वोल्टेज रेगुलेटर्स के उच्च वोल्टेज परीक्षण में इलेक्ट्रिकल उपकरणों में अनुप्रयोग

वोल्टेज विद्युत गुणवत्ता परीक्षण में एक महत्वपूर्ण मानदंड है। वोल्टेज की गुणवत्ता यह निर्धारित करती है कि विद्युत प्रणाली सुरक्षित रूप से संचालित हो सकती है और इसका पूरे विद्युत ग्रिड प्रणाली की स्थिरता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। वर्तमान में, वोल्टेज रेगुलेटर विद्युत प्रणालियों में एक आम विद्युत उपकरण है, जो विद्युत उपकरणों पर उच्च-वोल्टेज परीक्षण के पूरे प्रक्रिया को विज्ञान से नियंत्रित करने में सक्षम है, जिससे ऐसे परीक्षणों की संभावनाओं में लगातार सुधार होता है।

1. विद्युत उपकरणों पर उच्च-वोल्टेज परीक्षण में वोल्टेज रेगुलेटर के उपयोग के लिए आवश्यकताएं

सामान्य परिस्थितियों में, विद्युत उपकरणों पर उच्च-वोल्टेज परीक्षण शुरू करने से पहले, ट्रांसफार्मर के आगे लगाए गए वोल्टेज रेगुलेटर को चुना जाना चाहिए ताकि इसकी विशेषताएं परीक्षण की आवश्यकताओं को पूरा कर सकें। यह सुनिश्चित करता है कि ट्रांसफार्मर से प्राप्त मापन परिणाम मानक परीक्षण मानदंडों को संतुष्ट करते हैं—जिसका अर्थ है कि आउटपुट स्थिर, निरंतर और समान रूप से बदलता है, जिससे प्रभावी वोल्टेज नियंत्रण संभव होता है। विद्युत उपकरणों पर उच्च-वोल्टेज परीक्षण में वोल्टेज रेगुलेटर के उपयोग के लिए निम्नलिखित आवश्यकताएं हैं:

• स्थिर और उच्च गुणवत्ता वाले वोल्टेज आउटपुट को सुनिश्चित करें; उदाहरण के लिए, रेगुलेटर का आउटपुट वोल्टेज वेवफार्म साइन वेव के निकट होना चाहिए, और न्यूनतम आउटपुट वोल्टेज जितना संभव हो शून्य के निकट होना चाहिए।

• वोल्टेज रेगुलेटर को उच्च गुणवत्ता वाली नियंत्रण विशेषताएं होनी चाहिए, निम्न नियंत्रण इम्पीडेंस, सरल और सुरक्षित नियंत्रण विधियाँ, जिससे विद्युत उपकरणों पर निर्विघ्न उच्च-वोल्टेज परीक्षण संभव हो सके।

• वोल्टेज रेगुलेटर के संचालन के दौरान उत्पन्न शोर को कम करें और परीक्षण के दौरान ऊर्जा की दक्षता और पर्यावरण संरक्षण पर बल दें।

• सुनिश्चित करें कि वोल्टेज रेगुलेटर के मूलभूत पैरामीटर—आउटपुट वोल्टेज, फ्रीक्वेंसी, फेजों की संख्या, और आउटपुट क्षमता के उतार-चढाव—विद्युत उपकरणों पर उच्च-वोल्टेज परीक्षण की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। विशेष रूप से, वोल्टेज रेगुलेटर की सटीकता इस प्रकार व्यक्त की जाती है:

tgδ: ±(1% D + 0.0004)

Cx: ±(1% C + 1 pF)

छोटी त्रुटि बेहतर यंत्र परिशुद्धता को दर्शाती है। सत्यापन के दौरान, पाठ्य मान और मानक मान के बीच का अंतर निर्दिष्ट सटीकता से कम होना चाहिए।

