सोलिड-स्टेट ट्रांसफॉर्मर की क्षमता को सही तरीके से कैसे कैलकुलेट करें

ट्रांसफार्मर की क्षमता ट्रांसफार्मर के मुख्य टैप स्थिति पर सापेक्ष शक्ति को संदर्भित करती है, और ट्रांसफार्मर की नामप्लेट पर दिखाई देने वाली क्षमता अनुमानित क्षमता होती है। विद्युत ट्रांसफार्मरों के संचालन में, अतिरिक्त क्षमता के कारण उपभोग की कमी की स्थितियाँ होती हैं, साथ ही ओवरलोडिंग या ओवरकरंट संचालन की स्थितियाँ भी होती हैं, जो उपकरण को गर्म कर देती हैं और यहाँ तक कि इनके जलने का भी कारण बनती हैं। ये अनुचित क्षमता मेल-जोल की प्रथाएँ विद्युत प्रणालियों में विद्युत आपूर्ति की विश्वसनीयता और आर्थिकता को प्रत्यक्ष रूप से प्रभावित करती हैं। इसलिए, विश्वसनीय और आर्थिक विद्युत प्रणाली के संचालन को सुनिश्चित करने के लिए उचित ट्रांसफार्मर की क्षमता का निर्धारण करना आवश्यक है।

ठोस-राज्य ट्रांसफार्मरों की क्षमता की गणना करते समय निम्नलिखित कारकों को ध्यान में रखना चाहिए:

• इनपुट वोल्टेज: इनपुट वोल्टेज ट्रांसफार्मर को दिया गया वोल्टेज मान होता है। ठोस-राज्य ट्रांसफार्मरों के लिए आमतौर पर एक निर्दिष्ट इनपुट वोल्टेज रेंज (उदाहरण के लिए, 220V ~ 460V) होता है, और इस रेंज के आधार पर एक उपयुक्त ट्रांसफार्मर का चयन किया जाना चाहिए।

• आउटपुट वोल्टेज: आउटपुट वोल्टेज ट्रांसफार्मर द्वारा दिया गया वोल्टेज मान होता है। ठोस-राज्य ट्रांसफार्मरों के लिए भी एक निर्दिष्ट आउटपुट वोल्टेज रेंज (उदाहरण के लिए, 80VAC ~ 480VAC) होता है, जिसे उपयुक्त ट्रांसफार्मर के चयन के दौरान ध्यान में रखा जाना चाहिए।

• अनुमानित क्षमता: अनुमानित क्षमता ट्रांसफार्मर द्वारा संभाली जा सकने वाली अधिकतम लोड क्षमता को दर्शाती है, जो आमतौर पर किलोवोल्ट-एम्पियर (kVA) में व्यक्त की जाती है। अनुमानित क्षमता आमतौर पर मांग के आधार पर निर्धारित की जाती है; यदि लोड को बड़ी कुल धारा की आवश्यकता हो, तो एक बड़ी क्षमता वाले ट्रांसफार्मर का चयन किया जाना चाहिए।

• इनपुट शक्ति: इनपुट शक्ति इनपुट वोल्टेज और इनपुट धारा के गुणनफल के बराबर होती है, जो आमतौर पर किलोवाट (kW) में व्यक्त की जाती है।

इसलिए, इन कारकों को ध्यान में रखते हुए, ठोस-राज्य ट्रांसफार्मर की क्षमता की गणना का सूत्र निम्नलिखित रूप में व्यक्त किया जा सकता है:
क्षमता (kVA) = इनपुट वोल्टेज (V) × इनपुट धारा (A) / 1000.

नोट: ठोस-राज्य ट्रांसफार्मर पारंपरिक विद्युत ट्रांसफार्मरों से भिन्न होते हैं। एक ठोस-राज्य ट्रांसफार्मर एक कन्वर्टर और एक ट्रांसफार्मर का संयोजन होता है, जिससे यह स्थैतिक विद्युत रूपांतरण अनुप्रयोगों के लिए अत्यंत उपयुक्त होता है। हालांकि, इसकी गणना की विधियाँ पारंपरिक ट्रांसफार्मरों से भिन्न होती हैं।

एक-प्रकार और तीन-प्रकार के ट्रांसफार्मरों की क्षमता की गणना की विधियाँ समान होती हैं। निम्नलिखित व्याख्या तीन-प्रकार ट्रांसफार्मर की क्षमता की गणना के उदाहरण का उपयोग करती है। ट्रांसफार्मर की क्षमता की गणना का पहला चरण लोड (एक-प्रकार ट्रांसफार्मरों के लिए, यह सिर्फ अधिकतम एक-प्रकार लोड शक्ति होती है) के प्रत्येक फेज की अधिकतम शक्ति का निर्धारण करना है।

प्रत्येक फेज (A, B, और C) के लिए लोड शक्ति को स्वतंत्र रूप से जोड़ें। उदाहरण के लिए, यदि फेज A पर कुल लोड शक्ति 10 kW, फेज B पर 9 kW, और फेज C पर 11 kW है, तो अधिकतम मान, जो 11 kW है, लें।

नोट: एक-प्रकार उपकरणों के लिए, यूनिट पर लिखी गई अधिकतम मान ली जाती है। तीन-प्रकार उपकरणों के लिए, कुल शक्ति को 3 से विभाजित किया जाता है ताकि प्रति-फेज शक्ति प्राप्त की जा सके। उदाहरण के लिए:
फेज C पर कुल लोड शक्ति = (300W × 10 कंप्यूटर) + (2kW × 4 एयर कंडीशनर) = 11 kW.

ट्रांसफार्मर की क्षमता की गणना का दूसरा चरण कुल तीन-प्रकार शक्ति का निर्धारण करना है। अधिकतम एक-प्रकार शक्ति का उपयोग करके कुल तीन-प्रकार शक्ति की गणना करें:
अधिकतम एक-प्रकार शक्ति × 3 = कुल तीन-प्रकार शक्ति।

फेज C की अधिकतम लोड शक्ति 11 kW का उपयोग करके:
11 kW × 3 (फेज) = 33 kW. इस प्रकार, कुल तीन-प्रकार शक्ति 33 kW है।

वर्तमान में, बाजार पर उपलब्ध 90% से अधिक ट्रांसफार्मरों का शक्ति गुणांक केवल 0.8 है। इसलिए, कुल शक्ति को 0.8 से विभाजित किया जाना चाहिए:
33 kW / 0.8 = 41.25 kW (अपारेंट शक्ति में आवश्यक ट्रांसफार्मर की शक्ति kW)।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग डिजाइन मैनुअल के अनुसार, ट्रांसफार्मर की क्षमता की गणना की गई लोड पर आधारित चुनी जानी चाहिए। एक एकल ट्रांसफार्मर द्वारा नियमित लोड की आपूर्ति के लिए, लोड गुणांक β आमतौर पर 85% के आसपास लिया जाता है। यह इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:
β = S / Se
जहाँ:
S — गणना की गई लोड क्षमता (kVA);
Se — ट्रांसफार्मर की क्षमता (kVA);
β — लोड गुणांक (आमतौर पर 80% से 90% के बीच)।

इसलिए:
41.25 kW (अपारेंट शक्ति की आवश्यकता) / 0.85 = 48.529 kVA (आवश्यक ट्रांसफार्मर की क्षमता)।इसलिए, 50 kVA ट्रांसफार्मर उपयुक्त होगा।