UHV ট্রান্সফরমার উৎপাদন: ধীর, নির্ভুল, অপরিহার্য

১. সারসংক্ষেপ

• অতি-উচ্চ-ভোল্টেজ (UHV) ট্রান্সফরমারগুলি আধুনিক বিদ্যুৎ পরিবহন ব্যবস্থার মূল উপকরণ। তাদের ভোল্টেজ রেটিং, জটিল গঠন, নির্ভুল নির্মাণ প্রক্রিয়া এবং গুরুত্বপূর্ণ উৎপাদন প্রযুক্তি বুঝতে হলে দেখা যায় যে তারা একটি দেশের বিদ্যুৎ উপকরণ নির্মাণ ক্ষমতার শীর্ষ প্রতিনিধিত্ব করে।

• ভোল্টেজ স্তরের সংজ্ঞা
  "অতি-উচ্চ-ভোল্টেজ ট্রান্সফরমার" প্রায়শই ১,০০০ কেভি বা তার বেশি রেটিংয়ের এসি ট্রান্সমিশন লাইন বা ±৮০০ কেভি বা তার বেশি রেটিংয়ের ডিসি ট্রান্সমিশন লাইনে ব্যবহৃত ট্রান্সফরমারকে বোঝায়।

১.১ প্রযুক্তিগত পটভূমি
এই উচ্চ-ভোল্টেজ ট্রান্সফরমারগুলির বিকাশ দেশের অর্থনৈতিক এবং বিদ্যুৎ খাতের বৃদ্ধির দ্বারা প্ররোচিত হয়, যার লক্ষ্য দীর্ঘ দূরত্বে, উচ্চ ক্ষমতায় এবং কম লোকসানে বিদ্যুৎ পরিবহন সম্ভব করা। উদাহরণস্বরূপ, ২০১০ সালে চীন স্বাধীনভাবে ১,০০০ কেভি / ১,০০০ এমভিএ রেটিংয়ের একটি UHV ট্রান্সফরমার উন্নয়ন করেছিল।

১.২ UHV in DC Transmission
UHV প্রযুক্তি এইচভিডিসি (উচ্চ-ভোল্টেজ ডায়ারেক্ট কারেন্ট) ট্রান্সমিশনেও সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, ±১,১০০ কেভি UHV DC কনভার্টার ট্রান্সফরমার চীনের "মেড ইন চাইনা ২০২৫" এবং "বেল্ট অ্যান্ড রোড ইনিশিয়েটিভ" কর্মসূচির অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ উৎপাদন এবং এর প্রযুক্তি এখন বিশ্বের শীর্ষ হিসাবে স্বীকৃত।

২. প্রধান উপাদান
UHV ট্রান্সফরমারগুলি অত্যন্ত জটিল এবং নির্ভুল গঠন বিশিষ্ট। একটি সাধারণ তেল-মগ্ন UHV ট্রান্সফরমারের উদাহরণ নিয়ে, এটি মূলত নিম্নলিখিত উপাদানগুলি দ্বারা গঠিত:

৩. নির্মাণ প্রক্রিয়া এবং গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তি

সুপর-উচ্চ ভোল্টেজ (UHV) ট্রান্সফরমারের নির্মাণ হল একটি ব্যবস্থাপনা প্রকৌশল প্রক্রিয়া যা কর্কট উপকরণ থেকে শুরু করে সম্পূর্ণ পণ্য পর্যন্ত বিস্তৃত। নিম্নলিখিত তালিকায় এর প্রধান উৎপাদন পর্যায়গুলি দেখানো হল:

নিম্নলিখিত গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াগুলি অত্যধিক-উচ্চ-ভোল্টেজ (UHV) ট্রান্সফরমারের পারফরম্যান্স এবং পরিষেবা জীবনের জন্য অপরিহার্য এবং বিশেষ দৃষ্টি দেওয়া প্রয়োজন:

৩.১ ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ডিজাইন এবং বিচ্ছিন্ন ফ্লাক্স নিয়ন্ত্রণ