2. विद्युत उपकरणों पर उच्च-वोल्टेज परीक्षण में वोल्टेज रेगुलेटर का उपयोग

विद्युत उपकरणों पर उच्च-वोल्टेज परीक्षण में तीन प्रकार के वोल्टेज रेगुलेटर आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं: संपर्क टाइप रेगुलेटर, संकेत रेगुलेटर, और चल गुच्छा रेगुलेटर। ये तीन प्रकार संरचना और कार्य सिद्धांत में महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं, और प्रत्येक के अलग-अलग अनुप्रयोग और उपयोग विशेषताएं होती हैं। 

उच्च-वोल्टेज परीक्षण के दौरान, वोल्टेज रेगुलेटर आमतौर पर असिंक्रोन मोटर और यंत्रणों में ऊर्जा के रूपांतरण में सहायता करते हैं और ट्रांसफार्मरों से घनिष्ठ रूप से संबंधित विद्युत उपकरण हैं। उच्च-वोल्टेज परीक्षण में, मोटर को वोल्टेज रेगुलेटर की अधिकतम लोड क्षमता आवश्यकता 12,000 kW के अनुसार पालन करना चाहिए। इसके अलावा, विद्युत-चुंबकीय शोर को कम करने के लिए, रेगुलेटर की यांत्रिक शक्ति को एक ठोस कास्ट-आयरन संरचना का उपयोग करके मजबूत किया जाना चाहिए।

2.1 चल गुच्छा वोल्टेज रेगुलेटर का उपयोग
चल गुच्छा वोल्टेज रेगुलेटर का चुंबकीय सिद्धांत और आंतरिक संरचना ट्रांसफार्मर के समान होता है। वे मुख्य परिपथ में दो गुच्छों के बीच वोल्टेज और इम्पीडेंस वितरण को बदलकर प्रभावी आउटपुट वोल्टेज नियंत्रण प्राप्त करते हैं, जिसके लिए एक शॉर्ट-सर्किटिड गुच्छा को कोर लिम्ब के अनुदिश ऊर्ध्वाधर रूप से चलाया जाता है। नियंत्रण संपर्कों पर निर्भर नहीं होने के कारण, चल गुच्छा रेगुलेटर से आउटपुट वोल्टेज अपेक्षाकृत नरम और समान रहता है, जिससे विद्युत उपकरणों पर सामान्य उच्च-वोल्टेज परीक्षण के लिए इसका उपयोग सुगम और सुविधाजनक होता है। 

इसके अलावा, इसकी बड़ी लीक रिएक्टेंस इसे बड़ी विद्युत धारा लहरों को संभालने में सक्षम बनाती है। हालांकि, इसकी संरचना और कार्य सिद्धांत के कारण, चल गुच्छा रेगुलेटर में अपेक्षाकृत उच्च शॉर्ट-सर्किट इम्पीडेंस होती है। इसलिए, यह उच्च-वोल्टेज परीक्षण परियोजनाओं के लिए अनुपयुक्त है जिनमें कम स्रोत इम्पीडेंस की आवश्यकता होती है, जैसे उच्च-वोल्टेज प्रदूषण (संक्रमण) परीक्षण। इंडक्शन रेगुलेटरों की तुलना में, चल गुच्छा रेगुलेटरों का आउटपुट वेवफार्म विकृत होने की अधिक संभावना होती है। 

इसके अलावा, लंबे समय तक उपयोग के बाद, ट्रांसमिशन घटकों और चल गुच्छे का धीमा होना और ढीला होना शोर और कंपन को बढ़ा सकता है, जो विकार की संभावना बढ़ा सकता है। विद्युत प्रणालियों में वोल्टेज नुकसान के जटिल घटकों की गणना पावर फ्लो एल्गोरिदम का उपयोग करके की जा सकती है। विशेष रूप से, यह नोड वोल्टेज, सक्रिय शक्ति, और नोड वोल्टेज के परिमाण के बीच के संबंध का उपयोग करके P-Q समीकरणों को विघटित करता है, 2N×2N से N×N तक गुणांक मैट्रिक्स को कम करता है, जहाँ N प्रणाली के नोडों की संख्या है।

