H59/H61 ट्रांसफॉर्मर विफलता विश्लेषण और सुरक्षा उपाय

1. कृषि H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मरों की क्षति के कारण

1.1 इन्सुलेशन की क्षति
ग्रामीण विद्युत आपूर्ति आमतौर पर 380/220V मिश्रित प्रणाली का उपयोग करती है। एकल-प्रवर लोडों की उच्च संख्या के कारण, H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मर अक्सर तीन-प्रवर लोड असंतुलन के तहत संचालित होते हैं। कई मामलों में, तीन-प्रवर लोड असंतुलन संचालन नियमों द्वारा अनुमत लिमिट से बहुत ज्यादा होता है, जिससे विकिरण इन्सुलेशन की प्रारंभिक पुरानी होना, गिरावट और अंततः विफलता होती है, जिसके परिणामस्वरूप जलन होती है।

जब H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मर लंबे समय तक ओवरलोडिंग, निम्न-वोल्टेज पक्ष की दोष, या अचानक बड़े लोड की वृद्धि का सामना करते हैं, और निम्न-वोल्टेज पक्ष पर कोई सुरक्षा उपकरण नहीं लगाए जाते—जबकि उच्च-वोल्टेज पक्ष के ड्रॉप-आउट फ्यूज तेजी से (या बिल्कुल) संचालित नहीं होते—तो ट्रांसफोर्मर को लंबे समय तक अपने निर्धारित विद्युत धारा (कभी-कभी निर्धारित मान से कई गुना) से भी अधिक दोषी धारा ले लेनी पड़ती है। इसके परिणामस्वरूप तेजी से तापमान बढ़ता है, जो इन्सुलेशन की पुरानी होने को तेज करता है और अंततः विकिरण को जला देता है।

लंबे समय तक संचालन के बाद, H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मर में रबर के बीड्स और गास्केट जैसे सीलिंग घटक पुराने हो जाते हैं, फूट जाते हैं, और अप्रभावी हो जाते हैं। यदि इन्हें समय पर नहीं खोजा और बदला जाता, तो यह तेल रिसाव और तेल स्तर की गिरावट का कारण बनता है। वायु से आया नमी इन्सुलेशन तेल में बड़ी मात्रा में प्रवेश करती है, जिससे इसकी विद्युत विरोधी शक्ति तेजी से कम हो जाती है। गंभीर तेल-कमी की स्थिति में, टैप चेंजर हवा में खुल सकता है, नमी अवशोषित कर सकता है, और डिसचार्ज या शॉर्ट सर्किट हो सकता है, जिससे ट्रांसफोर्मर जल जाता है।

अपर्याप्त विनिर्माण प्रक्रियाओं—जैसे विकिरण परतों के बीच वार्निश डिपिंग की अधूरी गुणवत्ता (या गरीब गुणवत्ता वाला इन्सुलेटिंग वार्निश), अपर्याप्त सूखन, या अनिश्चित विकिरण जोड़ की वेल्डिंग—H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मर में छिपी इन्सुलेशन दोष छोड़ देती हैं। इसके अलावा, कमीशनिंग या रखरखाव के दौरान, गरीब गुणवत्ता वाला इन्सुलेटिंग तेल जोड़ा जा सकता है, या नमी और प्रदूषक तेल में प्रवेश कर सकते हैं, जिससे तेल की गुणवत्ता गिर जाती है और इन्सुलेशन शक्ति कम हो जाती है। समय के साथ, यह इन्सुलेशन की टूटने और H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मर की जलन का कारण बन सकता है।

1.2 ओवरवोल्टेज
बिजली चपेट से बचाव की ग्राउंडिंग रिजिस्टेंस आवश्यक मानकों को पूरा नहीं करती। यदि इसे कमीशनिंग के समय पूरा किया गया था, तो समय के साथ ग्राउंडिंग प्रणाली के स्टील घटकों की ऑक्सीकरण, रंजन, टूटना, या गलत वेल्डिंग के कारण ग्राउंडिंग रिजिस्टेंस में तेजी से वृद्धि हो सकती है, जिससे बिजली चपेट के दौरान ट्रांसफोर्मर की क्षति होती है।

गलत बिजली चपेट से बचाव की व्यवस्था आम है: कई ग्रामीण H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मर उच्च-वोल्टेज पक्ष पर केवल एक सेट उच्च-वोल्टेज सर्ज आरेस्टर लगाए जाते हैं। क्योंकि ग्रामीण विद्युत प्रणालियाँ लगभग निरंतर Yyn0-संबद्ध ट्रांसफोर्मर का उपयोग करती हैं, बिजली चपेट से आगे और पीछे के रूपांतरण ओवरवोल्टेज का उत्पादन कर सकती है। निम्न-वोल्टेज पक्ष पर सर्ज आरेस्टर न होने के कारण, ये ओवरवोल्टेज ट्रांसफोर्मर की क्षति के जोखिम को बढ़ाते हैं।