৩.১.১ গুরুত্ব

UHV ট্রান্সফরমারগুলি খুব উচ্চ ক্ষমতা (উদাহরণস্বরূপ, প্রতি লিম্বে ৫০০ এমভিএ) থাকে, যা বিচ্ছিন্ন ফ্লাক্সকে একটি আরও সুস্পষ্ট সমস্যায় পরিণত করে। অতিরিক্ত বিচ্ছিন্ন ফ্লাক্স স্থানীয়ভাবে অত্যাধিক উত্তপ্ত হওয়া এবং অতিরিক্ত ক্ষতি ঘটাতে পারে, যা নিরাপদ পরিচালনাকে ঝুঁকিতে ফেলে।
৩.১.২ গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা
অগ্রগত ইলেকট্রোম্যাগনেটিক সিমুলেশন প্রযুক্তি ব্যবহার করা হয়। উদ্ভাবনমূলক ইয়োক ম্যাগনেটিক শিল্ডিং এবং ট্যাঙ্ক জয়েন্টে "L-আকৃতির" তামা শিল্ডিং ব্যবহার করা হয় যাতে স্ট্রাকচারাল কম্পোনেন্টে এডি কারেন্ট ক্ষতি প্রভাবীভাবে কমানো যায়—পর্যন্ত ২৫% পর্যন্ত।

৩.২ ইনসুলেশন স্ট্রাকচার ডিজাইন এবং প্রক্রিয়া
৩.২.১ গুরুত্ব
ইনসুলেশন সিস্টেম UHV ট্রান্সফরমারের নির্ভরযোগ্য পরিচালনার জীবনরেখা, কারণ এটি অত্যন্ত উচ্চ পরিচালন ভোল্টেজ এবং সম্ভাব্য ওভারভোল্টেজ সহ্য করতে হয়।
৩.২.২ গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা
এমন ডিজাইন গৃহীত হয়, যেমন বহু-লেয়ার মোল্ড কোণ-রিং ইনসুলেশন স্ট্রাকচার, যাতে কয়েল এন্ড এবং লিড ইক্সিটে সমন্বিত ইলেকট্রিক ফিল্ড বিতরণ এবং যথেষ্ট ইনসুলেশন মার্জিন নিশ্চিত করা যায়। ভ্যাকুয়াম ইমপ্রিগনেশন এবং ড্রাইং প্রক্রিয়াগুলি কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে—উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ-ক্ষমতার অন-সাইট ভাপ-ফেজ ড্রাইং যন্ত্র ব্যবহার করে ইনসুলেশন মেটেরিয়াল পূর্ণ ড্রাই করতে হবে, যাতে আর্দ্রতা পরিমাণ ≤ ০.৪% হয়। এটি আংশিক ডিসচার্জ এবং ইনসুলেশন ব্রেকডাউন প্রতিরোধ করার জন্য অপরিহার্য।

৩.৩ অন-সাইট অ্যাসেম্বলি প্রক্রিয়া
৩.৩.১ গুরুত্ব
মানুষের পরিবহন শর্ত চ্যালেঞ্জিং অঞ্চলে—উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ-উচ্চতা বা পাহাড়ী অঞ্চলে—UHV ট্রান্সফরমারগুলি অন-সাইট অ্যাসেম্বলি করতে হয়। এটি হাজার হাজার কম্পোনেন্টের ডিসঅ্যাসেম্বলি, পরিবহন, প্রোটেকশন এবং পুনরায় অ্যাসেম্বলি অন্তর্ভুক্ত করে, যা এর ডিজাইন এবং প্রক্রিয়া জটিলতা প্রামাণ্য ট্রান্সফরমারের তুলনায় অনেক বেশি হয়।
৩.৩.২ গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা
মডিউলার স্ট্রাকচারাল ডিজাইন অপরিহার্য—উদাহরণস্বরূপ, সেগমেন্টেড-কোর ফ্রেম এবং বিচ্ছিন্ন কানেকশন স্ট্রাকচার। অন-সাইট অ্যাসেম্বলি সহনশীলতা মিলিমিটার-লেভেল প্রিসিশন (উদাহরণস্বরূপ, কয়েল-টু-কোর সেন্টার অ্যালাইনমেন্ট বিচ্যুতি < ৩ মিমি) পৌঁছাতে হবে। একটি কঠোর প্রক্রিয়া প্রয়োজন যাতে সহনশীলতা নিয়ন্ত্রণ, আর্দ্রতা প্রতিরোধ এবং পরিচ্ছন্নতা প্রোটেকশন নিশ্চিত করা যায় যাতে পোস্ট-অ্যাসেম্বলি পারফরম্যান্স নিশ্চিত করা যায়।

