ट्रांसफॉर्मर टेस्टिंग प्रक्रियाएं IEE-Business C57 और GB 1094 मानकों के अनुसार

1. ट्रांसफार्मर परीक्षण की मूल बातें

1.1 सारांश
ट्रांसफार्मर विद्युत शक्ति प्रसारण के लिए सबसे महत्वपूर्ण उपकरणों में से एक हैं। उनकी गुणवत्ता और विश्वसनीयता बिजली के सुरक्षित और निर्भर वितरण को प्रत्यक्ष रूप से प्रभावित करती है। जनित्र ट्रांसफार्मर या महत्वपूर्ण उप-स्टेशन ट्रांसफार्मर की क्षति प्रसारण को बाधित कर सकती है, और इन बड़ी इकाइयों की मरम्मत या परिवहन अक्सर कई महीनों में होता है।

इस अवधि के दौरान, बिजली की आपूर्ति प्रभावित होती है, जो औद्योगिक और कृषि उत्पादन तथा घरेलू बिजली की खपत को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है—जिससे महत्वपूर्ण आर्थिक नुकसान होता है।

जबकि ट्रांसफार्मरों के सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन की आवश्यकताएं बढ़ती जा रही हैं, ट्रांसफार्मर परीक्षण प्रौद्योगिकियों में पिछले दो दशकों में उल्लेखनीय विकास हुआ है। उल्लेखनीय विकास शामिल है:

• अधिकतम वोल्टेज पर बड़े ट्रांसफार्मरों पर शॉर्ट सर्किट परीक्षण,

• आंशिक डिस्चार्ज मापन और स्थानीकरण तकनीक,

• आवेश संक्रमण फ़ंक्शन के उपयोग से झटके की दोष निर्णय,

• नुकसान मापन के लिए डिजिटल प्रौद्योगिकी का उपयोग,

• शोर मापन में ध्वनि तीव्रता विधियों का प्रवेश,

• स्पेक्ट्रल विश्लेषण वाइंडिंग विकृति के निदान के लिए, और

• ट्रांसफार्मर तेल में घुले हुए गैस विश्लेषण (DGA) का बढ़ता प्रयोग।

1.2 ट्रांसफार्मर परीक्षण के मानक
ट्रांसफार्मरों को बिजली प्रसारण की गुणवत्ता और विश्वसनीयता के लिए आवश्यक मानकों को पूरा करने की सुनिश्चिति के लिए, ट्रांसफार्मरों और उनके परीक्षण प्रक्रियाओं के लिए राष्ट्रीय मानक स्थापित किए गए हैं:

• GB 1094.1–1996: पावर ट्रांसफार्मर – भाग 1: सामान्य

• GB 1094.2–1996: पावर ट्रांसफार्मर – भाग 2: ताप वृद्धि

• GB 1094.3–1985: पावर ट्रांसफार्मर – भाग 3: इन्सुलेशन स्तर, डायलेक्ट्रिक परीक्षण और बाहरी एयर में खुला स्थान

• GB 1094.5–1985: पावर ट्रांसफार्मर – भाग 5: शॉर्ट सर्किट का सामर्थ्य

• GB 6450–1986: ड्राइ टाइप पावर ट्रांसफार्मर

1.3 ट्रांसफार्मर परीक्षण विषय

1.3.1 नियमित परीक्षण

• वाइंडिंग प्रतिरोध की माप

• वोल्टेज अनुपात माप और लोड नुकसान माप

• शॉर्ट सर्किट प्रतिबाधा और लोड नुकसान की माप

• नो-लोड धारा और नो-लोड नुकसान की माप

• वाइंडिंग और ग्राउंड के बीच इन्सुलेशन प्रतिरोध की माप

• नियमित डायलेक्ट्रिक परीक्षण — फैक्ट्री नियमित इन्सुलेशन परीक्षण विषयों के लिए टेबल 1-3 देखें

• ओन-लोड टैप-चेंजर परीक्षण

1.3.2 प्रकार परीक्षण

• ताप वृद्धि परीक्षण।

• इन्सुलेशन प्रकार परीक्षण (टेबल 1 देखें)।

1.3.3 विशेष परीक्षण

• तीन-पार ट्रांसफॉर्मर के लिए शून्य-अनुक्रमिक प्रतिबाधा की माप।

• शॉर्ट-सर्किट सहन क्षमता परीक्षण।

• ध्वनि स्तर की माप।

• नो-लोड विद्युत धारा में हार्मोनिक घटकों की माप।

2. वोल्टेज अनुपात माप और कनेक्शन ग्रुप नामकरण की सत्यापन

2.1 सारांश
वोल्टेज अनुपात माप ट्रांसफॉर्मर के लिए एक नियमित परीक्षण है। यह न केवल निर्माण के दौरान कारखाने में, बल्कि ट्रांसफॉर्मर को सेवा में लाने से पहले बिजली स्थल पर भी किया जाता है।

2.1.1 वोल्टेज अनुपात माप का उद्देश्य

• सभी टैप स्थितियों पर वोल्टेज अनुपात को मानक या अनुबंधीय तकनीकी आवश्यकताओं द्वारा निर्दिष्ट अनुमत टोलरेंस के भीतर रखने के लिए।

