20 किलोवोल्ट एकल-पहलू वितरण ट्रांसफॉर्मर का प्रोटोटाइप विकास

1. 20 किलोवोल्ट एकल-प्रभाव वितरण ट्रांसफॉर्मर का डिज़ाइन

20 किलोवोल्ट वितरण प्रणाली में आमतौर पर केबल लाइनें या मिश्रित केबल-अवायु लाइन नेटवर्क अपनाए जाते हैं, और न्यूट्रल बिंदु अक्सर छोटे प्रतिरोध के माध्यम से ग्राउंड किया जाता है। जब एकल-प्रभाव ग्राउंडिंग होती है, तो 10 किलोवोल्ट प्रणाली में एकल-प्रभाव दोष की स्थिति में फेज वोल्टेज √3 गुना से अधिक बढ़ने की समस्या नहीं होती। इसलिए, 20 किलोवोल्ट प्रणाली का एकल-प्रभाव वितरण ट्रांसफॉर्मर कोइल के अंत को ग्राउंड किया जा सकता है। यह 20 किलोवोल्ट एकल-प्रभाव वितरण ट्रांसफॉर्मर के मुख्य इन्सुलेशन को कम कर सकता है, जिससे इसका आयतन और लागत 10 किलोवोल्ट के समान नहीं होता।

2. चोट और परीक्षण वोल्टेज का चयन

20 किलोवोल्ट एकल-प्रभाव वितरण ट्रांसफॉर्मर के बुनियादी चोट स्तर (BIL) और इन्सुलेशन परीक्षण स्तर के लिए निम्नलिखित विचार हैं:

अमेरिकी राष्ट्रीय मानक ANSI C57.12.00—1973 (IEEE Std 462—1972) निर्दिष्ट करता है कि उच्च-वोल्टेज पक्ष (20 किलोवोल्ट) का बुनियादी चोट स्तर (BIL) 125 किलोवोल्ट है; उच्च-वोल्टेज घटक का रेटेड वोल्टेज 15.2 किलोवोल्ट है, और AC प्रतिरोध वोल्टेज (60 Hz/मिनट) 40 किलोवोल्ट है।

इन्सुलेशन परीक्षण निर्दिष्ट करता है कि लगाया गया वोल्टेज परीक्षण की आवश्यकता नहीं है, लेकिन प्रेरित वोल्टेज परीक्षण अवश्य किया जाना चाहिए। परीक्षण के दौरान, एक कोइल के आउटगोइंग टर्मिनल पर वोल्टेज लगाने के बाद, प्रत्येक उच्च-वोल्टेज आउटगोइंग टर्मिनल से भूमि तक का वोल्टेज 1 किलोवोल्ट प्लस 3.46 गुना ट्रांसफॉर्मर कोइल का रेटेड वोल्टेज होता है। अर्थात, प्रेरित परीक्षण (दोगुना आवृत्ति और दोगुना वोल्टेज परीक्षण) में, उच्च-वोल्टेज होता है:

2.1 निम्न-वोल्टेज पक्ष (240/120 V)

• बुनियादी चोट स्तर (BIL): 30 किलोवोल्ट

• AC प्रतिरोध वोल्टेज (60 Hz/मिनट): 10 किलोवोल्ट

2.2 चीन के राष्ट्रीय ट्रांसफॉर्मर गुणवत्ता निगरानी परीक्षण नियमों के अनुसार

• उच्च-वोल्टेज पक्ष:

• बुनियादी चोट स्तर (BIL): 125 किलोवोल्ट (पूर्ण तरंग), 140 किलोवोल्ट (कटा हुआ तरंग)

• AC प्रेरित प्रतिरोध वोल्टेज (200 Hz/मिनट): 40 किलोवोल्ट

• निम्न-वोल्टेज पक्ष:

