আই. নিউট্রাল পয়েন্ট কী?
ট্রান্সফরমার এবং জেনারেটরে, নিউট্রাল পয়েন্ট হল উইন্ডিংয়ের একটি নির্দিষ্ট বিন্দু যেখানে এই বিন্দু এবং প্রতিটি বাহ্যিক টার্মিনালের মধ্যে পরম ভোল্টেজ সমান। নিচের চিত্রে, বিন্দু ও নিউট্রাল পয়েন্টকে নির্দেশ করে।
দ্বিতীয়. নিউট্রাল পয়েন্টকে কেন গ্রাউন্ড করা হয়?
তিন-ফেজ এসি পাওয়ার সিস্টেমে নিউট্রাল পয়েন্ট এবং পৃথিবীর মধ্যে বৈদ্যুতিক সংযোগ পদ্ধতিকে নিউট্রাল গ্রাউন্ডিং পদ্ধতি বলা হয়। এই গ্রাউন্ডিং পদ্ধতি সরাসরি নিম্নলিখিতগুলির উপর প্রভাব ফেলে:
- বিদ্যুৎ জালের নিরাপত্তা, বিশ্বস্ততা এবং অর্থনৈতিকতা;
- সিস্টেম সরঞ্জামের ইনসুলেশন স্তরের নির্বাচন;
- ওভারভোল্টেজ স্তর;
- রিলে প্রোটেকশন স্কিম;
- যোগাযোগ লাইনের সাথে ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স।
সাধারণত, বিদ্যুৎ জালের নিউট্রাল গ্রাউন্ডিং পদ্ধতি বলতে সাবস্টেশনে বিভিন্ন ভোল্টেজ স্তরে ট্রান্সফরমারের নিউট্রাল পয়েন্টগুলির গ্রাউন্ডিং কনফিগারেশনকে বোঝায়।
তৃতীয়. নিউট্রাল গ্রাউন্ডিং পদ্ধতির শ্রেণীবিভাগ
নির্দিষ্ট গ্রাউন্ডিং পদ্ধতিগুলি পরিচয় করানোর আগে, দুটি মূল ধারণা পরিষ্কার করা আবশ্যক: উচ্চ-গ্রাউন্ড-ফল্ট-কারেন্ট সিস্টেম এবং নিম্ন-গ্রাউন্ড-ফল্ট-কারেন্ট সিস্টেম।
- উচ্চ-গ্রাউন্ড-ফল্ট-কারেন্ট সিস্টেম: যখন একটি এক-ফেজ টু-গ্রাউন্ড ফল্ট ঘটে, তখন উৎপন্ন গ্রাউন্ড ফল্ট কারেন্ট খুব বড় হয়। এর উদাহরণগুলি হল ১১০ কেভি এবং তদুর্ধ্ব রেটেড সিস্টেম, এবং ৩৮০/২২০ ভি তিন-ফেজ চার-তার সিস্টেম। একে আরও বলা হয় কার্যকরভাবে গ্রাউন্ডেড সিস্টেম।
- নিম্ন-গ্রাউন্ড-ফল্ট-কারেন্ট সিস্টেম: এক-ফেজ গ্রাউন্ড ফল্টের সময় কোনও সম্পূর্ণ শর্ট-সার্কিট লুপ গঠিত হয় না, তাই ফল্ট কারেন্ট সাধারণ লোড কারেন্টের তুলনায় অনেক ছোট। একে আরও বলা হয় অকার্যকরভাবে গ্রাউন্ডেড সিস্টেম।
কার্যকরভাবে গ্রাউন্ডেড সিস্টেমগুলির মধ্যে রয়েছে:
- সলিডলি গ্রাউন্ডেড নিউট্রাল
- রেজিস্টরের মাধ্যমে গ্রাউন্ডেড নিউট্রাল
অকার্যকরভাবে গ্রাউন্ডেড সিস্টেমগুলির মধ্যে রয়েছে:
- আনগ্রাউন্ডেড নিউট্রাল
- আর্ক সাপ্রেশন কয়েল (পিটারসেন কয়েল) এর মাধ্যমে গ্রাউন্ডেড নিউট্রাল
১. সলিডলি গ্রাউন্ডেড নিউট্রাল
বৈশিষ্ট্য:
- এক-ফেজ গ্রাউন্ড ফল্ট ঘটলে তাত্ক্ষণিকভাবে ত্রুটিপূর্ণ সরঞ্জামটি বন্ধ করে দেওয়া আবশ্যক, যার ফলে বিদ্যুৎ সরবরাহ ব্যাহত হয় এবং বিশ্বস্ততা হ্রাস পায়।
- বৃহৎ শর্ট-সার্কিট কারেন্ট উল্লেখযোগ্য ইলেকট্রোডাইনামিক এবং তাপীয় চাপ সৃষ্টি করে, যা ক্ষতির পরিসর বাড়াতে পারে।
