मध्य वोल्टेज ट्रान्सफार्मरको इनरश करंट न्यूनीकरण द्वारा नियंत्रण स्विचिङ डिभाइसको प्रयोग

मध्य वोल्टेज रेंजमा नियन्त्रित स्विचिङ डिभाइसहरू

तीन दशक पहिले, नियन्त्रित स्विचिङ डिभाइसहरू (CSDs) लाई पहिलो बार उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकरहरू जसको शंट रिएक्टरहरू र कैपासिटर बँकहरूसँग जोडिएको छ ती स्विचिङ अनुताप न्यूनीकरण गर्न लाई परिचय गराएका थिए। अन्तर्गत अनुसन्धानले उनीहरूको अनुप्रयोग ट्रान्समिशन लाइनहरू र पावर ट्रान्सफार्मरहरूमा फैलाएको थियो। शुरुवातमा, यी डिभाइसहरूले आइपीओ (IPO) वाले स्वतन्त्र तार-संचालित सर्किट ब्रेकरहरू प्रयोग गरेर फेज अनुसार स्विचिङ क्षणहरूलाई अनुकूलित गर्थे।

हाल, विश्वभित्र ऊर्जा मागको वृद्धिले उच्च वोल्टेज (HV) ट्रान्समिशन प्रणालीहरूमा मात्र होइन भने मध्य वोल्टेज डिस्ट्रिब्युशन ग्रिडहरूमा पुनरावृत्त ऊर्जा स्रोतहरूको एकीकरणलाई प्रोत्साहन दिएको छ। यो परिवर्तनले ट्रान्सफार्मर ऊर्जायनमा नियन्त्रित गरिएको नभएको आगमन धाराले उत्पन्न भएको वोल्टेज डिप समस्यालाई समाधान गर्न आवश्यक बनाएको छ।

मध्य वोल्टेज स्विचगियर आमतौरले तीन तारहरूलाई एकै समयमा संचालन गर्छ, जुन HV अनुप्रयोगहरूमा स्वतन्त्र संचालनसँग विपरीत छ। यो CSD तकनीकमा महत्वपूर्ण प्रगति गर्न आवश्यक थियो, जसले मानक स्विचहरू प्रयोग गरेर ट्रान्सफार्मर ऊर्जायन आगमन धारालाई नियन्त्रण गर्न सक्छ जुन तीन तारहरूलाई एकै समयमा संचालन गर्छ। आज, यी नवीनता न केवल वायु फार्महरू र फोटोवोल्टेक सोलर प्लान्टहरू जस्ता पुनरावृत्त ऊर्जा स्थापनाहरूमा गरेको छ, बल्कि औद्योगिक सेटअपहरू र परिवहन नेटवर्कहरूमा पनि, जहाँ आगमन धारालाई नियन्त्रण गर्न आवश्यक छ मध्य र उच्च वोल्टेज ट्रान्सफार्मरहरूको विश्वसनीय ऊर्जायनको लागि।

मध्य वोल्टेज ट्रान्सफार्मरमा आगमन धारा

ट्रान्सफार्मर ऊर्जायनमा आगमन धाराको परिमाण ट्रान्सफार्मर कोरमा अवशिष्ट फ्लक्सद्वारा धेरै प्रभावित हुन्छ; उच्च अवशिष्ट फ्लक्स स्तरले यादृच्छिक ऊर्जायन भएको छ भने अधिक आगमन धारा उत्पन्न गर्न सक्छ। प्रभावी न्यूनीकरण रणनीतिहरू आवश्यक छन् जसले कार्यान्वयन अवरोध बाँकी राख्दछन् र ग्रिड स्थिरता सुनिश्चित गर्दछ।

उन्नत नियन्त्रित स्विचिङ तकनीकहरूको अनुप्रयोग गर्दा, यादृच्छिक ऊर्जायन भएको छ भने आगमन धारालाई न्यूनीकरण वा निरसन गर्न सकिन्छ। यी विधिहरू न केवल प्रणालीको विश्वसनीयता बढाउँछन्, बल्कि उपकरणको जीवनकाल बढाउँछन्, रकमा लागि घटाउँछन् र मध्य वोल्टेज डिस्ट्रिब्युशन ग्रिडहरूमा समग्र कार्यकारीता बढाउँछन्। यी प्रविधिहरूको स्वीकृति आधुनिक विद्युत डिस्ट्रिब्युशन नेटवर्कहरूको विकसित मागको लागि एक महत्वपूर्ण प्रगति चिनाउँछ।

अवशिष्ट फ्लक्स र ट्रान्सफार्मर आगमन धाराको बीचको सम्बन्ध

सर्किट ब्रेकर र एकै समयमा तार संचालन गर्ने स्विचगियरमा CSDs (Controlled Switching Devices) लाई आयोजित गर्दा एकत्रित गरिएको क्षेत्र डेटाले अवशिष्ट फ्लक्स र ट्रान्सफार्मर आगमन धाराको बीचको सम्बन्धलाई प्रमाणित गरेको छ। CSDs प्रयोग गर्दा यादृच्छिक ऊर्जायन भएको छ भने आगमन धारालाई 3:1 न्यूनीकरण गर्न सकिन्छ, जसले संभावित अवरोधलाई धेरै न्यूनीकरण गर्छ।