• लगाया गया वोल्टेज (50 Hz/मिनट): 4 किलोवोल्ट

3. 20 किलोवोल्ट एकल-प्रभाव वितरण ट्रांसफॉर्मर की संरचना और विशेषताएँ

दो विनिर्देश (50 kVA और 80 kVA) को प्रोटोटाइप किया गया, दोनों बाहरी-लोहे की संरचना को अपनाते हैं। मुख्य इन्सुलेशन को कम करने के लिए एक अंत-इन्सुलेशन संरचना जोड़ी गई। एकल बुशिंग का उपयोग लीड-आउट के लिए किया जाता है। उच्च-वोल्टेज कोइल का अंत ग्राउंड किया जाता है और टैंक से जुड़ा होता है। निम्न-वोल्टेज वाइंडिंग एकल-कोइल संरचना है।

3.1 प्रोटोटाइप 20 किलोवोल्ट और 10 किलोवोल्ट एकल-प्रभाव वितरण ट्रांसफॉर्मर के बीच तकनीकी प्रदर्शन की तुलना

• 20 किलोवोल्ट और 10 किलोवोल्ट (50 kVA और 80 kVA के उदाहरण लेकर) के बीच हानि की तुलना तालिका 1 में दी गई है।

• 20 किलोवोल्ट और 10 किलोवोल्ट (50 kVA और 80 kVA के उदाहरण लेकर) के बीच वजन की तुलना तालिका 2 में दी गई है।

4. 20 किलोवोल्ट∥10 किलोवोल्ट एकल-प्रभाव दोहरे-वोल्टेज वितरण ट्रांसफॉर्मर

10 किलोवोल्ट को 20 किलोवोल्ट वितरण प्रणाली में अपग्रेड करने में वितरण ट्रांसफॉर्मर जैसी महत्वपूर्ण उपकरणों को बदलना शामिल होता है। उच्च लागत वाले प्रतिस्थापन और ऊर्जा की विफलता से उत्पादन में अवरोध होता है, जिससे 10 किलोवोल्ट/20 किलोवोल्ट एकल-प्रभाव ट्रांसफॉर्मर का डिज़ाइन इन समस्याओं को आसान बनाने का एक समाधान है।

4.1 डिज़ाइन

10 किलोवोल्ट वाइंड-कोर एकल-प्रभाव वितरण ट्रांसफॉर्मर के आधार पर, यह दोहरे-वोल्टेज वारिएंट 20 किलोवोल्ट = 2×10 किलोवोल्ट संबंध का उपयोग करता है, श्रृंखला-समानांतर प्राथमिक कोइल का उपयोग करता है। दो समानांतर उच्च-वोल्टेज कोइल के साथ, दो कोर स्तंभों को उच्च-वोल्टेज/निम्न-वोल्टेज वाइंडिंग (उच्च-वोल्टेज कोइल समानांतर) मिलता है। दो निम्न-वोल्टेज कोइल "मध्य-बिंदु" पर श्रृंखला में दो उपयोगकर्ताओं के लिए ±220 V - भूमि आउटपुट देते हैं। मान लीजिए W₁ (उच्च-वोल्टेज टर्न) और W₂ (निम्न-वोल्टेज टर्न)। समानांतर में, U₁/U₂ = W₁/W₂ = 10 kV/220V, और कुल उच्च-वोल्टेज धारा एकल कोइल की धारा से दोगुनी होती है। श्रृंखला में, उच्च-वोल्टेज इनपुट धारा कोइल धारा के बराबर होती है।

4.2 स्विचिंग अनुप्रयोग

20 किलोवोल्ट या 10 किलोवोल्ट उच्च-वोल्टेज इनपुट के लिए क्षमता समान रहती है। 20 किलोवोल्ट इनपुट पर, दो उच्च-वोल्टेज कोइल श्रृंखला में होते हैं, जिससे प्रत्येक 10 किलोवोल्ट वहन करता है। उच्च-वोल्टेज धारा I₁ के साथ, क्षमता S₁ = I₁×20 = 20I₁(kVA) होती है। 10 किलोवोल्ट पर स्विच करने पर, समानांतर उच्च-वोल्टेज कोइल 2I₁ इनपुट धारा देते हैं, इसलिए S₁ = 2I₁×10 = 20I₁ (kVA) होती है। इसलिए, S₁ = S₂)।