- উচ্চ ফল্ট কারেন্ট থেকে উৎপন্ন শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র সন্নিহিত যোগাযোগ এবং সংকেত সার্কিটগুলিতে ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স সৃষ্টি করে।
- এক-ফেজ ফল্টের সময়, ত্রুটিপূর্ণ ফেজের ভোল্টেজ শূন্যে নেমে যায়, অন্যদিকে ত্রুটিহীন ফেজগুলির ভোল্টেজ সাধারণ ফেজ ভোল্টেজের কাছাকাছি থাকে। ফলে, সরঞ্জামের ইনসুলেশন শুধুমাত্র ফেজ ভোল্টেজের জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে—যা খরচ কমায়, বিশেষত উচ্চ ভোল্টেজ স্তরে এটি অত্যন্ত সুবিধাজনক।
প্রয়োগ:
এটি ১১০ কেভি এবং উচ্চতর ভোল্টেজ সিস্টেমে ব্যবহার করা হয়।
২. রেজিস্টরের মাধ্যমে গ্রাউন্ডেড নিউট্রাল
এই পদ্ধতিটি নিম্নলিখিত উপশ্রেণীতে বিভক্ত:
- উচ্চ-রেজিস্ট্যান্স গ্রাউন্ডিং
- মধ্যম-রেজিস্ট্যান্স গ্রাউন্ডিং
- নিম্ন-রেজিস্ট্যান্স গ্রাউন্ডিং
সুবিধাগুলি:
- স্বয়ংক্রিয় ফল্ট ক্লিয়ারেন্স সক্ষম করে এবং অপারেশন/রক্ষণাবেক্ষণকে সরল করে।
- গ্রাউন্ড ফল্টগুলিকে দ্রুত বিচ্ছিন্ন করে, যার ফলে নিম্ন ওভারভোল্টেজ উৎপন্ন হয়, রেজোন্যান্ট ওভারভোল্টেজ দূর হয় এবং নিম্ন-ইনসুলেশন-গ্রেডের কেবল এবং সরঞ্জাম ব্যবহার করা যায়।
- ইনসুলেশনের বয়স বৃদ্ধি হ্রাস করে, সরঞ্জামের আয়ু বৃদ্ধি করে এবং বিশ্বস্ততা উন্নত করে।
- গ্রাউন্ড ফল্ট কারেন্ট (শতাধিক অ্যাম্পিয়ার বা তার বেশি) রিলে প্রোটেকশনের উচ্চ সংবেদনশীলতা এবং নির্বাচনী ক্ষমতা নিশ্চিত করে—জটিল ফল্ট লাইন নির্বাচনের প্রয়োজন হয় না।
- আগুনের ঝুঁকি হ্রাস করে।
- ওভারভোল্টেজ প্রোটেকশনের জন্য উচ্চ শক্তি শোষণ এবং নিম্ন অবশিষ্ট ভোল্টেজ সহ গ্যাপলেস জিএনও সার্জ আরেস্টার ব্যবহার করা যায়।
- আর্ক গ্রাউন্ডিং ওভারভোল্টেজের মধ্যে পঞ্চম হারমোনিক উপাদানগুলিকে দমন করে, যা ফেজ-টু-ফেজ ফল্টে রূপান্তরিত হওয়া রোধ করে।
প্রয়োগ পরিসর:
- উচ্চ-রেজিস্ট্যান্স গ্রাউন্ডিং: ক্যাপাসিটিভ গ্রাউন্ড কারেন্ট <১০ এ, বৃহৎ জেনারেটরে যেখানে এক-ফেজ গ্রাউন্ড কারেন্ট অনুমোদিত সীমা অতিক্রম করে কিন্তু ১০ এ-এর নিচে থাকে, এমন বিতরণ নেটওয়ার্কের জন্য উপযুক্ত। রেজিস্ট্যান্সের মান সাধারণত শতাধিক থেকে হাজার ওহম পর্যন্ত হয়।
- মধ্যম- এবং নিম্ন-রেজিস্ট্যান্স গ্রাউন্ডিং: কোনও কঠোর সীমা নেই, কিন্তু সাধারণত:
- মধ্যম রেজিস্ট্যান্স: নিউট্রাল ফল্ট কারেন্ট ১০ এ থেকে ১০০ এর মধ্যে
- নিম্ন রেজিস্ট্যান্স: নিউট্রাল ফল্ট কারেন্ট >১০০ এ
এগুলি ব্যবহৃত হয় কেবল দ্বারা সম্পূর্ণভাবে নিয়ন্ত্রিত শহুরে ডিস্ট্রিবিউশন নেটওয়ার্ক, পাওয়ার প্ল্যান্ট অক্ষম সিস্টেম, এবং বড় শিল্প প্ল্যান্ট—যেখানে ক্ষমতাসম্পন্ন বিদ্যুৎ প্রবাহ উচ্চ এবং স্থানান্তরিত গ্রাউন্ড ফল্ট বিরল।
৩. অনাক্রান্ত নিরপেক্ষ
বৈশিষ্ট্য:
- একফেজ গ্রাউন্ড ফল্ট স্ট্রোম <১০ A; আর্ক স্বয়ং নির্মূল হয়, এবং ইনসুলেশন স্বয়ং পুনরুদ্ধার হতে পারে।
- সিস্টেমের সুষমতা বজায় থাকে; ফল্ট স্থানান্তরের জন্য সময় দিতে সিস্টেম ফল্ট সহ সাময়িকভাবে চলতে পারে।
- সামান্য যোগাযোগ ব্যাহতি।
- সরল এবং অর্থনৈতিক।
- তবে, যদি ক্যাপাসিটিভ স্ট্রোম >১০ A, উচ্চ মাত্রার বিচ্ছিন্ন আর্ক গ্রাউন্ডিং ওভারভোল্টেজ ঘটতে পারে। এই ওভারভোল্টেজগুলি দীর্ঘস্থায়ী, সমগ্র নেটওয়ার্ককে প্রভাবিত করে, এবং দুর্বল ইনসুলেশন সহ সরঞ্জামগুলির জন্য—বিশেষ করে ঘূর্ণায়মান মেশিনগুলির জন্য—গুরুতর হুমকি হয়। এই ধরনের ওভারভোল্টেজ বারবার বহু বিন্দু গ্রাউন্ড ফল্ট, সরঞ্জাম পুড়ে যাওয়া এবং বড় বিদ্যুৎ বিলোপ ঘটায়।
রেজোন্যান্ট ওভারভোল্টেজ প্রায়শই ভোল্টেজ ট্রান্সফরমার (VTs) এর ফিউজ ফাটায়, VT পুড়ে যাওয়া, বা প্রধান সরঞ্জাম ক্ষতি ঘটায়।
ব্যবহার:
প্রায়শই ব্যবহৃত হয় অবিচ্ছিন্ন লাইন প্রধান বিতরণ নেটওয়ার্ক এখানে ক্যাপাসিটিভ গ্রাউন্ড স্ট্রোম <১০ A, যেখানে ৬০-৭০% একফেজ ফল্ট স্থায়ী এবং তাত্ক্ষণিক ট্রিপিং অনাবশ্যক।
৪. একটি আর্ক দমন কুইল (পিটারসেন কুইল) দিয়ে নিরপেক্ষ গ্রাউন্ড
বৈশিষ্ট্য:
- আর্ক দমন কুইল থেকে আনুকূল্য স্ট্রোম সিস্টেমের ক্যাপাসিটিভ গ্রাউন্ড স্ট্রোমকে পূরণ করে, ফল্ট স্ট্রোম কমিয়ে <১০ A—আর্ক স্বয়ং নির্মূল হতে দেয়।
- ফল্ট বিন্দুতে ইনসুলেশন স্বয়ং পুনরুদ্ধার হতে পারে।
- বিচ্ছিন্ন আর্ক গ্রাউন্ডিং ওভারভোল্টেজের সম্ভাবনা কমিয়ে দেয়।
- একফেজ ফল্ট সময়ে সিস্টেমের সুষমতা বজায় রাখে, ফল্ট স্থানান্তরের জন্য সাময়িক চলতে পারে।
- তবে, এটি শুধুমাত্র সম্ভাবনা কমিয়ে দেয়—না উঠিয়ে দেয়—আর্ক গ্রাউন্ডিং ওভারভোল্টেজ, এবং এটি কমিয়ে দেয় না তার পরিমাণ। ওভারভোল্টেজ গুণক উচ্চ থাকে, ইনসুলেশনের উপর গুরুতর চাপ দেয়—বিশেষ করে ঝুঁকিপূর্ণ হয় কম্প্যাক্ট সুইচগিয়ার এবং কেবল সিস্টেম, যা ইনসুলেশন ভেঙে যাওয়া বা ফেজ-টু-ফেজ শর্ট সার্কিট ঘটাতে পারে, যা সরঞ্জামের বিনাশকারী ক্ষতি ঘটায়।
ব্যবহার:
ব্যবহৃত হয় অবিচ্ছিন্ন লাইন প্রধান গ্রিড যেখানে ক্যাপাসিটিভ গ্রাউন্ড স্ট্রোম >১০ A এবং স্থায়ী একফেজ ফল্ট প্রায়শই ঘটে।
IV. প্রয়োগ বায়ু তুলা ফার্মে
- বায়ু তুলা ফার্মের উচ্চ ভোল্টেজ পাশ, যেমন ১১০ kV বা ২২০ kV, সাধারণত ব্যবহার করে নিরপেক্ষ গ্রাউন্ডিং একটি ডিসকানেক্টর (ইসোলেটর) দিয়ে।
- ৩৫ kV কলেক্টর সিস্টেম পাশ সাধারণত ব্যবহার করে আর্ক দমন কুইল বা রেজিস্টর গ্রাউন্ডিং।
- যদি কলেক্টর সিস্টেম ব্যবহার করে সম্পূর্ণ কেবল লাইন, তাহলে ক্যাপাসিটিভ স্ট্রোম বেশ বড়; তাই, রেজিস্টর গ্রাউন্ডিং সুপারিশ করা হয়।