বাইরের পোল-মাউন্টেড ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকারের পারফরম্যান্স বৈশিষ্ট্য এবং গঠনগত ডিজাইন

২০০৯ থেকে ২০১০ সাল পর্যন্ত স্টেট গ্রিড স্মার্ট গ্রিড পরিকল্পনার পায়লট পর্যায়ে ছিল, যা শক্তিশালী স্মার্ট গ্রিড উন্নয়ন পরিকল্পনা বিকাশ, গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তি ও সরঞ্জাম গবেষণা ও উন্নয়ন, এবং বিভিন্ন ক্ষেত্রে পায়লট প্রকল্প চালু করার উপর ফোকাস করেছিল। ২০১১ থেকে ২০১৫ সাল পর্যন্ত সম্পূর্ণ নির্মাণ পর্যায় ছিল, যার সময় স্মার্ট গ্রিডের অপারেশনাল নিয়ন্ত্রণ ও ইন্টারঅ্যাকটিভ সেবা সিস্টেম প্রাথমিকভাবে গঠিত হয়েছিল, এবং গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তি ও সরঞ্জামে বড় পরিমাণে উন্নয়ন ঘটেছিল, যা ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা হয়েছিল। 

২০১৬ থেকে ২০২০ সাল পর্যন্ত, এটি প্রধানত নেতৃত্ব ও উন্নয়নের পর্যায়ে প্রবেশ করেছিল, যেখানে একটি একীভূত ও শক্তিশালী স্মার্ট গ্রিড সম্পূর্ণরূপে গঠিত হয়েছিল, এবং প্রযুক্তি ও সরঞ্জামগুলি আন্তর্জাতিক উন্নত স্তরে পৌঁছেছিল। তখন থেকে গ্রিডের সম্পদ বরাদ্দের অপটিমাইজেশনের ক্ষমতা বেশি হয়েছিল। জাতীয় স্মার্ট গ্রিডের উন্নয়ন লক্ষ্যের প্রতিক্রিয়া হিসাবে, প্রধান গ্রিডে স্থাপিত বাইরের পোল-মাউন্টেড ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকারগুলি উচ্চ সংবেদনশীলতা সহ মাইক্রোকম্পিউটার-ভিত্তিক বুদ্ধিমান প্রোটেকশন অর্জন করতে হবে, যা মানে হল কম মূল প্রাথমিক অপারেশন ধারা মান। 

সুতরাং, তিনটি পর্যায়ের প্রত্যেকটিতে ডিফারেন্সিয়াল প্রোটেকশনের জন্য একটি পৃথক ধারা ট্রান্সফরমার সহ বাইরের পোল-মাউন্টেড ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকারগুলিকে মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশনের জন্য অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমারও সজ্জিত করতে হবে যাতে মাইক্রোকম্পিউটারের জন্য সুনির্দিষ্ট লিকেজ প্রোটেকশন প্রদান করা যায়। ঐতিহ্যগত অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমারগুলি আকারে বড়, ওজনে ভারী এবং সুনির্দিষ্ট নয়। 

স্থাপনার স্থানের সীমাবদ্ধতা এবং দীর্ঘ দ্বিতীয়ক লিড সার্কিটের কারণে, তারা বাইরের পোল-মাউন্টেড ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকারের মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশনের ব্যবহারিক দরকারের পূরণ করতে পারে না। বর্তমানে, জাতীয় স্মার্ট গ্রিডের দরকার মেটানোর জন্য সমস্ত বাইরের সার্কিট ব্রেকারগুলি বিদেশি মালিকানাধীন প্রতিষ্ঠান দ্বারা উৎপাদিত হয়, যা উচ্চ খরচের ফলাফল হয়। জাতীয় স্মার্ট গ্রিডের উন্নয়নের দরকার মেটাতে, জাতীয় স্মার্ট গ্রিডের দরকার মেটানোর জন্য বাইরের সার্কিট ব্রেকার উন্নয়ন করা প্রয়োজন। 

বর্তমানে, আমাদের মুখ্য প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ হল মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশনের জন্য অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমার উন্নয়ন করা, যা এই সার্কিট ব্রেকারগুলির সাথে ব্যবহার করা যায়, ছোট স্থানে স্থাপন, উচ্চ-সংবেদনশীল লিকেজ মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশন এবং সুনির্দিষ্ট অপারেশনের দরকার মেটাতে পারে, এবং প্রথমেই মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশনের জন্য অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমারের স্থানীয়করণ অর্জন করা।

মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশনের জন্য অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমারের ব্যবহার ও পারফরম্যান্সের দরকার

অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমার (শূন্য-ক্রম ধারা ট্রান্সফরমার) হল একটি বিশেষ ধারা ট্রান্সফরমার যা অবশিষ্ট ধারা (শূন্য-ক্রম ধারা) রূপান্তর করার জন্য ডিজাইন করা হয়। এটি নিরপেক্ষ-আংশিক সিস্টেমে একক-ফেজ গ্রাউন্ডিং প্রোটেকশনে ব্যবহৃত হয়। তিনটি ফেজ কন্ডাক্টর ট্রান্সফরমারের কোর উইন্ডো দিয়ে একসাথে পার হয়, যা ট্রান্সফরমারের প্রাথমিক উইন্ডিং হিসাবে কাজ করে।

 যখন সিস্টেম স্বাভাবিকভাবে কাজ করে, তিনটি ফেজ ধারার ফেজর যোগফল শূন্য, এবং অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমারের দ্বিতীয়ক পাশে কোন আউটপুট থাকে না। যখন একটি নির্দিষ্ট লাইনে একক-ফেজ গ্রাউন্ডিং ফল্ট ঘটে, অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমারের প্রাথমিক ধারা রিলে বা মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশনের মিনিমাম অপারেশন ধারায় পৌঁছায়, প্রোটেকশন ডিভাইস কাজ করার জন্য ট্রিগার করে। 

অন্যথায়, এটি নিষ্ক্রিয় থাকে। ঐতিহ্যগত অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমারে, দ্বিতীয়ক পাশ সরাসরি একটি রিলের সাথে সংযুক্ত থাকে। যেহেতু ট্রান্সফরমারের প্রাথমিক উইন্ডিংয়ের প্রায়শই ১ টি প্রাথমিক টার্ন থাকে, দ্বিতীয়ক উইন্ডিংয়ের টার্ন খুব কম। ঐতিহ্যগত অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমারের মিনিমাম প্রাথমিক অপারেশন ধারা সাধারণত ২.৪A থেকে ১০A এর মধ্যে, এবং ঐতিহ্যগত অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমারের রেটেড প্রাথমিক ধারা সাধারণত ১৫A থেকে ৩০০A এর মধ্যে নির্বাচিত হয়। সুনির্দিষ্টতার দরকার মেটাতে, ট্রান্সফরমারের কোর ক্রস-সেকশনাল এলাকা অপেক্ষাকৃত বড় ডিজাইন করা হয়, যা বড় আকার, ভারী ওজন, কম সুনির্দিষ্টতা এবং ছোট দ্বিতীয়ক লোডের ফলাফল হয়।

 যখন ফল্ট ধারা ২.৪A এর কম, ঐতিহ্যগত ট্রান্সফরমার দ্বারা প্রদত্ত ধারা রিলেকে সক্রিয় করার জন্য যথেষ্ট নয়, যা "ডেড জোন" তৈরি করে। সুতরাং, ট্রান্সফরমারকে বিভিন্ন অপারেশন ধারায় মাইক্রোকম্পিউটারের জন্য সুনির্দিষ্ট প্রোটেকশন প্রদান করতে এবং "ডেড জোন" বিনা অবস্থায়, মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশনের সাথে ব্যবহার করা যায়, এমন বিশেষ অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমার ডিজাইন করা প্রয়োজন।

সার্কিট ব্রেকারের স্থাপনার স্থানের সীমাবদ্ধতার কারণে, মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশনের সাথে ব্যবহার করা বিশেষ অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমার কেবল ছোট আকার ও হালকা ওজনের দরকার নয়, বরং উচ্চ-সুনির্দিষ্ট দ্বিতীয়ক আউটপুট এবং বড় দ্বিতীয়ক লোডের দরকার হয়। সাধারণত, ট্রান্সফরমারের প্রাথমিক অপারেশন ধারা ০.২A থেকে ১০A এর মধ্যে নির্বাচিত হয়। যদি ট্রান্সফরমার বড় দ্বিতীয়ক লোড আউটপুটের শর্তে ভাল লাইনারিটি এবং সংবেদনশীলতা নিশ্চিত করতে পারে, তবে এটি মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশনের দরকার মেটাতে পারে এবং "ডেড জোন" ঘটার প্রতিরোধ করতে পারে।

মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশনের জন্য অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমারের কাঠামোগত ডিজাইন

