গ্রিড ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমার পরিমাপের অনিশ্চয়তা মূল্যায়ন

১. পরিচিতি

গ্রিড ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমার, যা পাওয়ার সিস্টেমের অপরিহার্য মেয়ারিং উপাদান, এর মেয়ারিং নির্ভুলতা পাওয়ার সিস্টেমের স্থিতিশীল পরিচালনা এবং দক্ষ ব্যবস্থাপনার সঙ্গে সরাসরি সম্পর্কিত। তবে, বাস্তবে, ইলেকট্রনিক উপাদানের প্রাকৃতিক বৈশিষ্ট্য, পরিবেশগত ফ্যাক্টর এবং মেয়ারিং পদ্ধতির সীমাবদ্ধতার কারণে, ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের মেয়ারিং ফলাফল অনিশ্চয়তার সঙ্গে জড়িত হয়। এই অনিশ্চয়তা না কেবল পাওয়ার ডাটার নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করে, বরং পাওয়ার সিস্টেমের ডিসপ্যাচ, নিয়ন্ত্রণ এবং প্রোটেকশন স্ট্র্যাটেজিকেও ভ্রান্ত পথে নিয়ে যায়। তাই, গ্রিড ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের যাচাই এবং মেয়ারিং ফলাফলের অনিশ্চয়তা মূল্যায়ন পদ্ধতির গভীর গবেষণা পাওয়ার সিস্টেমের মেয়ারিং নির্ভুলতা বৃদ্ধিতে অপরিহার্য।

এই গবেষণার উদ্দেশ্য হল ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের মেয়ারিং অনিশ্চয়তার উপর প্রভাব ফেলে এমন ফ্যাক্টরগুলি বিশ্লেষণ করা, যা ইলেকট্রনিক উপাদানের তাপমাত্রা ড্রিফট, বয়স্কতা, এবং শব্দ বিক্ষোভ সহ মেয়ারিং পরিবেশের তাপমাত্রা, আর্দ্রতা, এবং ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের পরিবর্তনের সঙ্গে সম্পর্কিত। এর মাধ্যমে, বৈজ্ঞানিক এবং যুক্তিসঙ্গত অনিশ্চয়তা মূল্যায়ন পদ্ধতি অনুসন্ধান করা হবে। গাণিতিক মডেল গঠন এবং পরিসংখ্যান নীতি এবং মেট্রোলজি জ্ঞানের সমন্বয়ে, এই গবেষণা ভিন্ন কাজের শর্তাবলীতে গ্রিড ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের মেয়ারিং অনিশ্চয়তা সম্পূর্ণ মূল্যায়ন করবে, যা আরও নির্ভুল যাচাই নিয়ম এবং ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের উৎপাদন গুণমান উন্নয়নের জন্য তাত্ত্বিক ভিত্তি এবং প্রযুক্তিগত সমর্থন প্রদান করবে।

২. মেয়ারিং ফলাফলের অনিশ্চয়তা মূল্যায়নের পরীক্ষা
২.১ পরীক্ষার বস্তু

গ্রিড ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের অনিশ্চয়তা মূল্যায়নের জন্য, ০.০০১ স্তরের নির্ভুলতা সহ একটি প্রিসিশন ভোল্টেজ ক্যালিব্রেশন ডিভাইস নির্বাচন করা হয়, যা ১-১০০০ ভোল্ট পরিমাপের পরিসর ঢাকে। যাচাইযোগ্য ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারটি ১০ কেভি-৫০ কেভি প্রাথমিক ভোল্টেজ এবং ১০০ ভোল্ট দ্বিতীয় ভোল্টেজের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যার নির্ভুলতা স্তর ০.০২। গ্রিড ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের গঠন চিত্র ১ এ দেখানো হয়েছে।

পরীক্ষার পরিবেশ ২০ ± ২ °C তাপমাত্রায় স্থির রাখা হয়, এবং আপেক্ষিক আর্দ্রতা ৬০% এর নিচে রাখা হয়, যাতে পরিমাপের ফলাফলের উপর পরিবেশের সম্ভাব্য প্রভাব দূর করা যায়।

২.২ গ্রিড ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের যাচাই এবং মেয়ারিং পদ্ধতি

