शून्य-अनुक्रम इम्पीडेन्स के विशेषताओं का वर्णन ZN कनेक्शन वाले ड्राई-टाइप ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर के साथ

त्रिपार्श्वीय शक्ति प्रणाली में एक न्यूट्रल-अनुप्रस्थ आरोपित प्रणाली में, एक ग्राउंडिंग ट्रांसफार्मर एक कृत्रिम न्यूट्रल बिंदु प्रदान करता है, जिसे ठोस रूप से ग्राउंड किया जा सकता है या रिएक्टर/आर्क विलोपन कुंडली के माध्यम से ग्राउंड किया जा सकता है। ZNyn11 कनेक्शन आम है, जहाँ एक ही कोर कॉलम के आंतरिक/बाहरी आधे वाइंडिंग में शून्य-अनुक्रम चुंबकीय बलों का संतुलन हो जाता है, जिससे श्रृंखला वाइंडिंग में दोष धारा का संतुलन होता है और शून्य-अनुक्रम लीकेज फ्लक्स/इंपीडेंस का न्यूनतमीकरण होता है।

शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस महत्वपूर्ण है: यह दोष धारा की मात्रा और इंपीडेंस-ग्राउंड किए गए प्रणालियों में फेज-से-पृथ्वी वोल्टेज वितरण निर्धारित करता है।

1. ZN-संयुक्त ग्राउंडिंग ट्रांसफार्मर की विशेषताएँ

जबकि YNd11-संयुक्त ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जा सकता है, ZNyn11 (आकृति 1) पसंद किया जाता है। मुख्य अंतर:

• YNd11 डेल्टा-सर्कुलेटिंग धाराओं पर निर्भर करता है, जो आउटपुट क्षमता को कम करता है।

• ZNyn11 श्रृंखला-वाइंडिंग चुंबकीय कपलिंग का उपयोग दोष धारा के संतुलन के लिए करता है बिना क्षमता की हानि के, इसलिए इसका व्यापक उपयोग होता है।

एकल-फेज ग्राउंड दोष के दौरान, उचित ग्राउंडिंग इंपीडेंस का चयन फेज शॉर्ट-सर्किट धाराओं को मुख्य ट्रांसफार्मर की निर्धारित फेज धारा के भीतर सीमित करता है।

2. ZN-संयुक्त ग्राउंडिंग ट्रांसफार्मर का शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस विश्लेषण

ग्राउंडिंग ट्रांसफार्मर विश्लेषण मॉडल के मुख्य तकनीकी पैरामीटर तालिका 1 में दिखाए गए हैं, जिसमें शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस की अनुमत विचलन ±7.5% के भीतर होना आवश्यक है।

2.1 पारंपरिक अनुभवजन्य सूत्र द्वारा शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस की गणना

आकृति 2 (ग्राउंडिंग ट्रांसफार्मर वाइंडिंग व्यवस्था) में दिखाया गया है, शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस एक फेज में वोल्टेज गिरावट का अनुपात होता है जब दोष धारा सभी तीन फेजों में एक साथ प्रवाहित होती है। गणना के लिए, X₀ सामान्य डबल-वाइंडिंग शक्ति ट्रांसफार्मर के इंपीडेंस सिद्धांत (समीकरण 1) का पालन करता है।

सूत्र में, W वाइंडिंग के चक्करों की संख्या को दर्शाता है। ZN कनेक्शन वाले वाइंडिंग के लिए, W आधे वाइंडिंग के चक्करों की संख्या होती है; ∑aR समतुल्य लीकेज फ्लक्स क्षेत्र को दर्शाता है। ZN कनेक्शन वाले वाइंडिंग के लिए, यह दो आधे वाइंडिंग का समतुल्य लीकेज फ्लक्स क्षेत्र होता है; ρ रोगोव्स्की गुणांक है; H वाइंडिंग का रिएक्टेंस हाइट है।

समीकरण (1) में तालिका 1 के डेटा को प्रतिस्थापित करने पर, गणना किए गए शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस 70.6 Ω है।

2.2 विद्युत-चुंबकीय सॉफ्टवेयर द्वारा शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस विश्लेषण

Infolytica के Magnet विद्युत-चुंबकीय सॉफ्टवेयर का उपयोग चुंबकीय क्षेत्र विश्लेषण के लिए किया गया था। उत्पाद की संरचनात्मक विशेषताओं के आधार पर एक 3D सरलीकृत मॉडल स्थापित किया गया था, जैसा कि आकृति 3 में दिखाया गया है। सॉफ्टवेयर T-Ω विभव समूह हल करने के एल्गोरिथ्म का उपयोग करता है, जिसमें 1 से 3 वें क्रम के इंटरपोलेशन बहुपदों का उपयोग किया जाता है।

