वितरण ट्रांसफॉर्मरों के ओवर-लोड संचालन का विश्लेषण और समाधान
वितरण ट्रांसफॉर्मरों के ओवर-लोड संचालन के कारण
अपर्याप्त मॉनिटरिंग पद्धति
ट्रांसफॉर्मर के संचालन के दौरान, इसके सुरक्षित संचालन की गारंटी देने के लिए, ट्रांसफॉर्मर का लोड मॉनिटर किया जाता है। वर्तमान में, वितरण ट्रांसफॉर्मर के औसत लोड प्राप्त करने के लिए अधिकतर 24 घंटे की मॉनिटरिंग की जाती है। हालांकि, विभिन्न समय पर विद्युत उपकरणों की भिन्न आवश्यकताओं, और विभिन्न समय पर उद्योगों में संचालन में उपकरणों की शक्ति और मात्रा के अंतर के कारण, ट्रांसफॉर्मर का लोड बदलता रहता है।
मौजूदा मॉनिटरिंग प्रणाली की विभिन्न समय पर लोड की निगरानी करने की क्षमता कमजोर है, जिससे विद्युत उद्योगों को विभिन्न समय पर ट्रांसफॉर्मर के लोड के गहराई से समझने में बाधा डालती है। जब ट्रांसफॉर्मर का लोड बहुत ऊंचा होता है, तो विद्युत उद्योगों को ट्रांसफॉर्मर के लोड को कम करने के लिए आवश्यक उपाय लेने में असमर्थता होती है, जिसके परिणामस्वरूप वितरण ट्रांसफॉर्मर का ओवर-लोड संचालन होता है।
एकल ट्रांसफॉर्मर का लोड बहुत कम है
कुछ क्षेत्रों में, संबंधित कर्मियों द्वारा लोड गणना में गलतियाँ होती हैं, और ट्रांसफॉर्मरों का अनुचित चयन वितरण ट्रांसफॉर्मर को सदैव ओवर-लोड संचालन की स्थिति में रख सकता है। ओवर-लोड वितरण संचालन के मुख्य रूप से दो परिस्थितियाँ होती हैं:
एक एकल-ट्रांसफॉर्मर विद्युत-प्रदान मोड है। नाम से स्पष्ट है, यह मोड विद्युत-वितरण के लिए एक ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करता है। इस विद्युत-वितरण मोड में, यदि एकल ट्रांसफॉर्मर लोड की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता, तो यह ट्रांसफॉर्मर का ओवर-लोड संचालन का कारण बनता है। यह न केवल विद्युत-वितरण की स्थिरता को सुनिश्चित नहीं करता, बल्कि यह आसानी से सुरक्षा दुर्घटनाओं का कारण बन सकता है।
दूसरा बहु-ट्रांसफॉर्मर विद्युत-प्रदान मोड है। वर्तमान में, विद्युत-प्रदान और वितरण क्षेत्र में, वितरण प्रक्रिया की स्थिरता को सुनिश्चित करने के लिए बहु-वितरण ट्रांसफॉर्मरों के संचालन का मोड अधिकतर अपनाया जाता है। हालांकि, बहुत से विद्युत उद्योग, लागत को कम करने के लिए, इस मोड में छोटे लोड वाले बहु-ट्रांसफॉर्मरों का उपयोग करते हैं। जब उन्हें जोड़ा जाता है, तो उन्हें संचालन में लगाया जाता है। इस स्थिति में, जब ट्रांसफॉर्मरों में से एक फेल हो जाता है, तो पूरे वितरण ट्रांसफॉर्मर प्रणाली को ओवर-लोड संचालन की स्थिति में रखना पड़ता है।
डिजाइन किए गए विद्युत-उपभोग वृद्धि दर बहुत कम है
ट्रांसफॉर्मरों के डिजाइन और चयन के दौरान, भविष्य में विद्युत-उपभोग वृद्धि दर का अनुमान लगाना आवश्यक है ताकि वितरण ट्रांसफॉर्मर अपने सेवा जीवन के दौरान सदैव सामान्य लोड के तहत संचालित हो सके। विद्युत-उपभोग वृद्धि दर की गणना एक प्रमुख कार्य है जिसके लिए क्षेत्रीय योजना और जनसंख्या वृद्धि दर की एक निस्संदेह विस्तृत समझ की आवश्यकता होती है। हालांकि, चीन अब तेजी से विकास की अवधि में प्रवेश कर चुका है, और प्रत्येक वितरण क्षेत्र में विद्युत-उपभोग भी तेजी से बढ़ रहा है। विद्युत-उपभोग की तेजी से वृद्धि दो मुख्य कारकों से होती है:
एक उच्च शक्ति वाले विद्युत उपकरणों की संख्या में वृद्धि है। जीवन स्तर की सुधार वाली अवस्था में, अधिक और अधिक परिवार उच्च शक्ति वाले विद्युत उपकरण खरीद रहे हैं, जो पुराने जीवन आदतों से पूरी तरह से अलग है। पुराने जीवन आदतों पर आधारित विद्युत-उपभोग वृद्धि दर की गणना और डिजाइन धीरे-धीरे वितरण ट्रांसफॉर्मरों के ओवर-लोड संचालन का कारण बनती है।
दूसरा उद्योगों के विद्युत-उपभोग में वृद्धि है। वर्तमान में, बहुत से वितरण ट्रांसफॉर्मर विभिन्न उद्योगों को विद्युत प्रदान करते हैं। हालांकि, नई युग में, विभिन्न उद्योगों ने अपने उत्पादन क्षमता में वृद्दि की है, जिससे विद्युत-उपभोग वृद्धि दर में बहुत बड़ी वृद्धि हुई है, जिसके परिणामस्वरूप ट्रांसफॉर्मरों का ओवर-लोड संचालन होता है।
वितरण ट्रांसफॉर्मरों के ओवर-लोड संचालन के लिए समाधान
वितरण ट्रांसफॉर्मरों का समानांतर संचालन
वितरण ट्रांसफॉर्मरों के ओवर-लोड संचालन का एक कारण एकल लाइन पर अत्यधिक कार्य दबाव है। इस आधार पर, समानांतर संचालन की कोशिश की जानी चाहिए। अनेक लाइनों का स्वतंत्र संचालन एकल लाइन पर अत्यधिक कार्य दबाव की समस्या को रोक सकता है। वितरण ट्रांसफॉर्मरों के समानांतर संचालन के लिए, बराबर रेटेड वोल्टेज अनुपात, समान फेज अनुक्रम, और तुल्य वोल्टेज जैसे कारकों को ध्यान में रखना चाहिए। साथ ही, समानांतर ट्रांसफॉर्मरों के बीच क्षमता का अंतर बहुत बड़ा नहीं होना चाहिए।
आम तौर पर, सबसे बड़े ट्रांसफॉर्मर की क्षमता सबसे छोटे ट्रांसफॉर्मर की क्षमता से तीन गुना से अधिक नहीं होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, 400KVA वितरण ट्रांसफॉर्मर के लिए, सामान्य स्थितियों में, कार्य दबाव 70-80% के बीच रहता है, लेकिन शिखर विद्युत-उपभोग काल के दौरान, यह 100% से भी अधिक हो सकता है, सक्रिय शक्ति 420KW तक पहुंच सकती है और सबसे कम लोड केवल 18% हो सकती है।
इस स्थिति में, लाइन को 315KVA ट्रांसफॉर्मर और 200KVA ट्रांसफॉर्मर के समानांतर संचालन के मोड में पुनर्निर्मित किया जा सकता है। जब लोड स्तर कम हो, तो उनमें से एक को संचालन के लिए शुरू किया जाता है; जब कार्य दबाव बहुत अधिक हो, तो दोनों को एक साथ शुरू किया जाता है, जिससे वे समानांतर स्थिति में कार्य की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं और आर्थिक संचालन प्राप्त किया जा सकता है।
वितरण ट्रांसफॉर्मरों का समानांतर संचालन
वितरण ट्रांसफॉर्मरों के ओवर-लोड संचालन का एक कारण यह है कि एकल लाइन पर अत्यधिक कार्य दबाव पड़ता है। इस समस्या को दूर करने के लिए, समानांतर संचालन का उपयोग किया जा सकता है। अनेक लाइनों का स्वतंत्र संचालन एकल लाइन पर उच्च दबाव की समस्या से बचने में मदद करता है। जब वितरण ट्रांसफॉर्मरों को समानांतर संचालन में लगाया जाता है, तो बराबर रेटेड वोल्टेज अनुपात, समान फेज अनुक्रम, और तुल्य वोल्टेज जैसे कारकों को ध्यान में रखना चाहिए।