৩.৪ উইন্ডিং ফ্যাব্রিকেশন এবং কুয়ালিটি কন্ট্রোল
৩.৪.১ গুরুত্ব
উইন্ডিং গুণমান ট্রান্সফরমারের ইলেকট্রিক্যাল পারফরম্যান্স, মেকানিকাল স্ট্রেংথ এবং শর্ট-সার্কিট টলারেন্স নির্ধারণ করে।
৩.৪.২ গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা
অটোমেটেড উইন্ডিং যন্ত্র ব্যবহার করতে হবে যাতে প্রিসিজ টেনশন নিয়ন্ত্রণ এবং লেয়ার অ্যালাইনমেন্ট অর্জিত হয়। উইন্ডিং পরে, পাওয়ার-ফ্রিকোয়েন্সি টলারেন্স ভোল্টেজ এবং ডিসি রেজিস্টেন্স টেস্ট চালানো হয় যাতে টার্ন-টু-টার্ন শর্ট সার্কিটের মতো ঝুঁকি অপসারণ করা যায়।

৩.৫ ফ্যাক্টরি অ্যাক্সেপ্টেন্স টেস্ট এবং আংশিক ডিসচার্জ মেজারমেন্ট
৩.৫.১ গুরুত্ব
এই টেস্টগুলি ডেলিভারির আগের চূড়ান্ত গুণমান চেকপয়েন্ট হিসেবে কাজ করে, ডিজাইন বা উৎপাদনে সম্ভাব্য দোষ চিহ্নিত করে।
৩.৫.২ গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা
স্ট্যান্ডার্ড টেস্টের পাশাপাশি, আংশিক ডিসচার্জ (PD) মেজারমেন্ট বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। PD টেস্টিং ক্ষুদ্র ইনসুলেশন দোষের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল এবং অভ্যন্তরীণ ইনসুলেশন অবস্থার একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক হিসেবে কাজ করে।

৩.৬ UHV ট্রান্সফরমারের জন্য কয়েল উইন্ডিং
৩.৬.১

৩.৬.২ কয়েল আঁকার সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয়করণের অসম্ভবতা
ইউএইচভি ট্রান্সফরমার কয়েল আঁকার ক্ষেত্রে হাতে করা কাজ অপরিবর্তনীয় থাকার তিনটি প্রধান কারণ রয়েছে:

৩.৬.২.১ চরম নিখুঁততার দাবি
ইউএইচভি ট্রান্সফরমার কয়েলগুলি সাধারণত হাজারो মিটার পরিমাণ পরিবাহী দিয়ে আঁকা হয়, যা কয়েক হাজার পাক গঠন করে, এবং শেষ পর্যন্ত ২০-৩০ মেট্রিক টন ওজন পরিমাপ করে। আঁকার প্রক্রিয়াটির সময়, প্রতিটি ম্যালেটের আঘাত, প্রতিটি বিদ্যুৎ বিচ্ছিন্নকারী প্যাডের স্থাপন, এবং প্রতিটি বিদ্যুৎ বিচ্ছিন্নকারী কাগজের পর্যায়ের আঁকার প্রতিটি কাজ নিখুঁতভাবে সম্পন্ন করতে হয়—কোনও বিচ্যুতি গ্রহণযোগ্য নয়। এই পর্যায়ের বাস্তব-সময়ের বিচার এবং মাইক্রো-সমায়োজন বর্তমান মেশিনের ক্ষমতার বাইরে, যার "হাত" এবং "চোখ" এখনও মাস্টার শিল্পীদের দক্ষতা এবং উপলব্ধিকে ছাড়িয়ে যায় না।

