ভোল্টেজ ট্রান্সফরমার সেকেন্ডারি সার্কিটের জন্য SPD সমস্যা এবং সমাধান

এই পেপারটি উপর্যুক্ত পরিস্থিতিকে গভীরভাবে বিশ্লেষণ করে এবং সমস্যাগুলো সমাধান করার জন্য প্রযুক্তিগত পদক্ষেপগুলো সংক্ষিপ্ত করে।

১. ভোল্টেজ ট্রান্সফরমার সেকেন্ডারি সার্কিটে IEE-Business SPD পণ্যের প্রধান সমস্যাগুলো

বর্তমানে, ঘরে-বাইরে অবশিষ্ট-বিদ্যুৎ-মুক্ত SPD (সুইচ-ধরনের বজ্রপাত রোধক) রয়েছে। তাদের মুখ্য আভ্যন্তরীণ ছাড়ানো সার্কিটগুলো ছাড়ানো টিউব/গ্যাপ ব্যবহার করে, যার ছাড়ানো বিদ্যুৎ ধারণ ক্ষমতা উচ্চ (অক্সাইড জিঙ্ক ভারিস্টর অতিক্রম করে)। তবে এগুলোর মৃত্যুঞ্জয়ী দোষ রয়েছে: খারাপ ভোল্টেজ-সীমাবদ্ধতা, আর্ক-পুলিং ভোল্টেজ, এবং দীর্ঘ প্রতিক্রিয়া সময় (১০০ ন্যানোসেকেন্ড পর্যন্ত)। এগুলো সেকেন্ডারি সার্কিট সরঞ্জামকে যথাযথ প্রোটেকশন থেকে বঞ্চিত করে। আরও খারাপ, আর্ক-পুলিং ভোল্টেজ অনেক সময় ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের সেকেন্ডারি সার্কিট ভোল্টেজ (১০০ ভোল্ট) কয়েক ভোল্ট পর্যন্ত হ্রাস করে, যার ফলে মেজারমেন্ট এবং নিয়ন্ত্রণ সিস্টেম উচ্চ-ভোল্টেজ লাইন ভোল্টেজ হারানো দেখায়। তাই, সুইচ-ধরনের বজ্রপাত রোধক ব্যবহার করা যায় না।

২. সমাধান এবং প্রধান বিষয়গুলো

বাজারে সাধারণ SPD কোর ছাড়ানো উপাদানগুলোর মধ্যে রয়েছে ছাড়ানো টিউব CDT, অক্সাইড জিঙ্ক ভারিস্টর MOV, এবং ট্রান্সিয়েন্ট ভোল্টেজ সুপ্রেসর TVD। TVD-এর অত্যন্ত দ্রুত প্রতিক্রিয়া (১ ন্যানোসেকেন্ড), ভাল ভোল্টেজ-সীমাবদ্ধতা, এবং ক্ষুদ্র অবশিষ্ট বিদ্যুৎ (১ μA নিচে); এটি ক্ষতির পর পুড়ে যায় এবং বিচ্ছিন্ন হয়, কোন শর্ট-সার্কিট ছাড়াই। তবে এর ছাড়ানো বিদ্যুৎ কম (১ kA)। আরও, CDT, GAP, এবং TVD-এর উচ্চ-ভোল্টেজ অ্যান্টি-ইমপাল্স ক্ষমতা MOV-এর চেয়ে বেশি, ১০ kV ইমপাল্স সহ্য করতে পারে কোন কাঠামোগত ক্ষতি ছাড়াই।

এই উপাদানগুলোর সুবিধাগুলো একত্রিত করে এবং একটি সংযুক্ত সার্কিট ব্যবহার করে, একটি পণ্য (MOV সিরিজের সাথে সমান্তরাল CDT এবং TVD) ডিজাইন করা হয়, যা চিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে।

