గ్రాఉండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫอร్మర్ మరియు సాధారణ ట్రాన్స్‌ఫర్మర్ మధ్య వ్యత్యాసాలు ఏవి?

గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ అంటే ఏమిటి?

"గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్" అని సంక్షిప్తీకరించబడిన గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ని నింపే మాధ్యమం ప్రకారం ఆయిల్-ఇమర్స్డ్ మరియు డ్రై-టైప్‌లుగాను, దశల సంఖ్య ప్రకారం మూడు-దశ మరియు ఒక-దశ గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లుగాను వర్గీకరించవచ్చు.

గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు మరియు సాంప్రదాయిక ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల మధ్య తేడా

డెల్టా (Δ) లేదా వై (Y) కాన్ఫిగరేషన్‌లో కనెక్ట్ చేసిన సిస్టమ్‌లో ఆర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్ లేదా రెసిస్టర్‌ని కనెక్ట్ చేయడానికి కృత్రిమ న్యూట్రల్ పాయింట్‌ని సృష్టించడమే గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఉద్దేశ్యం, ఇక్కడ న్యూట్రల్ పాయింట్ అందుబాటులో లేదు. ఈ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు జిగ్-జాగ్ (లేదా "Z-రకపు") వైండింగ్ కనెక్షన్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. సాంప్రదాయిక ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల నుండి ప్రధాన తేడా ఏమిటంటే, ప్రతి దశ వైండింగ్ ఒకే మాగ్నెటిక్ కోర్ లింబ్‌పై వ్యతిరేక దిశలలో చుట్టిన రెండు సమూహాలుగా విభజించబడి ఉంటుంది. ఈ డిజైన్ జీరో-సీక్వెన్స్ మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ కోర్ లింబ్‌ల ద్వారా ప్రవహించడానికి అనుమతిస్తుంది, అయితే సాంప్రదాయిక ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లలో, జీరో-సీక్వెన్స్ ఫ్లక్స్ లీకేజ్ పాత్‌ల వెంబడి ప్రయాణిస్తుంది.

అందువల్ల, Z-రకపు గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క జీరో-సీక్వెన్స్ ఇంపిడెన్స్ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది (సుమారు 10 Ω), అయితే సాంప్రదాయిక ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క దానికంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. సాంకేతిక నియమాల ప్రకారం, ఆర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్‌ని కనెక్ట్ చేయడానికి సాంప్రదాయిక ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ని ఉపయోగించినప్పుడు, కాయిల్ సామర్థ్యం ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క సున్నిత సామర్థ్యంలో 20% కంటే ఎక్కువ ఉండకూడదు. దీనికి విరుద్ధంగా, Z-రకపు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ దాని సొంత సామర్థ్యంలో 90%–100% వరకు ఆర్క్ సప్రెషన్ కాయిల్‌ని మోసుకురాగలదు. అదనంగా, గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు ద్వితీయ భారాలను సరఫరా చేయగలవు మరియు స్టేషన్ సర్వీస్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లుగా పనిచేయగలవు, దీని ద్వారా పెట్టుబడి ఖర్చులను ఆదా చేస్తాయి.

గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల పని సూత్రం

గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ గ్రౌండింగ్ రెసిస్టర్‌తో కృత్రిమ న్యూట్రల్ పాయింట్‌ని సృష్టిస్తుంది, ఇది సాధారణంగా చాలా తక్కువ నిరోధాన్ని కలిగి ఉంటుంది (సాధారణంగా 5 ఓమ్స్ కంటే తక్కువ ఉండాలని అవసరం). అదనంగా, దాని ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్ లక్షణాల కారణంగా, గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ధనాత్మక మరియు రుణాత్మక-క్రమ విద్యుత్ ప్రవాహాలకు ఎక్కువ ఇంపిడెన్స్‌ని సమర్పిస్తుంది, వైండింగ్‌లలో చిన్న ఎగ్జిటేషన్ కరెంట్ మాత్రమే ప్రవహిస్తుంది. ప్రతి కోర్ లింబ్‌లో, రెండు వైండింగ్ విభాగాలు వ్యతిరేక దిశలలో చుట్టబడతాయి. ఒకే లింబ్‌లోని ఈ వైండింగ్‌ల గుండా సమాన జీరో-సీక్వెన్స్ కరెంట్‌లు ప్రవహించినప్పుడు, అవి తక్కువ ఇంపిడెన్స్‌ని చూపిస్తాయి, ఫలితంగా కనీస వోల్టేజి డ్రాప్ ఉంటుంది.

