राउंडिंग, और फेजों के बीच शॉर्ट-सर्किट, जो विफलताओं का कारण बनते हैं, को संदर्भित करते हैं।

वितरण ट्रांसफॉर्मरों के सामान्य संचालन के दौरान, आउटलेट शॉर्ट-सर्किट दोषों से होने वाला नुकसान अपेक्षाकृत गंभीर होता है। संबंधित सांख्यिकी के अनुसार, ग्रामीण विद्युत ग्रिड में वितरण ट्रांसफॉर्मरों पर शॉर्ट-सर्किट दोष धारा के प्रभाव से निकलने वाले दोषों ने सभी दोषों का लगभग 40% हिस्सा लिया है। ऐसे बहुत सारे मामले हैं। विशेष रूप से, जब वितरण ट्रांसफॉर्मर में निम्न-वोल्टेज आउटलेट शॉर्ट-सर्किट होता है, तो विंडिंग्स को आमतौर पर बदलना पड़ता है। गंभीर मामलों में, सभी विंडिंग्स को बदलना पड़ सकता है, जिससे अत्यंत गंभीर परिणाम और नुकसान होता है। इसलिए, इसे पर्याप्त ध्यान देना चाहिए।

आउटलेट शॉर्ट-सर्किट वितरण ट्रांसफॉर्मरों पर निम्नलिखित दो पहलुओं में प्रभाव डालते हैं:
शॉर्ट-सर्किट धारा के कारण इंसुलेशन ओवरहीटिंग दोष
कुछ ग्रामीण निम्न-वोल्टेज लाइनों के अपर्याप्त रखरखाव के कारण, ओवरलोडिंग और शॉर्ट-सर्किट अक्सर होते हैं। जब वितरण ट्रांसफॉर्मर में अचानक शॉर्ट-सर्किट होता है, तो उसके उच्च-वोल्टेज और निम्न-वोल्टेज विंडिंग्स दोनों एक साथ रेटिंग के दहाई गुना शॉर्ट-सर्किट धारा पारित कर सकते हैं। यह बहुत सारी गर्मी उत्पन्न करता है, जिससे वितरण ट्रांसफॉर्मर गंभीर रूप से ओवरहीट होता है और कॉइल का तापमान तेजी से बढ़ता है, जिससे इंसुलेशन पुराना होता है। जब वितरण ट्रांसफॉर्मर की शॉर्ट-सर्किट धारा का सहन करने की क्षमता अपर्याप्त होती है और उसकी थर्मल स्थिरता खराब होती है, तो वितरण ट्रांसफॉर्मर का इंसुलेशन सामग्री गंभीर रूप से नुकसान पहुंचता है, जिससे ट्रांसफॉर्मर का ब्रेकडाउन और नुकसान होता है।
शॉर्ट-सर्किट इलेक्ट्रोडाइनामिक बल के कारण विंडिंग विकृति दोष
जब वितरण ट्रांसफॉर्मर पर शॉर्ट-सर्किट का प्रभाव पड़ता है, तो यदि शॉर्ट-सर्किट धारा छोटी होती है और फ्यूज सही रूप से फट जाता है, तो विंडिंग विकृति कम होती है। यदि शॉर्ट-सर्किट धारा बड़ी होती है और फ्यूज देर से या नहीं फटता, तो द्वितीयक तरफ रेटिंग से 20-30 गुना अधिक शॉर्ट-सर्किट धारा उत्पन्न होती है। वितरण ट्रांसफॉर्मर के प्राथमिक तरफ अनिवार्य रूप से एक बड़ी धारा उत्पन्न होती है जो द्वितीयक तरफ शॉर्ट-सर्किट धारा के डिमैग्नेटाइजिंग प्रभाव को विपरीत करती है। बड़ी धारा कॉइल के अंदर एक महत्वपूर्ण यांत्रिक बल उत्पन्न करती है, जिससे कॉइल को संपीड़ित, विस्थापित या विकृत होने का कारण बनता है, इंसुलेशन पैड और प्लेट ढीले हो जाते हैं, कोर क्लैंपिंग बोल्ट ढीले हो जाते हैं, उच्च-वोल्टेज कॉइल विकृत या फट जाता है, और अंततः वितरण ट्रांसफॉर्मर का विफल होना होता है। इसके साथ ही, विंडिंग्स एक अपेक्षाकृत बड़े इलेक्ट्रोमैग्नेटिक टोक का सामना करते हैं, और इंसुलेशन सामग्री छूट जाती है, तार के शरीर को खुला कर देती है और टर्न-से-टर्न शॉर्ट-सर्किट होता है। छोटी विकृतियों के लिए, यदि समय पर ठीक नहीं किया जाता, जैसे पैडों की स्थिति को पुनर्स्थापित करना, विंडिंग्स के दबाव नाल और योक के पुल और रोड को ठीक करना, और लीड-आउट्स के क्लैंपिंग बल को मजबूत करना, तो बहुत सारे शॉर्ट-सर्किट प्रभावों के बाद वितरण ट्रांसफॉर्मर को नुकसान पहुंचाया जाता है।

2.1.2 शॉर्ट-सर्किट दोषों को कम करने के उपाय

• चयन आवश्यकताओं का विकास। जब वितरण ट्रांसफॉर्मर का चयन किया जाता है, तो एक ऐसा ट्रांसफॉर्मर चुनें जो शॉर्ट-सर्किट परीक्षण को लीन गुजर सके। वितरण ट्रांसफॉर्मर की क्षमता को तर्कसंगत रूप से निर्धारित करें और उसकी शॉर्ट-सर्किट इम्पीडेंस को तर्कसंगत रूप से चुनें। संभव हो तो ऊर्जा-कुशल S11-प्रकार के वितरण ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करें और उच्च-ऊर्जा-व्यय ट्रांसफॉर्मर को फेस-आउट करें।

• संचालन की स्थिति और पर्यावरण का विकास। विद्युत लाइनों की इंसुलेशन स्तर को बेहतर करें, विशेष रूप से वितरण ट्रांसफॉर्मर के निम्न-वोल्टेज आउटलेट लाइनों के इंसुलेशन स्तर को एक निश्चित दूरी तक बेहतर करें। साथ ही, निम्न-वोल्टेज लाइनों के लिए सुरक्षा कोरिडोर और सुरक्षा दूरी की मानकों को बढ़ाएं ताकि निकटवर्ती क्षेत्रों के दोषों का प्रभाव और खतरे को कम किया जा सके। यह शामिल है निम्न-वोल्टेज ड्रॉपर टर्मिनल (चूंकि निम्न-वोल्टेज टर्मिनलों का विस्फोट अक्सर द्वितीयक शॉर्ट-सर्किट के बराबर होता है) की स्थापना और रखरखाव की गुणवत्ता पर ध्यान देना, छोटे जानवरों के आक्रमण से रोकना, और निम्न-वोल्टेज फ्यूज की गुणवत्ता की आवश्यकताओं को बेहतर करना ताकि फ्यूज न फटने जैसी स्थितियों को रोका जा सके।

• संचालन मोड का विकास। संचालन मोड निर्धारित करते समय, शॉर्ट-सर्किट धारा की गणना करें और उसके खतरों को सीमित करें। विशेष रूप से, वितरण ट्रांसफॉर्मर को ओवरलोडिंग के तहत संचालित होने से रोकें। वितरण ट्रांसफॉर्मर के इलेक्ट्रिकल लोड की गणना और समायोजन करने का प्रयास करें।

• टिप