तीन चरण ट्रांसफॉर्मर को समानांतर में जोड़ने का परिणाम क्या होता है?

तीन-पार ट्रांसफॉर्मरों के समान्तर संचालन के परिणाम

दो या अधिक तीन-पार ट्रांसफॉर्मरों का समान्तर संचालन विद्युत प्रणालियों में एक सामान्य व्यवस्था है, जिसका उद्देश्य प्रणाली की क्षमता, विश्वसनीयता और लचीलेपन में वृद्धि करना है। हालांकि, ट्रांसफॉर्मरों को सुरक्षित, स्थिर और कुशल समान्तर संचालन के लिए कुछ शर्तों का पालन करना चाहिए। नीचे तीन-पार ट्रांसफॉर्मरों के समान्तर संचालन के परिणाम और संबंधित विचारों का वर्णन किया गया है।

1. समान्तर संचालन की शर्तें

तीन-पार ट्रांसफॉर्मरों के सुरक्षित समान्तर संचालन के लिए निम्नलिखित शर्तों का पालन किया जाना चाहिए:

• समान विद्युत वोल्टेज: ट्रांसफॉर्मरों के उच्च-वोल्टेज और कम-वोल्टेज पक्षों पर विद्युत वोल्टेज समान होना चाहिए। यदि वोल्टेज मेल नहीं खाते, तो यह असंतुलित धारा या ओवरलोडिंग का कारण बन सकता है।

• समान टर्न अनुपात: ट्रांसफॉर्मरों का टर्न अनुपात (उच्च-वोल्टेज पक्ष से कम-वोल्टेज पक्ष का अनुपात) समान होना चाहिए। यदि अनुपात भिन्न हैं, तो यह असंगत द्वितीयक वोल्टेज, परिपथ धारा, वृद्धि नुकसान और कम दक्षता का कारण बनेगा।

• समान कनेक्शन समूह: तीन-पार ट्रांसफॉर्मरों के कनेक्शन प्रकार (जैसे Y/Δ, Δ/Y, आदि) समान होना चाहिए। अलग-अलग कनेक्शन समूह फेज अंतर का कारण बन सकते हैं, जो परिपथ धारा या असमान शक्ति वितरण का कारण बन सकते हैं।

• समान छोटे-सर्किट इम्पीडेंस: समान्तर संचालन करने वाले ट्रांसफॉर्मरों का छोटे-सर्किट इम्पीडेंस जितना संभव हो उतना समान होना चाहिए। यदि छोटे-सर्किट इम्पीडेंस में एक बड़ा अंतर है, तो लोड वितरण असमान होगा, जिससे एक ट्रांसफॉर्मर ओवरलोड हो सकता है जबकि दूसरा अंडरलोड रह सकता है।

• समान आवृत्ति: ट्रांसफॉर्मरों को समान आवृत्ति पर संचालित किया जाना चाहिए। यह आमतौर पर उन्हें समान विद्युत ग्रिड से जोड़कर सुनिश्चित किया जाता है।

2. समान्तर संचालन के परिणाम

a. क्षमता में वृद्धि

कुल क्षमता: जब एक से अधिक ट्रांसफॉर्मर समान्तर संचालन किए जाते हैं, तो प्रणाली की कुल क्षमता व्यक्तिगत ट्रांसफॉर्मर क्षमताओं का योग होती है। उदाहरण के लिए, दो 500 kVA ट्रांसफॉर्मर समान्तर संचालन कर रहे हैं, तो कुल क्षमता 1000 kVA होगी। यह प्रणाली को बड़े लोड आवश्यकताओं का सामना करने की अनुमति देता है।

b. लोड वितरण

आदर्श लोड वितरण: एक आदर्श परिदृश्य में, जहाँ सभी समान्तर संचालन करने वाले ट्रांसफॉर्मर ऊपर दी गई शर्तों (विशेष रूप से समान छोटे-सर्किट इम्पीडेंस) को पूरा करते हैं, लोड ट्रांसफॉर्मरों के बीच समान रूप से वितरित होगा। प्रत्येक ट्रांसफॉर्मर लोड धारा का एक समान हिस्सा लेगा, स्थिर प्रणाली संचालन को सुनिश्चित करेगा।

अनादर्श लोड वितरण: यदि ट्रांसफॉर्मरों का छोटे-सर्किट इम्पीडेंस भिन्न है, तो लोड वितरण असमान होगा। निम्न छोटे-सर्किट इम्पीडेंस वाले ट्रांसफॉर्मर अधिक लोड लेंगे, जबकि उच्च इम्पीडेंस वाले ट्रांसफॉर्मर कम लोड लेंगे। यह असमान वितरण कुछ ट्रांसफॉर्मरों को ओवरलोड कर सकता है, प्रणाली की विश्वसनीयता और लंबाई को प्रभावित करता है।

c. परिपथ धारा

परिपथ धारा का उत्पादन: यदि समान्तर संचालन करने वाले ट्रांसफॉर्मर ऊपर दी गई शर्तों (जैसे अलग-अलग टर्न अनुपात, कनेक्शन समूह, या छोटे-सर्किट इम्पीडेंस) को पूरा नहीं करते, तो ट्रांसफॉर्मरों के बीच परिपथ धारा हो सकती है। परिपथ धारा बाहरी लोड की अनुपस्थिति में ट्रांसफॉर्मरों के बीच धारा के प्रवाह का अर्थ है। परिपथ धारा प्रणाली के नुकसान को बढ़ाती है और ट्रांसफॉर्मरों को गर्म होने का कारण बन सकती है, जिससे उनकी लंबाई कम हो सकती है।