గ్రౌండ్ లోపం సమయంలో, వైండింగ్‌లు ధనాత్మక, రుణాత్మక మరియు జీరో-సీక్వెన్స్ కరెంట్‌లను మోస్తాయి. వైండింగ్ ధనాత్మక మరియు రుణాత్మక-క్రమ కరెంట్‌లకు ఎక్కువ ఇంపిడెన్స్‌ని సమర్పిస్తుంది, కానీ జీరో-సీక్వెన్స్ కరెంట్‌కు తక్కువ ఇంపిడెన్స్‌ని సమర్పిస్తుంది, ఎందుకంటే, ఒకే దశలో, రెండు వైండింగ్‌లు వ్యతిరేక ధ్రువత్వంతో సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడతాయి—వాటి ప్రేరిత ఎలక్ట్రోమోటివ్ బలాలు పరిమాణంలో సమానంగా కానీ దిశలో వ్యతిరేకంగా ఉంటాయి, అందువల్ల ఒకదానితో ఒకటి రద్దు చేసుకుంటాయి.

చాలా గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు తక్కువ-నిరోధక న్యూట్రల్ పాయింట్‌ని మాత్రమే అందించడానికి ఉపయోగిస్తారు మరియు ఏ ద్వితీయ భారాన్ని సరఫరా చేయవు; అందువల్ల, చాలా వాటిని ద్వితీయ వైండింగ్ లేకుండా రూపొందించారు. సాధారణ గ్రిడ్ ఆపరేషన్ సమయంలో, గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ సాధారణంగా లోడ్ లేని స్థితిలో పనిచేస్తుంది. అయితే, లోపం సమయంలో, అది కేవలం క్షణకాలం పాటు మాత్రమే లోపం విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని మోస్తుంది. తక్కువ-నిరోధక గ్రౌండెడ్ సిస్టమ్‌లో, ఒక-దశ గ్రౌండ్ లోపం సంభవించినప్పుడు, అత్యంత సున్నితమైన జీరో-సీక్వెన్స్ ప్రొటెక్షన్ త్వరగా లోపం ఉన్న ఫీడర్‌ని గుర్తించి తాత్కాలికంగా ఐసోలేట్ చేస్తుంది.

గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లోపం సంభవించిన తర్వాత ఫీడర్ యొక్క జీరో-సీక్వెన్స్ ప్రొటెక్షన్ పనిచేసే వరకు ఉన్న చిన్న సమయంలో మాత్రమే సక్రియంగా ఉంటుంది. ఈ సమయంలో, జీరో-సీక్వెన్స్ కరెంట్ న్యూట్రల్ గ్రౌండింగ్ రెసిస్టర్ మరియు గ్రౌండింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ గుండా ప్రవహిస్తుంది, IR = U / R₁ అనే సూత్రం ప్రకారం, ఇక్కడ U అనేది సిస్టమ్ దశ వోల్టేజి మరియు R₁ అనేది న్యూట్రల్ గ్రౌండింగ్ నిరోధం.

