ग्राउंडिंग ट्रान्सफार्मरको वायरिङ विधि र पैरामिटरहरु

ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमर वाइन्डिङ कन्फिगरेसन

ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमरहरूलाई वाइन्डिङ कनेक्शनको आधारमा दुई प्रकारमा वर्गीकृत गरिएको छ: ZNyn (जिगज्याग) वा YNd। तिनीहरूको न्यूट्रल बिन्दुलाई आर्क सप्रेसन कुण्डली वा ग्राउण्डिङ प्रतिरोधकसँग जोड्न सकिन्छ। हाल, आर्क सप्रेसन कुण्डली वा कम मानक प्रतिरोधक मार्फत जोडिएको जिगज्याग (Z-प्रकार) ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमरलाई धेरै प्रयोग गरिन्छ।

1. Z-प्रकार ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमर
Z-प्रकार ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमरहरूमा तेल-डुबेको र सुक्खा-प्रकारको इन्सुलेसन दुवै प्रकार छन्। तिनीहरूमध्ये, राल-ढाला सुक्खा इन्सुलेसनको एक प्रकार हो। संरचनात्मक रूपमा, यो मानक तीन-चरण कोर-प्रकारको पावर ट्रान्सफरमर जस्तै छ, सोझै प्रत्येक चरणको खम्बामा, वाइन्डिङलाई दुई बराबर-चाल सेक्सन—माथि र तलमा विभाजन गरिएको छ। एक सेक्सनको अन्त्यलाई अर्को चरणको वाइन्डिङको अन्त्यसँग विपरीत ध्रुवतामा श्रृंखलाबद्ध गरिन्छ। 

दुई वाइन्डिङ सेक्सनहरूमा विपरीत ध्रुवता हुन्छ, जसले जिगज्याग व्यवस्थामा नयाँ चरण बनाउँछ। माथिका वाइन्डिङहरूको सुरुवात टर्मिनलहरू—U1, V1, W1—लाई बाहिर निकालिएको छ र क्रमशः तीन-चरण AC आपूर्ति लाइन A, B, र C सँग जोडिएको छ। तलका वाइन्डिङहरूको सुरुवात टर्मिनलहरू—U2, V2, W2—लाई एकसाथ बाँधिएको छ जसले न्यूट्रल बिन्दु बनाउँछ, जसलाई त्यसपछि ग्राउण्डिङ प्रतिरोधक वा आर्क सप्रेसन कुण्डलीसँग जोडिन्छ, जस्तो कि चित्रमा देखाइएको छ। विशिष्ट कनेक्शन विधिको आधारमा, Z-प्रकार ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमरहरूलाई ZNvn1 र ZNyn11 व्यवस्थाहरूमा पनि विभाजन गरिन्छ।

Z-प्रकार ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमरलाई कम भोल्टेज वाइन्डिङसँग पनि सुसज्जित गर्न सकिन्छ, जुन सामान्यतया भू-सम्पर्कित न्यूट्रल (yn) सँग तारामा जोडिएको हुन्छ, जसले उनीहरूलाई स्टेसन सेवा ट्रान्सफरमरको रूपमा प्रयोग गर्न अनुमति दिन्छ।

2. Z-प्रकार ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमर
Z-प्रकार ट्रान्सफरमरको जिगज्याग कनेक्शनका फाइदाहरू:

1. एकल-चरण लघु-परिपथको समयमा, ग्राउण्डिङ दोषको धारा तीन-चरण वाइन्डिङहरू बीचमा लगभग समान रूपमा वितरित हुन्छ। प्रत्येक कोर खम्बामा दुई वाइन्डिङहरूको चुम्बकीय बल (MMFs) विपरीत दिशामा हुन्छ, त्यसैले कुनै ड्याम्पिङ प्रभाव हुँदैन, जसले न्यूट्रल बिन्दुबाट दोष भएको लाइनतिर धारा स्वतन्त्र रूपमा बग्न अनुमति दिन्छ।

2. चरण भोल्टेजमा तेस्रो-ह्यार्मोनिक घटक छैन किनभने, जिगज्याग-जोडिएको तीन-एकल-चरण ट्रान्सफरमर बैंकमा, तेस्रो ह्यार्मोनिकहरूको परिमाण र दिशा सदिशको रूपमा समान हुन्छ। वाइन्डिङ व्यवस्थाको कारणले, प्रत्येक चरणमा तेस्रो-ह्यार्मोनिक विद्युत चालक बलहरूले एकअर्कालाई नेस्तो-नाबस्तो पार्छन, जसले लगभग साइनुसोइडल चरण भोल्टेज दिन्छ।