• समानांतर जुड़े हुए कोइल या कोइल खंड (जैसे, टैप किए गए खंड) में टर्नों की संख्या समान हो।

• टैप लीड और टैप चेंजर के टापकर जुड़ाव सही तरीके से किए गए हों।

वोल्टेज अनुपात ट्रांसफॉर्मर का एक महत्वपूर्ण प्रदर्शन पैरामीटर है। चूंकि यह परीक्षण कम वोल्टेज का उपयोग करता है और इसे करना आसान है, इसलिए डिजाइन विनिर्देशों के अनुसार उत्पादन के दौरान इसे कई बार किया जाता है।

3. वाइंडिंग का डीसी प्रतिरोध माप

3.1 उद्देश्य और आवश्यकताएं
GB 1094.1–1996 “पावर ट्रांसफॉर्मर – भाग 1: सामान्य,” के अनुसार डीसी प्रतिरोध माप एक नियमित परीक्षण माना जाता है। इसलिए, हर ट्रांसफॉर्मर को निर्माण के दौरान और बाद में इस परीक्षण का अनुसरण करना चाहिए।

डीसी प्रतिरोध माप के मुख्य उद्देश्य निम्नलिखित हैं:

• वाइंडिंग कंडक्टरों के बीच वेल्डिंग या यांत्रिक कनेक्शन की गुणवत्ता—कमजोर जंक्शनों की जाँच;

• लीड और बुशिंग्स, और लीड और टैप चेंजर के बीच कनेक्शनों की पूर्णता;

• लीड वायरों के बीच वेल्ड या यांत्रिक जंक्शनों की विश्वसनीयता;

• कंडक्टर आयाम और प्रतिरोधकता मानकों को पूरा करते हैं;

• फेजों के बीच प्रतिरोध का संतुलन;

• वाइंडिंग ताप वृद्धि की गणना, जिसके लिए ताप वृद्धि परीक्षण से पहले ठंडे अवस्था में प्रतिरोध और परीक्षण के दौरान विद्युत के डिसकनेक्शन के तुरंत बाद गर्म अवस्था में प्रतिरोध मापना आवश्यक है।

3.2 मापन विधियाँ
JB/T 501–91 “पावर ट्रांसफॉर्मर परीक्षण की गाइड,” के अनुसार ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग के डीसी प्रतिरोध को मापने के लिए दो मानक विधियाँ हैं:

• ब्रिज विधि (जैसे, केल्विन डबल ब्रिज)

• वोल्ट-एम्पियर (V-A) विधि

4. नो-लोड परीक्षण

4.1 सारांश
नो-लोड नुकसान और नो-लोड विद्युत धारा की माप एक नियमित ट्रांसफॉर्मर परीक्षण है। नो-लोड परीक्षण द्वारा ट्रांसफॉर्मर की पूरी चुंबकीय विशेषताएं निर्धारित की जाती हैं।

इस परीक्षण के उद्देश्य हैं:

• नो-लोड नुकसान और नो-लोड विद्युत धारा की माप;

• कोर डिजाइन और निर्माण प्रक्रिया की योग्यता की जाँच यह कि वे लागू योग्य मानकों और तकनीकी विनिर्देशों को पूरा करते हैं;

• कोर की संभावित दोषों, जैसे स्थानीय अतिताप या छोटे आवरण की कमजोरियों का पता लगाना।

4.2 नो-लोड नुकसान
नो-लोड नुकसान मुख्य रूप से इलेक्ट्रिकल स्टील लैमिनेशन में हिस्टेरिसिस और इडी करंट नुकसान से बना होता है। इसमें अतिरिक्त नुकसान, जैसे लीकेज फ्लक्स के कारण भटके हुए नुकसान भी शामिल होते हैं।

4.3 नो-लोड विद्युत धारा
नो-लोड विद्युत धारा का परिमाण मुख्य रूप से कोर में उपयोग किए गए इलेक्ट्रिकल स्टील के B–H (चुंबकीकरण) वक्र पर निर्भर करता है।

5. लोड नुकसान और शॉर्ट-सर्किट प्रतिबाधा माप

5.1 लोड परीक्षण का सारांश
लोड नुकसान और शॉर्ट-सर्किट प्रतिबाधा की माप एक नियमित परीक्षण है।

निर्माताओं द्वारा इस परीक्षण का उद्देश्य है:

• लोड नुकसान और शॉर्ट-सर्किट प्रतिबाधा मानों का निर्धारण करना;

• मानकों और तकनीकी समझौतों के साथ संगति की पुष्टि करें;

• विन्डिंग में संभावित दोषों का पता लगाएं।

परीक्षण के दौरान, एक विन्डिंग पर वोल्टेज लगाया जाता है जबकि दूसरी विन्डिंग शॉर्ट-सर्किट की जाती है। अम्पियर-टर्न संतुलन के अनुसार, जब ऊर्जा दी गई विन्डिंग में धारा इसके निर्धारित मूल्य तक पहुंचती है, तो शॉर्ट की गई विन्डिंग भी निर्धारित धारा ले लेती है।

