वोल्टेज ट्रान्सफारमर सेकेन्डरी सर्किटका लागि SPD समस्याहरू र उपायहरू

यो पेपर उक्त परिस्थितिलाई गहिरै विश्लेषण गर्दछ र समस्याहरूलाई समाधान गर्ने तकनीकी उपायहरूको सारांश गर्छ।

1. वोल्टेज ट्रान्सफार्मरको द्वितीयक सर्किटमा SPD उत्पादहरूको मुख्य समस्याहरू

वर्तमानमा, घर र बाहिरमा अवशिष्ट-धारा-मुक्त SPD (स्विच-टाइप बजुली आरोपक) छन्। उनीहरूको मुख्य आंतरिक डिस्चार्ज सर्किट डिस्चार्ज ट्यूब/गैप प्रयोग गर्दछ, जसको डिस्चार्ज धारा क्षमता उच्च हुन्छ (ऑक्साइड भारित जिंक वेरिस्टर भन्दा बढी)। तर उनीहरूमा महत्त्वपूर्ण दोषहरू छन्: खराब वोल्टेज-लिमिटिङ, आर्क-पुलिङ वोल्टेज, र लामो प्रतिक्रिया समय (१०० ns सम्म)। यी सबै द्वितीयक सर्किट सामग्रीलाई योग्य सुरक्षा प्रदान गर्न रोक्छ। यसबाट बढी, आर्क-पुलिङ वोल्टेज अक्सर वोल्टेज ट्रान्सफार्मरको द्वितीयक सर्किट वोल्टेज (१०० V) लाई केही वोल्टमा घटाउँछ, जसले मापन र नियन्त्रण प्रणालीलाई उच्च-वोल्टेज लाइन वोल्टेज नष्ट हुने देखाउँछ। यसैले, स्विच-टाइप बजुली आरोपक प्रयोग गर्न सकिँदैन।

2. समाधानहरू र मुख्य विषयहरू

बाजारमा सामान्य SPD मुख्य डिस्चार्ज तत्वहरू यस्ता छन्: डिस्चार्ज ट्यूब CDT, ऑक्साइड भारित जिंक वेरिस्टर MOV, र अस्थायी वोल्टेज सुप्रेसर TVD। TVD अत्यधिक फास्ट प्रतिक्रिया (१ ns), राम्रो वोल्टेज-लिमिटिङ, र छोटो अवशिष्ट धारा (१ μA भन्दा ठूलो) छ; यो क्षतिग्रस्त हुन्जेले जल्दै डिस्कनेक्ट हुन्छ, टक्राउन छैन। तर यसको डिस्चार्ज धारा उच्च छैन (१ kA)। यसैले, CDT, GAP, र TVD ले MOV भन्दा उच्च-वोल्टेज बिजली आघातक क्षमता छ, १० kV आघातक लिने पनि संरचनात्मक क्षति छैन।

यी तत्वहरूका फाइदाहरूलाई जोडेर एक संयुक्त सर्किट प्रयोग गरेर, एउटा उत्पाद (MOV ले CDT र TVD साथै समान्तर श्रृंखला) डिझाइन गरिएको छ, जसको चित्र फिगर १ मा देखाइएको छ।

फिगर १: डिस्चार्ज सिद्धान्त

बिजली धारा बिन्दु A मा प्रवेश गर्दा, MOV प्रारम्भिक रूपमा अप्रवाही रहन्छ। तर, MOVको अवशिष्ट धारा बिन्दु A र B बीचको वोल्टेज बराबर गर्छ। यस समय, TVS १ ns भित्र प्रक्रियागत हुन्छ, र बिन्दु B र C बीच एक सीधा पथ बनाउँछ। त्यसैले, बिजली वोल्टेजको पूरा भाग MOV बिन्दु A र B बीच लगाइन्छ। किनभने, MOVको प्रक्रियागत वोल्टेज Um संयुक्त सर्किटको प्रक्रियागत वोल्टेज Ucको ५०% मात्र हुन्छ, उच्च वोल्टेजले MOVको प्रक्रियागत वेग बढाउँछ, र यसको सामान्य २५ ns प्रतिक्रिया समय १२.५ ns लाई घटाउँछ। यस कालावधीमा, डिस्चार्ज धारा निर्माण गरिरहेको छ, बिन्दु A र B बीचको सीधा पथ बिन्दु B र C बीच (जहाँ TVDको अधिकतम धारा क्षमता ~१ kA छ) बिजली वोल्टेजको अधिकांश भाग लगाउँछ।

डिझाइन दृष्टिकोणबाट, CDTको प्रक्रियागत वोल्टेज Uc भन्दा ५०% न्यून हुन्छ। अतिरिक्त, आंशिक रूपमा प्रवाही MOVको आंतरिक प्रतिरोध RL बिन्दु B बाट शुरुआती बिजली वोल्टेज भन्दा ऊँचो वोल्टेज उत्पन्न गर्छ। परीक्षणले यसले CDTको प्रक्रियागत समय १०० ns भन्दा १५ ns मा घटाउँछ, जसले पूरो सर्किटलाई २५ ns मा प्रक्रियागत गर्न सक्षम बनाउँछ—एकल MOVको प्रतिक्रिया समयसँग मिलान गर्दछ।

