ईमार्क विद्युत वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर के लिए प्रदर्शन परीक्षणों का डिज़ाइन और सुधार

1 इलेक्ट्रॉनिक वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर की EMC प्रदर्शन का सारांश
1.1 EMC की परिभाषा और आवश्यकताएँ

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक संगतता (EMC) एक डिवाइस/सिस्टम की क्षमता को दर्शाती है जो दिए गए इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वातावरण में अव्याहत रूप से कार्य कर सकता है और अन्य एंटिटियों को अस्वीकार्य इलेक्ट्रोमैग्नेटिक हस्तक्षेप नहीं करता। इलेक्ट्रॉनिक वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर के लिए, EMC जटिल सेटिंग्स में स्थिर माप प्रदर्शन की मांग करता है, बिना अन्य डिवाइसों को हस्तक्षेप किए। उनके EMC प्रदर्शन को डिजाइन और निर्माण के दौरान ध्यान में रखा जाना चाहिए और सुनिश्चित किया जाना चाहिए।

1.2 कार्य तंत्र

इलेक्ट्रॉनिक वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक प्रेरण और उच्च-परिशुद्धता वाले इलेक्ट्रॉनिक माप का उपयोग करके पावर सिस्टम में उच्च वोल्टेज सिग्नल को निम्न वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करते हैं। आमतौर पर एक प्राथमिक सेंसर, द्वितीयक रूपांतरण सर्किट, और सिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट से मिलकर बना: प्राथमिक सेंसर उच्च वोल्टेज सिग्नल को प्राथमिक वोल्टेज के अनुपात में कम वर्तमान/वोल्टेज में परिवर्तित करता है; द्वितीयक सर्किट इन्हें मानक डिजिटल/एनालॉग सिग्नल में फिर से परिवर्तित करता है; प्रोसेसिंग यूनिट सिग्नलों को फिल्टर, एम्प्लिफाई, और कैलिब्रेट करता है ताकि माप की परिशुद्धता और स्थिरता में सुधार किया जा सके। वे एक सर्किट (चित्र 1 देखें) का वोल्टेज, वर्तमान, और पावर माप सकते हैं, या एक/एक से अधिक सर्किट का वोल्टेज/वर्तमान।

1.3 इलेक्ट्रोमैग्नेटिक हस्तक्षेप और संवेदनशीलता का विश्लेषण

इलेक्ट्रॉनिक वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर अन्य इलेक्ट्रिकल उपकरण (जैसे, बिजली के झटके, स्विचिंग संचालन से ट्रांसिएंट ओवरवोल्टेज) से इलेक्ट्रोमैग्नेटिक हस्तक्षेप का सामना करते हैं, जिससे माप प्रदर्शन (जैसे, बढ़ी हुई त्रुटियाँ, अस्थिर पाठ्यांक) का अवक्षय होता है।

2 इलेक्ट्रॉनिक वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर (EVT) के लिए इलेक्ट्रोमैग्नेटिक संगतता प्रदर्शन परीक्षण का विश्लेषण
2.1 परीक्षण सामग्री और मूल्यांकन मानदंड

EVT का इलेक्ट्रोमैग्नेटिक संगतता प्रदर्शन परीक्षण वास्तविक कार्य वातावरण में इसके स्थिर और सटीक संचालन को सुनिश्चित करने का एक महत्वपूर्ण चरण है। परीक्षण EVT की विरोधी हस्तक्षेप क्षमता और विभिन्न इलेक्ट्रोमैग्नेटिक विक्षोभों के तहत इसके प्रदर्शन का मूल्यांकन करने पर केंद्रित है। मूल्यांकन मानदंड टेस्ट परिणामों की गंभीरता के आधार पर ग्रेड A और ग्रेड B में विभाजित हैं:

• ग्रेड A: यथार्थता विनिर्देश सीमाओं के भीतर सामान्य प्रदर्शन बनाए रखता है। मूल्यांकन की आवश्यकता है कि जब EVT इलेक्ट्रोमैग्नेटिक विक्षोभों का सामना करता है, तो इसकी माप यथार्थता निर्दिष्ट सीमाओं के भीतर रहनी चाहिए। यह सुनिश्चित करता है कि आउटपुट वोल्टेज सिग्नल वास्तविक मान के साथ मेल खाता है और पावर सिस्टम के सामान्य मॉनिटरिंग और नियंत्रण को नहीं रोकता।

