আমেরিকার গ্রামীণ ও উপনগরীয় গ্রিড আধুনিককরণের জন্য একফেজ ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফরমারের জন্য অগ্রদূত অ্যাপ্লিকেশন সমাধান
1 গ্রামীণ গ্রিডের সমস্যা এবং একক-ফেজ ট্রান্সফরমারের প্রযুক্তিগত সুবিধা
মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গ্রামীণ ও উপনগরীয় গ্রিড গুরুতর সমস্যার সম্মুখীন: বয়স্ক অবকাঠামো এবং কম লোড ঘনত্ব অকার্যকর বিদ্যুৎ সরবরাহের ফলে, লাইন লোস পৌঁছে 7%–12%—শহুরে গ্রিড (4%–6%) থেকে বেশি। 60% গ্রামীণ এলাকা 300 মিটারের বিদ্যুৎ সরবরাহ ব্যাসার্ধের মানদণ্ড ছাড়িয়ে যায়, যা ব্যাপক ভোল্টেজ অস্থিতিশীলতা (পিক ভোল্টেজ পতন 15%–20%) ঘটায়। কম লোড ঘনত্বের এলাকায় (<2 MW/sq.mi) তিন-ফেজ ট্রান্সফরমার কম 30% লোড হার দিয়ে চলে, যা অতিরিক্ত নো-লোড লোস তৈরি করে। একক-ফেজ ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফরমার এই সমস্যাগুলি নিম্নোক্তভাবে সমাধান করে:
1.1 প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য
- চৌম্বকীয় নীতি: প্রাথমিক/দ্বিতীয় কয়েলের মধ্যে টার্ন অনুপাত দ্বারা ভোল্টেজ রূপান্তর।
- কোর ডিজাইন: স্পাইরাল কোর প্রযুক্তি এবং স্টেপ-ল্যাপ জয়েন্ট ডিজাইন ব্যবহার করে আন্নিল কোল্ড-রোলড সিলিকন ইস্পাত দিয়ে, S9-ধরনের তিন-ফেজ ট্রান্সফরমারের তুলনায় নো-লোড লোস কমায় 30%–40%।
- ঘন ডিপ্লয়মেন্ট: ক্ষমতা পরিসীমা: 10–100 kVA; ওজন: 1/3 তিন-ফেজ ইউনিটের; পোল-মাউন্টেড ইনস্টলেশন ফুটপ্রিন্ট কমায়। বাস্তবায়িত অঞ্চলে উচ্চ ভোল্টেজ (10 kV) সরাসরি প্রবেশ সম্ভব, কম ভোল্টেজ সরবরাহ ব্যাসার্ধ কমায় 80–100 মিটার।
1.2 দক্ষতা এবং খরচের সুবিধা
- শক্তি দক্ষতা: 30%-60% লোডে 98% পারিপাটিক দক্ষতা লোহা/করোজন লোস কমায়।
- লোস কমানো: লাইন লোস 1%–3% (4-8 শতাংশ কম) পর্যন্ত কমে যায়।
- ভোল্টেজ স্থিতিশীলতা: শেষ পয়েন্ট পরিবর্তন নিয়ন্ত্রণ করা হয় ±5%, "শেষ অর্ধ-মাইল" অন্ধকার দূর করে।
- অর্থনৈতিক ROI: ইনস্টলেশন খরচ: 50 kVA ইউনিটের জন্য 8,000 টাকা বনাম 315 kVA তিন-ফেজ ইউনিটের জন্য 28,000 টাকা। প্রতিশোধ সময়: 5–6 বছর (রিট্রোফিট) বা 2–3 বছর (নতুন প্রকল্প)।
2 প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন এবং ডিজাইন
2.1 কোর গঠন এবং বৈদ্যুতিক পারফরম্যান্স
- ওয়াইন্ডিং কনফিগারেশন: নিম্ন-উচ্চ-নিম্ন ওয়াইন্ডিং গঠন সংক্ষিপ্ত সার্কিট সহনশীলতা (>25 kA) এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা বাড়ায়।
- কানেকশন মোড:
- তিন-ট্যাপ নিম্ন ভোল্টেজ: মধ্য ওয়াইন্ডিং ট্যাপ গ্রাউন্ডিং 220V দ্বিপার্শ্বিক আউটপুটের জন্য।
- চার-ট্যাপ নিম্ন ভোল্টেজ: দুইটি স্বাধীন ওয়াইন্ডিং (10kV/220V অনুপাত) ফ্লেক্সিবল সরবরাহের জন্য।
- নিরাপত্তা সম্পৃক্ততা: UL-সার্টিফাইড; প্রতিরোধ শ্রেণী: 34.5 kV (150 kV BIL); স্ব-রিসেটিং চাপ মুক্তি ভ্যালভ এবং বজ্রপাত প্রতিরোধ।
তালিকা 1: একক-ফেজ ট্রান্সফরমারের প্রযুক্তিগত প্যারামিটার
|
