TTC सीरीज ड्राय-टाइप ट्रांसफॉर्मर तापमान नियंत्रक कैसे ट्रांसफॉर्मर के अतिताप से बचाता है?

1. ट्रांसफॉर्मर तापमान नियंत्रकों का कार्य

आज, विद्युत ट्रांसफॉर्मर मुख्य रूप से दो प्रकार के होते हैं: तेल-सन्निहित और शुष्क-प्रकार के ट्रांसफॉर्मर। शुष्क-प्रकार के ट्रांसफॉर्मर विद्युत संयंत्रों, उपस्टेशनों, हवाई अड्डों, रेलवे, बुद्धिमत्ता-संचालित इमारतों और स्मार्ट आवासीय समुदायों में उनके अनेक फायदों - जैसे अंतर्निहित सुरक्षा, अग्निरोधी, शून्य प्रदूषण, निर्भरता-मुक्त संचालन, कम नुकसान, न्यूनतम आंशिक विसर्जन, और लंबी सेवावधि - के कारण व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

शुष्क-प्रकार के ट्रांसफॉर्मर का एक प्रमुख फायदा उनकी डिजाइन जीवनकाल है, जो आमतौर पर 20 वर्ष से अधिक होता है। चलने की अवधि जितनी लंबी, उतनी ही कम लागत आती है। वास्तविकता में, शुष्क-प्रकार के ट्रांसफॉर्मर की सुरक्षित संचालन और लंबी जीवनकाल उसके घुमावों की निर्भरता पर निर्भर करती है। ट्रांसफॉर्मर की विफलता का एक प्रमुख कारण घुमाव तापमान के ऊपर जाने से होने वाला छालन अवसादन होता है।

इसके अलावा, शुष्क-प्रकार के ट्रांसफॉर्मर की सेवावधि आमतौर पर उसके "तापीय जीवन" द्वारा सीमित होती है। ऑपरेशनल जीवनकाल को अधिकतम करने के लिए, घुमाव तापमान की निगरानी करना आवश्यक है और जब आवश्यक हो तो बलपूर्वक ठंडा करने या चेतावनी की घंटी जैसी समय पर रक्षात्मक उपायों को लागू करना आवश्यक है।

2. ट्रांसफॉर्मर तापमान नियंत्रकों के प्रकार

2.1 तापमान संवेदन विधि द्वारा: यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक

• यांत्रिक तापमान नियंत्रक आमतौर पर विस्तार प्रकार की उपकरण होती हैं जो तेल-भरे बल्ब का उपयोग संवेदन तत्व के रूप में करती हैं, जो तापीय विस्तार और संकुचन के सिद्धांत पर कार्य करती हैं। उनके भारी तेल-भरे बल्ब और असुविधाजनक इंस्टॉलेशन के कारण, उन्हें आमतौर पर तेल-सन्निहित ट्रांसफॉर्मरों पर ही उपयोग किया जाता है।

• इलेक्ट्रॉनिक तापमान नियंत्रक तापमान संवेदक जैसे प्रतिरोध तापमान डिटेक्टर (जैसे, Pt100, PTC) या थर्मोकपल का उपयोग करते हैं। उनकी उच्च प्रौद्योगिकी, व्यापक कार्यक्षमता, उच्च सटीकता और उपयोगकर्ता-अनुकूल संचालन के कारण, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक अब तेल-सन्निहित और शुष्क-प्रकार के ट्रांसफॉर्मरों दोनों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

2.2 इंस्टॉलेशन विधि द्वारा: एम्बेडेड और बाहरी-माउंटेड

• एम्बेडेड नियंत्रक ट्रांसफॉर्मर के क्लैंपिंग फ्रेम (कवरिंग रहित इकाइयों के लिए) पर या ट्रांसफॉर्मर के कवरिंग में सीधे इंस्टॉल किए जाते हैं।

• बाहरी-माउंटेड (वॉल-माउंटेड) नियंत्रक दीवारों पर (कवरिंग रहित इकाइयों के लिए) या ट्रांसफॉर्मर के कवरिंग की बाहरी सतह पर लगाए जाते हैं।

शुष्क-प्रकार के ट्रांसफॉर्मर ऑपरेशन के दौरान व्यापक ताप, निम्न-संचार दोलन, और विद्युत चुंबकीय विकीर्णन उत्पन्न करते हैं - जो शुष्क-प्रकार के ट्रांसफॉर्मर के घुमावों या कवरिंग में इंस्टॉल किए गए एम्बेडेड तापमान नियंत्रकों पर गंभीर प्रभाव डालते हैं।

यह ज्ञात है कि इलेक्ट्रॉनिक घटक, शुष्क-प्रकार के ट्रांसफॉर्मर के समान, एक सीमित "तापीय जीवन" होता है। एम्बेडेड इंस्टॉलेशन विधि नियंत्रक की सेवावधि और निर्भरता को बहुत कम कर देती है। इसके विपरीत, बाहरी-माउंटेड नियंत्रक इस खराब वातावरण से प्रभावी रूप से अलग रहते हैं, जो बेहतर सुरक्षा और लंबी सेवावधि की गारंटी देता है।