डिस्चार्ज पछि, TVDको नगण्य अवशिष्ट धारा र CDTको पूर्ण डिस्कनेक्ट गर्ने MOVको अवशिष्ट धारा समस्याहरू रोक्छ, र संभावित खतराहरूलाई ट्राक्नुहुन्छ। वोल्टेज लिमिटिङ प्रदर्शनको लागि, TVDको शुद्ध प्रक्रियागत (जहाँ प्रक्रियागत वोल्टेज लिमिटिङ वोल्टेज बराबर छ) निम्न लिमिटिङ थ्रेशहोल्ड निश्चित गर्छ। Um = 0.5Uc दिइएको छ, MOVको सर्किट भित्रको लिमिटिङ वोल्टेज 1.5Uc हुन्छ, जसले सम्पूर्ण संयुक्त सर्किट लिमिटिङ वोल्टेज 2Uc निर्माण गर्छ—एकल MOV माड्यूलहरूको ३× अनुपातभन्दा धेरै राम्रो छ।

एक अतिरिक्त मोनिटरिङ सर्किट समावेश गरिएको छ, जसले घटकहरूको असफलता खोज्न सक्छ। जब आंतरिक तत्वहरू असफल हुन्छन्, त्यसैले मोनिटरिङ नोड खुला बाट बन्द मा परिवर्तन हुन्छ, SPD असफलता संकेत दिन्छ। टेबल १ एकल MOV माड्यूलहरू र संयुक्त डिस्चार्ज सर्किट SPD बीचको प्रदर्शनलाई एकै परिस्थितिमा तुलना गर्दछ।

यो नयाँ-प्रकारको SPD अवशिष्ट धारा छ, तर यसले अत्यधिक-वोल्टेजलाई अत्यन्त निम्न स्तरमा (१० μA भन्दा ठूलो) नियन्त्रण गर्न सक्छ। अत्यन्त, यसले अवशिष्ट धारा पैरामिटरहरूलाई अपरिवर्तित राख्न सक्छ, र अत्यधिक-वोल्टेज लाई गएपछि जल्दै डिस्कनेक्ट हुन्छ। यो वोल्टेज ट्रान्सफार्मरको द्वितीयक सर्किटको लागि एक आदर्श उत्पाद हो।

SPD एकल ऑक्साइड भारित जिंक वेरिस्टर माड्यूलको बदल एक संयुक्त डिस्चार्ज सर्किट प्रयोग गर्दछ, जसले वोल्टेज ट्रान्सफार्मरको द्वितीयक सर्किटको लागि अत्यधिक-वोल्टेज सुरक्षा तकनीकी उपायहरू प्रदान गर्छ। यसले SPD सर्किटलाई बिजली वा चालन अत्यधिक-वोल्टेज बारम्बार प्रभावित हुने पछि बढी अवशिष्ट धारा समस्यालाई ट्राक्न सक्छ। यसैले, तोड वा टक्राउन भएको समय टक्राउनको घटना छैन। यदि SPDमा तोड वा टक्राउन जस्ता दोष स्थानहरू छन्, त्यसैले SPDको अलार्म कन्टाक्ट प्वाइन्ट द्वारा चालन र रक्षण कर्मचारीहरूलाई स्मरण गरिन सकिन्छ, र सुरक्षा गलत वा निर्बाह न हुने समस्याहरूलाई ट्राक्न सकिन्छ।

3. निष्कर्ष

वास्तविक प्रयोगमा, संयुक्त सर्किट लिने SPDको अवशिष्ट धारा मान सुरुवात देखि असफलता सम्म (क्षतिग्रस्त हुने पछि, यो तुरुन्तै डिस्कनेक्ट हुन्छ) लगभग अपरिवर्तित रह्छ, र यसले ३ μA भन्दा ठूलो नियन्त्रण गर्न सक्छ। अतिरिक्त, SPD ले संयुक्त सर्किट द्वारा असफलता मोनिटरिङ कन्टाक्ट प्वाइन्ट सुविधाजनक रूपमा प्रदान गर्न सक्छ, जुन चालन र रक्षण कर्मचारीहरूलाई मोनिटर गर्न सजिलो छ।

संयुक्त वोल्टेज ट्रान्सफार्मरको द्वितीयक सर्किटको लागि अत्यधिक-वोल्टेज दमन प्रौद्योगिकी लिने द्वितीयक सर्किटमा SPDको ग्राउंडिङ छिपिएको खतराले सुरक्षा गलत वा निर्बाह न हुने समस्यालाई ट्राक्न सक्छ। यो वास्तवमा वोल्टेज ट्रान्सफार्मरको द्वितीयक सर्किटमा बिजली र चालन अत्यधिक-वोल्टेजको सुरक्षा गर्न सक्छ, र गम्भीर मौसम वा दुर्घटना स्थितिमा विद्युत द्वितीयक सामग्रीको सुरक्षित संचालन गर्न सक्छ।