ट्रांसफॉर्मर में फ़ॉल्ट क्या होते हैं?

ट्रांसफोर्मर में दोष क्या हैं?

ट्रांसफोर्मर दोषों की परिभाषा

ट्रांसफोर्मर में दोष इन्सुलेशन विघटन और कोर दोष जैसी समस्याओं को संदर्भित करते हैं, जो ट्रांसफोर्मर के अंदर या बाहर हो सकते हैं।

पावर ट्रांसफोर्मर में बाह्य दोष

पावर ट्रांसफोर्मर का बाह्य शॉर्ट सर्किट

बिजली प्रणाली के दो या तीन फेज में शॉर्ट सर्किट हो सकता है। दोष धारा आमतौर पर ऊँची रहती है, जो शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज और दोष बिंदु तक की सर्किट इम्पीडेंस पर निर्भर करती है। यह ऊँची दोष धारा ट्रांसफोर्मर में आंतरिक गर्मी को बढ़ाती है। यह भी गंभीर यांत्रिक तनाव उत्पन्न करती है, विशेष रूप से दोष धारा के पहले चक्र के दौरान।

पावर ट्रांसफोर्मर में उच्च वोल्टेज विक्षोभ

पावर ट्रांसफोर्मर में उच्च वोल्टेज विक्षोभ दो प्रकार के होते हैं,

• अस्थायी छलांग वोल्टेज

• पावर फ्रीक्वेंसी ओवर वोल्टेज

अस्थायी छलांग वोल्टेज

पावर सिस्टम में उच्च वोल्टेज और उच्च आवृत्ति की छलांग निम्नलिखित कारणों से हो सकती है,

• यदि न्यूट्रल बिंदु अलग हो, तो आर्किंग ग्राउंड।

• विभिन्न विद्युत उपकरणों का स्विचिंग ऑपरेशन।

• वायुमंडलीय लाइटनिंग छलांग।

छलांग वोल्टेज के कारण क्या भी हो, यह एक यात्रा करने वाली लहर होती है, जिसका तरंग रूप ऊँचा और ढाल वाला होता है और उच्च आवृत्ति भी होती है। यह लहर विद्युत पावर सिस्टम नेटवर्क में यात्रा करती है, जब यह पावर ट्रांसफोर्मर में पहुंचती है, तो यह लाइन टर्मिनल के निकट टर्नों के बीच इन्सुलेशन को विघटित कर देती है, जिससे टर्नों के बीच शॉर्ट सर्किट हो सकता है।

पावर फ्रीक्वेंसी ओवर वोल्टेज

बड़ी लोड के अचानक अलग होने के कारण सिस्टम में ओवर वोल्टेज होने की संभावना होती है। हालांकि इस वोल्टेज की एम्प्लीट्यूड इसके सामान्य स्तर से ऊँची होती है, लेकिन आवृत्ति वही रहती है जैसी सामान्य स्थिति में थी। सिस्टम में ओवर वोल्टेज ट्रांसफोर्मर के इन्सुलेशन पर तनाव बढ़ाती है। जैसा कि हम जानते हैं, वोल्टेज, बढ़ी हुई वोल्टेज वर्किंग फ्लक्स को समानुपातिक रूप से बढ़ाती है।

इसलिए, लोहे का नुकसान बढ़ता है और चुंबकीय धारा में समानुपातिक रूप से बड़ी वृद्धि होती है। बढ़ी हुई फ्लक्स ट्रांसफोर्मर कोर से ट्रांसफोर्मर के अन्य स्टील संरचनात्मक भागों में ले जाई जाती है। कोर बोल्ट, जो आमतौर पर थोड़ी फ्लक्स ले जाते हैं, संतृप्त क्षेत्र के बगल से फ्लक्स का एक बड़ा घटक ले जाने के लिए विषय हो सकते हैं। ऐसी स्थिति में, बोल्ट तेजी से गर्म हो सकते हैं और अपनी इन्सुलेशन और वाइंडिंग इन्सुलेशन को नष्ट कर सकते हैं।

पावर ट्रांसफोर्मर में उन्डर फ्रीक्वेंसी प्रभाव

जैसा कि, वोल्टेज, वाइंडिंग में टर्नों की संख्या निश्चित है। इस समीकरण से स्पष्ट है कि यदि सिस्टम में आवृत्ति घटती है, तो कोर में फ्लक्स बढ़ता है, जिसका प्रभाव ओवर वोल्टेज के समान होता है।

पावर ट्रांसफोर्मर में आंतरिक दोष

पावर ट्रांसफोर्मर के अंदर होने वाले मुख्य दोष निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किए गए हैं,

• वाइंडिंग और पृथ्वी के बीच इन्सुलेशन विघटन

• विभिन्न फेजों के बीच इन्सुलेशन विघटन

• संलग्न टर्नों के बीच इन्सुलेशन विघटन, अर्थात् इंटर-टर्न दोष

• ट्रांसफोर्मर कोर दोष

पावर ट्रांसफोर्मर में आंतरिक पृथ्वी दोष

न्यूट्रल बिंदु इम्पीडेंस के माध्यम से पृथ्वी वाले स्टार कनेक्टेड वाइंडिंग में आंतरिक पृथ्वी दोष