3.TTC श्रृंखला शुष्क-प्रकार के ट्रांसफॉर्मर तापमान नियंत्रक

JB/T 7631-94 “ट्रांसफॉर्मर के लिए प्रतिरोध थर्मोमीटर” 1994 में चीन के यांत्रिक उद्योग विभाग द्वारा जारी किया गया एक मानक है, जो विशेष रूप से शुष्क-प्रकार के ट्रांसफॉर्मर के लिए उपयोग किए जाने वाले तापमान संकेतक और नियंत्रकों के लिए है। इसमें GB/T 13926-92 “औद्योगिक प्रक्रिया माप और नियंत्रण उपकरणों के लिए विद्युत चुंबकीय संगतता” की आवश्यकताओं को शामिल किया गया है।

TTC श्रृंखला तापमान नियंत्रक अपडेट किए गए मानक GB/T 17626-1998 “विद्युत चुंबकीय संगतता – परीक्षण और मापन तकनीकें” (IEC 61000-4:1995 के बराबर) का पालन करते हैं।

3.1 कार्य सिद्धांत

3.1 सर्किट ब्लॉक आरेख और तापमान संवेदन सिद्धांत (Pt100 और PTC)

Pt100 तापमान संवेदक इस सिद्धांत पर कार्य करता है कि इसका विद्युत प्रतिरोध तापमान के साथ लगभग रैखिक रूप से बदलता है। दाहिने तरफ दिखाए गए प्रतिरोध-तापमान वक्र में, Pt100 प्लैटिनम प्रतिरोधक का प्रतिरोध तापमान के साथ स्थिर और लगभग रैखिक रूप से बढ़ता है।

तापमान नियंत्रक इस विशेषता का उपयोग ट्रांसफॉर्मर के लिए निरंतर, सटीक तापमान निगरानी प्रदान करने के लिए करता है। दिखाई देने वाला तापमान मान Pt100 संवेदक द्वारा लिए गए माप से सीधे लिया जाता है।

उसकी उत्कृष्ट पुनरावूर्ति और प्रतिरोध और तापमान के बीच एक-से-एक संबंध के कारण, Pt100 सटीक बिंदु-द्वारा-बिंदु तापमान माप की सुविधा प्रदान करता है, आमतौर पर 0.5 की सटीकता वर्ग तक।

3.2 Pt100 तापमान माप की सटीकता की गारंटी

Pt100 तापमान संवेदक को दो-तार, तीन-तार, या चार-तार विन्यास में जोड़ा जा सकता है। अधिकांश औद्योगिक तापमान नियंत्रण अनुप्रयोगों में तीन-तार कनेक्शन का उपयोग किया जाता है क्योंकि यह संकेत तारों के प्रतिरोध के कारण होने वाले मापन त्रुटियों को प्रभावी रूप से मिटाता है।

उदाहरण के लिए: एम्प्लीफायर सर्किट आमतौर पर व्हीटस्टोन ब्रिज होता है। निर्माण और कलीब्रेशन के दौरान, शॉर्टिंग लिंक का उपयोग एडजस्टमेंट के लिए किया जाता है। लेकिन, वास्तविक संचालन में, जब संवेदक केबल जोड़े जाते हैं, तो उनका निहित प्रतिरोध मापन त्रुटियों का कारण बनता है। तीन-तार विन्यास इस त्रुटि को ब्रिज सर्किट को बैलेंस करके कम करता है।

हालांकि Pt100 प्रतिरोध-तापमान वक्र लगभग रेखीय है, यह पूरी तरह से रेखीय नहीं है। सटीकता में सुधार करने के लिए, हमारे तापमान नियंत्रक 0–200°C Pt100 प्रतिरोध-तापमान वक्र को पाँच खंडों में विभाजित करते हैं। प्रत्येक खंड के भीतर, वास्तविक वक्र को रैखिक फिटिंग द्वारा एक सीधी रेखा द्वारा अनुमानित किया जाता है, जिससे समग्र मापन सटीकता में बहुत सुधार होता है।

3.3 TTC-300 श्रृंखला नियंत्रकों में एक विकल्प के रूप में PTC थर्मिस्टर

PTC (Positive Temperature Coefficient) थर्मिस्टर हमारे TTC-300 श्रृंखला ट्रांसफार्मर तापमान नियंत्रकों में उपयोग किया जाने वाला एक और तापमान सेंसर है। PTC थर्मिस्टर बेरियम टाइटेनेट-आधारित बहुकण्डीय केरामिक सामग्रियों से बनाए जाते हैं, जिनमें विशिष्ट "ट्रिप" या "स्विचिंग" तापमान प्राप्त करने के लिए डोपिंग की जाती है।

