वितरण ट्रांसफॉर्मरों के लोड विशेषताओं का मूल्यांकन और विश्लेषण

लोड विशेषताओं का गहन विश्लेषण और महत्वपूर्ण विचार

लोड विशेषताओं का मूल्यांकन वितरण ट्रांसफार्मर डिजाइन की एक महत्वपूर्ण आधारशिला है, जो सीधे क्षमता चयन, नुकसान वितरण, तापमान वृद्धि नियंत्रण, और संचालन अर्थव्यवस्था पर प्रभाव डालता है। मूल्यांकन को तीन आयामों पर किया जाना चाहिए: लोड प्रकार, समय की गतिविधियाँ, और पर्यावरणीय संयोजन, वास्तविक संचालन परिस्थितियों पर आधारित एक विशिष्ट मॉडल की स्थापना के साथ।

1. लोड प्रकारों का विशिष्ट विश्लेषण

• वर्गीकरण और विशेषताएँ

• निवासी लोड: प्रकाश और घरेलू उपकरणों से प्रभावित, दैनिक लोड वक्र में दो चरम (सुबह और शाम) और एक कम वार्षिक लोड गुणांक (लगभग 30%–40%) प्रदर्शित होता है।

• औद्योगिक लोड: निरंतर (उदाहरण के लिए, स्टील मिल), अस्थिर (उदाहरण के लिए, मशीनिंग), और प्रभाव लोड (उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस), हार्मोनिक्स, वोल्टेज दोलाएं, और इनरश करंट्स पर ध्यान देना आवश्यक है।

• व्यापारिक लोड: जैसे कि शॉपिंग मॉल और डेटा सेंटर, मौसमी भिन्नताओं (उदाहरण के लिए, गर्मी का एयर कंडीशनिंग) और गैर-रैखिक विशेषताओं (उदाहरण के लिए, UPS, फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर) से विशिष्ट होते हैं।

• लोड मॉडेलिंग

• समतुल्य परिपथ मॉडलों या मापित डेटा फिटिंग का उपयोग करके शक्ति गुणांक (PF), हार्मोनिक सामग्री (उदाहरण के लिए, THDi), और लोड दर दोलाओं को मात्रीकरण किया जाता है।

2. समय के आयामों पर गतिशील विश्लेषण

• दैनिक लोड वक्र

• क्षेत्रीय मॉनिटोरिंग या मानक वक्रों (उदाहरण के लिए, IEEE) से प्राप्त, चरम और निम्न लोड अवधियों और उनकी अवधियों को उजागर करता है।

• उदाहरण: एक औद्योगिक पार्क का दैनिक वक्र 10:00–12:00 और 18:00–20:00 के बीच दो चरम दर्शाता है, रात्रि लोड दर 20% से कम होती है।

• वार्षिक लोड वक्र

• मौसमी भिन्नताओं (उदाहरण के लिए, गर्मी का ठंडा, सर्दी का गर्म) को ध्यान में रखता है और ऐतिहासिक डेटा का उपयोग करके भविष्य के लोड विकास का अनुमान लगाता है।

• महत्वपूर्ण मापदंड: वार्षिक अधिकतम लोड उपयोग घंटे (Tmax), लोड गुणांक (LF), और लोड गुणांक (LF%)।

3. पर्यावरणीय संयोजन और संबंध मूल्यांकन

• तापमान का प्रभाव

• पर्यावरणीय तापमान में प्रत्येक 10°C की वृद्धि ट्रांसफार्मर की नामित क्षमता को लगभग 5% तक कम करती है (थर्मल एजिंग मॉडलों पर आधारित), जिससे ओवरलोडिंग क्षमता की सत्यापन की आवश्यकता होती है।

• ऊंचाई का प्रभाव

• ऊंचाई में प्रत्येक 300m की वृद्धि इन्सुलेशन शक्ति को लगभग 1% तक कम करती है, जिससे इन्सुलेशन डिजाइन की समायोजन या क्षमता की विकृति की आवश्यकता होती है।

• प्रदूषण की गंभीरता

• IEC 60815 (उदाहरण के लिए, हल्का, गंभीर प्रदूषण) के अनुसार वर्गीकृत, बुशिंग और इन्सुलेटर चयन और क्रीपेज दूरी पर प्रभाव डालता है।

4. मूल्यांकन विधियाँ और उपकरण

• मापन आधारित दृष्टिकोण

• स्मार्ट मीटर्स और ऑसिलोग्राफ के माध्यम से वास्तविक लोड डेटा का संग्रह, उसके बाद सांख्यिकीय विश्लेषण (उदाहरण के लिए, लोड दर वितरण, हार्मोनिक स्पेक्ट्रम)।

• सिमुलेशन आधारित दृष्टिकोण

• ETAP या DIgSILENT जैसे सॉफ्टवेयर का उपयोग करके विभिन्न परिस्थितियों के तहत पावर सिस्टम का मॉडलिंग।

• अनुभवजन्य सूत्र

• जैसे IEC 60076 में लोड गुणांक सूत्र ट्रांसफार्मर क्षमता का त्वरित अनुमान लगाने के लिए।

5. मूल्यांकन परिणामों का अनुप्रयोग

• क्षमता चयन

• लोड दर (उदाहरण के लिए, 80% डिजाइन मार्जिन) और ओवरलोडिंग क्षमता (उदाहरण के लिए, 1.5× नामित धारा 2 घंटे के लिए) के आधार पर ट्रांसफार्मर की क्षमता निर्धारित की जाती है।

• नुकसान वितरण

• आयरन नुकसान (PFe) लोड से स्वतंत्र होते हैं, जबकि कॉपर नुकसान (PCu) लोड के वर्ग के साथ स्केल बढ़ते हैं, जिससे नो-लोड और लोड नुकसान के बीच एक संतुलन की आवश्यकता होती है।

• तापमान वृद्धि नियंत्रण

• लोड विशेषताओं के आधार पर वाइंडिंग हॉट-स्पॉट तापमान की गणना की जाती है ताकि इन्सुलेशन सामग्री के थर्मल रेटिंग (उदाहरण के लिए, क्लास A ≤105°C) का पालन किया जा सके।

निष्कर्ष

लोड विशेषताओं का मूल्यांकन मापन, सिमुलेशन, और अनुभवजन्य विधियों का उपयोग करके लोड प्रकार, समय की गतिविधियाँ, और पर्यावरणीय संयोजन को एकत्रित करना चाहिए ताकि एक विशिष्ट मॉडल की स्थापना की जा सके। परिणाम सीधे क्षमता चयन, नुकसान वितरण, और संचालन विश्वसनीयता पर प्रभाव डालते हैं, जो वितरण ट्रांसफार्मर डिजाइन की आधारशिला बनते हैं।

• आर्थिक विश्लेषण

• जीवन-चक्र लागत (LCC) मूल्यांकन के माध्यम से विभिन्न क्षमताओं के निवेश लाभों की तुलना करता है।