ট্রান্সফরমারের রেটেড লোড প্যারামিটার নির্বাচন

বাইরের পোল-মাউন্টেড ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকার সাধারণত বাইরে স্থাপন করা হয় এবং সমর্থক অটোমেশন ডিভাইস থেকে দূরে থাকে। তবে, মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশনের নিজের লোড খুব কম। অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমার ডিজাইন করার সময়, রেটেড লোড মূলত ট্রান্সফরমারের দ্বিতীয়ক লিড সার্কিটের লোড বিবেচনা করে। যেহেতু মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশন ডিভাইস সাধারণত বাইরে স্থাপিত পোল-মাউন্টেড সার্কিট ব্রেকার থেকে দূরে থাকে, ট্রান্সফরমারের রেটেড লোড সাধারণত অপেক্ষাকৃত বড় নির্বাচিত হয়, যার সর্বোচ্চ প্রায় ২০০Ω (এই লোড ব্যবহারকারীর বাস্তব অবস্থার উপর ভিত্তি করে নির্ধারণ করা যেতে পারে)।

প্রাথমিক ও দ্বিতীয়ক উইন্ডিংয়ের টার্নের সংখ্যা, কোরের আকৃতি এবং পদার্থ নির্বাচন

মাইক্রোকম্পিউটার প্রোটেকশনের জন্য অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমার অত্যন্ত উচ্চ সংবেদনশীলতা প্রয়োজন এবং এটি দ্রুত ও সুনির্দিষ্টভাবে প্রতিক্রিয়া দিতে হবে। সংবেদনশীলতা বলতে ট্রান্সফরমারের দ্বিতীয়ক উইন্ডিং লিকেজ ধারায় প্রতিক্রিয়া দেওয়ার ক্ষমতাকে বোঝায়, যা নিম্নরূপ বর্ণনা করা যায়: নির্দিষ্ট পরিমাণের লিকেজ ধারায়, বিভিন্ন ট্রান্সফরমারের উৎপন্ন পরিপূর্ণ তড়িৎচালক বল যত বেশি, তার সংবেদনশীলতা তত বেশি। 

সংবেদনশীলতা ট্রান্সফরমারের প্রাথমিক ও দ্বিতীয়ক উইন্ডিংয়ের টার্নের সংখ্যার উপর নির্ভর করে। দ্বিতীয়ক উইন্ডিংয়ের টার্ন যত বেশি, তার সংবেদনশীলতা তত বেশি। অবশিষ্ট ধারা ট্রান্সফরমার তিনটি ফেজ প্রাথমিক কন্ডাক্টরে সরাসরি স্থাপন করা হয়, এবং প্রাথমিক তার প্রোটেক্টেড লাইন, যার প্রাথমিক টার্নের সংখ্যা ১। প্রাথমিক টার্নের সংখ্যা বাড়ানো প্রায়শই প্রায়োগিক নয়।

দ্বিতীয়ক উইন্ডিংয়ের উৎপন্ন তড়িৎচালক বল, U2=4.44f⋅N2⋅μ⋅I1⋅S, যেখানে:

• I1 রেটেড প্রাথমিক ধারা প্রকাশ করে।

• S কোরের ক্রস-সেকশনাল এলাকা।

• μ চৌম্বক বিচরণযোগ্যতা।

• f কম্পাঙ্ক।

• N2 দ্বিতীয়ক উইন্ডিংয়ের টার্নের সংখ্যা।

ফর্মুলা থেকে দেখা যায়, ট্রান্সফরমারের স্থাপনার অবস্থানের সীমাবদ্ধতার কারণে, ট্রান্সফরমারের বাহ্যিক মাত্রা খুব বড় হতে পারে না। সুতরাং, ট্রান্সফরমারের কোরের ক্রস-সেকশনাল এলাকা অপেক্ষাকৃত ছোট। ট্রান্সফরমারের সংবেদনশীলতা বাড়ানোর জন্য, দ্বিতীয়ক উইন্ডিংয়ের টার্ন বাড়ানো বা ট্রান্সফরমারের কোরের চৌম্বক বিচরণযোগ্যতা বাড়ানো প্রয়োজন।

বাইরের সার্কিট ব্রেকারের রেটেড প্রাথমিক ধারা প্রায়শই ৬৩০A বা তার কম। কোরের ক্রস-সেকশনাল এলাকা ছোট হওয়ার কারণে, উচ্চ সংবেদনশীলতা নিশ্চিত করার জন্য, পরীক্ষা দ্বারা, দ্বিতীয়ক উইন্ডিংয়ের টার্ন সাধারণত ১৫০০ থেকে ২০০০ টির মধ্যে প্রাথমিকভাবে নির্ধারণ করা হয়। নির্দিষ্ট টার্নের সংখ্যা ট্রান্সফরমারের দ্বিতীয়ক ল