35 kV आउटडोर कंबाइन्ड ट्रांसफॉर्मर की मीटिंग असामान्यता का विश्लेषण और संभाल

1. परिचय

संयुक्त ट्रांसफॉर्मर में PT की बार-बार फटना और प्राथमिक-पक्ष के फ्यूज़ का पिघलना ऊर्जा मीटर मापन की गलती और विद्युत ग्रिड के सुरक्षित संचालन को गंभीर रूप से धमकी देता है। इस लेख में 35 kV संयुक्त ट्रांसफॉर्मर की बार-बार PT की क्षति और फ्यूज़ का पिघलना पर ध्यान केंद्रित किया गया है, दोष कारणों की जांच की गई है, समाधान प्रस्तावित किए गए हैं, और संशोधन गुणांकों के माध्यम से गलत विद्युत मात्रा को बहाल किया गया है। यह ग्रिड की हानि को प्रभावी रूप से कम करता है और सेवा जोखिम को शांत करता है।

1.1 संयुक्त ट्रांसफॉर्मर का परिचय

विद्युत प्रणाली में, संयुक्त ट्रांसफॉर्मर मापन और सुरक्षा उपकरणों के महत्वपूर्ण घटक हैं। वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर (PT) और विद्युत ट्रांसफॉर्मर से बने, वे प्राथमिक और द्वितीयक कुंडलों के बीच टर्न अंतर का उपयोग करके बड़े प्राथमिक-पक्ष की धारा और उच्च वोल्टेज को द्वितीयक उपकरणों और रिले सुरक्षा के लिए उपयुक्त छोटी धारा और वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं। साथ ही, वे प्राथमिक और द्वितीयक पक्षों के बीच विद्युत अलगाव प्राप्त करते हैं ताकि द्वितीयक पक्ष पर कार्यकर्ताओं और उपकरणों की सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके।

2. संयुक्त ट्रांसफॉर्मर दोषों के खतरे

विद्युत प्रणाली में मुख्य विद्युत मापन उपकरण के रूप में, संयुक्त ट्रांसफॉर्मर का PT उच्च-वोल्टेज संकेतों को मापन/सुरक्षा उपकरणों के लिए निम्न-वोल्टेज संकेतों में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार है। जब PT क्षतिग्रस्त होता है या उच्च-वोल्टेज फ्यूज़ पिघलता है, तो खतरे निम्न हैं:

• मापन योग्यता की कमी : PT की क्षति और फ्यूज़ का पिघलना विद्युत ऊर्जा मापन प्रणाली में त्रुटियाँ उत्पन्न कर सकता है, मापन योग्यता पर प्रभाव डालता है और विद्युत प्रदान करने वाले उद्यमों और उपयोगकर्ताओं के बीच विवाद उत्पन्न करता है।

• उपकरण दोष दर में वृद्धि : PT की क्षति प्रणाली वोल्टेज की असंतुलन (बहुत अधिक/बहुत कम) का कारण बन सकती है, प्रणाली की स्थिरता को बाधित करती है; ट्रांसफॉर्मर की दोष भी सुरक्षा उपकरणों के असामान्य संचालन का कारण बन सकती है, अन्य उपकरणों के दोष जोखिम में वृद्धि करती है।

• व्यक्तिगत सुरक्षा के खतरे : संयुक्त ट्रांसफॉर्मर उच्च-वोल्टेज उपकरण हैं। क्षति इन्सुलेशन की टूटना और लीकेज का कारण बन सकती है, ऑपरेशन और रखरखाव कर्मचारियों की व्यक्तिगत सुरक्षा को धमकी देती है।

3. संयुक्त ट्रांसफॉर्मर में अतिवोल्टेज दोषों के कारण

वास्तविक संचालन के दौरान, संयुक्त ट्रांसफॉर्मर में अक्सर उच्च-वोल्टेज फ्यूज़ का पिघलना और PT की फटना होती है। मुख्य कारण निम्न हैं:

• फेरोमैग्नेटिक रिझोनेंस अतिवोल्टेज : फेरोमैग्नेटिक घटक निर्धारित वोल्टेज के अंतर्गत रैखिक होते हैं। दोषों के दौरान, चुंबकीय परिपथ संतृप्त हो जाता है, और इंडक्टेंस गैर-रैखिक रूप से बदलता है। प्रणाली की क्षमता के साथ दोलन लूप बनाते हुए, यह लगातार फेरोमैग्नेटिक रिझोनेंस को ट्रिगर करता है। अतिवोल्टेज PT के उच्च-वोल्टेज फ्यूज़ के बार-बार पिघलने और ग्रिड सुरक्षा को धमकी देता है।