গ্রিড ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের যাচাই সময়, মেয়ারিং নির্ভুলতা নিশ্চিত করতে একটি বৈজ্ঞানিক অনিশ্চয়তা মূল্যায়ন পদ্ধতি প্রয়োজন। চিত্র ১ এ দেখানো গ্রিড ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারটিকে স্ট্যান্ডার্ড ডিভাইস হিসাবে ব্যবহার করে, একটি তুলনা-ভিত্তিক সার্কিট সংযোগ গ্রহণ করা হয়। এটি পরীক্ষিত ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমার এবং স্ট্যান্ডার্ড ডিভাইসের মধ্যে সুষম সংযোগ সম্ভব করে, যা চিত্র ২ এ দেখানো হয়েছে।

পরে, একটি উচ্চ-নির্ভুলতা ডিজিটাল মেয়ারিং সিস্টেম পরীক্ষিত ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের ত্রুটি প্রত্যক্ষভাবে পড়ে এবং গণনা করে। স্ট্যান্ডার্ড ডিভাইসের মডেল DHBV-110/0.02, যা যাচাইয়ের জন্য উত্তম নির্ভুলতা প্রদান করে। পরীক্ষিত ট্রান্সফরমারের জন্য, ০.৫%, ২%, ১০%, ৫০%, এবং ১১০% রেটেড ভোল্টেজ পয়েন্ট সেট করা হয়, যা তার পরিচালনা পরিসর ঢাকে। উল্লেখ্য, এই পয়েন্টগুলির জন্য সর্বোচ্চ অনুমোদিত ত্রুটি সীমা সম্পূর্ণ এবং হালকা লোড শর্তাবলীর জন্য একই, তবে ইলেকট্রনিক উপাদানের তাপমাত্রা ড্রিফট এবং বয়স্কতা শর্তাবলী পরিবর্তনের কারণে স্থিতিশীলতার বিভিন্ন পার্থক্য ঘটতে পারে। তাই, প্রতিটি পয়েন্টের স্থিতিশীলতা স্বাধীনভাবে মূল্যায়ন করা প্রয়োজন, যাতে যাচাই ফলাফলের অনিশ্চয়তা নিয়ন্ত্রণ করা যায়, এবং পাওয়ার গ্রিড পরিচালনার জন্য উচ্চ-নির্ভুলতা মেয়ারিং প্রযুক্তির কঠোর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা যায়।

৩. গাণিতিক মডেল

গ্রিড ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের যাচাই এবং মেয়ারিং ফলাফলের অনিশ্চয়তা মূল্যায়নের পরীক্ষায়, যখন পরীক্ষিত ডিভাইসের নির্ভুলতা যাচাই করা হয়, তখন তার অনিশ্চয়তা প্রায়শই নির্ভুলতা বিচ্যুতি এবং পর্যায় ল্যাগের মাধ্যমে বহুমাত্রিকভাবে কোয়ান্টাইজ করা হয়। এই দুটি সূচক যথাক্রমে পরিমাপ কৃত মান এবং বাস্তব মানের মধ্যে আম্পলিটিউডের পার্থক্য এবং পর্যায় বিচ্যুতিকে প্রতিফলিত করে। তাই, অনিশ্চয়তার এই উৎসগুলি সঠিকভাবে বর্ণনা করার জন্য স্বাধীন গাণিতিক মডেল গঠন করা যেতে পারে। নির্ভুলতা বিচ্যুতি Y এর জন্য, একটি রৈখিক রিগ্রেশন মডেল ব্যবহার করা যেতে পারে, যা এভাবে প্রকাশ করা যেতে পারে:

যেখানে β₀ এবং β₁ মডেল প্যারামিটার; X গ্রিড ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের ইনপুট সিগন্যাল; ε হল র‌্যান্ডম ত্রুটি টার্ম। পর্যায় ল্যাগ φ এর জন্য, একটি ত্রিকোণমিতিক ফাংশন মডেল দ্বারা এটি প্রকাশ করা যেতে পারে

যেখানে α হল নির্ধারিত পর্যায় স্থানান্তর; θ(X) হল ইনপুট সিগন্যালের সাথে পরিবর্তিত পর্যায় ফাংশন। আরও বিশদ বিশ্লেষণের জন্য, গাণিতিক মডেলের নির্ভুলতা বৃদ্ধির জন্য অরৈখিক টার্ম বা বহুপদী আনুমানিক পদ্ধতি প্রবর্তন করা যেতে পারে। এই গাণিতিক মডেলগুলির গঠন মেয়ারিং ফলাফলের অনিশ্চয়তা সম্পূর্ণ এবং ব্যবস্থাপনামূলকভাবে মূল্যায়নের জন্য দৃঢ় তাত্ত্বিক ভিত্তি এবং কোয়ান্টিটেটিভ টুল প্রদান করে।