सीमित तत्व विश्लेषण (FEA) एक संख्यात्मक गणना विधि है जो विकलन सिद्धांत और मेश इंटरपोलेशन पर आधारित है। यह सबसे पहले विकलन सिद्धांत का उपयोग करके सीमा मूल्य समस्या को संबंधित विकलन समस्या (यानी, एक फंक्शनल की चरम समस्या) में बदलता है, फिर मेश इंटरपोलेशन के माध्यम से विकलन समस्या को एक सामान्य बहु-चर फंक्शन की चरम समस्या में डिस्क्रेटाइज़ करता है, अंततः इसे एक सेट बहु-चर बीजगणितीय समीकरणों में कम करता है जिससे संख्यात्मक हल प्राप्त किया जाता है। विश्लेषण के दौरान, मेश विभाजन इस प्रकार सेट किए गए थे: हवा 80, लोहे का कोर 30, और वाइंडिंग 15। उत्पाद का मेशिंग डायग्राम आकृति 4 में विस्तार से दिखाया गया है।

सीमित तत्व एल्गोरिथ्म में, बहुपद का क्रम क्षेत्र-डोमेन आकार फंक्शन की सटीकता से संबंधित है - उच्च क्रम बेहतर रूप से क्षेत्र गुणों का वर्णन करता है। इस मॉडल के लिए, 2nd-ऑर्डर बहुपद का उपयोग किया गया था, जिसमें अधिकतम 20 इटरेशन, 0.5% इटरेशन त्रुटि, और 0.01% संयुग्मी ग्रेडिएंट त्रुटि थी।

क्षेत्र-सर्किट कपलिंग विधि द्वारा ग्राउंडिंग ट्रांसफार्मर के शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस की परीक्षा करने के लिए: न्यूट्रल बिंदु पर उच्च-वोल्टेज निर्धारित धारा (सॉफ्टवेयर के लिए 27.59 A शिखर) लगाएं, निम्न-वोल्टेज पक्ष को ओपन-सर्किट रखें, और वोल्टेज मापें।

2.3 शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस माप

ग्राउंडिंग ट्रांसफार्मर के लाइन टर्मिनल और न्यूट्रल टर्मिनल के बीच शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस निर्धारित आवृत्ति पर मापा जाता है (जैसा कि आकृति 5 में दिखाया गया है), जिसे फेज प्रति ओहम में व्यक्त किया जाता है। इसका मान 3U/I (जहाँ U परीक्षण वोल्टेज है और I परीक्षण धारा है) के रूप में गणना किया जाता है। माप के दौरान, लाइन टर्मिनल पर 19.5 A की निर्धारित धारा लगाई जाती है, और लाइन टर्मिनल और न्यूट्रल बिंदु के बीच 443.3 V की वोल्टेज मापी जाती है। गणना किए गए शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस 68.2 Ω है।

2.4 गणना, सिमुलेशन और माप के मूल्यों की तुलनात्मक विश्लेषण

तालिका 2 में मुख्य प्रदर्शन पैरामीटरों की तुलना की गई है। परिणाम दिखाते हैं कि ग्राउंडिंग ट्रांसफार्मर के गणना और सिमुलेशन द्वारा शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस दोनों ही मापे गए मूल्य के निकट हैं, जिनकी विचलन 3.5% और 0.88% हैं। विद्युत-चुंबकीय सॉफ्टवेयर से सिमुलेशन परिणाम मापे गए मूल्यों के निकटतम हैं। चुंबकीय क्षेत्र विश्लेषण के परिणाम इस कार्यावधि के तहत उत्पाद के चुंबकीय क्षेत्र वितरण विशेषताओं को स्पष्ट रूप से समझने में मदद करते हैं, जिनका उपयोग उत्पाद के चुंबकीय डिजाइन और संरचनात्मक डिजाइन के लक्ष्य पर आधारित ऑप्टीमाइजेशन के लिए किया जा सकता है।

विद्युत-चुंबकीय सॉफ्टवेयर से प्राप्त चुंबकीय क्षेत्र सिमुलेशन परिणाम मापे गए मूल्यों के निकटतम हैं। चुंबकीय क्षेत्र विश्लेषण के परिणामों की मदद से, इस कार्यावधि के तहत उत्पाद के चुंबकीय क्षेत्र वितरण की विशेषताओं को और अधिक स्पष्ट रूप से समझा जा सकता है, और इस पर आधारित उत्पाद के लक्ष्य पर आधारित चुंबकीय डिजाइन और संरचनात्मक डिजाइन किया जा सकता है।

3. निष्कर्ष

शून्य-अनुक्रम इंपीडेंस ग्राउंडिंग ट्रांसफार्मर का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, जिसके लिए उपयोगकर्ताओं से निर्धारित विचलन की मांग होती है। इंजीनियरिंग में पारंपरिक अनुभवजन्य सूत्रों का उपयोग करते समय, अनुभवजन्य गुणांकों को संशोधित करने की आवश्यकता होती है, जो डिजाइनरों के अनुभव पर अधिक निर्भर करता है और यह सटीकता को सुनिश्चित करने में कठिनाई होती है।

सटीकता में सुधार के लिए, यह लेख सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग चुंबकीय क्षेत्र विश्लेषण के लिए करता है, अनुभवजन्य सूत्र के परिणामों के साथ तुलना करता है, और परीक्षणों द्वारा सत्यापित करता है। सिमुलेशन परिणाम सटीक हैं और इंजीनियरिंग की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।