Z-प्रकार ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमरमा, एउटै कोर खम्बामा दुई आधा-वाइन्डिङहरूमा शून्य-क्रम धाराहरू विपरीत दिशामा बग्छन; त्यसैले, शून्य-क्रम प्रतिघात धेरै कम छ, र यसले शून्य-क्रम धारालाई रोक्दैन। यसको कम शून्य-क्रम प्रतिबाधाको सिद्धान्त निम्नानुसार छ: ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमरका तीनवटा कोर खम्बाहरूमा, बराबर चाल भएका दुई वाइन्डिङहरू छन्, जसमध्ये प्रत्येकलाई फरक चरण भोल्टेजसँग जोडिएको छ। 

ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमरका लाइन टर्मिनलहरूमा सन्तुलित सकारात्मक वा नकारात्मक-क्रम तीन-चरण भोल्टेज लगाइएको हुँदा, प्रत्येक कोर खम्बामा MMF फरक चरणहरूसँग जोडिएका दुई वाइन्डिङहरूबाट आएको MMFs को सदिश योग हुन्छ। व्यक्तिगत कोर खम्बाहरूमा परिणामी MMFs 120° ले विस्थापित हुन्छन, जसले सन्तुलित तीन-चरण सेट बनाउँछ। एकल-चरण MMF ले तीनवटा कोर खम्बाहरू भरि चुम्बकीय परिपथ स्थापित गर्न सक्छ, जसले कम चुम्बकीय अवरोध, ठूलो चुम्बकीय प्रवाह, उच्च प्रेरित EMF, र त्यसैले धेरै उच्च चुम्बकीकरण प्रतिबाधा दिन्छ।

 तर, जब तीन-चरण लाइन टर्मिनलहरूमा शून्य-क्रम भोल्टेज लगाइन्छ, प्रत्येक कोर खम्बामा दुई वाइन्डिङहरूले उत्पादन गरेका MMFs परिमाणमा बराबर तर दिशामा विपरीत हुन्छन, जसले प्रत्येक खम्बामा शून्य नेट MMF दिन्छ—त्यसैले, तीन कोर खम्बाहरूमा कुनै शून्य-क्रम MMF अवस्थित छैन। शून्य-क्रम MMF ले ट्याङ्क र वरिपरिको माध्यमबाट मात्र मार्ग पूरा गर्न सक्छ, जसले धेरै उच्च चुम्बकीय अवरोध प्रस्तुत गर्छ; त्यसैले, शून्य-क्रम MMF धेरै सानो हुन्छ, जसले धेरै कम शून्य-क्रम प्रतिबाधा दिन्छ।

3.ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमर प्यारामिटरहरू
आर्क सप्रेसन कुण्डली ग्राउण्डिङ कम्पन्सेसन प्रयोग गर्ने वितरण नेटवर्कको आवश्यकताहरू पूरा गर्न, साथै सबस्टेसनहरूमा बिजुली र प्रकाशको लागि स्टेसन सेवा लोडको आवश्यकताहरू पनि पूरा गर्न, Z-जोडिएको ट्रान्सफरमरहरू छानिन्छन, र ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमरका मुख्य प्यारामिटरहरू उचित रूपमा सेट गर्नुपर्छ।

3.1 नाममात्र क्षमता
ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमरको प्राथमिक-तर्फको क्षमताले आर्क सप्रेसन कुण्डलीको क्षमतासँग मेल खानुपर्छ। मानक आर्क सप्रेसन कुण्डली क्षमता रेटिङहरूको आधारमा, ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमर क्षमतालाई आर्क सप्रेसन कुण्डली क्षमताको 1.05–1.15 गुणा सेट गर्न सिफारिस गरिन्छ। उदाहरणका लागि, 200 kVA आर्क सप्रेसन कुण्डलीलाई 215 kVA ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमरसँग जोडिनेछ।

3.2 न्यूट्रल बिन्दु कम्पन्सेसन धारा
एकल-चरण दोषको समयमा ट्रान्सफरमर न्यूट्रल बिन्दुबाट बग्ने कुल धारा

माथिको सूत्रमा:

U वितरण नेटवर्कको लाइन भोल्टेज (V) हो;
Zx आर्क सप्रेसन कुण्डलीको प्रतिबाधा (Ω) हो;
Zd ग्राउण्डिङ ट्रान्सफरमरको प्राथमिक शून्य-क्रम प्रतिबाधा (Ω/चरण) हो;
Zs सिस्टम प्रतिबाधा (Ω) हो।

न्यूट्रल बिन्दु कम्पन्सेसन धाराको अवधि आर्क सप्रेसन कुण्डलीको निरन्तर संचालन समय जत्तिकै हुनुपर्छ, जुन 2 घण्टा को रूपमा निर्दिष्ट गरिएको छ।

