Rectifier और Power Transformer की विभिन्नताओं की समझ

रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर और पावर ट्रांसफॉर्मर के बीच के अंतर

रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर और पावर ट्रांसफॉर्मर दोनों ट्रांसफॉर्मर परिवार के हिस्से हैं, लेकिन वे आवेदन और कार्यात्मक विशेषताओं में मौलिक रूप से भिन्न होते हैं। जिन ट्रांसफॉर्मरों को आमतौर पर बिजली के पोल पर देखा जाता है, वे आमतौर पर पावर ट्रांसफॉर्मर होते हैं, जबकि कारखानों में इलेक्ट्रोलाइटिक सेल या इलेक्ट्रोप्लेटिंग उपकरणों को आपूर्ति करने वाले ट्रांसफॉर्मर आमतौर पर रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर होते हैं। उनके अंतर को समझने के लिए तीन पहलुओं की जांच करनी होती है: कार्यात्मक सिद्धांत, संरचनात्मक विशेषताएँ, और संचालन वातावरण।

कार्यात्मक दृष्टिकोण से, पावर ट्रांसफॉर्मर मुख्य रूप से वोल्टेज स्तर के परिवर्तन का संभालते हैं। उदाहरण के लिए, वे जनरेटर से 35 किलोवोल्ट से 220 किलोवोल्ट तक लंबी दूरी के ट्रांसमिशन के लिए वोल्टेज को बढ़ाते हैं, फिर उसे 10 किलोवोल्ट तक कम करते हैं जिससे समुदाय वितरण होता है। ये ट्रांसफॉर्मर बिजली प्रणाली में ऐसे मालको की तरह कार्य करते हैं, जो केवल वोल्टेज रूपांतरण पर केंद्रित होते हैं। इसके विपरीत, रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर एसी-से-डीसी रूपांतरण के लिए डिजाइन किए गए होते हैं, आमतौर पर रेक्टिफायिंग उपकरणों के साथ जोड़े जाते हैं ताकि एसी को विशिष्ट डीसी वोल्टेज में बदला जा सके। उदाहरण के लिए, मेट्रो ट्रैक्शन प्रणाली में, रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर ग्रिड एसी बिजली को 1,500 वोल्ट डीसी में बदलते हैं जो ट्रेनों को चलाने के लिए उपयोग किया जाता है।

संरचनात्मक डिजाइन में महत्वपूर्ण अंतर होते हैं। पावर ट्रांसफॉर्मर रैखिक वोल्टेज रूपांतरण पर जोर देते हैं, उच्च-और निम्न-वोल्टेज वाइंडिंग के बीच ठीक टर्न अनुपात के साथ। रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर, लेकिन, रेक्टिफिकेशन के दौरान उत्पन्न हार्मोनिक्स के लिए ध्यान देना चाहिए। उनके द्वितीयक वाइंडिंग अक्सर विशेष विन्यासों—जैसे कई शाखाएँ या डेल्टा कनेक्शन—का उपयोग करते हैं ताकि विशिष्ट हार्मोनिक ऑर्डरों को दबाया जा सके। उदाहरण के लिए, एक निर्माता का ZHSFPT मॉडल फेज-शिफ्ट डिजाइन वाली तीन-वाइंडिंग संरचना का उपयोग करता है ताकि ग्रिड पर 5वें और 7वें हार्मोनिक प्रदूषण को प्रभावी रूप से कम किया जा सके।

कोर सामग्री का चयन भी कार्यात्मक आवश्यकताओं को दर्शाता है। पावर ट्रांसफॉर्मर आमतौर पर कम नुकसान और उच्च दक्षता के लिए मानक ग्रेन-ओरिएंटेड सिलिकॉन स्टील का उपयोग करते हैं। रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर, गैर-साइनसोइडल धाराओं के लिए विषमित, अक्सर उच्च-परमाणुता ठंडे-रोल्ड सिलिकॉन स्टील का उपयोग करते हैं; कुछ उच्च-शक्ति वाले मॉडल अमोर्फस अल्लोय कोर का उपयोग करते हैं। परीक्षण डेटा दिखाते हैं कि, समान क्षमता के तहत, रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर अपनी विशिष्ट संचालन तनाव के कारण पावर ट्रांसफॉर्मर की तुलना में 15%–20% अधिक नो-लोड नुकसान होता है।

संचालन स्थितियाँ अत्यंत भिन्न होती हैं। पावर ट्रांसफॉर्मर 50 हर्ट्ज की स्थिर ग्रिड आवृत्ति और -25°C से 40°C तक की वातावरणीय तापमान के साथ अपेक्षाकृत स्थिर लोड के तहत संचालित होते हैं। रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर जटिल स्थितियों का सामना करते हैं: एल्यूमिनियम इलेक्ट्रोलिसिस प्लांटों में दैनिक दहेजों में दर्जनों लोड दोलन हो सकते हैं, जिनमें तात्कालिक धारा उछाल अनुमानित मान से 30% से अधिक हो सकता है। एक धातु उत्पादन संयंत्र से फील्ड मापन दिखाता है कि इलेक्ट्रोलाइजर शुरू होने के दौरान रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर के वाइंडिंग हॉटस्पॉट तापमान 70°C से 105°C तक बढ़ सकते हैं, जिससे आइसोलेशन सामग्रियों से उच्च तापीय स्थिरता की मांग होती है।

संरक्षण डिजाइन अनुसार भिन्न होते हैं। पावर ट्रांसफॉर्मर आमतौर पर बिजली और नमी संरक्षण पर ध्यान केंद्रित करते हैं, आमतौर पर IP23 रेटिंग के साथ। रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर, जो अक्सर अम्लीय गैसों वाले औद्योगिक वातावरण में स्थापित होते हैं, स्टेनलेस स्टील के एन्क्लोजर और उच्च संरक्षण स्तर जैसे IP54 का उपयोग करते हैं। कुछ रसायनिक संयंत्र अपने रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर को दबाव वाले वेंटिलेशन सिस्टम से लैस करते हैं ताकि अम्लीय गैसों का प्रवेश रोका जा सके।

मेंटेनेंस चक्र भी भिन्न होते हैं। मानक पावर ट्रांसफॉर्मर राष्ट्रीय नियमों के अनुसार हर छह वर्षों में कोर इंस्पेक्शन का अनुसरण करते हैं। हालांकि, एक स्टील समूह के मेंटेनेंस रिकॉर्ड दिखाते हैं कि निरंतर ड्राइंग लाइनों में रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर हर दो वर्षों में सील रिप्लेसमेंट और हर तीन वर्षों में वाइंडिंग डिफॉर्मेशन टेस्ट की आवश्यकता होती है, रेक्टिफायिंग स्थितियों के तहत अधिक मैकेनिकल तनाव के कारण तेजी से उम्र बढ़ने के कारण।

लागत संरचनाएँ भी भिन्न होती हैं। 1,000 kVA इकाई के लिए, एक मानक पावर ट्रांसफॉर्मर लगभग 250,000 RMB की लागत आता है, जबकि एक समान रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर आमतौर पर 40% से अधिक लगता है। यह जटिल वाइंडिंग संरचनाओं और जोड़े गए हार्मोनिक समापन घटकों के कारण बढ़ी हुई सामग्री के उपयोग से उत्पन्न होता है। एक कारखाने के उत्पादन डेटा दिखाते हैं कि रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर मानक पावर ट्रांसफॉर्मर की तुलना में 18% अधिक तांबा और 12% अधिक सिलिकॉन स्टील का उपयोग करते हैं।