గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల వైరింగ్ పద్ధతులు మరియు ప్రాముకులు

గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ వైండింగ్ కాన్ఫిగరేషన్లు

వైండింగ్ కనెక్షన్ ద్వారా గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లను ZNyn (జిగ్జాగ్) లేదా YNd అనే రెండు రకాలుగా వర్గీకరిస్తారు. వాటి న్యూట్రల్ పాయింట్లను ఆర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్ లేదా గ్రౌండింగ్ రెసిస్టర్‌కు కనెక్ట్ చేయవచ్చు. ప్రస్తుతం, ఒక ఆర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్ లేదా తక్కువ-విలువ రెసిస్టర్ ద్వారా కనెక్ట్ చేయబడిన జిగ్జాగ్ (Z-రకం) గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తారు.

1. Z-రకం గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్
Z-రకం గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు నూనె-ముంచిన మరియు డ్రై-రకం ఇన్సులేషన్ వెర్షన్లలో లభిస్తాయి. వాటిలో, రెసిన్-కాస్ట్ అనేది డ్రై ఇన్సులేషన్ రకం. నిర్మాణాత్మకంగా, ప్రతి ఫేజ్ లెగ్ లో, వైండింగ్ రెండు సమాన-టర్న్ విభాగాలు—పై మరియు దిగువ—గా విభజించబడి ఉంటుంది, ఇది ప్రామాణిక మూడు-దశ కోర్-రకం పవర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లాగా ఉంటుంది. ఒక విభాగం యొక్క చివరి మరొక ఫేజ్ యొక్క వైండింగ్ చివరితో విలోమ ధ్రువత్వ సిరీస్‌లో కనెక్ట్ అవుతుంది. 

రెండు వైండింగ్ విభాగాలకు విలోమ ధ్రువత్వాలు ఉంటాయి, జిగ్జాగ్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో కొత్త ఫేజ్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. పై వైండింగ్ యొక్క ప్రారంభ టెర్మినల్స్—U1, V1, W1—బయటకు తీసి వరుసగా మూడు-దశ AC సరఫరా లైన్లు A, B మరియు C కి కనెక్ట్ చేయబడతాయి. దిగువ వైండింగ్ యొక్క ప్రారంభ టెర్మినల్స్—U2, V2, W2—న్యూట్రల్ పాయింట్‌ను ఏర్పరచడానికి కలపబడతాయి, తరువాత దీనిని గ్రౌండింగ్ రెసిస్టర్ లేదా ఆర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్‌కు కనెక్ట్ చేస్తారు, పటంలో చూపినట్లు. ప్రత్యేక కనెక్షన్ పద్ధతి బట్టి, Z-రకం గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లను ZNvn1 మరియు ZNyn11 కాన్ఫిగరేషన్లుగా మరింత వర్గీకరిస్తారు.

Z-రకం గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లకు తక్కువ వోల్టేజ్ వైండింగ్ కూడా ఉండవచ్చు, సాధారణంగా నేలకు కనెక్ట్ చేయబడిన న్యూట్రల్ (yn) తో స్టార్ లో కనెక్ట్ చేయబడి ఉంటుంది, దీని వల్ల వాటిని స్టేషన్ సర్వీస్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లుగా ఉపయోగించవచ్చు.

2. Z-రకం గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్
Z-రకం ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల యొక్క జిగ్జాగ్ కనెక్షన్ యొక్క ప్రయోజనాలు:

1. ఒక దశ క్షుణ్ణ పరిమితి సమయంలో, గ్రౌండింగ్ లోపం కరెంట్ మూడు-దశ వైండింగ్లలో సుమారు సమానంగా పంపిణీ చేయబడుతుంది. ప్రతి కోర్ లింబ్ లోని రెండు వైండింగ్ల యొక్క అయస్కాంత చలన బలాలు (MMFs) విలోమ దిశలో ఉంటాయి, కాబట్టి ఏ డాంపింగ్ ప్రభావం ఉండదు, న్యూట్రల్ పాయింట్ నుండి లోపం ఉన్న లైన్ కు కరెంట్ స్వేచ్ఛగా ప్రవహించడానికి అనుమతిస్తుంది.

2. ఫేజ్ వోల్టేజిలో మూడవ హార్మోనిక్ భాగం ఉండదు, ఎందుకంటే, జిగ్జాగ్-కనెక్ట్ చేయబడిన మూడు-సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ బ్యాంక్ లో, మూడవ హార్మోనిక్స్ సదృశ పరిమాణం మరియు దిశను వెక్టర్లుగా కలిగి ఉంటాయి. వైండింగ్ ఏర్పాటు కారణంగా, ప్రతి ఫేజ్ లోని మూడవ హార్మోనిక్ ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్సెస్ ఒకదానితో ఒకటి రద్దు చేసుకుంటాయి, దీని ఫలితంగా సుమారు సైనూసోయిడల్ ఫేజ్ వోల్టేజి ఉంటుంది.