प्लेटिनम प्रतिरोधक (Pt100) के विपरीत, PTC थर्मिस्टर एक अलग प्रकार के गैर-रेखीय व्यवहार का प्रदर्शन करते हैं: उनका प्रतिरोध निम्न तापमानों पर लगभग स्थिर रहता है लेकिन तापमान एक पूर्वनिर्धारित थ्रेशहोल्ड—जिसे क्यूरी बिंदु या कार्य तापमान कहा जाता है—पर पहुंचते ही एक तेज, लगभग चरण-जैसी वृद्धि हो जाती है। यह विशेषता नीचे दिए गए प्रतिरोध-तापमान वक्र में दिखाई देती है।

जैसा कि दिखाया गया है, कार्य तापमान से नीचे, PTC प्रतिरोध तापमान के साथ बहुत कम बदलता है। हालांकि, जब तापमान इस महत्वपूर्ण बिंदु के पास पहुंचता है और इसे पार करता है, तो प्रतिरोध आकार में तेजी से बढ़ता है—अक्सर कई ऑर्डर की मात्रा में।

PTC-आधारित तापमान निर्णय का कार्य तर्क यह है कि इस तेजी से प्रतिरोध बदलाव का पता लगाना और यह निर्धारित करना कि क्या एक विशिष्ट तापमान थ्रेशहोल्ड पार हो गया है। इस प्रकार, PTC सेंसर केवल एक तापमान बिंदु को दर्शा सकते हैं—वे Pt100 की तरह निरंतर, पूर्ण-रेंज तापमान माप नहीं प्रदान कर सकते।

हमारे उत्पाद IEE-Business के इस ऑन/ऑफ विशेषता का उपयोग ट्रांसफार्मरों के लिए ओवर-तापमान अलार्म और ट्रिप सुरक्षा को लागू करने के लिए करते हैं। उत्पाद की संगतता, विश्वसनीयता और उच्च गुणवत्ता को सुनिश्चित करने के लिए, हम सायमेंस-मात्सुशिता इलेक्ट्रॉनिक कंपोनेंट्स को॰ लि॰ से PTC कंपोनेंट्स का उपयोग करते हैं।

3.4 TC तापमान निर्णय का तर्क

तापमान नियंत्रक अपने आंतरिक सर्किटरी के माध्यम से PTC और Pt100 सेंसरों से तापमान संकेत प्राप्त करता है और तार्किक निर्णय लेता है कि क्या ओवर-तापमान अलार्म या ओवर-तापमान ट्रिप सिग्नल ट्रिगर करना चाहिए। यह दोहरी सुरक्षा मेकानिज्म असफल अभिक्रिया या गलत ट्रिगरिंग को प्रभावी रूप से रोकता है।

ट्रांसफार्मर के वाइंडिंग (फेज A, B, C) और कोर (D) के तापमान को Pt100 और PTC सेंसरों का उपयोग करके मापा जाता है। जैसे-जैसे तापमान बदलता है, इन सेंसरों का प्रतिरोध भी तापमान के अनुसार बदलता है। नियंत्रक इस प्रतिरोध को वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करता है, जिसे फिल्टरिंग, एनालॉग-टू-डिजिटल (A/D) कन्वर्जन, और उन्नत एल्गोरिदम के माध्यम से प्रसंस्करण किया जाता है ताकि संबंधित तापमान मूल्य की गणना की जा सके।

इन दो प्रकार के तापमान इनपुट के आधार पर:

• नियंत्रक फ्रंट-पैनल स्क्रीन पर चैनल संख्या और वास्तविक समय तापमान मूल्य दिखाता है।

• साथ ही, यह तार्किक एल्गोरिदम लागू करता है ताकि मापा गया तापमान को उपयोगकर्ता-परिभाषित सेटपॉइंट्स के साथ तुलना की जा सके। यदि तापमान थ्रेशहोल्ड से ऊपर जाता है, तो नियंत्रक उपयुक्त आउटपुट—जैसे कूलिंग फैन्स को शुरू/बंद करना, अलार्म ट्रिगर करना, या ट्रिप कमांड शुरू करना—को सक्रिय करता है।

उपयोगकर्ता फ्रंट-पैनल बटनों के माध्यम से प्रणाली के पैरामीटर—जैसे फैन शुरू/बंद तापमान, कोर ओवरहीट अलार्म थ्रेशहोल्ड, और अन्य सेटिंग्स—को कॉन्फिगर कर सकते हैं।

इसके अलावा, प्रणाली निरंतर स्व-डायाग्नोसिस करती रहती है। यदि तापमान नियंत्रक के भीतर सेंसर विफलता या आंतरिक हार्डवेयर दोष हो, तो यह तुरंत ऑडियो और विजुअल अलार्म और दोष सिग्नल जारी करता है ताकि ऑपरेटरों को सूचित किया जा सके।