পাওয়ার ট্রান্সফরমারের জন্য LTAC পরীক্ষার মানদণ্ড এবং হিসাব

১ পরিচিতি

জাতীয় মানদণ্ড GB/T 1094.3-2017 অনুযায়ী, শক্তি ট্রান্সফরমারের লাইন টার্মিনাল AC সহ্যশীলতা ভোল্টেজ পরীক্ষা (LTAC) এর প্রধান উদ্দেশ্য হল উচ্চ ভোল্টেজের ওয়াইন্ডিং টার্মিনালগুলি থেকে ভূমি পর্যন্ত AC বিদ্যুৎ সহ্যশীলতা মূল্যায়ন করা। এটি প্রতিটি প্রবাহের বা পরস্পরের মধ্যে বিদ্যুৎ সহ্যশীলতা মূল্যায়ন করতে ব্যবহৃত হয় না।

অন্যান্য বিদ্যুৎ সহ্যশীলতা পরীক্ষার (যেমন সম্পূর্ণ বজ্রপাত আঘাত LI বা সুইচিং আঘাত SI) তুলনায়, LTAC পরীক্ষা (সাধারণত 50 Hz ট্রান্সফরমারের জন্য ৩০ সেকেন্ড এবং 60 Hz ট্রান্সফরমারের জন্য ৩৬ সেকেন্ড) এর দীর্ঘ সময়কালের কারণে উচ্চ ভোল্টেজের ওয়াইন্ডিং টার্মিনাল, উচ্চ ভোল্টেজের লীড টার্মিনাল এবং ভূমির সাথে সংযুক্ত ধাতব উপাদানগুলির (যেমন ক্ল্যাম্পিং স্ট্রাকচার, রাইজার ইউনিট এবং ট্যাঙ্ক) মধ্যে প্রধান বিদ্যুৎ সহ্যশীলতা মূল্যায়নে বেশি কঠোর হয়।

অনেকগুলি বিদ্যুৎ সহ্যশীলতা পরীক্ষা ব্যর্থ হওয়ার ক্ষেত্রে দেখা গেছে যে, অনেক শক্তি ট্রান্সফরমার বজ্রপাত আঘাত (LI) এবং সুইচিং আঘাত (SI) পরীক্ষায় টিকে থাকতে পারে কিন্তু লাইন টার্মিনাল AC সহ্যশীলতা ভোল্টেজ পরীক্ষা (LTAC) এর সময় পরের কয়েক সেকেন্ডে ভেঙে যায়। এটি স্পষ্টভাবে প্রদর্শন করে যে পরীক্ষার সময়কাল প্রধান বিদ্যুৎ সহ্যশীলতা মূল্যায়নে কতটা গুরুত্বপূর্ণ এবং LTAC পরীক্ষা প্রধান বিদ্যুৎ সহ্যশীলতা মূল্যায়নে কতটা কঠোর হয়।

একারণে, ট্রান্সফরমার ডিজাইন প্রকৌশলীদের লাইন টার্মিনাল AC সহ্যশীলতা ভোল্টেজ পরীক্ষা (LTAC) এর সময় ওয়াইন্ডিং পোটেনশিয়াল বিতরণ সঠিকভাবে গণনা করা অত্যন্ত প্রয়োজন, যাতে বিজ্ঞানসম্মত এবং যুক্তিসঙ্গত প্রধান বিদ্যুৎ সহ্যশীলতা ডিজাইন করা যায়, যা ডিজাইনের সূত্র থেকে যথেষ্ট বিদ্যুৎ সহ্যশীলতা মার্জিন নিশ্চিত করে।

২ মানদণ্ডের ব্যাখ্যা

শক্তি ট্রান্সফরমারের লাইন টার্মিনাল AC সহ্যশীলতা ভোল্টেজ পরীক্ষা (LTAC) হল নতুন জাতীয় মানদণ্ড GB/T 1094.3-2017 এ যোগ করা একটি নতুন উচ্চ ভোল্টেজের বিদ্যুৎ সহ্যশীলতা পরীক্ষা প্রক্রিয়া। এটি পূর্ববর্তী মানদণ্ড GB/T 1094.3-2003 এ নির্দিষ্ট করা ছোট সময়ের পরিচালিত সহ্যশীলতা ভোল্টেজ পরীক্ষা (ACSD) থেকে বিবর্তিত এবং পৃথক হয়েছে। LTAC পরীক্ষা সম্পর্কিত বিধিসমূহ নিম্নলিখিত টেবিলে তালিকাভুক্ত করা হল:

আইইই-বিজনেস প্রদত্ত মানদণ্ড অনুযায়ী লাইন টার্মিনাল এসি সহ্যশক্তি ভোল্টেজ পরীক্ষা (এলটিএসি) শক্তি পরিবর্তকের জন্য নিম্নলিখিত ব্যাখ্যা প্রদান করে:

• যেসব শক্তি পরিবর্তকের Um ≤ 72.5 kV এবং সম্পূর্ণরূপে প্রতিরোধিত, তাদের উচ্চ ভোল্টেজ ফেরার সাথে উচ্চ ভোল্টেজ লিড টার্মিনাল এবং ভূমির মধ্যে প্রধান প্রতিরোধ শক্তি প্রযুক্ত ভোল্টেজ পরীক্ষা (এভি) দ্বারা সম্পূর্ণরূপে মূল্যায়ন করা যায়। সুতরাং, এলটিএসি পরীক্ষা প্রয়োজন হয় না।

• 72.5 < Um ≤ 170 kV এর জন্য শক্তি পরিবর্তকের ক্ষেত্রে:

• যদি সম্পূর্ণরূপে প্রতিরোধিত হয়, তবে প্রধান প্রতিরোধ শক্তি প্রযুক্ত ভোল্টেজ পরীক্ষা (এভি) দ্বারা যথেষ্টভাবে যাচাই করা যায়, এলটিএসি পরীক্ষা বিশেষ পরীক্ষা হিসেবে নির্ধারিত হয়। এর মানে হল সাধারণত সাধারণ পরীক্ষার সময় এটি প্রয়োজন হয় না, কিন্তু ব্যবহারকারী দ্বারা স্পষ্টভাবে আবেদন করা হলে এটি পরিচালনা করতে হবে।

• যদি নিউট্রাল গ্রাউন্ডেড (গ্রেডেড ইনসুলেশন) হয়, তবে এলটিএসি পরীক্ষা সাধারণ পরীক্ষা হিসেবে নির্ধারিত হয় এবং প্রতিটি ইউনিটের ক্ষেত্রে কারখানার গ্রহণযোগ্যতা পরীক্ষার সময় এটি পরিচালনা করতে হবে। তবে, ব্যবহারকারীর সম্মতিতে, এটিকে লাইন টার্মিনাল সুইচিং প্রবাহ পরীক্ষা (এসআই) দ্বারা প্রতিস্থাপিত করা যেতে পারে।

• Um > 170 kV এর জন্য শক্তি পরিবর্তকের ক্ষেত্রে, সম্পূর্ণরূপে প্রতিরোধিত বা গ্রেডেড ইনসুলেশন হওয়া সত্ত্বেও, এলটিএসি পরীক্ষা বিশেষ পরীক্ষা হিসেবে শ্রেণীবদ্ধ হয়—সাধারণত ব্যবহারকারী দ্বারা স্পষ্টভাবে আবেদন না করা পর্যন্ত এটি অবশ্যম্ভাবী নয়। তবে, এই ক্ষেত্রে, এটিকে লাইন টার্মিনাল সুইচিং প্রবাহ পরীক্ষা (এসআই) দ্বারা প্রতিস্থাপিত করা যাবে না।

প্রায়শই, সম্পূর্ণরূপে প্রতিরোধিত শক্তি পরিবর্তকের ক্ষেত্রে, ভোল্টেজ স্তরের উপর নির্ভর করে, লাইন টার্মিনাল এসি সহ্যশক্তি ভোল্টেজ পরীক্ষা (এলটিএসি) কখনও পরিচালনা করা হয় না, কারণ উচ্চ ভোল্টেজ ফেরার/লিড টার্মিনাল এবং ভূমির মধ্যে প্রধান প্রতিরোধ শক্তি 1-মিনিটের প্রযুক্ত ভোল্টেজ পরীক্ষা (এভি) দ্বারা আরও কঠোরভাবে যাচাই করা যায়।

এটি উল্লেখ করা যায় যে, Um > 170 kV এর জন্য শক্তি পরিবর্তকের ক্ষেত্রে, এলটিএসি পরীক্ষা এসআই পরীক্ষা দ্বারা প্রতিস্থাপিত করা যাবে না। উভয় তাত্ত্বিক গণনা এবং ঐতিহাসিক অভিজ্ঞতা দেখায় যে, 170 kV এর উপরের শক্তি পরিবর্তকের লাইন টার্মিনাল থেকে ভূমি পর্যন্ত প্রধান প্রতিরোধ মূল্যায়নের জন্য, এলটিএসি পরীক্ষা এসআই পরীক্ষার তুলনায় প্রায় 10% বেশি কঠোর।

