वितरण ट्रांसफॉर्मर पर न्यूट्रल करंट का प्रभाव क्या होता है

वितरण ट्रांसफॉर्मर पर न्यूट्रल करंट का प्रभाव

न्यूट्रल करंट (Neutral Current) वितरण ट्रांसफॉर्मर पर कई महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है, जिसे निम्नलिखित रूप से सारांशित किया जा सकता है:

1. न्यूट्रल कंडक्टर का ओवरलोडिंग

• कारण: एक तीन-धारा चार-तारीय प्रणाली में, अगर तीन-धारा लोड असंतुलित हैं या बहुत सारे एक-धारा लोड (जैसे आवासीय बिजली) हैं, तो न्यूट्रल कंडक्टर में प्रचुर मात्रा में करंट बह सकता है। इसके अलावा, हार्मोनिक करंट (विशेष रूप से तीसरे हार्मोनिक और उनके गुणज) भी न्यूट्रल कंडक्टर से गुजरते हैं, जिससे न्यूट्रल करंट में वृद्धि होती है।

• प्रभाव: न्यूट्रल कंडक्टर का ओवरलोडिंग उत्पन्न हो सकता है, जिससे गर्मी बढ़ सकती है, जो न्यूट्रल कंडक्टर या उसके कनेक्शन पॉइंट्स को जला सकती है। यह न केवल विद्युत् गुणवत्ता पर प्रभाव डालता है, बल्कि सुरक्षा के खतरे, जैसे आग, भी उत्पन्न कर सकता है।

2. ट्रांसफॉर्मर का तापमान वृद्धि

• कारण: जब तीन-धारा लोड असंतुलित होते हैं, तो न्यूट्रल करंट बढ़ता है, जिससे ट्रांसफॉर्मर के न्यूट्रल पॉइंट पर अधिक करंट बहता है। इसके अलावा, हार्मोनिक करंट ट्रांसफॉर्मर में तांबे के नुकसान और लोहे के नुकसान में वृद्धि करते हैं, जिससे तापमान वृद्धि होती है।

• प्रभाव: अत्यधिक तापमान वृद्धि ट्रांसफॉर्मर की लंबाई को कम कर सकती है, कार्यक्षमता को कम कर सकती है और ओवरहीट संरक्षण उपकरणों को सक्रिय कर सकती है, जिससे ट्रिप या बिजली का निकास हो सकता है। लंबी अवधि के लिए अत्यधिक गर्मी ट्रांसफॉर्मर की इन्सुलेशन सामग्री को नुकसान पहुंचा सकती है, जिससे विफलता का खतरा बढ़ता है।

3. वोल्टेज असंतुलन

• कारण: असंतुलित तीन-धारा लोड न्यूट्रल पॉइंट को विस्थापित करते हैं, जिससे तीन धाराओं में वोल्टेज असंतुलन होता है। विशेष रूप से, जब बहुत सारे एक-धारा लोड होते हैं, तो एक धारा में वोल्टेज बढ़ सकता है, जबकि अन्य धाराओं में वोल्टेज कम हो सकता है।

• प्रभाव: वोल्टेज असंतुलन ट्रांसफॉर्मर से जुड़े उपकरणों के सामान्य संचालन पर प्रभाव डाल सकता है, विशेष रूप से मोटर और वोल्टेज परिवर्तन के प्रति संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर। वोल्टेज असंतुलन के कारण कार्यक्षमता कम हो सकती है, गर्मी बढ़ सकती है, लंबाई कम हो सकती है, और इन उपकरणों को नुकसान हो सकता है।

4. हार्मोनिक प्रदूषण

• कारण: आधुनिक विद्युत प्रणालियों में, गैर-रैखिक लोड (जैसे वेरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव, रेक्टिफायर, और कंप्यूटर) हार्मोनिक करंट उत्पन्न करते हैं, विशेष रूप से तीसरे हार्मोनिक और उनके गुणज, जो न्यूट्रल कंडक्टर से गुजरते हैं। ये हार्मोनिक करंट ट्रांसफॉर्मर में अतिरिक्त नुकसान उत्पन्न करते हैं और हार्मोनिक रिझोनेंस का कारण बनते हैं, जिससे हार्मोनिक प्रदूषण और बढ़ जाता है।

• प्रभाव: हार्मोनिक प्रदूषण ट्रांसफॉर्मर और अन्य विद्युत उपकरणों के प्रदर्शन को घटा सकता है, ऊर्जा उपभोग में वृद्धि कर सकता है, और उपकरणों की लंबाई कम कर सकता है। इसके अलावा, हार्मोनिक संचार प्रणालियों और ऑटोमेशन नियंत्रण उपकरणों को व्यवधान पहुंचा सकते हैं, जिससे प्रणाली की स्थिरता और विश्वसनीयता प्रभावित हो सकती है।

5. न्यूट्रल पॉइंट विस्थापन

• कारण: जब तीन-धारा लोड गंभीर रूप से असंतुलित होते हैं, तो न्यूट्रल पॉइंट की संभावना विस्थापित होती है, जिससे न्यूट्रल करंट में वृद्धि होती है। यह विशेष रूप से निम्न वोल्टेज वितरण प्रणालियों में बहुत सारे एक-धारा लोड के साथ आम है।