চিত্র ১: ছাড়ানোর নীতি

যখন বজ্রপাত বিদ্যুৎ A বিন্দুতে প্রবেশ করে, তখন প্রথমে MOV অপরিচালিত থাকে। তবে, MOV-এর অবশিষ্ট বিদ্যুৎ A এবং B বিন্দুর মধ্যে বিভব সমান করে। এই সময়ে, TVS ১ ন্যানোসেকেন্ডের মধ্যে সক্রিয় হয়, B এবং C বিন্দুর মধ্যে একটি সরাসরি পথ তৈরি করে। ফলে, সম্পূর্ণ বজ্রপাত ভোল্টেজ A এবং B বিন্দুর মধ্যে MOV-এর উপর প্রয়োগ করা হয়। যেহেতু MOV-এর সক্রিয় ভোল্টেজ Um সংযুক্ত সার্কিটের সক্রিয় ভোল্টেজ Uc-এর ৫০% মাত্র, উচ্চ ভোল্টেজ MOV-এর সক্রিয়করণকে ত্বরান্বিত করে, তার সাধারণ ২৫ ন্যানোসেকেন্ড প্রতিক্রিয়া সময়কে প্রায় ১২.৫ ন্যানোসেকেন্ডে হ্রাস করে। এই সময়ে, ছাড়ানো বিদ্যুৎ এখনও বাড়ার সময়, A থেকে B পর্যন্ত সরাসরি পথ বজ্রপাত ভোল্টেজের বেশিরভাগ ভাগ B এবং C বিন্দুর (যেখানে TVD-এর সর্বোচ্চ বিদ্যুৎ ধারণ ক্ষমতা ~১ kA) মধ্যে প্রয়োগ করে।

ডিজাইনের দিক থেকে, CDT-এর সক্রিয় ভোল্টেজ Uc-এর ৫০% কম। আরও, আংশিকভাবে পরিচালিত MOV-এর অভ্যন্তরীণ রোধ RL B বিন্দুতে আর্মিং ভোল্টেজ বৃদ্ধি করে যা প্রাথমিক বজ্রপাত ভোল্টেজের চেয়ে বেশি হয়। পরীক্ষা দেখায় এটি CDT-এর সক্রিয়করণ সময়কে ১০০ ন্যানোসেকেন্ড থেকে ১৫ ন্যানোসেকেন্ডে হ্রাস করে, যাতে সম্পূর্ণ সার্কিট ২৫ ন্যানোসেকেন্ডের মধ্যে পুরোপুরি পরিচালিত হয়—একটি স্বাধীন MOV-এর প্রতিক্রিয়া সময়ের সাথে মিল রাখে।

ছাড়ানোর পর, TVD-এর অবশিষ্ট বিদ্যুতের ক্ষুদ্রতা এবং CDT-এর পুরোপুরি বিচ্ছিন্নতা MOV-এর অবশিষ্ট বিদ্যুৎ সমস্যাগুলো রোধ করে, সম্ভাব্য ঝুঁকি প্রতিরোধ করে। ভোল্টেজ সীমাবদ্ধতার জন্য, TVD-এর সুনিশ্চিত সক্রিয়করণ (যেখানে সক্রিয় ভোল্টেজ সীমাবদ্ধ ভোল্টেজের সমান) একটি কম সীমাবদ্ধ থ্রেশহোল্ড নিশ্চিত করে। Um = 0.5Uc হলে, সার্কিটের মধ্যে MOV-এর সীমাবদ্ধ ভোল্টেজ 1.5Uc, যার ফলে সম্পূর্ণ সংযুক্ত সার্কিটের সীমাবদ্ধ ভোল্টেজ 2Uc—একটি স্বাধীন MOV মডিউলের ৩× অনুপাতের চেয়ে বেশি ভাল।

একটি অতিরিক্ত মনিটরিং সার্কিট সংযুক্ত করা হয় যা উপাদান ব্যর্থতা শনাক্ত করে। যখন অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলো হ্রাস পায়, তখন মনিটরিং নোড খোলা থেকে বন্ধ হয়, যা SPD ব্যর্থতা সংকেত দেয়। টেবিল ১ একই শর্তে একটি স্বাধীন MOV মডিউল এবং একটি সংযুক্ত ছাড়ানো সার্কিট SPD-এর পারফরম্যান্স তুলনা করে।

