ट्रान्सफर्मर सुरक्षा र ट्रान्सफर्मर दोष
यहाँ विभिन्न प्रकार के ट्रान्सफोर्मर होते हैं जैसे दो या तीन वाइंडिंग वाले विद्युत शक्ति ट्रान्सफोर्मर, ऑटो ट्रान्सफोर्मर, नियामक ट्रान्सफोर्मर, ग्राउंडिंग ट्रान्सफोर्मर, रेक्टिफायर ट्रान्सफोर्मर आदि। विभिन्न ट्रान्सफोर्मर अपने महत्व, वाइंडिंग कनेक्शन, ग्राउंडिंग विधियों और संचालन मोड आदि के आधार पर अलग-अलग ट्रान्सफोर्मर सुरक्षा योजनाओं की मांग करते हैं।
सामान्य रूप से 0.5 MVA और ऊपर के सभी ट्रान्सफोर्मरों के लिए बुकहोल्ज रिले सुरक्षा प्रदान की जाती है। जबकि सभी छोटे आकार के वितरण ट्रान्सफोर्मरों के लिए, केवल उच्च वोल्टेज फ्यूज को मुख्य सुरक्षात्मक उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है। सभी बड़े रेटिंग वाले और महत्वपूर्ण वितरण ट्रान्सफोर्मरों के लिए, ओवर करंट सुरक्षा साथ ही सीमित ग्राउंड फ़ॉल्ट सुरक्षा लागू की जाती है।
5 MVA से ऊपर रेटिंग वाले ट्रान्सफोर्मरों में डिफरेंशियल सुरक्षा प्रदान की जानी चाहिए।
सामान्य सेवा शर्तों, ट्रान्सफोर्मर दोषों की प्रकृति, लंबित ओवरलोड की डिग्री, टैप बदलने की योजना, और कई अन्य कारकों के आधार पर, उपयुक्त ट्रान्सफोर्मर सुरक्षा योजनाएं चुनी जाती हैं।
ट्रान्सफोर्मर दोषों की प्रकृति
हालांकि विद्युत शक्ति ट्रान्सफोर्मर एक स्थैतिक उपकरण है, लेकिन असामान्य प्रणाली की स्थितियों से उत्पन्न आंतरिक तनावों का ध्यान रखा जाना चाहिए।
एक ट्रान्सफोर्मर आमतौर पर निम्नलिखित प्रकार के ट्रान्सफोर्मर दोष से पीड़ित होता है-
ओवरलोड और बाह्य शॉर्ट सर्किट के कारण ओवर करंट,
टर्मिनल दोष,
वाइंडिंग दोष,
आरंभिक दोष।
उपरोक्त सभी ट्रान्सफोर्मर दोष ट्रान्सफोर्मर वाइंडिंग और इसके कनेक्टिंग टर्मिनलों के भीतर यांत्रिक और ऊष्मीय तनाव उत्पन्न करते हैं। ऊष्मीय तनाव ओवरहीटिंग का कारण बनते हैं जो अंततः ट्रान्सफोर्मर की इन्सुलेशन प्रणाली पर प्रभाव डालते हैं। इन्सुलेशन का अवक्षय वाइंडिंग दोषों का कारण बनता है। कभी-कभी ट्रान्सफोर्मर कूलिंग सिस्टम की विफलता, ट्रान्सफोर्मर की ओवरहीटिंग का कारण बनती है। इसलिए ट्रान्सफोर्मर सुरक्षा योजनाओं की आवश्यकता होती है।
विद्युत ट्रान्सफोर्मर की शॉर्ट सर्किट धारा आमतौर पर इसके रिएक्टेंस द्वारा सीमित होती है और कम रिएक्टेंस के लिए, शॉर्ट सर्किट धारा का मान अत्यधिक ऊंचा हो सकता है। BSS 171:1936 में दिया गया है कि एक ट्रान्सफोर्मर नुकसान किए बिना बाह्य शॉर्ट सर्किट की अवधि कितनी लंबी हो सकती है।
| ट्रान्सफोर्मर % रिएक्टेंस | सेकंड में अनुमत दोष की अवधि |
| 4 % | 2 |
| 5 % | 3 |
| 6 % | 4 |
| 7 % और ऊपर | 5 |
ट्रान्सफोर्मर में सामान्य वाइंडिंग दोष या तो ग्राउंड दोष होते हैं या इंटर-टर्न दोष। ट्रान्सफोर्मर में फेज-से-फेज वाइंडिंग दोष दुर्लभ हैं। विद्युत ट्रान्सफोर्मर में फेज दोष बुशिंग फ्लैश ओवर और टैप चेंजर उपकरण में दोष के कारण हो सकते हैं। जो भी दोष हों, ट्रान्सफोर्मर को दोष के दौरान तुरंत अलग किया जाना चाहिए, अन्यथा विद्युत शक्ति प्रणाली में बड़ा विघटन हो सकता है।