ग्रामीण 10kV विद्युत प्रणाली में फेरोरेझोनेंस की अपेक्षाकृत उच्च संभावना होती है। रिज़ोनेंट ओवरवोल्टेज की घटनाओं के दौरान, H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मर का प्राथमिक-पक्ष धारा तेजी से बढ़ता है, जो विकिरण को जला सकता है या बुशिंग फ्लैशओवर—यहाँ तक कि विस्फोट—का कारण बन सकता है।

1.3 कठिन संचालन परिस्थितियाँ
गर्मी के दौरान या जब H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मर लंबे समय तक ओवरलोडिंग के तहत संचालित होते हैं, तो तेल का तापमान अत्यधिक बढ़ जाता है। यह गंभीर रूप से ताप निकासी को नुकसान पहुंचाता है, इन्सुलेशन की पुरानी होने, गिरावट, और विफलता को तेज करता है, और अंततः ट्रांसफोर्मर की उपयोगी जीवन अवधि को छोटा कर देता है।

1.4 गलत टैप चेंजर का संचालन या गरीब गुणवत्ता
ग्रामीण विद्युत लोड विक्षेपित, उच्च ऋतुयुक्त, और बड़े शिखर-घाटी अंतर वाले होते हैं, जिससे निम्न-वोल्टेज लाइनों में वोल्टेज में बड़े झटके होते हैं। इस परिणामस्वरूप, ग्रामीण विद्युत तकनीकी अक्सर H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मर के टैप चेंजर को मैनुअल रूप से समायोजित करते हैं। इनमें से अधिकांश समायोजन निर्धारित प्रक्रियाओं का अनुसरण नहीं करते, और समायोजन के बाद, प्रत्येक फेज की डीसी प्रतिरोध मूल्यों का नाप लिया जाता है और तुलना की जाती है, जिसके बाद फिर से ऊर्जा दी जाती है। इसके परिणामस्वरूप, कई ट्रांसफोर्मर गलत टैप चेंजर की स्थिति या खराब संपर्क का सामना करते हैं, जिससे संपर्क प्रतिरोध तेजी से बढ़ता है और टैप चेंजर जल जाता है।

गरीब गुणवत्ता वाले टैप चेंजर—जिनमें स्थिर और गतिशील संपर्कों के बीच अपर्याप्त संपर्क, या बाहरी स्थिति इंडिकेटर वास्तविक आंतरिक स्थिति से मेल नहीं खाते—इनर्जी दिए जाने के बाद डिसचार्ज या शॉर्ट सर्किट हो सकते हैं, जिससे टैप चेंजर या तो नष्ट हो जाता है या फिर पूरे विकिरण नष्ट हो जाते हैं।

1.5 ट्रांसफोर्मर कोर ग्राउंडिंग समस्याएँ
H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मर की अंतर्निहित गुणवत्ता समस्याओं के कारण, सिलिकॉन स्टील लैमिनेशन के बीच इन्सुलेटिंग वार्निश समय के साथ पुरानी हो जाती है या अन्य कारणों से प्रारंभिक रूप से गिरावट हो जाती है, जिससे कोर की बहु-बिंदु ग्राउंडिंग होती है और इसके परिणामस्वरूप क्षति होती है।

1.6 लंबे समय तक ओवरलोडिंग का संचालन
ग्रामीण अर्थव्यवस्था के विकास के साथ, विद्युत की मांग तेजी से बढ़ गई है। हालांकि, नए H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मर समय पर नहीं लगाए गए हैं, और मौजूदा इकाइयों को उच्च क्षमता वाले मॉडलों से बदला नहीं गया है। इस परिणामस्वरूप, वर्तमान ट्रांसफोर्मर लंबे समय तक ओवरलोडिंग के तहत संचालित होते हैं। इसके साथ ही, ग्रामीण क्षेत्रों में एकल-प्रवर लोडों की उच्च संख्या के कारण, तीन-प्रवर लोडिंग का संतुलन नहीं होता, जिसके परिणामस्वरूप एक फेज लंबे समय तक गंभीर ओवरलोडिंग का सामना करता है, और न्यूट्रल-लाइन धारा अनुमत लिमिट से बहुत ज्यादा हो जाती है। इन परिस्थितियों के परिणामस्वरूप, H59/H61 तेल-सिक्त वितरण ट्रांसफोर्मर जल जाता है।