4.3 संरचना

• संरचना एकल-प्रभाव वाइंड-कोर ट्रांसफॉर्मर (पेटेंट नंबर 4612429) के साथ मेल खाती है।

• 10 किलोवोल्ट/20 किलोवोल्ट वोल्टेज-स्विचिंग एक विश्वसनीय संपर्क स्ट्रिप टैप-चेंजर का उपयोग करता है।

• इन्सुलेशन IEC 20 किलोवोल्ट ट्रांसफॉर्मर मानकों (रेटेड चोट वोल्टेज: 125 किलोवोल्ट) का पालन करता है।

• शोर IEC और संबंधित बिजली कंपनी के तकनीकी विनिर्देशों का पालन करता है।

4.4 एकल-प्रभाव दोहरे-वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर के फायदे

• ऊर्जा संरक्षण：20 किलोवोल्ट वितरण प्रणाली की लाइन हानि 10 किलोवोल्ट वितरण प्रणाली की लाइन हानि का 25% है, जो 75% ऊर्जा संरक्षण प्राप्त करती है। इस डिज़ाइन में एकल-प्रभाव वाइंड-कोर तकनीक का उपयोग करके, ट्रांसफॉर्मर की नो-लोड हानि वर्तमान में उपयोग में लाई जाने वाली S11-प्रकार वितरण ट्रांसफॉर्मर की तुलना में 30% कम है।

• निर्माण लागत की बचत：10 किलोवोल्ट से 20 किलोवोल्ट तक अपग्रेड करने के दौरान, वोल्टेज को स्विच करने के लिए केवल एक चेंजओवर स्विच की आवश्यकता होती है। यह ऊर्जा की विफलता के समय को कम करता है, और पूरा ऑपरेशन केवल कुछ मिनटों में पूरा हो सकता है।

5. निष्कर्ष

• 20 किलोवोल्ट प्रणाली के अधिकांश न्यूट्रल बिंदु छोटे-प्रतिरोध प्रणाली के माध्यम से ग्राउंड किए जाते हैं। इसलिए, 20 किलोवोल्ट स्तर पर एकल-प्रभाव ट्रांसफॉर्मर के मुख्य इन्सुलेशन को संभालना 10 किलोवोल्ट स्तर की तुलना में आसान होता है।

• 20 किलोवोल्ट-वर्ग के एकल-प्रभाव ट्रांसफॉर्मर की लोड हानि 10 किलोवोल्ट-वर्ग के एकल-प्रभाव ट्रांसफॉर्मर के समान स्तर पर होती है; उनका वजन भी समान स्तर पर होता है। नो-लोड हानि के मामले में, 20 किलोवोल्ट 10 किलोवोल्ट से कम होता है। इम्पीडेंस के मामले में, 20 किलोवोल्ट एकल-प्रभाव ट्रांसफॉर्मर 10 किलोवोल्ट एकल-प्रभाव ट्रांसफॉर्मर से 20% अधिक होता है।

• 20 किलोवोल्ट एकल-प्रभाव ट्रांसफॉर्मर अपेक्षाकृत आर्थिक होता है। इसकी कीमत 10 किलोवोल्ट-वर्ग के एकल-प्रभाव ट्रांसफॉर्मर से बहुत अलग नहीं होगी।

• 20 किलोवोल्ट∥10 किलोवोल्ट एकल-प्रभाव दोहरे-वोल्टेज वितरण ट्रांसफॉर्मर 10 किलोवोल्ट और 20 किलोवोल्ट वितरण प्रणालियों में दोनों में उपयोग किया जा सकता है। 10 किलोवोल्ट प्रणाली को 20 किलोवोल्ट प्रणाली में अपग्रेड करने पर, ट्रांसफॉर्मर को बदलने की आवश्यकता नहीं होती; सिर्फ चेंजओवर स्विच को स्विच करना पर्याप्त होता है। यह एक अपेक्षाकृत आर्थिक और सुविधाजनक विधि है।