గ్రౌండింగ్ ఆర్క్ నమ్మకంగా ఆర్పివేయబడకపోతే కలిగే పరిణామాలు

• ఒక-దశ గ్రౌండ్ ఆర్క్ యొక్క అంతరాయం కలిగిన ఆర్పడం మరియు మళ్లీ వెలగడం 4U (ఇక్కడ U అనేది గరిష్ఠ దశ వోల్టేజి) వరకు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పరిమాణంతో ఆర్క్-గ్రౌండ్ ఓవర్ వోల్టేజీలను సృష్టిస్తుంది, ఇవి పొడవైన సమయం పాటు ఉంటాయి. ఇది విద్యుత్ పరికరాల ఇన్సులేషన్‌కు తీవ్రమైన ముప్పును కలిగిస్తుంది, బలహీనమైన ఇన్సులేషన్ పాయింట్‌ల వద్ద బ్రేక్‌డౌన్‌లకు దారితీసి గణనీయమైన నష్టాలకు కారణమవుతుంది.

• సుదీర్ఘంగా ఆర్కింగ్ చుట్టూ

  సాధారణ గ్రిడ్ పనికలిష్టంలో గ్రంథిత ట్రాన్స్‌ఫอร్మర్ శూన్య లోడ్ పరిస్థితుల్లో పనిచేస్తుంది మరియు అవధికల్యానం వల్ల క్షణిక ఓవర్‌లోడ్ అనుభవిస్తుంది. సాంక్షిప్తంగా, గ్రంథిత ట్రాన్స్‌ఫอร్మర్‌ల పని గ్రంథిత రెజిస్టర్ కనెక్ట్ చేయడానికి తాజాగా నైతిక పాయింట్ సృష్టించడం. గ్రంథిత దోషం వచ్చినప్పుడు, ఇది ప్రాజెక్టీవ్-మరియు నెగెటివ్-సీక్వెన్స్ కరెంట్‌లకు ఎక్కడించిన హై ఇంపీడెన్స్ మరియు జీరో-సీక్వెన్స్ కరెంట్‌లకు తక్కువ ఇంపీడెన్స్ అందిస్తుంది, అది గ్రంథిత దోష ప్రతిరక్షణ వినియోగకరంగా పనిచేయడానికి ఖాతిరుంచుతుంది.

  అర్క్ నిర్ధారణ కాయిల్ వ్యవస్థల ద్వారా నైతిక గ్రంథన

  సాధనాల ప్రతిరక్షణ దోషం, బాహ్య నష్టం, ఓపరేటర్ దోషం, అంతర్‌వ్యతీత ఉన్నాటి ప్రజలో లేదా ఇతర కారణాల వల్ల గ్రిడ్‌లో క్షణిక ఒక ప్రాంతం గ్రంథిత దోషం జరిగినప్పుడు, గ్రంథిత దోష కరెంట్ అర్క్ నిర్ధారణ కాయిల్ ద్వారా ఇండక్టివ్ కరెంట్ గా ప్రవహిస్తుంది, ఇది కెపాసిటివ్ కరెంట్ కి వ్యతిరేక దిశలో ఉంటుంది. ఇది దోష పాయింట్‌లో కరెంట్‌ని చాలా తక్కువ విలువకు లేదా శూన్యం వరకు తగ్గించగలదు, అందువల్ల అర్క్ నిర్ధారణ చేయబడుతుంది మరియు అనుబంధ హాజరం తొలిగించబడతుంద఼. దోషం రిలే ప్రతిరక్షణ లేదా సర్కిట్ బ్రేకర్ ట్రిప్‌చే స్వయంగా పూర్తయ్యే విధంగా, పవర్ సప్లై విశ్వాసాన్ని చాలా మెచ్చుకుంటుంది.

  మూడు పూర్తిక పనికలిష్టాలు

  మూడు విభిన్న పూర్తిక పనికలిష్టాలు ఉన్నాయి: అన్డర్-కంపెన్సేషన్, ఫుల్ కంపెన్సేషన్, మరియు ఓవర్-కంపెన్సేషన్.

