ইনোভেটিভ এবং সাধারণ উত্পাদন কাঠামো ১০কেভি উচ্চ-ভোল্টেজ হাই-ফ্রিকোয়েন্সি ট্রান্সফরমারের জন্য
১. ১০ কেভি-শ্রেণীর উচ্চ-প্রাবল্য উচ্চ-্রিকোয়েন্সি ট্রান্সফরমারের জন্য নতুন তারার গঠন
১.১ অঞ্চলভিত্তিক এবং আংশিকভাবে পট্টি দেওয়া বাতাস পরিবহনকারী গঠন
দুইটি U-আকৃতির ফেরাইট কোরকে মিলিত করে একটি চৌম্বকীয় কোর ইউনিট গঠন করা হয়, বা শ্রেণী/শ্রেণী-সমান্তরাল কোর মডিউলে আরও সাজানো হয়। প্রাথমিক এবং দ্বিতীয় ববিনগুলি যথাক্রমে কোরের বাম ও ডান সরল পা এবং কোরের মিলন সমতলটি সীমানা স্তর হিসাবে স্থাপন করা হয়। একই ধরনের তারগুলি একই দিকে গুচ্ছাকারে সাজানো হয়। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ক্ষতি কমাতে লিটজ তার পছন্দ করা হয়।
শুধুমাত্র উচ্চ-ভোল্টেজ তার (বা প্রাথমিক) এপক্সি রেজিন দিয়ে সম্পূর্ণভাবে পট্টি দেওয়া হয়। প্রাথমিক এবং কোর/দ্বিতীয় মধ্যে একটি PTFE শীট স্থাপন করা হয় যাতে বিশ্বাসযোগ্য বিদ্যুৎ বিচ্ছেদ হয়। দ্বিতীয় পৃষ্ঠটি বিদ্যুৎ বিচ্ছেদক কাগজ বা টেপ দিয়ে ঢাকা দেওয়া হয়।
এই ডিজাইনটি তারগুলির মধ্যে এবং বাম ও ডান পা এর দ্বিতীয় তারগুলির মধ্যে বাতাসের পথ (ব্যবধান) এবং চৌম্বকীয় কোরগুলির মধ্যে ব্যবধান রেখে গরমিয়ে যাওয়ার বিতরণকে বেশি করে উন্নয়ন করে, একইসাথে ওজন এবং খরচ কমায়, এবং ডায়েলেকট্রিক শক্তি রক্ষা করে—এটি ≥১০ কেভি বিচ্ছেদ প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত করে।
১.২ মডিউলার ডিজাইন এবং ভূমিস্থ লিটজ তার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রতিরোধ
উচ্চ-ভোল্টেজ এবং কম-ভোল্টেজ তার মডিউলগুলি আলাদা আলাদা পট্টি দেওয়া হয় এবং তারপর কোর ইউনিটে সাজানো হয়। মডিউলগুলির মধ্যে বাতাসের ব্যবধান রাখা হয় যাতে সাজানো এবং ঠান্ডা করার সুবিধা হয়, এবং দোষের সময় ক্ষতিগ্রস্ত মডিউলগুলি আলাদা করে পরিবর্তন করা যায়, যা রক্ষণাবেক্ষণকে উন্নয়ন করে।
উচ্চ-ভোল্টেজ তারের অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক দিকে ভূমিস্থ লিটজ তার ভিত্তিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রতিরোধ স্তর প্রবর্তন করা হয়। এটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রকে মূলত উচ্চ-ডায়েলেকট্রিক শক্তির এপক্সি-পট্টি দেওয়া অঞ্চলের মধ্যে সীমাবদ্ধ করে, যার ফলে আংশিক বিসর্জন (PD) ঝুঁকি বেশি পরিমাণে কমে, এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দমনের জন্য শুধুমাত্র তারের ব্যবধান বেশি করার প্রয়োজন হয় না।