गंग संचालित सर्किट ब्रेकर द्वारा आगमन धारा न्यूनीकरण विधिहरू

निम्नलिखित व्याख्या शक्ति ट्रान्सफार्मरहरूमा आगमन धारा न्यूनीकरणको लागि नियन्त्रित स्विचिङको अवधारणालाई व्याख्या गर्दछ:

जब डिमेग्नेटाइझ्ड शक्ति ट्रान्सफार्मरको फेज R वोल्टेजको शून्य पार गर्दा ऊर्जायन गरिन्छ (Figure 1 बायाँ देखाउँदै), यो ट्रान्सफार्मर कोरलाई गहिरो रूपमा बुझाउँदै 2 पेर-युनिट (p.u.) फ्लक्स योगदान गर्छ। यी परिस्थितिले कोर बुझाउँदै आगमन धारालाई उत्पन्न गर्न सक्छ।

तर जब ट्रान्सफार्मर धनात्मक वोल्टेज शिखरमा ऊर्जायन गरिन्छ, यो प्रारम्भिक धनात्मक चौथाई चक्रले कोरमा 1 p.u. फ्लक्स योगदान गर्छ। त्यसपछि वोल्टेज नकारात्मक आधा चक्रमा रूपान्तरित भएको छ, यो कोरमा फ्लक्स घटाउँदछ। यदि ट्रान्सफार्मर यी परिस्थितिमा आफ्नो बुझाउन सीमामा पुग्दैन भने, कोर बुझाउन ट्रान्सफार्मर आगमन धारा उत्पन्न नहुन्छ।

यी परिस्थिति ट्रान्सफार्मरको स्थिरावस्था ऊर्जायनसँग सम्बन्धित छ, जहाँ कोर फ्लक्स वोल्टेज भन्दा 90 डिग्री देर रहन्छ। ऊर्जायन क्षणलाई वोल्टेज तरंग फार्मको अनुकूल बिन्दुहरूसँग योग्य ढंगले समयबद्ध गर्दा, आगमन धाराको झुकाव न्यूनीकरण गरिन्छ, जसले ट्रान्सफार्मरको सुगुल्या र स्थिर कार्य निश्चित गर्छ।

सारांशमा, नियन्त्रित स्विचिङ तकनीकहरूले योग्य समयबद्ध गरी आगमन धारालाई प्रभावी रूपमा न्यूनीकरण गर्न सक्छन्। कोर बुझाउन ट्रान्सफार्मर ऊर्जायन वोल्टेज चक्रको योग्य बिन्दुहरूमा ऊर्जायन गर्दा यी विधिहरूले ट्रान्सफार्मरको विश्वसनीय प्रदर्शन निश्चित गर्छ, ग्रिड स्थिरता बढाउँछन् र कार्यान्वयन अवरोध घटाउँछन्। यी दृष्टिकोण मध्य वोल्टेज स्विचगियर तकनीकमा एक महत्वपूर्ण प्रगति चिनाउँछ, जसले नयाँ स्थापनाहरू र अस्तित्वमा रहेका प्रणालीहरूको अपग्रेड दुई तरिकाले प्रमुख लाभहरू दिन्छ।

तीन फेज स्विच एकै समयमा तारहरू संचालन गर्दा परिस्थिति अधिक जटिल हुन्छ। वास्तवमा, एक फेजको आगमन धारा न्यूनीकरण गर्ने योग्य क्षण चयन गर्दा अन्य दुई फेजहरूलाई नकारात्मक प्रभाव पार्न सक्छ। यी Figure 2 मा देखाइएको छ, जहाँ डिमेग्नेटाइझ्ड ट्रान्सफार्मरको फेज R (बायाँ) को आगमन धारा न्यूनीकरण गर्दा फेज Y र B (दायाँ) लाई नकारात्मक प्रभाव पार्न सक्छ।

एक फेजको ऊर्जायन क्षणलाई न्यूनीकरण गर्दा अन्य दुई फेजहरूको लागि अनियन्त्रित रूपमा आगमन धारा बढाउँदै पर्छ, जसले बहु-फेज प्रणालीहरूमा सन्तुलित दृष्टिकोणको आवश्यकता बढाउँछ।

पहिले वर्णित गरिएको अनुसार, शक्ति ट्रान्सफार्मरमा अवशिष्ट फ्लक्स पैटर्न यसको पहिलो डिएनर्जायनको नतिजा हुन्छ।