आरंभिक दोष ऐसे आंतरिक दोष हैं जो कोई तत्काल खतरा नहीं बनाते। लेकिन यदि इन दोषों को अनदेखा कर दिया जाए और उनकी देखभाल न की जाए, तो ये बड़े दोषों का कारण बन सकते हैं। इस समूह में कोर लेमिनेशन के बीच इन्सुलेशन विफलता के कारण इंटर-लेमिनेशन शॉर्ट सर्किट, तेल लीकेज के कारण तेल स्तर की कमी, तेल प्रवाह पथों का अवरोधन जैसे दोष शामिल हैं। सभी ये दोष ओवरहीटिंग का कारण बनते हैं। इसलिए आरंभिक ट्रान्सफोर्मर दोषों के लिए भी ट्रान्सफोर्मर सुरक्षा योजना की आवश्यकता होती है। ट्रान्सफोर्मर स्टार वाइंडिंग के न्यूट्रल बिंदु के निकट ग्राउंड दोष भी आरंभिक दोष के रूप में माना जा सकता है।
वाइंडिंग कनेक्शन और ग्राउंडिंग का प्रभाव ग्राउंड दोष धारा के परिमाण पर।
वाइंडिंग से ग्राउंड दोष के दौरान ग्राउंड दोष धारा प्रवाह के लिए मुख्य रूप से दो स्थितियाँ होती हैं,
धारा प्रवाह के लिए वाइंडिंग में और उससे बाहर धारा की उपस्थिति होनी चाहिए।
वाइंडिंग के बीच एम्पियर-टर्न बैलेंस बनाया जाना चाहिए।
वाइंडिंग ग्राउंड दोष धारा का मान दोष की स्थिति, वाइंडिंग कनेक्शन की विधि और ग्राउंडिंग की विधि पर निर्भर करता है। वाइंडिंग के स्टार बिंदु को ठोस रूप से या एक रेजिस्टर के माध्यम से ग्राउंड किया जा सकता है। ट्रान्सफोर्मर के डेल्टा तरफ प्रणाली एक ग्राउंडिंग ट्रान्सफोर्मर के माध्यम से ग्राउंड की जाती है। ग्राउंडिंग या ग्राउंडिंग ट्रान्सफोर्मर शून्य अनुक्रम धारा के लिए कम इम्पीडेंस पथ और सकारात्मक और ऋणात्मक अनुक्रम धाराओं के लिए उच्च इम्पीडेंस प्रदान करता है।
न्यूट्रल रेजिस्टेंस ग्राउंडिंग के साथ स्टार वाइंडिंग
इस मामले में, ट्रान्सफोर्मर का न्यूट्रल बिंदु एक रेजिस्टर के माध्यम से ग्राउंड किया जाता है और इसके इम्पीडेंस का मान ट्रान्सफोर्मर के वाइंडिंग इम्पीडेंस से बहुत अधिक होता है। इसका अर्थ है कि ट्रान्सफोर्मर वाइंडिंग इम्पीडेंस का मान ग्राउंडिंग रेजिस्टर के इम्पीडेंस की तुलना में नगण्य है। इसलिए, धारा का मान वाइंडिंग में दोष की स्थिति पर आधारित होता है। क्योंकि ट्रान्सफोर्मर के प्राथमिक वाइंडिंग में दोष धारा, द्वितीयक वाइंडिंग के शॉर्ट सर्किट टर्न और प्राथमिक वाइंडिंग के कुल टर्न के अनुपात के अनुपात में होती है, प्राथमिक दोष धारा वाइंडिंग के शॉर्ट सर्किट प्रतिशत के वर्ग के अनुपात में होगी। प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग दोनों में दोष धारा का परिवर्तन नीचे दिखाया गया है।
न्यूट्रल स्टॉली ग्राउंडिंग के साथ स्टार वाइंडिंग
इस मामले में, ग्राउंड दोष धारा का मान वाइंडिंग इम्पीडेंस द्वारा अकेले सीमित होता है और दोष अब दोष की स्थिति के अनुपात में नहीं होता। इस गैर-रैखिकता का कारण असंतुलित फ्लक्स लिंकेज है।
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