লিটজ তার প্রতিরোধ স্তরটি একটি একক-পয়েন্ট ভূমিস্থ করে খোলা সার্কিট রাখা যায়, যা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র গঠন করে এবং উল্লেখযোগ্য স্পাইরাল বিদ্যুৎ ক্ষতি এড়ায়। তার এবং কোরের মধ্যে বাতাসের পথ রক্ষা করা হয়, যা অর্ধ-বাতাস পরিবহন এবং ছোটাইজেশন একই সাথে সম্ভব করে।
১.৩ খণ্ডিত তার এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র গঠন
অক্ষীয় স্লিভ এবং খণ্ডিত রিবগুলি বিদ্যুৎ বিচ্ছেদক ববিনে যোগ করা হয়, যাতে প্রাথমিক এবং দ্বিতীয় তারগুলি "খণ্ড গোষ্ঠী" হিসাবে একে অপরের মধ্যে স্থাপন করা যায়। এটি স্তরগত ভোল্টেজ গ্রেডিয়েন্ট এবং সমতুল্য প্যারাসিটিক ক্যাপাসিটেন্স দুইটিই বেশি পরিমাণে কমায়, পরিবহিত EMI দমন করে এবং ভোল্টেজ বিতরণের সুষমতা উন্নয়ন করে।
খণ্ডের সংখ্যা n এবং স্তরের সংখ্যা বিশ্লেষণাত্মক বা অভিজ্ঞতামূলক সূত্র (যেমন, n = −15.38·lg k₁ − 18.77, যেখানে k₁ প্রাথমিক/দ্বিতীয় স্ব-ক্যাপাসিটেন্স এবং পরস্পর ক্যাপাসিটেন্স অনুপাতের মধ্যে সর্বনিম্ন মান) দিয়ে নির্ধারণ করা হয়, যা আয়তন, লিকেজ ইনডাকটেন্স এবং প্যারাসিটিক ক্যাপাসিটেন্সের মধ্যে একটি সর্বোত্তম সামঞ্জস্য অর্জন করে—এটি উচ্চ-শক্তি, উচ্চ-ভোল্টেজ, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি প্রয়োগের জন্য আদর্শ।
১.৪ যৌগিক তার এবং একীভূত পানি ঠান্ডা করা
কোরটি দুইটি তার অঞ্চলে বিভক্ত করা হয়। একটি যৌগিক তার পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়: প্রথম যৌগিক তার (উদাহরণস্বরূপ, প্রাথমিক) অভ্যন্তরীণ থেকে বাহ্যিক স্তরে তার দিয়ে সাজানো হয় এবং লিডগুলি রাখা হয়; তারপর, দ্বিতীয় অঞ্চলে, দ্বিতীয় যৌগিক তার (উদাহরণস্বরূপ, দ্বিতীয়) রিভার্স করে রিজার্ভ লিড ব্যবহার করে সাজানো হয়। এটি স্তরগত ব্যবধান বিস্তৃত করে এবং অবশিষ্ট চার্জ কমায়, উচ্চ-ভোল্টেজ বিশ্বস্ততা এবং জীবনকাল উন্নয়ন করে।
বাইরের কোর দেওয়ালে রেলিফ স্লট মেশিন করা হয় যাতে অনাস্পর্শ পানি-ঠান্ডা করার চ্যানেল একীভূত করা যায়, যা সাজানোর সময় যান্ত্রিক ক্ষতির ঝুঁকি ছাড়াই তাপীয় কর্মক্ষমতা উন্নয়ন করে। যৌগিক বিদ্যুৎ বিচ্ছেদক PI/PTFE ল্যামিনেট স্টেপড কনফিগারেশনে সাজানো হয় যাতে যথেষ্ট ক্রিপেজ দূরত্ব এবং উচ্চ-মানের পট্টি পূরণ নিশ্চিত হয়।