हालांकि इस परीक्षण के दौरान कोर में मुख्य चुंबकीय प्रवाह बहुत कम होता है, फिर भी उच्च धारा प्रवाह के कारण महत्वपूर्ण लीकेज फ्लक्स उत्पन्न होता है। यह लीकेज फ्लक्स निम्नलिखित कारणों से होता है:

• विन्डिंग चालकों में एडी करंट नुकसान;

• समानांतर चालकों में परिपथ धारा नुकसान;

• क्लैंपिंग संरचनाओं, टैंक दीवारों, विद्युत चुंबकीय आवरणों, कोर फ्रेम, और टाइ प्लेट्स में अतिरिक्त नुकसान।

इन सभी नुकसानों की धारा पर निर्भरता होती है और इन्हें सामूहिक रूप से लोड नुकसान के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

6. लागू किया गया AC टोलरेंस वोल्टेज परीक्षण

6.1 सारांश
ट्रांसफॉर्मरों को ग्रिड संचालन के लिए सुरक्षित और विश्वसनीय बनाने के लिए, उनकी अवरोधन क्षमता न केवल प्रदर्शन मानकों को निर्धारित करनी चाहिए, बल्कि आवश्यक दीपकीय शक्ति को भी निर्धारित करनी चाहिए। दीपकीय शक्ति यह निर्धारित करती है कि एक ट्रांसफॉर्मर निर्माण वोल्टेज के साथ-साथ बिजली चमक या स्विचिंग ओवरवोल्टेज जैसी असामान्य स्थितियों को भी सहन कर सकता है।

केवल छोटे समय के शक्ति आवृत्ति टोलरेंस वोल्टेज, धक्का टोलरेंस वोल्टेज, और आंशिक डिस्चार्ज मापन जैसे परीक्षणों को सफलतापूर्वक पारित करने के बाद ही एक ट्रांसफॉर्मर को ग्रिड संपर्क के लिए तैयार माना जा सकता है।

लागू AC टोलरेंस परीक्षण मुख्य रूप से विन्डिंग और भूमि, और विन्डिंग के बीच अवरोधन शक्ति का मूल्यांकन करता है।

• पूरी तरह से अवरोधित ट्रांसफॉर्मरों के लिए, यह परीक्षण मुख्य अवरोधन की पूरी वैधता को प्रमाणित करता है।

• स्तरित अवरोधित ट्रांसफॉर्मरों के लिए, यह केवल योक के पास अंतिम टर्न अवरोधन और कुछ लीड सेक्शनों के भूमि के लिए अवरोधन का मूल्यांकन करता है। यह पूरी विन्डिंग-से-भूमि या विन्डिंग-से-विन्डिंग अवरोधन शक्ति का मूल्यांकन नहीं कर सकता।

स्तरित अवरोधित ट्रांसफॉर्मरों के लिए, एक उत्पन्न वोल्टेज परीक्षण की आवश्यकता होती है जो विन्डिंग, भूमि, और संबद्ध लीड के बीच अवरोधन शक्ति का समग्र मूल्यांकन करता है।

7. उत्पन्न ओवरवोल्टेज टोलरेंस परीक्षण

7.1 सारांश
उत्पन्न वोल्टेज टोलरेंस परीक्षण लागू AC परीक्षण के बाद एक अन्य महत्वपूर्ण दीपकीय परीक्षण है।

• पूरी तरह से अवरोधित ट्रांसफॉर्मरों के लिए, लागू AC परीक्षण केवल मुख्य अवरोधन की जाँच करता है, जबकि उत्पन्न वोल्टेज परीक्षण टर्न-से-टर्न, लेयर-से-लेयर, और सेक्शन-से-सेक्शन लंबवत अवरोधन की जाँच करता है।

• स्तरित अवरोधित ट्रांसफॉर्मरों के लिए, लागू AC परीक्षण केवल न्यूट्रल-पॉइंट अवरोधन की जाँच करता है। उत्पन्न वोल्टेज परीक्षण निम्नलिखित का मूल्यांकन करने के लिए आवश्यक है:

• लंबवत अवरोधन (टर्न, लेयर, और सेक्शन के बीच);

• विन्डिंग और भूमि के बीच अवरोधन;

• विन्डिंग-से-विन्डिंग और फेज-से-फेज अवरोधन।

इस प्रकार, उत्पन्न वोल्टेज परीक्षण मुख्य और लंबवत अवरोधन अखंडता का मूल्यांकन करने का एक महत्वपूर्ण तरीका है।

7.2 परीक्षण आवश्यकताएं
उत्पन्न वोल्टेज परीक्षण आम तौर पर लो वोल्टेज विन्डिंग टर्मिनलों पर दो गुना निर्धारित वोल्टेज लगाकर किया जाता है, जबकि अन्य सभी विन्डिंग ओपन-सर्किट छोड़ दी जाती हैं। लगाया गया वोल्टेज वेवफॉर्म जितना संभव हो उतना पावर फ्रेंसी वोल्टेज के जैसा होना चाहिए।