न्यूट्रल बिंदु इम्पीडेंस के माध्यम से पृथ्वी वाले स्टार कनेक्टेड वाइंडिंग में, दोष धारा इम्पीडेंस और दोष बिंदु से न्यूट्रल की दूरी पर निर्भर करती है। यदि दोष बिंदु न्यूट्रल से दूर है, तो दोष बिंदु पर वोल्टेज अधिक होता है, जिससे दोष धारा अधिक होती है। दोष धारा वाइंडिंग भाग के लीकेज रिएक्टेंस पर भी निर्भर करती है, लेकिन यह आमतौर पर इम्पीडेंस की तुलना में कम होता है।

न्यूट्रल बिंदु स्थिर रूप से पृथ्वी वाले स्टार कनेक्टेड वाइंडिंग में आंतरिक पृथ्वी दोष

इस मामले में, इम्पीडेंस आदर्श रूप से शून्य होता है। दोष धारा वाइंडिंग के भाग के लीकेज रिएक्टेंस पर निर्भर करती है, जो दोष बिंदु और ट्रांसफोर्मर के न्यूट्रल बिंदु के बीच आता है। दोष धारा न्यूट्रल बिंदु और दोष बिंदु के बीच की दूरी पर भी निर्भर करती है।

पिछले मामले में कहा गया था कि इन दो बिंदुओं के बीच का वोल्टेज दोष बिंदु और न्यूट्रल बिंदु के बीच आने वाले वाइंडिंग टर्नों की संख्या पर निर्भर करता है। इसलिए, न्यूट्रल बिंदु स्थिर रूप से पृथ्वी वाले स्टार कनेक्टेड वाइंडिंग में, दोष धारा दो मुख्य कारकों पर निर्भर करती है, पहला वाइंडिंग के भाग का लीकेज रिएक्टेंस, जो दोष बिंदु और न्यूट्रल बिंदु के बीच आता है, और दूसरा दोष बिंदु और न्यूट्रल बिंदु के बीच की दूरी। 

लेकिन वाइंडिंग का लीकेज रिएक्टेंस वाइंडिंग में दोष बिंदु की स्थिति के साथ जटिल रूप से बदलता है। यह देखा गया है कि दोष बिंदु न्यूट्रल के निकट आते हुए रिएक्टेंस बहुत तेजी से घटता है और इसलिए न्यूट्रल छोर के पास दोष के लिए दोष धारा सबसे अधिक होती है। इस बिंदु पर, दोष धारा के लिए उपलब्ध वोल्टेज कम होता है और इसके साथ ही दोष धारा को विरोध करने वाला रिएक्टेंस भी कम होता है, इसलिए दोष धारा का मान बहुत अधिक होता है। 

फिर दोष बिंदु न्यूट्रल बिंदु से दूर, दोष धारा के लिए उपलब्ध वोल्टेज ऊँचा होता है लेकिन इसके साथ ही वाइंडिंग भाग के बीच दोष बिंदु और न्यूट्रल बिंदु के बीच दिया गया रिएक्टेंस ऊँचा होता है। यह देखा गया है कि वाइंडिंग के पूरे दौरान दोष धारा बहुत ऊँचे स्तर पर रहती है। दूसरे शब्दों में, दोष धारा वाइंडिंग पर दोष की स्थिति के निरपेक्ष एक बहुत ऊँचा परिमाण बनाए रखती है।

पावर ट्रांसफोर्मर में आंतरिक फेज से फेज दोष

ट्रांसफोर्मर में फेज से फेज दोष दुर्लभ हैं। यदि ऐसा दोष होता है, तो यह प्राथमिक तरफ तत्काल ओवर करंट रिले और डिफरेंशियल रिले को संचालित करने के लिए उल्लेखनीय धारा उत्पन्न करेगा।

पावर ट्रांसफोर्मर में इंटर-टर्न दोष

पावर ट्रांसफोर्मर जो विद्युत अति उच्च वोल्टेज प्रसारण सिस्टम से जुड़ा हो, उसे ट्रांसमिशन लाइन पर लाइटनिंग छलांग के कारण उच्च परिमाण, तीव्र फ्रंट और उच्च आवृत्ति छलांग वोल्टेज का सामना करना पड़ सकता है। वाइंडिंग टर्नों के बीच का वोल्टेज तनाव इतना बड़ा हो जाता है कि यह इंटर-टर्न में कुछ बिंदुओं पर इन्सुलेशन विघटन का कारण बनता है। इसके अलावा, एलवी वाइंडिंग ट्रांसफर किए गए छलांग वोल्टेज के कारण तनाव में आता है। बहुत सारे पावर ट्रांसफोर्मर फेलर टर्नों के बीच दोष से होते हैं। इंटर-टर्न दोष बाह्य शॉर्ट सर्किट से उत्पन्न यांत्रिक बलों के कारण भी हो सकते हैं।

पावर ट्रांसफोर्मर में कोर दोष

यदि कोर लैमिनेशन का कोई भाग क्षतिग्रस्त हो या एक चालक सामग्री से ब्रिज हो, तो यह एडी करंट और स्थानीय अतिताप उत्पन्न कर सकता है। यह तब भी हो सकता है जब कोर लैमिनेशन को टाइटन करने वाले बोल्टों की इन्सुलेशन विफल हो जाती है। ये दोष गंभीर स्थानीय गर्मी का कारण बनते हैं, लेकिन ट्रांसफोर्मर की इनपुट और आउटपुट धारा को बहुत कम प्रभावित करते हैं, जिससे उन्हें मानक विद्युत सुरक्षा यो