১.৫ নতুন তারার পদ্ধতি এবং ক্ষতি নিয়ন্ত্রণের পথ
PDQB (Power Differential Quadrature Bridge) তার প্রযুক্তি প্রবর্তন করা হয়: অপটিমাইজড তার টপোলজি এবং লেআউট দিয়ে, স্কিন এবং নিকটতা প্রভাব—এবং ফলে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ক্ষতি—বেশি পরিমাণে দমন করা হয়। এটি রিপোর্টের ক্ষেত্রে কুপলিং কার্যকারিতা >৯৯.৫% অর্জন করে, একইসাথে ১০ কেভি বিচ্ছেদ ক্ষমতা, নিয়ন্ত্রণযোগ্য লিকেজ ইনডাকটেন্স, এবং কম বিতরিত ক্যাপাসিটেন্স—এটি ৩০-৪০০ কেওয়াট, ৪-৫০ কিলোহার্টজ উচ্চ-ভোল্টেজ উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি প্রয়োগের জন্য অনুকূল।
২. ১০ কেভি-শ্রেণীর উচ্চ-প্রাবল্য উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ট্রান্সফরমারের জন্য সাধারণ তারার গঠন
২.১ মৌলিক তারার বিন্যাস এবং প্রয়োগের দৃশ্য
বহু-স্তর বৃত্তাকার: পরিপক্ক নির্মাণ প্রক্রিয়া; স্তরগত বিদ্যুৎ বিচ্ছেদক এবং ঠান্ডা করার চ্যানেল সহজে স্থাপন করা যায়; মধ্যম-উচ্চ ভোল্টেজ অবিচ্ছিন্ন তারের জন্য উপযুক্ত।
বহু-খণ্ড স্তরিত: বিদ্যুৎ বিচ্ছেদক কাগজের রিং দিয়ে বিভক্ত বহু অক্ষীয় খণ্ড; স্তরগত ভোল্টেজ গ্রেডিয়েন্ট এবং ক্ষেত্র সংকেন্দ্রণ কমায়; উচ্চ-ভোল্টেজ তারের মধ্যে আংশিক বিসর্জন কমানোর জন্য সাধারণত ব্যবহৃত হয়।
অবিচ্ছিন্ন (ডিস্ক-ধরন): বহু ডিস্ক অংশ অক্ষীয়ভাবে স্তূপিত; ভাল যান্ত্রিক শক্তি এবং তাপীয় কর্মক্ষমতা প্রদান করে; উচ্চ-ধারণশীল/উচ্চ-ভোল্টেজ প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত।
ডাবল-ডিস্ক: প্রতি গ্রুপে দুইটি ডিস্ক, শ্রেণী/সমান্তরাল সংযোগে; উচ্চ-বিদ্যুৎ বা বিশেষ উদ্দেশ্যের উচ্চ-ভোল্টেজ তারের জন্য আদর্শ।
হেলিক্যাল: এক/দুই/চার হেলিক্স; সহজ গঠন; উচ্চ-বিদ্যুৎ কম-ভোল্টেজ তার বা লোড-অন ট্যাপ-চেঞ্জিং তারের জন্য উপযুক্ত; টার্ন সংখ্যা সীমিত।
আলুমিনিয়াম ফোইল বেলনাকার: প্রতি স্তরে একটি চক্র আলুমিনিয়াম ফোইল ব্যবহার করে; উচ্চ স্থান ব্যবহার ও অটোমেশন-বান্ধব; ছোট থেকে মধ্যম আয়তনের HV কুণ্ডলী জন্য উপযুক্ত।
এগুলো পাওয়ার ট্রান্সফরমারের মধ্যে স্ট্যান্ডার্ড HV কুণ্ডলী গঠন এবং এগুলো সাধারণত 10 kV-শ্রেণীর উচ্চ-ভোল্টেজ উচ্চ-ম্পনমান ট্রান্সফরমারের জন্য অ্যাডাপ্ট বা উন্নত করা হয় যাতে পরিবর্তনী এবং তাপমাত্রা পরিচালনা উন্নত হয়।