3 গণনা পদ্ধতি

শক্তি পরিবর্তকে লাইন টার্মিনাল এসি সহ্যশক্তি ভোল্টেজ পরীক্ষা (এলটিএসি) পরিচালনার উদ্দেশ্য হল উচ্চ ভোল্টেজ টার্মিনালে নির্দিষ্ট পরীক্ষা ভোল্টেজ প্ররোচিত করা, এবং নিম্ন ভোল্টেজ টার্মিনালে নির্দিষ্ট স্তরের কাছাকাছি ভোল্টেজ মান পৌঁছানো। নির্দিষ্ট পরীক্ষা পদ্ধতির সাথে কোন অবশ্যম্ভাবী প্রয়োজনীয়তা নেই। সবচেয়ে সাধারণ এলটিএসি পরীক্ষা পদ্ধতি হল "বিপরীত ফেজ সংযুক্ত এবং গ্রাউন্ড সাপোর্ট পদ্ধতি"। এই অধ্যায়ে এই পদ্ধতিটি SZ18-100000/220 শক্তি পরিবর্তকের উদাহরণ দিয়ে সংক্ষিপ্তভাবে বর্ণনা করা হল।

3.1 ট্রান্সফরমারের প্যারামিটার

ভোল্টেজ অনুপাত: 230 ± 8 × 1.25% / 37 kV
ধারণ অনুপাত: 100 / 100 MVA
নির্ধারিত কম্পাঙ্ক: 50 Hz
ভেক্টর গ্রুপ: YNd11
ইনসুলেশন স্তর: LI950 AC395 – LI400 AC200 / LI200 AC85

3.2 পরীক্ষা সার্কিট

এই শক্তি পরিবর্তকের লাইন টার্মিনাল এসি সহ্যশক্তি ভোল্টেজ পরীক্ষা (এলটিএসি) সার্কিট ডায়াগ্রাম নিম্নলিখিত হল:

এলটিএসি পরীক্ষা সার্কিট ডায়াগ্রাম (ফেজ এ উদাহরণ)

উচ্চ ভোল্টেজ পার্শ্বে ট্যাপ 9, নিম্ন ভোল্টেজ পার্শ্বে 2.0 গুণ নির্ধারিত ভোল্টেজ প্রয়োগ

এলটিএসি পরীক্ষা সার্কিটের মূল বিষয়গুলি নিম্নলিখিত:

• এলটিএসি পরীক্ষা ফেজ দ্বারা পরিচালিত হবে, অর্থাৎ, একটি একক-ফেজ প্ররোচিত ওভারভোল্টেজ পরীক্ষা যার প্ররোচনা গুণাঙ্ক প্রায় 2 গুণ নির্ধারিত ভোল্টেজ। কিছু ক্ষেত্রে, এটি সঠিকভাবে 2 গুণ পৌঁছানো সম্ভব না হলে, ক্ষুদ্র বিচ্যুতি গৃহীত হতে পারে।

• উচ্চ ভোল্টেজ ফেরার ফেজ এর এলটিএসি পরীক্ষার উদাহরণ: নিম্ন ভোল্টেজ টার্মিনাল ax এর মধ্যে নির্দিষ্ট ভোল্টেজ Uax প্রয়োগ করা হয়, যার x টার্মিনাল গ্রাউন্ডে সংযুক্ত; নিম্ন ভোল্টেজ পার্শ্বের b এবং c টার্মিনাল মুক্ত রাখা হয়। উচ্চ ভোল্টেজ পার্শ্বে, B এবং C টার্মিনাল একসাথে সংযুক্ত এবং গ্রাউন্ডে সংযুক্ত, যেখানে A এবং নিরপেক্ষ (0) টার্মিনাল খোলা (অসংযুক্ত) রাখা হয়।

• উচ্চ ভোল্টেজ ফেরাকে নির্দিষ্ট ট্যাপ অবস্থানে সেট করতে হবে যাতে উচ্চ ভোল্টেজ লাইন টার্মিনাল A-তে 395 kV (±3% অনুমোদিত বিচ্যুতি সহ) প্রয়োজনীয় পরীক্ষা ভোল্টেজ প্ররোচিত হয়।

3.3 গণনা প্রক্রিয়া

ফারাদের তড়িচ্চুম্বকীয় প্ররোচন আইন এবং চুম্বকীয় ফ্লাক্সের অবিচ্ছিন্নতার নীতি অনুযায়ী, উপরোক্ত পরীক্ষা সংস্থানে, ফেজ B এবং C-এর কোর লিম্বের চুম্বকীয় ফ্লাক্স ফেজ A-এর কোর লিম্বের চুম্বকীয় ফ্লাক্সের অর্ধেক এবং বিপরীত দিকে হবে। সুতরাং, ফেজ B এবং C-এর ফেরার প্ররোচিত ভোল্টেজ ফেজ A-এর প্ররোচিত ভোল্টেজের অর্ধেক হবে।