प्रतिकार उपाय
संबंधित विनियमों के अनुसार, प्रत्येक H59/H61 तेल-सींचित वितरण ट्रांसफॉर्मर को तीन मौलिक सुरक्षा उपायों से लैस होना चाहिए: बिजली चमक, छोटे सर्किट और ओवरलोड। बिजली चमक से सुरक्षा के लिए दोनों उच्च और निम्न वोल्टेज की तरफ़ सर्ज आरेस्टर लगाना आवश्यक है, जहाँ ऑक्साइड (ZnO) आरेस्टर पसंद किए जाने चाहिए। छोटे सर्किट और ओवरलोड सुरक्षा को अलग-अलग विचार किया जाना चाहिए: उच्च वोल्टेज ड्रॉप-आउट फ्यूज आंतरिक छोटे सर्किट से सुरक्षा करने के लिए प्राथमिक रूप से उपयोग किए जाने चाहिए, जबकि ओवरलोड और निम्न वोल्टेज लाइन छोटे सर्किट को निम्न वोल्टेज तरफ़ लगाए गए सर्किट ब्रेकर या फ्यूज द्वारा संभाला जाना चाहिए।

चालू होने पर, क्लैंप-ऑन ऐमीटर का नियमित रूप से उपयोग किया जाना चाहिए तीन-फेज लोड धाराओं को मापने और यह जांचने के लिए कि असंतुलन नियमों की सीमाओं के भीतर रहता है। यदि असंतुलन अनुमत रिक्तियों से अधिक हो, तो तुरंत लोड को फिर से वितरित किया जाना चाहिए ताकि यह नियमों के अनुसार आ जाए।

H59/H61 तेल-सींचित वितरण ट्रांसफॉर्मरों की नियमित जांच को नियमों के अनुसार किया जाना चाहिए, तेल के रंग, तेल के स्तर, और तेल के तापमान की सामान्यता की जांच करनी चाहिए और तेल के लीकेज की जांच करनी चाहिए। बुशिंग की सतह पर फ्लैशओवर या डिस्चार्ज मार्क्स की जांच की जानी चाहिए। किसी भी असामान्यता को तुरंत संबोधित किया जाना चाहिए। ट्रांसफॉर्मर के बाहरी भाग, विशेष रूप से बुशिंग, को नियमित रूप से साफ किया जाना चाहिए गंदगी और प्रदूषकों को हटाने के लिए।

वार्षिक बिजली चमक के मौसम से पहले, उच्च और निम्न वोल्टेज सर्ज आरेस्टर और ग्राउंडिंग डाउन कंडक्टर को गहराई से जांचा जाना चाहिए। अनुपात नियमों के अनुसार नहीं होने वाले आरेस्टर को बदल देना चाहिए। ग्राउंडिंग डाउन कंडक्टर में कोई टूटा हुआ तार, खराब वेल्ड, या फ्रैक्चर नहीं होना चाहिए। एल्यूमिनियम तार का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए; इसके बजाय, ग्राउंडिंग कंडक्टर 10–12 mm व्यास वाले गोल इस्पात या 30×3 mm फ्लैट इस्पात से बना होना चाहिए।

ग्राउंडिंग प्रतिरोध को प्रतिवर्ष शुष्क शीतकालीन मौसम में (कम से कम एक सप्ताह तक निरंतर आकाश रहने के बाद) टेस्ट किया जाना चाहिए। अनुपात नियमों के अनुसार नहीं होने वाले ग्राउंडिंग प्रणाली को संशोधित किया जाना चाहिए। ट्रांसफॉर्मर के टर्मिनल स्टड्स को उच्च और निम्न वोल्टेज तरफ़ ओवरहेड कंडक्टर से जोड़ने से पहले, कॉपर-एल्यूमिनियम ट्रांजिशन कनेक्टर या कॉपर-एल्यूमिनियम उपकरण क्लैंप का उपयोग किया जाना चाहिए। जोड़ने से पहले, इन कनेक्टरों के संपर्क सतहों को 0 नंबर के सैंडपेपर से पोलिश किया जाना चाहिए और उचित मात्रा में कंडक्टिव ग्रीस से कोट किया जाना चाहिए।

H59/H61 तेल-सींचित वितरण ट्रांसफॉर्मरों पर टैप चेंजर के संचालन को नियमों के अनुसार किया जाना चाहिए। ट्यूनिंग के बाद, ट्रांसफॉर्मर को तुरंत फिर से ऊर्जा दिया नहीं जाना चाहिए। इसके बजाय, संचालन से पहले और बाद में सभी फेजों के डीसी प्रतिरोध की माप को व्हीटस्टोन ब्रिज का उपयोग करके तुलना की जानी चाहिए। यदि कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं देखा जाता, तो संचालन के बाद फेज-से-फेज और लाइन-से-लाइन डीसी प्रतिरोध मानों की तुलना की जानी चाहिए: फेज अंतर 4% से अधिक नहीं होना चाहिए, और लाइन अंतर 2% से कम होना चाहिए। यदि ये मानदंड पूरे नहीं होते, तो कारण की पहचान की जानी चाहिए और संशोधन किया जाना चाहिए। इन मानदंडों को पूरा करने के बाद, H59/H61 तेल-सींचित वितरण ट्रांसफॉर्मर को सेवा में वापस लाया जा सकता है।