जब ट्रान्सफार्मर पुन: ऊर्जायन गरिन्छ, त्यसलाई लगाएको वोल्टेजद्वारा उत्पन्न गरिएको गतिशील फ्लक्स अवशिष्ट फ्लक्समा जोडिन्छ वा घटाइन्छ जो लगाएको वोल्टेजको ध्रुवता अनुसार हुन्छ। नियन्त्रित स्विचिङको सिद्धान्त अनुसार, शक्ति ट्रान्सफार्मर फेजको लागि योग्य ऊर्जायन क्षण त्यस परिस्थितिमा हुन्छ जब उत्पन्न गरिएको प्रत्याशित फ्लक्स अवशिष्ट फ्लक्ससँग मिल्छ (Figure 3, बायाँ)। उदाहरणका लागि, धनात्मक अवशिष्ट फ्लक्सको उपस्थितिमा, नकारात्मक वोल्टेज लगाउँदा यो नकारात्मक वोल्टेज शिखरमा कोर फ्लक्स शून्य बनाउँदा र त्यसपछि तुरुन्तै ट्रान्सफार्मरको स्थिरावस्था कार्य गर्न सक्छ बिना यसको कोर बुझाउन।

उल्टै (Figure 3, दायाँ), वोल्टेजको धनात्मक शून्य पार गर्दा फेज ऊर्जायन गर्दा, यो 2 p.u. धनात्मक फ्लक्स योगदान गर्छ जसले अवशिष्ट 0.5 p.u. फ्लक्समा जोडिन्छ। यी शक्ति ट्रान्सफार्मर कोरलाई गहिरो रूपमा बुझाउँदै अतिरिक्त आगमन धारा उत्पन्न गर्छ। त्यसैले, अवशिष्ट फ्लक्सको उपस्थितिले ट्रान्सफार्मरको ऊर्जायन नियन्त्रित नहुने छ भने अधिकतम आगमन धारा बढाउँछ।

कोर बुझाउन ट्रान्सफार्मर ऊर्जायन वोल्टेज चक्रको योग्य बिन्दुहरूमा ऊर्जायन गर्दा यी विधिले आगमन धारालाई न्यूनीकरण गर्न सक्छ, जसले ट्रान्सफार्मरको सुगुल्या कार्य निश्चित गर्छ, प्रणालीको विश्वसनीयता बढाउँछ, उपकरणको जीवनकाल बढाउँछ र रकमा लागि घटाउँछ। यी दृष्टिकोण बहु-फेज प्रणालीहरूमा फेजहरूको बीच प्रदर्शन सन्तुलन गर्न ऊर्जायन क्षणको योग्य समयबद्ध गर्न विशेष रूपमा महत्वपूर्ण छ, जसले ग्रिड स्थिरता र कार्यकारिता निश्चित गर्छ।

यी दृष्टिकोण नियन्त्रित स्विचिङ तकनीकहरू डिजाइन र अनुप्रयोग गर्दा अवशिष्ट फ्लक्सको प्रभावलाई ध्यानमा लिनुपर्छ, जसको लक्ष्य अधिक कार्यकारी र विश्वसनीय शक्ति ट्रान्समिशन नेटवर्कहरू प्राप्त गर्नु हो।

जब ट्रान्सफार्मर कोरमा अवशिष्ट फ्लक्स छ, तब गंग संचालित सर्किट ब्रेकरको परिस्थिति अधिक जटिल हुन्छ। योग्य ऊर्जायन क्षणलाई निर्धारण गर्दा तीनो फेजहरूको एकै समयमा संचालन गर्नुपर्छ, जो अवशिष्ट फ्लक्सको परिमाण र ध्रुवता अनुसार हुन्छ। तर, प्रत्येक सम्भावित अवशिष्ट फ्लक्स पैटर्नको लागि, योग्य ऊर्जायन क्षण छ जसले ट्रान्सफार्मर बुझाउन न्यूनतम गर्न सक्छ (Figure 4)।

निम्न उदाहरणमा, अवशिष्ट फ्लक्स पैटर्न फेज R, Y, र B मा क्रमश: 0, -0.5, र +0.5 p.u. छ। फेज R को वोल्टेज शिखर (90°) मा ट्रान्सफार्मर ऊर्जायन गर्दा फेजहरूको न्यूनतम बुझाउन हुन्छ। तर, नकारात्मक शून्य पार गर्दा (240°) नीलो फेज (यसलाई फेज B मानिन्छ) बन्द गर्दा, यो सर्वाधिक आगमन धारा उत्पन्न गर्छ, जो CSD (Controlled Switching Device) द्वारा गणना गरिएको योग्य स्विचिङ क्षणलाई 6.5 गुना अधिक हुन्छ।

यी अवशिष्ट फ्लक्स परिस्थितिको लागि योग्य ऊर्जायन क्षणलाई यथार्थ निर्धारण गर्नको महत्व बढाउँछ, जसले ट्रान्सफार्मर बुझाउन र आगमन धारालाई न्यूनीकरण गर्न सक्छ। योग्य समयबद्ध गर्दा, यी विधिले शक्ति प्रणालीको सुगुल्या कार्य र विश्वसनीयता बढाउँछ।