समानांतर-संयोजित ट्रांसफॉर्मरों के बीच क्षमता का अंतर बहुत बड़ा नहीं होना चाहिए। आम तौर पर, सबसे बड़े ट्रांसफॉर्मर की क्षमता सबसे छोटे ट्रांसफॉर्मर की क्षमता से तीन गुना से अधिक नहीं होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, 400KVA वितरण ट्रांसफॉर्मर के लिए, सामान्य स्थितियों में, कार्य दबाव 70-80% के बीच रहता है, लेकिन शिखर विद्युत-उपभोग काल के दौरान, यह 100% से भी अधिक हो सकता है, सक्रिय शक्ति 420KW तक पहुंच सकती है और सबसे कम लोड केवल 18% हो सकती है।
इस स्थिति में, लाइन को 315KVA ट्रांसफॉर्मर और 200KVA ट्रांसफॉर्मर के समानांतर संचालन के मोड में पुनर्निर्मित किया जा सकता है। जब लोड स्तर कम हो, तो उनमें से एक को संचालन के लिए शुरू किया जाता है; जब कार्य दबाव बहुत अधिक हो, तो दोनों को एक साथ शुरू किया जाता है, जिससे वे समानांतर स्थिति में कार्य की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं और आर्थिक संचालन प्राप्त किया जा सकता है।
ट्रांसफॉर्मर की क्षमता वृद्धि
ट्रांसफॉर्मर की क्षमता वृद्धि ट्रांसफॉर्मर के ओवर-लोड संचालन की समस्या को हल करने का एक सामान्य तरीका है। इस तरीके के लिए, विभिन्न क्षेत्रों में मौजूदा विद्युत-प्रदान कार्य का व्यापक विश्लेषण और जांच की आवश्यकता होती है। यह आवश्यक है कि विभिन्न समय, वर्ष, तिमाही और महीनों में विद्युत-उपभोग के परिवर्तनों को समझा जाए, विशेष रूप से शिखर विद्युत-उपभोग।
नियमित डेटा के आधार पर औसत मूल्य मॉडल और शिखर मूल्य विद्युत-उपभोग के आधार पर एकल मूल्य मॉडल की स्थापना की जाती है। वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के संचालन पैरामीटरों के अधिकतम मूल्यों का उपयोग रैखिक विवशताओं के रूप में किया जाता है, और कई पैरामीटर चित्रों का निर्माण किया जाता है। सभी पैरामीटर चित्रों के व्यापक विश्लेषण के माध्यम से, एक मानक विद्युत-प्रदान मूल्य और अधिकतम विद्युत-प्रदान मूल्य प्राप्त किया जा सकता है।
इन मूल्यों को फिर मौजूदा ट्रांसफॉर्मर के संचालन पैरामीटरों के साथ मेल खाया जाता है। मानक विद्युत-प्रदान मूल्य को न्यूनतम मूल्य और अधिकतम विद्युत-प्रदान मूल्य को ऊपरी सीमा के रूप में लेकर, बुनियादी क्षमता-वृद्धि की आवश्यकताएं निर्धारित की जा सकती हैं।
इस आधार पर, वर्तमान 10 वर्षों के दौरान स्थानीय क्षेत्र में विद्युत-उपभोग के परिवर्तनों का संकलन किया जाता है, और यह मानते हुए कि इन 10 वर्षों में औसत विद्युत-उपभोग 2% बढ़ा है, बुनियादी क्षमता-वृद्धि की आवश्यकताओं पर न्यूनतम 2% अतिरिक्त क्षमता-वृद्धि की आवश्यकता होती है विद्युत-प्रदान की मांग को पूरा करने के लिए।
ओवरलोड ट्रांसफॉर्मरों का उपयोग
वितरण ट्रांसफॉर्मरों के ओवर-लोड संचालन से बेहतर रूप से रोकथाम करने के लिए, ओवरलोड ट्रांसफॉर्मरों का उपयोग भी महत्वपूर्ण है। यह इसलिए है क्योंकि ओवरलोड ट्रांसफॉर्मर 1.5 गुना रेटेड क्षमता, 1.75 गुना रेटेड क्षमता, और 2.0 गुना रेटेड क्षमता की स्थितियों में क्रमशः 6 घंटे, 3 घंटे, और 1 घंटे तक लगातार संचालित किए जा सकते हैं। यह वितरण ट्रांसफॉर्मरों के ओवर-लोड संचालन से रोकथाम के लिए एक मजबूत समर्थन प्रदान करता है।
गहर