2.2 উচ্চ-ভোল্টেজ উচ্চ-কম্পনমান অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সাধারণ কুণ্ডলী বিন্যাস এবং প্রক্রিয়া
সমকেন্দ্রিক বেলনাকার (স্তরবিশিষ্ট) বিন্যাস: ভিতরে HV কুণ্ডলী, বাইরে LV (অথবা বিপরীত); বহুস্তর ডিজাইন স্তরের মধ্যে পরিবর্তনী বিতরণের জন্য; বিভাজিত বিন্যাস ব্যবহার করা যেতে পারে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বিতরণ এবং PD পরিচালনা উন্নত করার জন্য।
বিভাজন এবং বিকল্প বিন্যাস: HV কুণ্ডলী বিভিন্ন কয়েলে বিভক্ত করা হয় এবং স্ট্যাগারড/বিভাজিত ভাবে সাজানো হয় যাতে স্তরের মধ্যে ভোল্টেজ গ্রেডিয়েন্ট এবং প্যারাসাইটিক ক্যাপাসিটেন্স হ্রাস করা যায়, পরিবাহী EMI দমন করা যায়, এবং ভোল্টেজ সুষমতা উন্নত করা যায়।
ফারাদে এবং বৈদ্যুতিক স্ক্রিনিং: প্রাথমিক/দ্বিতীয় বা কুণ্ডলীর মধ্যে কপার ফোইল বা পরিবাহী স্তর রাখা হয়, একটি একক বিন্দুতে গ্রাউন্ড করা হয়, যাতে সাধারণ-মোড ক্যাপাসিটেন্স এবং কুপলিং শব্দ হ্রাস করা যায়; স্ক্রিনিং কুণ্ডলীর প্রস্থের সাথে মেলে এবং পরিবর্তনী ছিদ্রিত করার জন্য তীক্ষ্ণ ধার এড়ানো হয়।
পরিবাহক এবং বর্তনী ঘনত্ব অপটিমাইজেশন: Litz তার, স্ট্র্যান্ডেড পরিবাহক, বা কপার ফোইল HV/উচ্চ-বর্তনী দ্বিতীয় জন্য প্রাথমিক/প্রায়োক্তিক প্রভাব দমন, AC রোধ (Rac) এবং কপার লোস হ্রাস করার জন্য পছন্দ করা হয়; বর্তনী ঘনত্ব (J) এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধি জানালা এবং নিরাপত্তা নিয়ন্ত্রণের সীমার মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হয়।
পরিবর্তনী এবং ক্রিপেজ ডিজাইন: বাধা, প্রান্ত মার্জিন, স্লিভ টার্মিনাল, এবং সম্মিলিত স্তর/কুণ্ডলীর মধ্যে পরিবর্তনী ব্যবহার; ক্রিপেজ দূরত্ব এবং ক্লিয়ারেন্স দূষণ মাত্রা এবং ভোল্টেজ শ্রেণীর উপর ভিত্তি করে ডিজাইন করা হয়; ভ্যাকুয়াম ইমপ্রেগনেশন/পটিং প্রয়োগ করা হয় ডাইইলেকট্রিক শক্তি এবং তাপ পরিবহন উন্নত করার জন্য।
এই বিন্যাস এবং প্রক্রিয়া বিবেচনাগুলো পরিবর্তনী স্তর, প্যারাসাইটিক প্যারামিটার, এবং পাওয়ার রেটিং মধ্যে সমন্বয় করার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত—এটি প্রকৌশল প্রাক্তন্ত্রে 10 kV পরিবর্তনী অর্জনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