  • అన్డర్-కంపెన్సేషన్: పూర్తిక తర్వాత ఇండక్టివ్ కరెంట్ కెపాసిటివ్ కరెంట్ కన్నా తక్కువ.

  • ఓవర్-కంపెన్సేషన్: పూర్తిక తర్వాత ఇండక్టివ్ కరెంట్ కెపాసిటివ్ కరెంట్ కన్నా ఎక్కువ.

  • ఫుల్ కంపెన్సేషన్: పూర్తిక తర్వాత ఇండక్టివ్ కరెంట్ కెపాసిటివ్ కరెంట్ కు సమానం.

  అర్క్ నిర్ధారణ కాయిల్ వ్యవస్థల ద్వారా నైతిక గ్రంథనలో ఉపయోగించే పూర్తిక పనికలిష్టం

  అర్క్ నిర్ధారణ కాయిల్ ద్వారా నైతిక గ్రంథన ఉన్న వ్యవస్థలలో, ఫుల్ కంపెన్సేషన్ తప్పించాలి. వ్యవస్థ అనేక విషయాల్లో ఉన్న అనిశ్చిత వోల్టేజ్‌కు బావా ఫుల్ కంపెన్సేషన్ సమాన ప్రవహన నిల్వ కలిగించగలదు, అందువల్ల అర్క్ నిర్ధారణ కాయిల్ కు ఖచ్చితంగా ఎక్కువ వోల్టేజ్‌లు వచ్చేవి. అందువల్ల, వాస్తవ పనికలిష్టలో ఓవర్-కంపెన్సేషన్ లేదా అన్డర్-కంపెన్సేషన్ ఉపయోగించబడతాయి, ఓవర్-కంపెన్సేషన్ అత్యధిక ఉపయోగించబడుతుంది.

  ఓవర్-కంపెన్సేషన్ ఉపయోగించే ప్రధాన కారణాలు

  అన్డర్-కంపెన్సేషన్ వ్యవస్థలలో, దోషాల సమయంలో ఎక్కువ ఓవర్వోల్టేజ్‌లు సులభంగా జరిగి వచ్చేవి. ఉదాహరణకు, దోషం లేదా ఇతర కారణాల వల్ల కొన్ని లైన్‌లు విచ్ఛిన్నం అయినప్పుడు, అన్డర్-కంపెన్సేషన్ వ్యవస్థ ఫుల్ కంపెన్సేషన్ దిశగా మారుతుంది, అందువల్ల సమాన ప్రవహన నిల్వ మరియు ఓవర్వోల్టేజ్‌లు ఎక్కువ వచ్చేవి. అన్డర్-కంపెన్సేషన్ వ్యవస్థలో పెద్ద నైతిక విక్షేపణ ప్రజల ప్రతిరక్షణ అంతర్‌వ్యతీత తప్ప విమర్శించలేము.

  అన్డర్-కంపెన్సేషన్ వ్యవస్థ సాధారణ పనికలిష్టంలో మూడు-ఫేజీ అనిశ్చితత్వం ఉన్నప్పుడు, చాలా ఎక్కువ ఫెర్రోరెజోనంట్ ఓవర్వోల్టేజ్‌లు జరిగి వచ్చేవి. ఈ ప్రవాహం అన్డర్-కంపెన్సేషన్ అర్క్ నిర్ధారణ కాయిల్ (ఇక్కడ ωL > 1/(3ωC₀)) మరియు లైన్ కెపాసిటెన్స్ (3C₀) మధ్య ఫెరోమాగ్నటిక రెజోనంట్ నుండి వచ్చే. ఓవర్-కంపెన్సేషన్ వల్ల ఈ రెజోనంట్ జరిగదు.