এই নতুন-ধরনের SPD-এ অবশিষ্ট বিদ্যুৎ রয়েছে, তবে এটি খুব কম স্তরে (১০ μA নিচে) ওভার-ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। আরও, এটি অবশিষ্ট বিদ্যুৎ প্যারামিটারগুলো অপরিবর্তিত রাখতে পারে, এবং ওভার-ভোল্টেজ অদৃশ্য হওয়ার পর দ্রুত বিচ্ছিন্ন হয়। এটি ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের সেকেন্ডারি সার্কিটে প্রযোজ্য একটি আদর্শ পণ্য।

SPD ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের সেকেন্ডারি সার্কিটের জন্য ওভার-ভোল্টেজ প্রোটেকশন প্রযুক্তিগত পদক্ষেপ প্রদান করার জন্য একটি সংযুক্ত ছাড়ানো সার্কিট ব্যবহার করে একক অক্সাইড জিঙ্ক ভারিস্টর মডিউলকে প্রতিস্থাপন করে। এটি SPD সার্কিট বজ্রপাত বা পরিচালনা ওভার-ভোল্টেজের বারংবার প্রভাবিত হওয়ার পর বয়স্ক অবশিষ্ট বিদ্যুতের বৃদ্ধি সমস্যা এড়াতে পারে। একই সাথে, বিচ্ছুরণ এবং ব্যর্থতা ঘটলে, কোন শর্ট-সার্কিট ঘটনা ঘটবে না। যদি SPD-এ বিচ্ছুরণ এবং শর্ট-সার্কিট মতো ব্যর্থতা স্থান থাকে, তবে SPD-এর অ্যালার্ম কন্ট্যাক্ট পয়েন্ট দিয়ে পরিচালনা এবং রক্ষণাবেক্ষণ কর্মীদের সতর্ক করা যায়, যা প্রোটেকশনের মিথ্যা পরিচালনা বা অপরিচালনা সমস্যা এড়াতে সাহায্য করে।

৩. সিদ্ধান্ত

প্রকৃত ব্যবহারের প্রক্রিয়ায়, সংযুক্ত সার্কিট ব্যবহার করে SPD-এর অবশিষ্ট বিদ্যুতের মান শুরু থেকে ব্যর্থতা পর্যন্ত (ব্যর্থতার পর, এটি সরাসরি বিচ্ছিন্ন হয়) প্রায় অপরিবর্তিত থাকে, এবং ৩ μA-এর নিচে নিয়ন্ত্রণ করা যায়। আরও, SPD-এর মাধ্যমে সংযুক্ত সার্কিট দিয়ে সুবিধাজনকভাবে ব্যর্থতা মনিটরিং কন্ট্যাক্ট পয়েন্ট প্রদান করা যায়, যা পরিচালনা এবং রক্ষণাবেক্ষণ কর্মীদের জন্য মনিটর করা সহজ করে।

ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের সেকেন্ডারি সার্কিটের জন্য সংযুক্ত ওভার-ভোল্টেজ দমন প্রযুক্তি ব্যবহার করে, SPD-এর সেকেন্ডারি সার্কিটে গ্রাউন্ডিং হিড্ডেন ঝুঁকি থেকে প্রোটেকশনের নিরাপত্তা মিথ্যা পরিচালনা বা অপরিচালনা ঝুঁকি এড়ানো হয়। এটি ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের সেকেন্ডারি সার্কিটে বজ্রপাত এবং পরিচালনা ওভার-ভোল্টেজের বিরুদ্ধে প্রকৃত প্রোটেকশন প্রদান করে, যা পরিবেশগত আবহাওয়া এবং দুর্ঘটনার পরিস্থিতিতে পাওয়ার সেকেন্ডারি সরঞ্জামের নিরাপদ পরিচালনা নিশ্চিত করে।