• अतिरिक्त द्वितीयक लोड : अतिरिक्त द्वितीयक लोड ट्रांसफॉर्मर को बहुत गर्मी उत्पन्न करता है जिसका ठंडा होना कठिन होता है। आंतरिक कुंडल का तापमान बहुत ऊंचा हो जाता है, अंततः PT की फटना होती है।

• प्राथमिक-द्वितीयक पक्ष शॉर्ट सर्किट : PT के प्राथमिक/द्वितीयक पक्ष पर शॉर्ट सर्किट बड़ी धारा का कारण बनता है, उच्च-वोल्टेज फ्यूज़ का पिघलना और उपकरण की फटना होती है।

• स्विचिंग अतिवोल्टेज : गलत संचालन अतिवोल्टेज उत्पन्न करता है, PT के उच्च-वोल्टेज फ्यूज़ का पिघलना होता है।

• बिजली का अतिवोल्टेज : प्रत्यक्ष/प्रेरित बिजली का अतिवोल्टेज कुंडल की इंसुलेशन को टूटना देता है, उपकरण की क्षति होती है।

4. मामला विश्लेषण
4.1 मूल उपयोगकर्ता जानकारी

23 अगस्त 2021 को, 35 kV उपयोगकर्ता के संयुक्त ट्रांसफॉर्मर में A-फेज PT की फटना की दोष हुई, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा मीटर मापन गलत हो गया। पिछले वर्ष, इस संयुक्त ट्रांसफॉर्मर में 3 दोष हुए थे। 2021 जनवरी तक, उपयोगकर्ता 35 kV शाजी उपस्टेशन से विद्युत प्राप्त कर रहा था, मापन सामान्य था। 2021 अगस्त के बाद, विद्युत प्रदान 110 kV झोउजिबा उपस्टेशन (झोउवान लाइन #353 और झोउरी लाइन #354 दोहरी सर्किट विद्युत प्रदान) के 35 kV आउटगोइंग लाइन से बदल गया। कुल लाइन लंबाई लगभग 1.5 किमी है। 35 kV पक्ष एक आर्क-सुपरेशन कुंडल के माध्यम से ग्राउंड किया गया है। मापन बिंदु 110 kV झोउजिबा उपस्टेशन के 2-सर्किट 35 kV आउटगोइंग लाइनों पर सेट किए गए हैं। प्राथमिक वायरिंग चित्र 1 में दिखाया गया है।

4.2 मापन बिंदु और दोष का समयरेखा

दोनों मापन बिंदु 35 kV संयुक्त ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करते हैं, तीन-फेज तीन-वायर कनेक्शन और V/V कनेक्शन वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर के लिए। इनमें से:

• 35 kV झोउरी लाइन #354 (मापन बिंदु 2): सामान्य संचालन, कोई दोष नहीं;

• 35 kV झोउवान लाइन #353 (मापन बिंदु 1): बार-बार दोष।

दोष का समयरेखा:

• 23 अगस्त 2021: पहली PT की फटना, हेनान शिनयांग हुतोंग इलेक्ट्रिक कंपनी लिमिटेड के उत्पादों से बदल दिया गया;

• 4 मार्च 2022: PT फिर से फट गया, जियांग्सी गांडी इलेक्ट्रिक कंपनी लिमिटेड के संयुक्त ट्रांसफॉर्मर से बदल दिया गया;

• 13 जून 2022: C-फेज उच्च-वोल्टेज फ्यूज़ पिघल गया, वोल्टेज नुकसान;

• 21 सितंबर 2022: A-फेज उच्च-वोल्टेज फ्यूज़ पिघल गया, वोल्टेज फिर से नुकसान।

4.3 दोष विश्लेषण

दोष के समय, उपयोगकर्ता का लोड हल्का था, द्वितीयक वायरिंग सामान्य थी, और कोई शॉर्ट सर्किट नहीं था। परीक्षण के बाद:

• लाइन ग्राउंडिंग प्रतिरोध अनुसार है, और यह गैर-प्रभावी ग्राउंडिंग प्रणाली का हिस्सा है। ग्राउंडिंग दोष आसानी से बिजली की धारा को निकालने में विफल हो सकते हैं, फ्यूज़ का पिघलना ट्रिगर करते हैं;

• संचालन और रखरखाव में कोई अतिवोल्टेज नहीं था, मानवीय कारकों को खत्म कर दिया गया।

दोष घटनाओं और सामान्य कारणों के संयोजन से, मुख्य कारण फेरोमैग्नेटिक रिझोनेंस अतिवोल्टेज निर्धारित किया गया है, विशिष्ट ट्रिगरिंग परिदृश्य:

• ग्राउंडिंग दोष से ट्रिगर: जब लाइन पर एकल-फेज ग्राउंडिंग होती है, तो PT कुंडल और लाइन-टू-ग्राउंड क्षमता समानांतर परिपथ बनाते हैं, जो फेरोमैग्नेटिक रिझोनेंस की शर्तों को पूरा करते हैं। एकल-फेज ग्राउंडिंग अन्य दो फेजों के वोल्टेज को बढ़ाती है, लोहे का कोर तेजी से संतृप्त हो जाता है, और रिझोनेंस कुंडल धारा को बढ़ाता है, उच्च-वोल्टेज फ्यूज़ का पिघलना होता है; लंबे समय तक अतिधारा भी PT की फटना करती है।

• गलत संचालन से ट्रिगर: प्रणाली का तीन-फेज लोड लगभग संतुलित है, लेकिन स्विचिंग संचालन के दौरान, तीन फेज समानकालीन नहीं होते (बंद/खुलना एक साथ नहीं), जो वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर कुंडल और लोहे के कोर में इनरशियल धारा का कारण बनता है, फेरोमैग्नेटिक रिझोनेंस अतिवोल्टेज ट्रिगर करता है।

4.4 समाधान

दोष के कारणों का विश्लेषण करने के बाद, निम्नलिखित उपाय लिए गए हैं:

• हार्मोनिक निर्मूलन उपकरण इंस्टॉल करें: उपस्टेशन के 35 kV बस पक्ष पर 1 सेट हार्मोनिक निर्मूलन उपकरण इंस्टॉल करें ताकि फेरोमैग्नेटिक रिझोनेंस की दोहराव को रोका जा सके।

• द्वितीयक पक्ष पर अतिवोल्टेज सुरक्षा: द्वितीयक पक्ष पर अतिवोल्टेज सुरक्षा उपकरण इंस्टॉल करें ताकि पर्यावरणीय कारकों से उत्पन्न अतिवोल्टेज से ट्रांसफॉर्मर की आंतरिक इंसुलेशन की सुरक्षा की जा सके।

• हार्मोनिक निरीक्षण और उपचार: एक साइट पर विद्युत ऊर्जा मीटर कैलिब्रेटर का उपयोग करके द्वितीयक वोल्टेज में हार्मोनिक निरीक्षण करें। यदि असामान्यताएँ हैं, तो उपयोगकर्ताओं को उपचार करने के लिए उत्तेजित करें ताकि GB/T 14549 - 1993 "विद्युत गुणवत्ता - सार्वजनिक विद्युत ग्रिड में हार्मोनिक": 35 kV वोल्टेज की कुल हार्मोनिक विकृति दर ≤ 3%, विषम-क्रम हार्मोनिक ≤ 2.4%, सम-क्रम हार्मोनिक ≤ 1.2% के अनुसार पालन किया जा सके।

प्रभाव: उपायों के लागू होने के बाद, संयुक्त ट्रांसफॉर्मर सामान्य रूप से संचालित होता है, कोई PT की फटना या फ्यूज़ का पिघलना दोष नहीं होता।

4.5 विद्युत मात्रा संतुलन गणना

विद्युत ऊर्जा मापन की यथार्थता विद्युत प्रदान और उपभोग दोनों पक्षों के आर्थिक हितों से संबंधित है। दोषों के लिए विद्युत मात्रा संतुलन की आवश्यकता होती है। इस लेख में तीसरे दोष को एक उदाहरण के रूप में लिया गया है और संशोधन गुणांक विधि का उपयोग करके गणना की गई है:

सिद्धांत: सही मापन और गलत मापन के दौरान सक्रिय शक्ति की तुलना करके संशोधन गुणांक <