Z-రకం గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లో, ఒకే కోర్ లింబ్ లోని రెండు సగం వైండింగ్లలో సున్నా-క్రమ కరెంట్లు విలోమ దిశల్లో ప్రవహిస్తాయి; అందువల్ల, సున్నా-క్రమ రియాక్టెన్స్ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, మరియు ఇది సున్నా-క్రమ కరెంట్ ను ఛేదించదు. దాని తక్కువ సున్నా-క్రమ ఇంపెడెన్స్ యొక్క సూత్రం ఇలా ఉంటుంది: గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క మూడు కోర్ లింబ్స్ లో ప్రతి ఒక్కటి సమాన టర్న్స్ తో రెండు వైండింగ్లు ఉంటాయి, ప్రతి ఒక్కటి విభిన్న ఫేజ్ వోల్టేజ్ లకు కనెక్ట్ చేయబడి ఉంటుంది. 

గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క లైన్ టెర్మినల్స్ కు సమతుల్య సానుకూల లేదా ప్రతికూల-క్రమ మూడు-దశ వోల్టేజ్ లను వర్తింపజేసినప్పుడు, ప్రతి కోర్ లింబ్ లోని MMF వివిధ ఫేజ్ లకు కనెక్ట్ చేయబడిన రెండు వైండింగ్ల నుండి వచ్చిన MMFs యొక్క వెక్టర్ మొత్తం. వివిధ కోర్ లింబ్స్ లోని ఫలిత MMFs 120° తో విస్థాపించబడతాయి, సమతుల్య మూడు-దశ సెట్ ను ఏర్పరుస్తాయి. సింగిల్-ఫేజ్ MMF మూడు కోర్ లింబ్స్ అంతటా అయస్కాంత సర్క్యూట్ ను ఏర్పరచగలదు, తక్కువ అయస్కాంత ప్రతిఘటన, పెద్ద అయస్కాంత ప్రవాహం, అధిక ప్రేరిత EMF మరియు అందువల్ల చాలా అధిక మాగ్నిటైజింగ్ ఇంపెడెన్స్ ను కలిగి ఉంటుంది.

 అయితే, మూడు-దశ లైన్ టెర్మినల్స్ కు సున్నా-క్రమ వోల్టేజ్ ను వర్తింపజేసినప్పుడు, ప్రతి కోర్ లింబ్ లోని రెండు వైండింగ్ల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన MMFs పరిమాణం లో సమానంగా కానీ దిశలో విలోమంగా ఉంటాయి, ప్రతి లింబ్ కు సున్నా మొత్తం MMF కు దారితీస్తాయి—అందువల్ల, మూడు కోర్ లింబ్స్ లో ఏ సున్నా-క్రమ MMF ఉండదు. సున్నా-క్రమ MMF ట్యాంక్ మరియు చుట్టుపక్కల మాధ్యమం ద్వారా మాత్రమే దాని మార్గాన్ని పూర్తి చేయగలదు, ఇది చాలా అధిక అయస్కాంత ప్రతిఘటనను ప్రదర్శిస్తుంది; ఫలితంగా, సున్నా-క్రమ MMF చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, తక్కువ సున్నా-క్రమ ఇంపెడెన్స్ కు దారితీస్తుంది.

3.గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ పారామితులు
ఆర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్ గ్రౌండింగ్ కాంపెన్సేషన్ ఉపయోగించే పంపిణీ నెట్‌వర్క్ ల అవసరాలను తీర్చడానికి, ప్రసరణ కేంద్రాలలో శక్తి మరియు కాంతి కోసం స్టేషన్ సర్వీస్ లోడ్ల అవసరాలను తీర్చడానికి, Z-కనెక్ట్ చేయబడిన ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు ఎంచుకుంటారు, మరియు గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క కీలక పారామితులు సరిగ్గా సెట్ చేయబడాలి.

3.1 రేట్ చేయబడిన సామర్థ్యం
గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క ప్రాథమిక వైపు సామర్థ్యం ఆర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్ సామర్థ్యానికి సరిపోవాలి. ప్రామాణిక ఆర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్ సామర్థ్య రేటింగ్స్ ఆధారంగా, గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ సామర్థ్యాన్ని ఆర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్ సామర్థ్యం యొక్క 1.05–1.15 రెట్లుగా సెట్ చేయడానికి సిఫార్సు చేయబడింది. ఉదాహరణకు, 200 kVA ఆర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్ కు 215 kVA గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ జత చేయబడుతుంది.