2.2 इंडक्शन वोल्टेज रेगुलेटर का उपयोग
इंडक्शन वोल्टेज रेगुलेटर का चुंबकीय सिद्धांत और संरचना वाइंडिंग-रोटर वाले स्टॉल्ड एसिंक्रोन मोटर के समान होता है, जबकि उनकी ऊर्जा के रूपांतरण की तकनीक ट्रांसफार्मर की तरह होती है। रोटर के कोणीय विस्थापन को समायोजित करके, वे स्टेटर या रोटर गुच्छों में प्रेरित विद्युत बल के परिमाण और दिशा को बदलते हैं, जिससे संपर्क रहित वोल्टेज नियंत्रण प्राप्त होता है। 

चल गुच्छा रेगुलेटरों की तुलना में, इंडक्शन रेगुलेटर बेहतर समग्र तकनीकी और आर्थिक प्रदर्शन और निम्न इम्पीडेंस प्रदान करते हैं—विशेष रूप से जब आउटपुट वोल्टेज 50%–100% की सीमा में हो, जहाँ इम्पीडेंस गौण रहता है। हालांकि, संरचना और कार्य सिद्धांत की सीमाओं के कारण, एकल-फेज इंडक्शन रेगुलेटरों की निर्माण लागत उच्च होती है, विशेष रूप से बड़ी क्षमता वाले इकाइयों के लिए। जब एकल-फेज इकाई का रोटर विकेन्द्रता एक निश्चित सीमा तक पहुंच जाता है, तो संचालन के दौरान शोर और कंपन की समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं, जो इसकी आउटपुट क्षमता को सीमित कर सकती हैं। इसलिए, आजकल बड़ी क्षमता वाले एकल-फेज इंडक्शन रेगुलेटर बनाए जाने की बहुत कम संभावना होती है। हालांकि, सुधारित संस्करण इंडक्शन रेगुलेटर उन उच्च-वोल्टेज परीक्षणों में प्रभावी रूप से उपयोग किए जाते हैं जिनमें अधिक सख्त आवश्यकताएं नहीं होती हैं।

2.3 संपर्क-प्रकार वोल्टेज नियामकों का उपयोग
संपर्क-प्रकार वोल्टेज नियामक सतत वोल्टेज आउटपुट प्रदान करने में सक्षम ऑटोट्रांसफॉर्मर होते हैं। वे उत्कृष्ट साइनसाइडल विशेषताओं वाले आउटपुट वोल्टेज तरंग रूप उत्पन्न करते हैं, जिनकी निम्नतम आउटपुट सीमा 0 V होती है, और वे रैखिक, सतत और चिकनी नियामन विशेषताएँ प्रदर्शित करते हैं। इसके अलावा, उनका छोटे-सर्किट इम्पीडेंस को न्यूनतम किया जा सकता है, और वे इनपुट और आउटपुट वोल्टेज के बीच लगभग समान फेज कोण और कम संचालन शोर के साथ आते हैं, जिससे वे विद्युत उपकरणों पर उच्च-वोल्टेज परीक्षण के लिए आदर्श होते हैं। कोर कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर, संपर्क-प्रकार नियामक को स्तंभ-प्रकार और टोरोइडल-प्रकार में वर्गीकृत किया जाता है। 