৩.৬.২.২ গাঠনিক জটিলতা এবং প্রতিক্রিয়াশীলতা
ইউএইচভি ট্রান্সফরমার বিভিন্ন ডিজাইনে উপস্থিত হয়, যার গাঠনিক জটিলতা এবং পরিবর্তনশীলতা খুব বেশি। উদাহরণস্বরূপ, ±১,১০০ কেভি কনভার্টার ট্রান্সফরমারে, বিভিন্ন ধরনের পরিবাহী সংযুক্ত করার জন্য শত বা হাজার পর্যন্ত সোল্ডার জয়েন্ট প্রয়োজন হতে পারে। অপারেটররা তারের উপাদানের ক্ষুদ্র পার্থক্য অনুযায়ী তাদের কৌশল পরিবর্তন করতে হয়—যা "ক্যাপিলারি সংযোগ" করার মতো। এই অ-মানক, উচ্চভাবে প্রতিক্রিয়াশীল সিদ্ধান্ত নেওয়া এবং বাস্তবায়ন করা ঠিক ঐ ক্ষেত্রে হাতে করা দক্ষতা সুপারিশ করে।

৩.৬.২.৩ গুণমানের অক্ষুণ্ণ প্রচেষ্টা
একটি কয়েল প্রায় দশ হাজার গুরুত্বপূর্ণ বিস্তারিত অন্তর্ভুক্ত করে। একটি প্রতিস্থাপন বিদ্যুৎ বিচ্ছিন্নকারী কাগজের ছোট বিস্মৃতি পর্যন্ত বিদ্যুৎ বিচ্ছিন্নতার ফলে হাজার বা মিলিয়ন রেনমিনবি পুনরায় কাজের খরচ হতে পারে, এবং সম্ভবত সমগ্র বিদ্যুৎ গ্রিডের নিরাপত্তাকেও ঝুঁকিতে ফেলতে পারে। এই চরম গুণমানের ঝুঁকির কারণে, উচ্চ দায়িত্ববান এবং অসাধারণ দক্ষ শিল্পীদের উপর নির্ভর করা সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য পদ্ধতি হয়।

৪. উৎপাদন ক্ষমতা

ইউএইচভি ট্রান্সফরমার শিল্পে, বার্ষিক উৎপাদন সাধারণত মোট ক্ষমতা (কেভিএ) দিয়ে পরিমাপ করা হয়, নয় একক সংখ্যা দিয়ে, কারণ একক ট্রান্সফরমারের রেটিং বিভিন্ন হয়—এক হাজার এমভিএ থেকে প্রতি একক এক হাজার এমভিএ পর্যন্ত।

৪.১ বাস্তব ক্ষমতা এবং কৌশলগত সামঞ্জস্য
হাতে করা আঁকার সময়-প্রচুর প্রকৃতির কারণে, শিল্পটি কীভাবে চাহিদা পূরণ করে?

৪.১.১ দ্রুততা থেকে বিশ্বস্ততা
ইউএইচভি ট্রান্সফরমারগুলি প্রায়শই বিদ্যুৎ গ্রিডের "হৃদয়" হিসাবে পরিচিত, যেখানে বিশ্বস্ততা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, মাস্টার শিল্পী জাং গুয়ুইয়ুন ২৫ বছরে ১০,০০০টিরও বেশি কয়েল আঁকার অংশগ্রহণ করেছেন, যার মোট পরিবাহীর দৈর্ঘ্য ৪০,০০০ কিলোমিটার ছাড়িয়ে গেছে। তার হাতে আঁকা কয়েলগুলি প্রায়শই প্রতি-পর্যায়ের পরিবাহী সহনশীলতা ১ মিমি ব্যবধানে পৌঁছায়—যা শিল্পের মানক ২ মিমির অর্ধেক। এই অসাধারণ নিখুঁততা, যা মেশিনগুলি এখনও স্থিতিশীলভাবে পুনরাবৃত্তি করতে পারে না, ট্রান্সফরমারের কার্যকারিতা এবং সেবার জীবনকাল নির্ধারণ করে।