परिपथ धारा का प्रभाव: परिपथ धारा की उपस्थिति ट्रांसफॉर्मरों की प्रभावी आउटपुट क्षमता को कम करती है क्योंकि धारा का एक हिस्सा आंतरिक परिपथ के लिए उपयोग किया जाता है, न कि लोड को आपूर्ति करने के लिए। इसके अलावा, परिपथ धारा ट्रांसफॉर्मरों को गर्म कर सकती है, जिससे विफल होने का जोखिम बढ़ता है।

d. विश्वसनीयता में सुधार

रिडंडेंसी: ट्रांसफॉर्मरों का समान्तर संचालन रिडंडेंसी प्रदान करता है। यदि एक ट्रांसफ॰मर विफल हो जाता है या रखरखाव की आवश्यकता होती है, तो अन्य ट्रांसफॉर्मर बिजली की आपूर्ति जारी रख सकते हैं, संतुलित प्रणाली संचालन को सुनिश्चित करते हैं। यह प्रणाली की समग्र विश्वसनीयता और उपलब्धता को बढ़ाता है।

e. लागत दक्षता

लचीला विस्तार: समान्तर संचालन से प्रणाली की क्षमता को अविस्तारित रूप से बढ़ाया जा सकता है बिना मौजूदा ट्रांसफॉर्मरों को बदले। यह ग्रेजुअल विस्तार के लिए एक लागत-प्रभावी समाधान है।

बैकअप क्षमता: समान्तर संचालन करने वाले ट्रांसफॉर्मर बैकअप क्षमता प्रदान कर सकते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, सभी ट्रांसफॉर्मर लोड साझा करते हैं, लेकिन यदि एक ट्रांसफॉर्मर विफल हो जाता है, तो अन्य ट्रांसफॉर्मर अतिरिक्त लोड को अस्थायी रूप से संभाल सकते हैं, प्रणाली की अवरोध को टालते हुए।

3. समान्तर संचालन के लिए विचार

a. सुरक्षा उपकरण

डिफरेंशियल सुरक्षा: समान्तर संचालन के दौरान परिपथ धारा या अन्य असामान्य स्थितियों को रोकने के लिए, आमतौर पर डिफरेंशियल सुरक्षा उपकरण लगाए जाते हैं। डिफरेंशियल सुरक्षा ट्रांसफॉर्मरों के बीच धारा के अंतर का पता लगाती है और तेजी से एक दोषपूर्ण ट्रांसफॉर्मर को पृथक करके प्रणाली की सुरक्षा करती है।

b. मॉनिटोरिंग और नियंत्रण

• लोड मॉनिटोरिंग: समान्तर संचालन करने वाले ट्रांसफॉर्मरों को लोड मॉनिटोरिंग उपकरण से लैस किया जाना चाहिए ताकि प्रत्येक ट्रांसफॉर्मर पर लोड का निरंतर ट्रैकिंग की जा सके, समान लोड वितरण को सुनिश्चित करें। यदि असमान लोडिंग का पता चलता है, तो तुरंत संशोधन किया जाना चाहिए।

• तापमान मॉनिटोरिंग: समान्तर संचालन के कारण कुछ ट्रांसफॉर्मर ओवरलोड हो सकते हैं, इसलिए ट्रांसफॉर्मरों के तापमान की निगरानी करना महत्वपूर्ण है ताकि गर्मी और नुकसान से बचा जा सके।

c. रखरखाव और जांच

• नियमित जांच: समान्तर संचालन करने वाले ट्रांसफॉर्मरों को नियमित रूप से जांच और रखरखाव किया जाना चाहिए ताकि उच्चतम प्रदर्शन को सुनिश्चित किया जा सके। विशेष ध्यान छोटे-सर्किट इम्पीडेंस, कनेक्शन समूह, और अन्य पैरामीटरों की जांच करने पर दिया जाना चाहिए ताकि वे समान्तर संचालन के लिए संगत रहें।

• दोष अलगाव: यदि एक ट्रांसफॉर्मर विफल हो जाता है, तो तुरंत उसे प्रणाली से अलग किया जाना चाहिए ताकि अन्य ट्रांसफॉर्मरों के संचालन को प्रभावित न हो।

4. सारांश

तीन-पार ट्रांसफॉर्मरों का समान्तर संचालन प्रणाली की क्षमता, विश्वसनीयता और लचीलेपन में वृद्धि कर सकता है, लेकिन इसके लिए निम्नलिखित शर्तों को पूरा करना आवश्यक है, जैसे समान विद्युत वोल्टेज, टर्न अनुपात, कनेक्शन समूह, और छोटे-सर्किट इम्पीडेंस। यदि ये शर्तें पूरी होती हैं, तो लोड ट्रांसफॉर्मरों के बीच समान रूप से वितरित होगा, और प्रणाली स्थिर रूप से संचालित होगी। हालांकि, यदि ये शर्तें पूरी नहीं होती हैं, तो परिपथ धारा और असमान लोड वितरण जैसी समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं, जो प्रणाली की दक्षता और सुरक्षा पर प्रभाव डाल सकती हैं।

समान्तर संचालन रिडंडेंसी भी प्रदान करता है, जिससे प्रणाली एक ट्रांसफॉर्मर विफल होने पर भी चलती रह सकती है, और ग्रेजुअल प्रणाली विस्तार के लिए एक लागत-प्रभावी समाधान प्रदान करता है।