3.2 న్యూట్రల్ పాయింట్ కాంపెన్సేషన్ కరెంట్
ఒక దశ లోపం సమయంలో ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ న్యూట్రల్ పాయింట్ గుండా ప్రవహించే మొత్తం కరెంట్

పై సూత్రం లో:

U అనేది పంపిణీ నెట్‌వర్క్ (V) యొక్క లైన్ వోల్టేజి;
Zx అనేది ఆర్క్ సప్రెషన్ కాయి

3.3 సున్నా-క్రమ ఇంపీడెన్స్
సున్నా-క్రమ ఇంపీడెన్స్ అనేది గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల ఒక ముఖ్యమైన పారామీటర్ మరియు ఒక ఫేజీ గ్రౌండ్ ఫాల్ట్ కరెంట్లను పరిమితం చేయడం మరియు ఓవర్వోల్టేజ్‌లను నియంత్రించడానికి రిలే ప్రొటెక్షన్ సెటింగ్లను చాలావరకు ప్రభావితం చేస్తుంది. సెకన్డరీ వైండింగ్ లేని జిగ్జాగ్ (Z-టైప్) గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు, మరియు స్టార్/ఓపెన్-డెల్టా కనెక్షన్‌లతో ఉన్నవి కూడా, ఒక ఇంపీడెన్స్ మాత్రమే ఉంటుంది - అంటే, సున్నా-క్రమ ఇంపీడెన్స్ - ఇది మ్యాన్యుఫక్చరర్లకు యూటిలిటీ ఋజువులను చేరువుతుంది.

3.4 నష్టాలు
నష్టాలు గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల ఒక ముఖ్యమైన ప్రఫర్మన్స్ పారామీటర్. సెకన్డరీ వైండింగ్ తో అంకెబాటు చేయబడిన గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లకు, శూన్య లోడ్ నష్టాలను అదే రేటింగ్ గల రెండు-వైండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల నష్టాలకు సమానంగా చేయవచ్చు. లోడ్ నష్టాల దృష్ట్యా, సెకన్డరీ వైండింగ్ పూర్తి లోడ్‌లో పనిచేస్తే, ప్రధాన వైండింగ్‌లో సహజంగా తక్కువ లోడ్ ఉంటుంది; అందువల్ల, దాని లోడ్ నష్టాలు అదే సెకన్డరీ-వైండింగ్ క్షమతతో ఉన్న రెండు-వైండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల కంటే తక్కువ ఉంటాయ.

3.5 టెంపరేచర్ ఆరైజ్
నాషనల్ స్టాండర్డ్స్ ప్రకారం, గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల టెంపరేచర్ ఆరైజ్ ఈ విధంగా నియంత్రించబడుతుంది:

1. రేటెడ్ కంటిన్యూఅస్ కరెంట్ వద్ద టెంపరేచర్ ఆరైజ్ జనరల్ పవర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల లేదా డ్రై-టైప్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల కోసం నాషనల్ స్టాండర్డ్‌లో నిర్ధారించిన విధంగా ఉంటుంది. ఇది ముఖ్యంగా సెకన్డరీ వైండింగ్ సాధారణంగా లోడ్ చేయబడే గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లకు అనుసరిస్తుంది.

2. శాస్త్రీయ బిందు రిఝిస్టర్ కన్నికి కనెక్ట్ అయ్యే సందర్భంలో, చాలు కాలం లోడ్ కరెంట్ 10 సెకన్‌లకు పైగా ఉండకుండా, టెంపరేచర్ ఆరైజ్ పవర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల కోసం నాషనల్ స్టాండర్డ్‌లో నిర్ధారించిన షార్ట్-సర్క్యూట్ సందర్భాల కింద ఉంటుంది.

3. అర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్తో పనిచేసే సమయంలో, గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క టెంపరేచర్ ఆరైజ్ అర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్ కోసం నిర్ధారించిన టెంపరేచర్ ఆరైజ్ అవసరాలను పాటించాలి:

• రేటెడ్ కరెంట్ ను కంటిన్యూఅస్ వంటి వైండింగ్‌లకు, టెంపరేచర్ ఆరైజ్ 80 K వరకూ మాత్రమే అనుమతం. ఇది ముఖ్యంగా స్టార్/ఓపెన్-డెల్టా కనెక్షన్ గల గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లకు అనుసరిస్తుంది.

• రేటెడ్ కరెంట్ కోసం అనుసారం 2 గంటల వరకూ గరిష్ట కరెంట్ కాలం ఉన్న వైండింగ్‌లకు, అనుమతించబడిన టెంపరేచర్ ఆరైజ్ 100 K. ఇది చాలా గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల పని మోడ్ అనుసరిస్తుంది.

• 30 నిమిషాల వరకూ గరిష్ట కరెంట్ కాలం ఉన్న వైండింగ్‌లకు, అనుమతించబడిన టెంపరేచర్ ఆరైజ్ 120 K.

ఈ నిబంధనలు ఏర్పడే ఏ చట్టమైన పని పరిస్థితుల కిందా వైండింగ్‌ల హాట్ స్పాట్ టెంపరేచర్ 140 °C నుండి 160 °C వరకూ మాత్రమే ఉండాలనుకుందారు, ఇది సురక్షిత ఇన్స్యులేషన్ పనికి గురంతం చేస్తుంది మరియు ఇన్స్యులేషన్ ఆయుష్కాలంలో గంభీరమైన తగ్గింపును తప్పించేందుకు వీలు చేస్తుంది.