৪.১.২ ক্ষমতা পরিমাপের পদ্ধতি
এই উচ্চ-শ্রেণীর সম্পদগুলি কঠোরভাবে "অর্ডার-ড্রাইভেন" ভিত্তিতে উৎপাদিত হয়, নয় স্টকের জন্য—যা বিমানবাহী জাহাজ বা ইউভি লিথোগ্রাফি মেশিন তৈরির মতো। ক্ষমতা একটি কারখানা যে বছরে কতগুলি যোগ্যতা সম্পন্ন একক সফলভাবে প্রদান করতে পারে তার উপর নির্ভর করে সংজ্ঞায়িত করা হয়।

৪.১.৩ সমগ্র দক্ষতা উন্নয়নের কৌশল
গুণমান ক্ষতি না করে দক্ষতা উন্নয়নের জন্য, উৎপাদকগণ বড় দক্ষ প্রযুক্তিবিদ দল গঠনে বেশি বিনিয়োগ করে। উদাহরণস্বরূপ, "মাস্টার ক্রাফ্টসম্যান ইনোভেশন স্টুডিও" উন্নত আঁকার প্রযুক্তিতে ২,০০০ এরও বেশি কর্মচারী প্রশিক্ষণ দিয়েছে। অতিরিক্তভাবে, উৎপাদন পরিকল্পনা এবং কাজের প্রবাহ ব্যবস্থাপনা অপটিমাইজ করা হয় যাতে কোর আঁকার প্রক্রিয়া এবং পূর্ব এবং পরবর্তী প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে নিরবচ্ছিন্ন সমন্বয় থাকে।

৪.২ বার্ষিক উৎপাদন সীমিত হওয়ার কারণ
সাধারণ পণ্যের মতো “অনেক হাজার” গণনায় অতি-উচ্চ ভোল্টেজ (UHV) ট্রান্সফরমারের বার্ষিক উৎপাদন পরিমাণ মাপা যায় না, এর মূল কারণ হল তাদের অত্যন্ত জটিল উৎপাদন প্রক্রিয়া এবং অত্যন্ত দীর্ঘ উৎপাদন চক্র।

৪.২.১ প্রযুক্তিগতভাবে জটিল এবং সময়-খরচি
পাওয়ার গ্রিডের “হৃদয়” হিসাবে পরিচিত UHV ট্রান্সফরমারগুলি ডিজাইন, উপকরণ, উৎপাদন এবং পরীক্ষার বিষয়ে অত্যন্ত কঠোর মানদণ্ডের অধীনে থাকে। সার্বিক প্রক্রিয়া—রাও উপকরণ আহরণ থেকে শুরু করে কোর উপাদানগুলি (যেমন উইন্ডিং এবং কোর) এর নিখুঁত নির্মাণ পর্যন্ত এবং পরিশেষে মাসের দৈর্ঘ্যে কঠোর পরীক্ষা—একটি খুব দীর্ঘ সময় নেয় সম্পন্ন হতে।

৪.২.২ কিছু মেগা প্রকল্পে ক্ষমতা বন্টন
বিশ্বব্যাপী, মাত্র কয়েকটি কোম্পানি (যেমন TBEA, XD Group, Siemens, ABB) এর মাত্র ±800 kV বা তার উপরে রেটিংয়ের UHV ট্রান্সফরমার উৎপাদনের ক্ষমতা রয়েছে। জাতীয় UHV প্রকল্পগুলি পর্যায়ক্রমে অনুমোদিত এবং নির্মিত হয়, এবং প্রতিটি প্রধান প্রকল্পের জন্য ট্রান্সফরমারের পরিমাণ আগে থেকেই পরিকল্পিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি একক UHV DC ট্রান্সমিশন প্রকল্প দশকগুলি কনভার্টার ট্রান্সফরমারের প্রয়োজন হতে পারে। ফলে, প্রধান নির্মাতাদের, যেমন TBEA-এর প্রায় ৫০০ মিলিয়ন kVA এর মতো বিশাল উৎপাদন ক্ষমতা নির্দিষ্ট বড় প্রকল্পের অর্ডার পূরণের জন্য বরাদ্দ করা হয়, না যে প্রত্যাশিত বিক্রয়ের জন্য স্টক উৎপাদন করা হয়।