ক্ষমতা (kVA) |
নো-লোড লোস (W) |
লোড লোস (W) |
ওজন (kg) |
তেল পরিমাণ (kg) |
বাড়ি সেবা |
|
30 |
50 |
360 |
340 |
22 |
10–15 |
|
50 |
80 |
500 |
450 |
34 |
20–25 |
|
100 |
135 |
850 |
510 |
59 |
40–50 |
2.2 উন্নত উপকরণ এবং স্মার্ট প্রযুক্তি
- কোর উপকরণ:
- CRGO ইস্পাত: কম খরচ; নো-লোড লোস ≈ 0.5 W/kg।
- আমরফাস মেটাল (AMDT): 70% কম নো-লোড লোস (0.1 W/kg); পরিবর্তনশীল লোডের জন্য আদর্শ।
- স্মার্ট ইন্টিগ্রেশন:
- ভোল্টেজ/কারেন্ট/হারমোনিকসের বাস্তব সময়ের পর্যবেক্ষণ।
- প্রতিরোধ বয়স্কতার জন্য তাপমাত্রা ট্র্যাকিং।
- স্বয়ংক্রিয় প্রতিক্রিয়া কমপেনসেশন (পাওয়ার ফ্যাক্টর >0.95)।
- ফল্ট লোকেটর পুনরুদ্ধার সময় কমায় (উদাহরণস্বরূপ, 2.3 ঘণ্টা থেকে 27 মিনিট)।
3 ডিপ্লয়মেন্ট কৌশল এবং দৃশ্য
3.1 লক্ষ্য প্রয়োগ এলাকা
- কম লোড ঘনত্বের অঞ্চল: জনসংখ্যা ঘনত্ব <500/sq.mi; লোড ঘনত্ব <1 MW/sq.mi।
- রৈখিক ভূমি (উদাহরণস্বরূপ, রাস্তার ধারের সম্প্রদায়)।
- শেষ পয়েন্ট ভোল্টেজ সমস্যা (<110V)।
- চুরি প্রবণ অঞ্চল (কম ভোল্টেজ ট্যাপিং ঝুঁকি কমানো)।
3.2 হাইব্রিড একক/তিন-ফেজ গ্রিড আর্কিটেকচার
- টপোলজি: 10 kV ব্যাকবোন (তিন-ফেজ, অগ্রাহ্য নিউট্রাল) দুই ফেজ লাইন (উদাহরণস্বরূপ, AB-ফেজ) দিয়ে একক-ফেজ ট্রান্সফরমার সরবরাহ করে।
- ফেজ ব্যালেন্সিং: রোটেশনাল ফেজ সংযোগ (AB→BC→CA) বিসমতা সীমিত করে <15%।
- ক্ষমতা অনুপাত: একক-ফেজ ইউনিটগুলি মোট ক্ষমতার 40%–60% গঠন করে।
তালিকা 2: দৃশ্য অনুযায়ী কনফিগারেশন
|
দৃশ্য |
ট্রান্সফরমার ধরন |
ক্ষমতা |
সরবরাহ ব্যাসার্ধ |
সংযোগ |
|
ছড়িয়ে ছিটিয়ে বাস |
একক-ফেজ |
30 kVA |
≤80 m |
তিন-তার |
|
উপনগরীয় সম্প্রদায় |
একক-ফেজ গ্রুপ |
2×50 kVA |
≤100 m |
মাল্টি-ফেজ |
|
বাণিজ্যিক রাস্তা |
হাইব্রিড একক/তিন-ফেজ |
100+315 kVA |
≤150 m |
বিদ্যুৎ/আলোক |
|
কৃষি প্রক্রিয়াকরণ অঞ্চল |
তিন-ফেজ |
500 kVA |
≤300 m |
Dyn11 |
3.3 ইনস্টলেশন অপটিমাইজেশন
- পোল মান: 12 m/15 m কনক্রিট পোল (লোড ক্ষমতা ≥2 টন)।
- অবস্থান পরিকল্পনা: GIS-ভিত্তিক "গোল্ডেন সেন্টার পয়েন্ট" বিশ্লেষণ কম লাইন লোসের জন্য।
- প্রতিরোধ: 15 kV ক্রস-লিঙ্কড পলিইথাইলিন পরিবাহী (95 kV বজ্রপাত প্রতিরোধ)।
কেস স্টাডি: পেনসিলভানিয়ার ল্যাঙ্কাস্টার কাউন্টি 127 একক-ফেজ ইউনিট (গড় ব্যাসার্ধ: 82 m) ডিপ্লয় করে, লোস কমায় 8.7% থেকে 3.1% এবং সংরক্ষণ করে 1.2 GWh/বছর।
4 কেস স্টাডি এবং সুবিধা
4.1 প্রকল্প বিশ্লেষণ
- আইওয়া গ্রিননেল গ্রামীণ রিট্রোফিট:
- 4×315 kVA তিন-ফেজ ইউনিটগুলি 31×50 kVA একক-ফেজ ট্রান্সফরমার দিয়ে প্রতিস্থাপন করা হয়।
- ফলাফল: ভোল্টেজ স্থিতিশীল হয় 117–122V; লোস কমে 2.3%; বার্ষিক সংরক্ষণ: 389,000 kWh; প্রতিশোধ: 5.2 বছর।
- অ্যারিজোনা উপনগরীয় প্রসার:
- হাইব্রিড ডিজাইন (1×167 kVA তিন-ফেজ + 8×25 kVA একক-ফেজ) 18% আগ্রহ কমায় (154Kvs.154K vs. 154Kvs.188K) এবং লোস কমায় 5,800 kWh/বছর।
4.2 পরিমাপ করা সুবিধা