३.३ शून्य क्रम प्रतिरोध
शून्य क्रम प्रतिरोध ग्राउंडिंग ट्रान्सफार्मरको एक महत्त्वपूर्ण पैरामीटर हो र एकल-चालु ग्राउंड फ़ॉल्ट विद्युत धारा सीमित गर्न र ओवरवोल्टेज नियंत्रण गर्न रिले सुरक्षा सेटिङ्हरूमा यसको प्रभाव थोपै हुन्छ। बिन द्वितीयक वाइंडिंगका झिगजाग (Z-टाइप) ग्राउंडिंग ट्रान्सफार्मरहरू र यस्ताका तारा/खुला-डेल्टा कनेक्सन भएका ट्रान्सफार्मरहरूमा एकमात्र प्रतिरोध छ—यो शून्य क्रम प्रतिरोध हो—यसले निर्मातालाई बिजली उपभोक्ताको आवश्यकता पूरा गर्न सक्षम बनाउँछ।

३.४ नष्टि
नष्टि ग्राउंडिंग ट्रान्सफार्मरको एक महत्त्वपूर्ण प्रदर्शन पैरामीटर हो। द्वितीयक वाइंडिंगसहित ग्राउंडिंग ट्रान्सफार्मरहरूमा, नो-लोड नष्टिलाई एउटा द्वितीयक वाइंडिंग ट्रान्सफार्मरको समान रेटिंगको बराबर बनाउन सकिन्छ। लोड नष्टिको बारेमा, जब द्वितीयक तिर फुल लोडमा काम गर्दा, प्राथमिक तिरले सापेक्ष लाघव लोड लिन्छ; अत्यार यसको लोड नष्टि द्वितीयक तिरको समान क्षमताको द्वितीयक वाइंडिंग ट्रान्सफार्मरभन्दा ठूलो हुन्छ।

३.५ तापक्रम वृद्धि
राष्ट्रिय मानकअनुसार, ग्राउंडिंग ट्रान्सफार्मरको तापक्रम वृद्धि निम्नानुसार नियमित गरिएको छ:

1. रेटिंग लगातार विद्युत धारामा तापक्रम वृद्धि जनरल पावर ट्रान्सफार्मर वा ड्राय-टाइप ट्रान्सफार्मरको राष्ट्रिय मानकमा निर्धारित प्रावधानलाई पालना गर्नुपर्छ। यो मुख्यतया द्वितीयक तिरलाई नियमित लोड गरिने ग्राउंडिंग ट्रान्सफार्मरमा लागू हुन्छ।

2. जब छोटो लोड विद्युत धारा १० सेकेण्ड भन्दा कम समयसम्म चल्दा (यो प्रायः न्यूट्रल बिन्दुलाई रेसिस्टरसँग जोड्ने अवस्थामा घट्ने छ), तापक्रम वृद्धि शॉर्ट-सर्किट अवस्थामा पावर ट्रान्सफार्मरको राष्ट्रिय मानकमा निर्धारित सीमामा पालना गर्नुपर्छ।

3. जब ग्राउंडिंग ट्रान्सफार्मर आर्क सप्ताक शून्यको साथ काम गर्दा, तापक्रम वृद्धि आर्क सप्ताक शून्यको तापक्रम वृद्धि आवश्यकतामा पालना गर्नुपर्छ:

• नियमित विद्युत धारा लगातार लिने वाइंडिङ्गहरूको लागि, तापक्रम वृद्धि ८० K लाई सीमित गरिएको छ। यो मुख्यतया तारा/खुला-डेल्टा कनेक्सन ग्राउंडिंग ट्रान्सफार्मरहरूमा लागू हुन्छ।

• नियमित विद्युत धारा लिने वाइंडिङ्गहरूको लागि, जहाँ अधिकतम विद्युत धारा २ घण्टा (नियमित विद्युत धाराको लागि निर्धारित) सम्म चल्न सकिन्छ, अनुमत तापक्रम वृद्धि १०० K छ। यो अवस्था धेरै ग्राउंडिंग ट्रान्सफार्मरहरूको कार्य ढाँचामा मिल्दा छ।

• नियमित विद्युत धारा लिने वाइंडिङ्गहरूको लागि, जहाँ अधिकतम विद्युत धारा ३० मिनेट सम्म चल्न सकिन्छ, अनुमत तापक्रम वृद्धि १२० K छ।

यी प्रावधानहरू यस गरी बनाइएको छन् कि, सबैभन्दा गम्भीर कार्य अवस्थामा, वाइंडिङ्गहरूको हॉटस्पॉट तापक्रम १४० °C देखि १६० °C भित्र रहन्छ, यसले सुरक्षित इन्सुलेशन कार्य गारन्टी गर्छ र इन्सुलेशन जीवनमा गम्भीर घट रहन रोक्छ।