• ग्रेड B: संरक्षण कार्यों से असंबद्ध माप प्रदर्शन का अस्थायी अवक्षय स्वीकार्य है। मानदंड इलेक्ट्रोमैग्नेटिक विक्षोभों के तहत माप प्रदर्शन में अस्थायी गिरावट की अनुमति देते हैं, जबकि यह संरक्षण कार्यों के सामान्य संचालन को प्रभावित नहीं करता या डिवाइस को रीसेट/रीस्टार्ट नहीं करता। आउटपुट वोल्टेज को 500 V के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए ताकि पावर सिस्टम को अनावश्यक हस्तक्षेप या क्षति से बचा जा सके।

2.2 प्रवाहित हस्तक्षेप परीक्षण

प्रवाहित हस्तक्षेप एक चालक पथ (जैसे, तार, धातु के पाइप) द्वारा प्रसारित इलेक्ट्रोमैग्नेटिक विक्षोभ को दर्शाता है। EVT के लिए, प्रवाहित हस्तक्षेप एक प्रमुख चुनौती है।

• इलेक्ट्रिकल फास्ट ट्रांसीएंट/बरस्ट (EFT/B) परीक्षण: स्विचिंग के दौरान इंडक्टिव लोड (जैसे, रिले, कंटैक्टर) से ट्रांसीएंट विक्षोभ की नकल करता है, जो आमतौर पर चौड़े आवृत्ति स्पेक्ट्रम का होता है और EVT के संचालन को रोक सकता है। परीक्षण EVT पर एक श्रृंखला में फास्ट ट्रांसीएंट बरस्ट लगाता है, इसके आउटपुट वोल्टेज सिग्नल की स्थिरता और यथार्थता को देखकर विरोधी हस्तक्षेप क्षमता का मूल्यांकन करता है।

• सर्ज (इंपल्स) इम्यूनिटी परीक्षण: स्विचिंग, बिजली के झटके आदि से ट्रांसिएंट ओवरवोल्टेज/वर्तमान की नकल करता है। ये घटनाएँ उच्च ऊर्जा और कम अवधि की होती हैं, जो EVT की इंसुलेशन और माप यथार्थता पर गंभीर प्रभाव डालती हैं। परीक्षण EVT पर सर्ज वोल्टेज लगाता है ताकि यह सत्यापित किया जा सके कि यह विक्षोभों को बिना क्षति या प्रदर्शन की गिरावट के सहन कर सकता है।

2.3 त्रिज्यीय हस्तक्षेप परीक्षण

• पावर फ्रीक्वेंसी मैग्नेटिक फील्ड इम्यूनिटी परीक्षण: EVT के पावर फ्रीक्वेंसी मैग्नेटिक फील्ड वातावरण में प्रदर्शन का मूल्यांकन करता है। नियंत्रित पावर फ्रीक्वेंसी मैग्नेटिक फील्ड लगाकर, परीक्षण आउटपुट वोल्टेज सिग्नल की स्थिरता और यथार्थता को देखकर विरोधी हस्तक्षेप क्षमता का मूल्यांकन करता है।

• डैम्प्ड ऑसिलेटरी मैग्नेटिक फील्ड इम्यूनिटी परीक्षण: उच्च-वोल्टेज बसबारों पर उच्च-वोल्टेज उपस्थिति स्विचों के संचालन के दौरान उत्पन्न डैम्प्ड ऑसिलेटरी मैग्नेटिक फील्ड की नकल करता है। ये फील्ड तेज गिरावट दर और उच्च आवृत्ति के साथ होते हैं, जो EVT की माप यथार्थता को रोक सकते हैं। परीक्षण डैम्प्ड ऑसिलेटरी मैग्नेटिक फील्ड लगाता है ताकि यह जाँच सके कि EVT स्थिर माप प्रदर्शन बनाए रखता है।

• पल्स मैग्नेटिक फील्ड इम्यूनिटी परीक्षण: इमारतों या अन्य धातु की संरचनाओं पर बिजली के झटके से उत्पन्न पल्स मैग्नेटिक फील्ड की नकल करता है। ये फील्ड तेज उठाव समय और उच्च शिखर तीव्रता के साथ होते हैं, जो EVT की इंसुलेशन और माप यथार्थता को खतरे में डाल सकते हैं। परीक्षण पल्स मैग्नेटिक फील्ड लगाता है ताकि सत्यापित किया जा सके कि EVT विक्षोभों को बिना क्षति या प्रदर्शन की गिरावट के सहन कर सकता है।