परंपरागत रूप से, छोटे-स्तर के उच्च-वोल्टेज परीक्षण मुख्य रूप से टोरोइडल संपर्क-प्रकार नियामकों का उपयोग किया जाता था, क्योंकि वे कम लागत और उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ आते हैं। संपर्क-प्रकार नियामकों का सबसे उल्लेखनीय दोष यह है कि वे नियमन के लिए भौतिक संपर्कों पर निर्भर करते हैं, जो संचालन के दौरान चिंगारियाँ उत्पन्न कर सकते हैं। संपर्क क्षमता भी सीमित होती है, और उनकी अपेक्षाकृत कम सेवा आयु ने बड़ी क्षमता वाले मॉडलों के विकास को रोक दिया है। हालांकि, तकनीकी कार्यकर्ताओं के लगातार प्रयासों के कारण, संपर्क संबंधी मुद्दों को बड़ी मात्रा में हल कर लिया गया है।

3. विद्युत उपकरणों पर उच्च-वोल्टेज परीक्षण में वोल्टेज नियामकों का रखरखाव

विद्युत उपकरणों पर उच्च-वोल्टेज परीक्षण में उपयोग किए जाने वाले वोल्टेज नियामकों का रखरखाव करने से पहले, कार्यकर्ताओं को नियामक की आंतरिक संरचना को ठीक से समझना चाहिए ताकि दोषों को सही ढंग से स्थानांतरित किया जा सके और रखरखाव की दक्षता में सुधार किया जा सके। वोल्टेज नियामक की मूल संरचना सारणी 1 में दिखाई गई है।

3.2 वोल्टेज रेगुलेटर गैस लीकेज समस्याएं

विद्युत उपकरणों के उच्च-वोल्टेज परीक्षण में, वोल्टेज रेगुलेटर से गैस लीकेज आमतौर पर O-रिंग और कनेक्शन जोड़ों के अपर्याप्त सीलिंग के कारण होती है। यह भी ट्यूनिंग सीट और ट्यूनिंग रॉड के बीच के सीलिंग धातु की क्षति से हो सकता है। विशिष्ट समाधान में गैस सर्किट को बंद करना, वोल्टेज रेगुलेटर के मुख्य वाल्व के छोर को निकालना, और तकनीशियनों को फ़ॉल्ट की विशिष्ट स्थिति और प्रकृति की जांच करने की आवश्यकता होती है। व्यावहारिक अनुभव के आधार पर, उच्च-वोल्टेज परीक्षण के दौरान रिलीफ़ पोर्ट से गैस लीकेज को हल करने के लिए उपयुक्त सुधार लागू किए जाते हैं।

उच्च-वोल्टेज परीक्षण के दौरान, ट्यूनिंग के दौरान शून्य स्थिति पर गैस लीकेज एक सामान्य समस्या है। यह मुख्य रूप से शून्य-ट्यूनिंग स्क्रू को बहुत जोर से घुमाने के कारण होता है। इसे कम करने के लिए, शून्य-ट्यूनिंग स्क्रू की स्थिति को ठीक से समायोजित किया जाना चाहिए ताकि शून्य स्थिति पर लीकेज की संभावना कम हो।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि ऑपरेटरों को ट्यूनिंग के दौरान वोल्टेज रेगुलेटर के सीधे सामने खड़े न होना चाहिए ताकि दुर्घटनाओं का जोखिम कम हो।

4. निष्कर्ष

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, विद्युत उपकरणों पर उच्च-वोल्टेज परीक्षण करते समय, कर्मियों की सुरक्षा को प्राथमिकता दी जानी चाहिए। कर्मियों और उपकरणों दोनों की सुरक्षा को सुनिश्चित करना टेस्ट कंपोनेंट्स पर उचित ट्रबलशूटिंग और रखरखाव करने का मौलिक पूर्वापेक्षा है। यह दृष्टिकोण उपकरणों की सेवारत जीवन को बढ़ाता है और फेलरों की घटनाओं को कम करता है। वोल्टेज रेगुलेटरों के व्यापक अनुप्रयोग के साथ, विद्युत उपकरणों के उच्च-वोल्टेज परीक्षण में, निवासियों के दैनिक जीवन और समाज के विभिन्न पहलुओं में सुविधा लाई जाती है, जिससे सामाजिक विकास को बढ़ावा मिलता है।