2.3 উচ্চ-ভোল্টেজ দ্বিতীয় আউটপুটের জন্য বাস্তবায়ন পদ্ধতি (কুণ্ডলী গঠনের উপর প্রায় নির্ভরশীল)
ভোল্টেজ মাল্টিপ্লায়ার রেক্টিফিকেশন: রেক্টিফায়ার পাশে বহু-পর্যায়ে ভোল্টেজ ডাবলিং ব্যবহার করে প্রতিটি কুণ্ডলী পর্যায়ে ভোল্টেজ চাপ এবং প্যারাসাইটিক ক্যাপাসিটেন্স হ্রাস করা যায়, যাতে পরিবর্তনী ডিজাইন সহজ হয়। তবে, এটি লোড ট্রানজিয়েন্ট/শর্ট সার্কিট এবং সুর্জ কারেন্টের প্রতি সংবেদনশীল। প্রায়শই দুই পর্যায়ের বেশি ব্যবহার করা হয় না, যা কারেন্ট-লিমিটিং এবং প্রোটেকশন স্ট্র্যাটেজি প্রয়োজন।
সিরিজ/প্যারালাল সংমিশ্রণ: দ্বিতীয় বিভাজিত হয় বিভিন্ন কয়েল প্যাকে, যা অভ্যন্তরীণ বা পোস্ট-রেক্টিফায়ার সংযোগে সিরিজ/প্যারালাল ভাবে সংযুক্ত হয় যাতে প্রয়োজনীয় ভোল্টেজ/পাওয়ার পাওয়া যায়। সব প্যাক একই চৌম্বকীয় বর্তনী শেয়ার করে, যা মডিউলার ডিজাইন এবং ভোল্টেজ ব্যালেন্সিং সুবিধাজনক করে—উচ্চ-পাওয়ার আউটপুটের জন্য আদর্শ।
উভয় পদ্ধতিতে কুণ্ডলী বিভাজন, স্ক্রিনিং, এবং পরিবর্তনী জানালার সাথে সমন্বিত ডিজাইন প্রয়োজন যাতে ভোল্টেজ চাপ, দক্ষতা, EMI, এবং তাপমাত্রা পরিচালনা সমন্বয় করা যায়।
2.4 গঠনগত নির্বাচন দিকনির্দেশনা (দ্রুত প্রকৌশল রেফারেন্স)
বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সুষমতা এবং PD নিয়ন্ত্রণের প্রাধান্য: বিভাজিত বা অবিচ্ছিন্ন (ডিস্ক-ধরন) HV কুণ্ডলী পছন্দ করা হয়, ফারাদে স্ক্রিনিং, প্রান্ত মার্জিন, এবং বাধা সহ; প্রয়োজনে ভ্যাকুয়াম ইমপ্রেগনেশন/পটিং প্রস্তাবিত হয়।
উচ্চ বর্তনী এবং কম কপার লোসের প্রাধান্য: দ্বিতীয় জন্য Litz তার বা কপার ফোইল ব্যবহার করা হয়; অভ্যন্তরীণ বিকল্প বা স্যান্ডউইচ কুণ্ডলী ব্যবহার করা হয় লীকেজ ইনডাক্টেন্স এবং Rac হ্রাস করার জন্য; বাইরের স্ক্রিনিং এবং পরিবর্তনী পুনরায় দৃঢ় করা হয়।
সংস্থাপন এবং রক্ষণাবেক্ষণের প্রাধান্য: সিরিজ/প্যারালাল সংযোগের সাথে মডিউলার দ্বিতীয় কুণ্ডলী প্যাক গ্রহণ করা হয় যাতে ভোল্টেজ ব্যালেন্সিং, পরীক্ষা, এবং দোষ বিচ্ছিন্নতা সহজ হয়; পাওয়ার এবং ট্রানজিয়েন্ট প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে ভোল্টেজ মাল্টিপ্লায়ার রেক্টিফিকেশন (≤2 পর্যায়) বা সিরিজ/প্যারালাল সংমিশ্রণ রেক্টিফায়ার পাশে নির্বাচন করা হয়।