৪.৩ শিল্প পরিবেশ এবং বিশ্বব্যাপী চাহিদা

৪.৩.১ শক্তিশালী অভ্যন্তরীণ বৃদ্ধি
চীনের UHV গ্রিড নির্মাণ বর্তমানে দ্রুত বিস্তারের মধ্যে রয়েছে। জাতীয় পরিকল্পনানুসারে, ১৪তম পঞ্চবার্ষিক পরিকল্পনা পর্যায়ে (২০২১–২০২৫), State Grid ৩৮টি নতুন UHV লাইন—যার মধ্যে ২৪টি AC এবং ১৪টি DC প্রকল্প—নির্মাণের পরিকল্পনা করেছে, যা ১৩তম পঞ্চবার্ষিক পরিকল্পনার তুলনায় বেশি বিস্তৃত। এটি UHV ট্রান্সফরমারের জন্য একটি স্থিতিশীল এবং বৃদ্ধির অভ্যন্তরীণ বাজার প্রদান করে।

৪.৩.২ বিশ্বব্যাপী চাহিদার বৃদ্ধি এবং চীন একটি গুরুত্বপূর্ণ সরবরাহকারী
বিশ্বব্যাপী, পাওয়ার শিল্প ট্রান্সফরমারের গুরুতর অভাব পরিলক্ষিত হচ্ছে। স্ট্যান্ডার্ড ট্রান্সফরমারের ডেলিভারি লিড টাইম দুই বছরের বেশি হয়েছে, এবং বড় পাওয়ার ট্রান্সফরমারের জন্য এটি তিন থেকে চার বছর পর্যন্ত পৌঁছেছে। এই পটভূমিতে, চীন একটি গুরুত্বপূর্ণ বিশ্বব্যাপী সরবরাহকারী হিসাবে উদ্ভূত হয়েছে, এর সম্পূর্ণ শিল্প চেইন, উচ্চ উৎপাদন দক্ষতা (উদাহরণস্বরূপ, বিদেশী নির্মাতাদের একটি UHV ট্রান্সফরমার তৈরি করতে প্রায় ১৮ মাস লাগে, অন্যদিকে প্রধান চীনা ফার্মগুলি এটি প্রায় তিন মাসে সম্পন্ন করতে পারে) এবং খরচের প্রতিস্পর্ধার কারণে। ২০২৫-এর প্রথম আট মাসেই চীন থেকে ট্রান্সফরমারের রপ্তানি RMB ২৯.৭১১ বিলিয়ন পৌঁছেছে, যা পূর্ববর্তী বছরের তুলনায় ৫০% বেশি, যা দেখায় যে চীনের উৎপাদন ক্ষমতা আন্তর্জাতিক চাহিদার সাথে সক্রিয়ভাবে মিলিত হচ্ছে।

৪. সংক্ষিপ্তসার
পর্বত এবং উপত্যকা পার হয়ে বিদ্যুৎ প্রেরণের “পাওয়ার হৃদয়” হিসাবে, UHV ট্রান্সফরমার ডিজাইন থেকে উপকরণ পর্যন্ত এবং প্রতিটি উৎপাদন পদক্ষেপ পর্যন্ত প্রকৌশলের উচ্চতম মান প্রদর্শন করে। এই কঠোর প্রক্রিয়াগুলি এবং গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তির মধ্যে প্রবৃদ্ধি যা আজকের আধুনিক, দক্ষ এবং উচ্চ বিশ্বস্ততার UHV পাওয়ার গ্রিডের ভিত্তি গঠন করে।