এলটিএসি পরীক্ষার সময় কোর ফ্লাক্স বিতরণের স্কিমেটিক ডায়াগ্রাম
(উচ্চ ভোল্টেজ ফেজ এ উদাহরণ)

নিম্ন ভোল্টেজ ফেজ এ-এর উৎসাহিত ভোল্টেজের প্ররোচনা গুণাঙ্ক K এবং উচ্চ ভোল্টেজ পার্শ্ব N ট্যাপ অবস্থানে থাকলে, নিম্নলিখিত সমীকরণ প্রতিষ্ঠিত হয়:

Uₐ₀ + U₀₈ = 395
(যেহেতু ফেজ B গ্রাউন্ডেড, Uᵦ = 0)

ফেজ B-এর কোর লিম্বের চুম্বকীয় ফ্লাক্সের আয়তন ফেজ A-এর চুম্বকীয় ফ্লাক্সের অর্ধেক হলে, সুতরাং:
U₀₈ = ½ Uₐ₀

সুতরাং:
1.5 × Uₐ₀ = 395

ট্রান্সফরমারের ভোল্টেজ অনুপাত এবং ট্যাপ সেটিংস প্রতিস্থাপন করলে:
(230 / 1.732) × [1 + (9 − N) × 1.25%] × K × 1.5 = 395

এই সমীকরণে দুটি অজানা রাশি, N এবং K, রয়েছে, এবং তাই তাত্ত্বিকভাবে এতে অসীম সংখ্যক সমাধান রয়েছে। তবে, পদার্থবিজ্ঞানের দিক থেকে, উভয় চলকই সীমাবদ্ধ: N 1 থেকে 17 এর মধ্যে একটি পূর্ণসংখ্যা হতে হবে, এবং K প্রায় 2-এর সমান।

N = 9 সঙ্গে সমীকরণ সমাধান করলে K = 1.98 পাওয়া যায়।
অথবা, K = 2 এবং N = 9 সেট করলে উৎপন্ন ভোল্টেজ Uₐ = 398.4 kV পাওয়া যায়।

উপরোক্ত সূত্র ব্যবহার করে, LTAC পরীক্ষার সময় ট্রান্সফরমারের উইন্ডিংগুলির যেকোনো বিন্দুতে উৎপন্ন ভূ-পটেনশিয়াল গণনা করা যায়।

৩.৪ ভোল্টেজ বন্টন

উপরোক্ত গণনা পদ্ধতি ব্যবহার করে, উচ্চ-ভোল্টেজ উইন্ডিংয়ের ফেজ A-এর LTAC পরীক্ষার সময় উইন্ডিংগুলির মধ্যে পটেনশিয়াল বন্টন নিম্নরূপে নির্ধারণ করা যায়:

ফেজ A-এর এক-ফেজ LTAC পরীক্ষার সময় উইন্ডিং পটেনশিয়াল বন্টন

উপরোক্ত উৎপন্ন ভোল্টেজ বন্টন ডায়াগ্রাম থেকে দেখা যায় যে, এক-ফেজ LTAC পরীক্ষার সময় উইন্ডিংগুলির মধ্যে উৎপন্ন পটেনশিয়াল পার্থক্য অপেক্ষাকৃত কম। তাই, LTAC পরীক্ষা উইন্ডিংগুলির মধ্যে প্রধান আইসোলেশন শক্তির একটি কঠোর মূল্যায়ন—এবং সম্পূর্ণ মূল্যায়ন—প্রদান করে না। তবে, উচ্চ-ভোল্টেজ লাইন টার্মিনাল থেকে ভূমি পর্যন্ত প্রধান আইসোলেশন শক্তির মূল্যায়ন এই পরীক্ষার সময় সবচেয়ে কঠোর (এই সিদ্ধান্তটি বিশেষভাবে গ্রেডেড-আইসোলেশন ট্রান্সফরমারের জন্য প্রযোজ্য)। ডিজাইনের সময়, LTAC পরীক্ষার শর্তাবলীতে উচ্চ-ভোল্টেজ উইন্ডিং টার্মিনাল, উচ্চ-ভোল্টেজ লিড টার্মিনাল, এবং ক্ল্যাম্পিং স্ট্রাকচার, ট্যাঙ্ক দেয়াল, এবং উচ্চ-ভোল্টেজ বুশিং রাইজার এরকম ভূমিতে সংযুক্ত উপাদানগুলির মধ্যে প্রধান আইসোলেশন শক্তির উপর বিশেষ দৃষ্টি দেওয়া প্রয়োজন।