• प्रभाव: न्यूट्रल पॉइंट विस्थापन के कारण कुछ धाराओं में वोल्टेज बढ़ सकता है, जबकि अन्य धाराओं में वोल्टेज कम हो सकता है, जो विद्युत् गुणवत्ता पर प्रभाव डालता है। स्थिर वोल्टेज की आवश्यकता वाले उपकरणों के लिए, वोल्टेज की उतार-चढ़ाव उपकरणों को असामान्य रूप से काम करने या नुकसान पहुंचाने का कारण बन सकता है।

6. ट्रांसफॉर्मर की क्षमता उपयोग की कमी

• कारण: जब तीन-धारा लोड असंतुलित होते हैं, तो ट्रांसफॉर्मर की एक धारा ओवरलोड हो सकती है, जबकि अन्य धाराओं में हल्का लोड होता है। यह असंतुलन ट्रांसफॉर्मर की समग्र क्षमता उपयोग को कम करता है, भले ही वास्तविक लोड रेटेड मान तक नहीं पहुंचा हो, लेकिन एक धारा में करंट अनुमत रेंज से अधिक हो गया हो।

• प्रभाव: क्षमता उपयोग की कमी का अर्थ है शक्ति संसाधनों का व्यर्थ होना और विद्युत कंपनियों के लिए संचालन लागत की वृद्धि। असंतुलित लोडों को संभालने के लिए, बड़ी क्षमता वाले ट्रांसफॉर्मर से बदलना आवश्यक हो सकता है, जिससे पूंजी निवेश बढ़ता है।

7. रिले संरक्षण का गलत संचालन

• कारण: अत्यधिक न्यूट्रल करंट या हार्मोनिक करंट ट्रांसफॉर्मर के रिले संरक्षण उपकरणों को सक्रिय कर सकते हैं, जिससे अनावश्यक ट्रिप या गलत संचालन हो सकता है। निम्न वोल्टेज वितरण प्रणालियों में, अत्यधिक न्यूट्रल करंट अवशेष करंट डिवाइस (RCDs) को भी सक्रिय कर सकता है।

• प्रभाव: रिले संरक्षण का गलत संचालन अनावश्यक बिजली का निकास का कारण बन सकता है, जो सामान्य बिजली का उपयोग प्रभावित करता ह॔। औद्योगिक उत्पादन या महत्वपूर्ण सुविधाओं में, बिजली का निकास आर्थिक नुकसान या सुरक्षा समस्याएं पैदा कर सकता है।

समाधान

वितरण ट्रांसफॉर्मर पर न्यूट्रल करंट के प्रभाव को कम करने के लिए, निम्नलिखित उपाय लिए जा सकते हैं:

• लोड वितरण का अनुकूलन: जितना संभव हो, तीन-धारा लोडों को संतुलित रखें और एक-धारा लोडों को एक स्थान पर संकेंद्रित न करें।

• हार्मोनिक फिल्टर्स की स्थापना: गैर-रैखिक लोडों की बड़ी संख्या वाली प्रणालियों में, हार्मोनिक फिल्टर्स स्थापित करें ताकि ट्रांसफॉर्मर पर हार्मोनिक करंट का प्रभाव कम हो।

• न्यूट्रल कंडक्टर डिजाइन को मजबूत करें: सुनिश्चित करें कि न्यूट्रल कंडक्टर का काट-अनुपात पर्याप्त रूप से बड़ा हो, ताकि अधिकतम संभावित न्यूट्रल करंट को संभाला जा सके, जिससे ओवरलोडिंग से बचा जा सके।

• तीन-धारा असंतुलन संपन्न उपकरणों का उपयोग: तीन-धारा असंतुलन संपन्न उपकरण स्थापित करें, जो लोडों को संतुलित करें और न्यूट्रल करंट को कम करें।

• नियमित रखरखाव और मॉनिटरिंग: नियमित रूप से ट्रांसफॉर्मर की संचालन स्थिति की जांच करें, न्यूट्रल करंट और तापमान की निगरानी करें, और संभावित समस्याओं को तुरंत दूर करें।

सारांश

न्यूट्रल करंट वितरण ट्रांसफॉर्मर पर बहुआयामी प्रभाव डालता है, जिसमें न्यूट्रल कंडक्टर का ओवरलोडिंग, तापमान वृद्धि, वोल्टेज असंतुलन, हार्मोनिक प्रदूषण, न्यूट्रल पॉइंट विस्थापन, क्षमता उपयोग की कमी, और रिले संरक्षण का गलत संचालन शामिल है। ट्रांसफॉर्मर के सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, न्यूट्रल करंट के प्रबंधन और नियंत्रण, लोड वितरण का अनुकूलन, हार्मोनिक प्रदूषण को कम करना, और प्रणाली के रखरखाव और मॉनिटरिंग को मजबूत करने के लिए प्रभावी उपाय लिए जाने चाहिए।