পাওয়ার ট্রান্সফরমার কিভাবে বৈদ্যুতিক সিস্টেমে ভোল্টেজ রূপান্তর সহজ করে

Encyclopedia

ফিল্ড: বিশ্বকোষ

China

ইলেকট্রিক সিস্টেমে পাওয়ার ট্রান্সফরমার কিভাবে ভোল্টেজ রূপান্তর সহায়তা করে?

পাওয়ার ট্রান্সফরমার ইলেকট্রিক সিস্টেমে বিদ্যুৎ চালিত বিকল্প বিদ্যুৎ (AC) ভোল্টেজ বৃদ্ধি বা হ্রাস করার জন্য ব্যবহৃত গুরুত্বপূর্ণ উপকরণ। তারা ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন ছাড়াই একটি ভোল্টেজ স্তর থেকে অন্য ভোল্টেজ স্তরে বিদ্যুৎশক্তি রূপান্তর করে, যা তড়িৎচৌম্বকীয় প্রভাবের মূলনীতির উপর ভিত্তি করে। ট্রান্সফরমারগুলি পাওয়ার ট্রান্সমিশন এবং ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেমে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, ট্রান্সমিশন দক্ষতা বাড়িয়ে, লস কমিয়ে এবং ইলেকট্রিক সিস্টেমের নিরাপদ এবং স্থিতিশীল পরিচালনা নিশ্চিত করে।

1. ট্রান্সফরমারের মৌলিক কাজের নীতি

ট্রান্সফরমার ফ্যারাডের তড়িৎচুম্বকীয় প্রভাবের নীতির উপর ভিত্তি করে কাজ করে। তাদের মূল কাঠামো দুটি প্রাথমিক ওয়াইন্ডিং এবং দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিং দিয়ে গঠিত, যা একটি সাধারণ লোহার কোরের চারপাশে আবদ্ধ। লোহার কোর চুম্বকীয় ক্ষেত্রকে ঘনীভূত এবং প্রবল করে, যা শক্তি স্থানান্তরের দক্ষতা বাড়ায়।

প্রাথমিক ওয়াইন্ডিং: এটি পাওয়ার সোর্সের সাথে সংযুক্ত, ইনপুট ভোল্টেজ প্রাপ্ত করে।
দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিং: এটি লোডের সাথে সংযুক্ত, আউটপুট ভোল্টেজ সরবরাহ করে।

যখন প্রাথমিক ওয়াইন্ডিং দিয়ে বিকল্প বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়, তখন লোহার কোরের মধ্যে একটি পরিবর্তনশীল চুম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি হয়। ফ্যারাডের নীতি অনুযায়ী, এই পরিবর্তনশীল চুম্বকীয় ক্ষেত্র দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিংতে একটি তড়িৎচালক বল (EMF) উৎপাদন করে, যা পরবর্তীতে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে। প্রাথমিক এবং দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিংএর টার্ন অনুপাত সম্পর্ক সম্পর্কে পরিবর্তন করে ভোল্টেজ রূপান্তর অর্জন করা যায়।

2. ভোল্টেজ রূপান্তরের নীতি

একটি ট্রান্সফরমারের ভোল্টেজ রূপান্তরের ক্ষমতা প্রাথমিক এবং দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিংএর টার্ন অনুপাতের উপর নির্ভর করে। এই সম্পর্ক ভোল্টেজ অনুপাত সূত্র দ্বারা বর্ণিত:

যেখানে:

V1 প্রাথমিক ওয়াইন্ডিংএর ইনপুট ভোল্টেজ।
V2 দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিংএর আউটপুট ভোল্টেজ।
N1 প্রাথমিক ওয়াইন্ডিংএর টার্ন সংখ্যা।
N2 দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিংএর টার্ন সংখ্যা।

টার্ন অনুপাত পরিবর্তন করে বিভিন্ন ভোল্টেজ রূপান্তর অর্জন করা যায়:

স্টেপ-আপ ট্রান্সফরমার: যখন দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিংএর টার্ন সংখ্যা N2 প্রাথমিক ওয়াইন্ডিংএর টার্ন সংখ্যা N1 এর চেয়ে বেশি, তখন আউটপুট ভোল্টেজ V2 ইনপুট ভোল্টেজ V1 এর চেয়ে বেশি, অর্থাৎ V2 >V1। স্টেপ-আপ ট্রান্সফরমারগুলি পাওয়ার ট্রান্সমিশন সিস্টেমে দীর্ঘ দূরত্বে লস কমানোর জন্য কম ভোল্টেজ থেকে বেশি ভোল্টেজ বাড়ানোর জন্য ব্যবহৃত হয়।
স্টেপ-ডাউন ট্রান্সফরমার: যখন দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিংএর টার্ন সংখ্যা N2 প্রাথমিক ওয়াইন্ডিংএর টার্ন সংখ্যা N1 এর চেয়ে কম, তখন আউটপুট ভোল্টেজ V2 ইনপুট ভোল্টেজ V1 এর চেয়ে কম, অর্থাৎ V2 <V1। স্টেপ-ডাউন ট্রান্সফরমারগুলি ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেমে উচ্চ ভোল্টেজ থেকে নিম্ন ভোল্টেজ হ্রাস করার জন্য ব্যবহৃত হয়, যা বাস্তব এবং শিল্প ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত ভোল্টেজে রূপান্তর করে।

3. ট্রান্সফরমারে শক্তির সম্পর্ক

শক্তির সংরক্ষণের নীতি অনুযায়ী, একটি ট্রান্সফরমারের ইনপুট এবং আউটপুট শক্তি প্রায় সমান (অল্প শক্তি লস উপেক্ষা করা হলে)। ট্রান্সফরমারে শক্তির সম্পর্ক নিম্নলিখিতভাবে প্রকাশ করা যায়:

যেখানে:

I1 প্রাথমিক ওয়াইন্ডিংএর ইনপুট বিদ্যুৎ।
I2 দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিংএর আউটপুট বিদ্যুৎ।

কারণ ভোল্টেজ এবং বিদ্যুৎ পরস্পর ব্যস্তভাবে সম্পর্কিত, যখন ভোল্টেজ বাড়ে, তখন বিদ্যুৎ কমে, এবং বিপরীতেও তা প্রযোজ্য। এটি ট্রান্সমিশন লাইনে শক্তি লস কমায়, কারণ শক্তি লস Ploss = I2 × R এর সাথে সম্পর্কিত। ভোল্টেজ বাড়ানো দ্বারা বিদ্যুৎ কমে, ফলে লস কমে।

4. পাওয়ার সিস্টেমে ট্রান্সফরমারের প্রয়োগ

ট্রান্সফরমার পাওয়ার সিস্টেমে কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ রয়েছে:

পাওয়ার প্ল্যান্ট:পাওয়ার প্ল্যান্টে, টারবাইন দ্বারা উৎপাদিত ভোল্টেজ সাধারণত কম (যেমন, 10 kV)। দীর্ঘ দূরত্বে ট্রান্সমিশনে শক্তি লস কমানোর জন্য, স্টেপ-আপ ট্রান্সফরমার ব্যবহৃত হয় যা ভোল্টেজ বাড়ায় (যেমন, 500 kV) এবং উচ্চ-ভোল্টেজ ট্রান্সমিশন লাইনে বিদ্যুৎ প্রেরণ করে।
ট্রান্সমিশন সিস্টেম:উচ্চ-ভোল্টেজ ট্রান্সমিশন লাইন বিদ্যুৎ পাওয়ার প্ল্যান্ট থেকে বিভিন্ন অঞ্চলে পরিবহন করতে ব্যবহৃত হয়। ট্রান্সমিশন সিস্টেমে স্টেপ-আপ ট্রান্সফরমার ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় ভোল্টেজ বাড়ানোর জন্য, ফলে বিদ্যুৎ কমে এবং লাইন লস কমে।
সাবস্টেশন:সাবস্টেশন ট্রান্সমিশন এবং ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেমের মধ্যে গুরুত্বপূর্ণ নোড হিসাবে কাজ করে। সাবস্টেশনে স্টেপ-ডাউন ট্রান্সফরমার ব্যবহৃত হয় উচ্চ-ভোল্টেজ ট্রান্সমিশন লাইন ভোল্টেজ থেকে স্থানীয় ডিস্ট্রিবিউশনের জন্য উপযুক্ত ভোল্টেজ (যেমন, 110 kV, 35 kV, বা 10 kV) রূপান্তর করতে।
ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেম:ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেমে, স্টেপ-ডাউন ট্রান্সফরমার আরও ভোল্টেজ হ্রাস করে বাস্তব এবং শিল্প ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত ভোল্টেজ (যেমন, 380 V বা 220 V) তৈরি করে। এই ট্রান্সফরমারগুলি সাধারণত বাস্তব এলাকা বা শিল্প সুবিধার কাছে ইনস্টল করা হয় নিরাপদ এবং দক্ষ শক্তি সরবরাহ নিশ্চিত করতে।
বিশেষ প্রয়োগ:রেলওয়ে ট্র্যাকশন সিস্টেম, চিকিৎসা যন্ত্রপাতি, এবং যোগাযোগ যন্ত্রপাতি সহ বিশেষ প্রয়োগে, ট্রান্সফরমার বিশেষ ভোল্টেজ এবং বিদ্যুৎ প্রয়োজন পূরণ করে, এই যন্ত্রপাতির সঠিক কাজের নিশ্চয়তা দেয়।

5. ট্রান্সফরমারের প্রকারভেদ

বিভিন্ন প্রয়োগ এবং ডিজাইন বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে, ট্রান্সফরমারগুলি কয়েকটি প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যায়:

একক-ফেজ ট্রান্সফরমার:একক-ফেজ AC সিস্টেমে ব্যবহৃত, সাধারণত বাস্তব এবং ছোট বাণিজ্যিক শক্তি সরবরাহে পাওয়া যায়।
তিন-ফেজ ট্রান্সফরমার:তিন-ফেজ AC সিস্টেমে ব্যবহৃত, ব্যাপকভাবে শিল্প, বাণিজ্যিক, এবং বড় স্কেল পাওয়ার ট্রান্সমিশন সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়। তিন-ফেজ ট্রান্সফরমার বেশি শক্তি ট্রান্সমিশন ক্ষমতা এবং ভাল দক্ষতা প্রদান করে।
তেল-ডুবানো ট্রান্সফরমার:থার্মাল মিডিয়া এবং অন্তর্বর্তী উপকরণ হিসাবে বিচ্ছিন্ন তেল ব্যবহার করে, উচ্চ ক্ষমতা এবং উচ্চ-ভোল্টেজ প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত। তেল-ডুবানো ট্রান্সফরমার উত্তম তাপ বিসর্জন এবং উচ্চ বিচ্ছিন্নতা প্রদান করে, ফলে সাবস্টেশন এবং ট্রান্সমিশন সিস্টেমের জন্য আদর্শ।
ড্রাই-টাইপ ট্রান্সফরমার:রল থার্মাল মিডিয়া ব্যবহার করে না; বরং তারা স্বাভাবিক বায়ু বা বাধ্যতামূলক বায়ু ব্যবহার করে থাকে। ড্রাই-টাইপ ট্রান্সফরমার আকারে ছোট, কম পরিচর্যা প্রয়োজন, এবং অন্তর্বর্তী বাসা এবং হাসপাতালের মতো পরিবেশের জন্য উপযুক্ত, যেখানে স্ট্রিং প্রয়োজন হয়।
অটো-ট্রান্সফরমার:প্রাথমিক এবং দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিং একই ওয়াইন্ডিংএর একটি অংশ শেয়ার করে, যা ক্ষুদ্র ভোল্টেজ পরিবর্তনের জন্য উপযুক্ত। অটো-ট্রান্সফরমার সহজ কাঠামো এবং উচ্চ দক্ষতা প্রদান করে, কিন্তু ঐতিহ্যগত ট্রান্সফরমারের তুলনায় কম নিরাপদ, বিশেষ ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়।