৪. অনিশ্চয়তা উপাদান মূল্যায়ন পরীক্ষার ফলাফল

গ্রিড ইলেকট্রনিক ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারের যাচাইয়ে, অনিশ্চয়তা মূল্যায়নের জন্য বিভিন্ন সেট ভোল্টেজ স্তর সেট করা হয়। ০.৫%, ২%, ১০%, ৫০%, এবং ১১০% রেটেড ভোল্টেজ পয়েন্টগুলি নির্বাচন করা হয় এবং তুলনা পদ্ধতিতে পরিমাপ করা হয়। আম্পলিটিউড পার্থক্য এবং পর্যায় বিচ্যুতির গড় মানগুলি রেকর্ড করা এবং গণনা করা হয়, যাতে প্রতিটি ভোল্টেজ স্তরের সাপেক্ষে রেফারেন্স মান হিসাবে প্রতিটি পরীক্ষিত ট্রান্সফরমারের পারফরম্যান্স অনিশ্চয়তা নির্ভুলভাবে মূল্যায়ন করা যায়।

৪.১ A ধরনের অনিশ্চয়তা মূল্যায়ন

A ধরনের অনিশ্চয়তা একই বস্তুর পুনরাবৃত্ত পরিমাপের ফলাফলগুলির মধ্যে ছড়িয়ে থাকার মাত্রা প্রতিফলিত করে। এর গণনা সূত্র হল:

যেখানে n হল পরিমাপের সংখ্যা; xᵢ হল i-তম পরিমাপ; x̄ হল পরিমাপের মানগুলির গাণিতিক গড়।

তাহলে, ০.৫%, ২%, ১০%, ৫০%, এবং ১১০% রেটেড ভোল্টেজ পয়েন্টগুলির জন্য, A ধরনের অনিশ্চয়তা মূল্যায়নের ফলাফল টেবিল ১-এ দেখানো হয়েছে।

টেবিল ১-এ দেখা যায়, রেটেড ভোল্টেজ পয়েন্ট বৃদ্ধির সাথে সাথে আম্পলিটিউড পার্থক্য এবং পর্যায় বিচ্যুতির A ধরনের অনিশ্চয়তা বৃদ্ধির প্রবণতা দেখা যায়। এটি কারণ, কম ভোল্টেজ স্তরে, ভোল্টেজ ট্রান্সফরমার আরও স্থিতিশীল, যা পরিমাপের ফলাফলে কম ছড়িয়ে থাকার কারণ হয়। তবে, উচ্চ ভোল্টেজ স্তরে, ভোল্টেজ ট্রান্সফরমার আরও বেশি ফ্যাক্টরের দ্বারা প্রভাবিত হয়, যা পরিমাপের ফলাফলে বেশি ছড়িয়ে থাকার কারণ হয়।

৪.২ B ধরনের অনিশ্চয়তা মূল্যায়ন

JJF 1059.1—2022 মেয়ারিং অনিশ্চয়তা মূল্যায়ন এবং প্রকাশ অনুসারে, B ধরনের অনিশ্চয়তা পরিচিত সম্পর্কিত তথ্য থেকে তার স্ট্যান্ডার্ড ডিভিয়েশন মূল্যায়ন করার জন্য যুক্তিসঙ্গত অনুমান থেকে আসে। এই তথ্যগুলি প্রস্তুতকারকদের যন্ত্রপাতির স্পেসিফিকেশন, শিল্প স্বীকৃত ক্যালিব্রেশন পদ্ধতির ডাটা, বা ঐতিহাসিক পরিমাপ ডাটার পরিসংখ্যান বিশ্লেষণ অন্তর্ভুক্ত হতে পারে। B ধরনের অনিশ্চয়তার মূল বিষয় হল অভিজ্ঞতা বা পেশাদার জ্ঞানের উপর ভিত্তি করে পরিমাপ মানের সম্ভাব্য পরিবর্তনের পরিসর সংজ্ঞায়িত করা, যার অর্ধ-প্রস্থ পরিসরের অর্ধেক।

তারপর, সম্ভাব্যতা বিতরণ বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োজনীয় বিশ্বাস স্তর অনুসারে একটি যথাযথ কভারেজ ফ্যাক্টর k নির্বাচন করা হয়। সাধারণত, যদি পরিমাপ মানগুলি নির্ধারিত অন্তর্বর্তীতে সুষমভাবে বিতরণ (প্রত