  పవర్ వ్యవస్థలు నిరంతరం విస్తరించుతున్నాయి, అందువల్ల గ్రిడ్ కు భూమికి వెంటనే కెపాసిటెన్స్ పెరుగుతుంది. ఓవర్-కంపెన్సేషన్ వల్ల, మొదట నిర్మించబడిన అర్క్ నిర్ధారణ కాయిల్ కొన్ని సమయం పాటు పనిచేయవచ్చు—ఇది అంతమైనప్పుడు కూడా అన్డర్-కంపెన్సేషన్ దిశగా మారి ఉంటుంది. కానీ, అన్డర్-కంపెన్సేషన్ వల్ల పనిచేయబడుతున్న వ్యవస్థ ఏ విస్తరణ జరిగినప్పుడు కూడా ప్రతిరక్షణ క్షమత పెరిగించాల్సి ఉంటుంది.

  ఓవర్-కంపెన్సేషన్ వల్ల, దోష పాయింట్ దాటిన కరెంట్ ఇండక్టివ్. అర్క్ నిర్ధారణ తర్వాత, దోష ఫేజీ వోల్టేజ్ పునరుత్పత్తి రేటు చలనగా ఉంటుంది, అందువల్ల అర్క్ పునరుత్పత్తి సంభవం తక్కువ.

  ఓవర్-కంపెన్సేషన్ వల్ల, వ్యవస్థ ఫ్రీక్వెన్సీ తగ్గినప్పుడు కూడా కంపెన్సేషన్ డిగ్రీ తక్కువ వచ్చేవి, ఇది సాధారణ పనికలిష్టంలో సమస్య కాదు. కానీ, అన్డర్-కంపెన్సేషన్ మరియు తగ్గిన ఫ్రీక్వెన్సీ కలిసిన వ్యవస్థ ఫుల్ కంపెన్సేషన్ దిశగా మారి నైతిక విక్షేపణ వోల్టేజ్ పెరిగించగలదు.

  సాంక్షిప్తం

  గ్రంథిత ట్రాన్స్‌ఫอร్మర్ స్టేషన్ సర్విస్ ట్రాన్స్‌ఫอร్మర్ కూడా పనిచేస్తుంది, 35 kV వోల్టేజ్‌ను 380 V తక్కువ వోల్టేజ్‌కు తగ్గించడం ద్వారా బ్యాటరీ చార్జింగ్, SVG ఫాన్ పవర్, మెయింటనన్స్ లైటింగ్, మరియు సాధారణ స్టేషన్ సహాయ లోడ్‌లకు పవర్ అందిస్తుంది.

  మోడర్న్ పవర్ గ్రిడ్‌లో, కేబుల్‌లు ప్రాంతిక లైన్‌లను ప్రామాణికంగా మార్చుతున్నాయి. కేబుల్ లైన్‌ల ఒక ప్రాంతం కెపాసిటివ్ గ్రంథిత దోష కరెంట్ ప్రాంతిక లైన్‌ల కన్నా చాలా ఎక్కువ. అందువల్ల, అర్క్ నిర్ధారణ కాయిల్‌ల ద్వారా నైతిక గ్రంథన దోష అర్క్ నిర్ధారణ చేయకూడదు మరియు ఖాత్రీకరంగా రెజోనంట్ ఓవర్వోల్టేజ్‌లను నియంత్రించలేదు. అందువల్ల, మా సబ్‌స్టేషన్‌లో తక్కువ రెజిస్టన్స్ నైతిక గ్రంథన పద్ధతిని ఉపయోగిస్తాము. ఈ పద్ధతి సోలిడ్ గ్రంథిత నైతిక వ్యవస్థల ద్వారా సమానం, అది సింగిల్-ఫేజీ గ్రంథిత దోష ప్రతిరక్షణను నిర్మాణం చేయాలి, ఇది సర్కిట్ బ్రేకర్‌లను ట్రిప్ చేయడం ద్వారా ఒక ప్రాంతం గ్రంథిత దోష జరిగినప్పుడు దోష ఫీడర్‌ను వేగంగా విచ్ఛిన్నం చేయబడుతుంది.