• रेडियो फ्रीक्वेंसी रेडिएशन इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड इम्यूनिटी परीक्षण: EVT के रेडियो फ्रीक्वेंसी (RF) रेडिएशन वातावरण (जैसे, औद्योगिक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्रोत, रेडियो प्रसारण, मोबाइल कम्युनिकेशन बेस स्टेशन) में प्रदर्शन का मूल्यांकन करता है। नियंत्रित RF रेडिएशन फील्ड लगाकर, परीक्षण आउटपुट वोल्टेज सिग्नल की स्थिरता और यथार्थता को देखकर विरोधी हस्तक्षेप क्षमता का मूल्यांकन करता है।

3 इलेक्ट्रॉनिक वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर की इलेक्ट्रोमैग्नेटिक संगतता के लिए डिजाइन सिद्धांत
3.1 सर्किट डिजाइन सिद्धांत

• फ्लोटिंग ग्राउंड डिजाइन: सर्किट डिजाइन में, सिग्नल लाइनों को चासिस से अलग करने के लिए फ्लोटिंग ग्राउंड तकनीक का उपयोग करें। यह चासिस पर हस्तक्षेप धाराओं को सिग्नल सर्किट में सीधे कप्लिंग करने से रोकता है, शोर इंटरफियरेंस को कम करता है और सिग्नल की यथार्थता और स्थिरता में सुधार करता है।

• विवेकपूर्ण वायरिंग लेआउट: पावर लाइन, ग्राउंड लाइन, और विभिन्न सिग्नल लाइनों को ठीक से व्यवस्थित करें—यह कप्लिंग इंटरफियरेंस को कम करने की कुंजी है। EVT सर्किट डिजाइन में, लाइनों के बीच न्यूनतम कप्लिंग सुनिश्चित करें। लेयर्ड वायरिंग और ऑर्थोगोनल रuting (समानांतर रन से बचने के लिए) जैसी विधियों से इलेक्ट्रोमैग्नेटिक प्रेरण और कैपेसिटिव कप्लिंग को कम किया जा सकता है।

• फिल्टर कैपेसिटर डिजाइन: माउल्ड के पावर इनपुट पर फिल्टर कैपेसिटर को लागू करें ताकि पावर सप्लाई द्वारा प्रवेश करने वाले हस्तक्षेप सिग्नलों को दबाया जा सके। कैपेसिटेंस, वोल्टेज रेटिंग, और फ्रीक्वेंसी विशेषताओं जैसे पैरामीटरों के आधार पर कैपेसिटर का चयन करें ताकि पावर स्रोत से उच्च-फ्रीक्वेंसी शोर और हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से फिल्टर किया जा सके।

• निम्न-स्तरीय लॉजिक डिजाइन: अनावश्यक उच्च लॉजिक स्तरों से बचें ताकि सर्किट की शक्ति उपभोग और उच्च-फ्रीक्वेंसी इंटरफियरेंस को कम किया जा सके। EVT सर्किट डिजाइन में, निम्न-स्तरीय लॉजिक डिवाइस (जैसे, 3.3 V डिवाइस) को प्राथमिकता दें ताकि उच्च-फ्रीक्वेंसी शोर का उत्सर्जन और प्राप्ति को कम किया जा सके।

• राइज/फॉल टाइम नियंत्रण: सर्किट कार्य सीमाओं के भीतर सबसे धीमी अनुमत राइज और फॉल टाइम का चयन करें ताकि अनावश्यक उच्च-फ्रीक्वेंसी घटकों का उत्पादन न किया जाए। यह सर्किट में उच्च-फ्रीक्वेंसी शोर को कम करने में मदद करता है और सिग्नल की स्थिरता और यथार्थता में सुधार करता है।

3.2 आंतरिक संरचना डिजाइन सिद्धांत

• पूरी तरह से बंद शील्डिंग संरचना: चासिस के लिए पूरी तरह से बंद शील्ड का उपयोग करें, सुनिश्चित करें कि सभी सतहों के बीच अच्छा संपर्क हो और उचित ग्राउंडिंग हो। यह बाहरी इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से रोकता है, बाहरी विक्षोभों से आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की सुरक्षा करता है।

• प्रकट वायरिंग लंबाई को कम करें: चासिस के अंदर सभी प्रकट तारों को संभवतः सबसे कम रखें ताकि इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन और कप्लिंग हस्तक्षेप को कम किया जा सके। EVT आंतरिक डिजाइन में, घटकों की व्यवस्था और स्थान पर सुधार करें ताकि प्रकट तारों की लंबाई को कम किया जा सके।

• केबल समूह और बंडलिंग: तारों को सिग्नल प्रकार (जैसे, डिजिटल और एनालॉग लाइनों को अलग करें) के आधार पर समूहित करें और समूहों के बीच उचित दूरी बनाए रखें। यह तारों के बीच क्रॉस टॉक को कम करता ह