वर्तमान ट्रांसफार्मर - संचालन और अनुप्रयोग का सिद्धांत

ऊर्जा प्रणालियों के साथ काम करते समय, आनुपातिक रूप से परिवर्तित मूल्यों के साथ कुछ विद्युत मात्राओं को उनके समान एनालॉग्स में परिवर्तित करना अक्सर आवश्यक होता है। यह आपको विद्युत प्रतिष्ठानों में कुछ प्रक्रियाओं का अनुकरण करने और सुरक्षित रूप से माप करने की अनुमति देता है।

करंट ट्रांसफॉर्मर (CT) का संचालन किस पर आधारित है विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियमवैकल्पिक साइनसोइडल परिमाण के हार्मोनिक्स के रूप में अलग-अलग विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में काम करना।

यह मॉड्यूलस आनुपातिकता और सटीक कोण संचरण का सम्मान करते हुए, पावर सर्किट में बहने वाले वर्तमान वेक्टर के प्राथमिक मूल्य को द्वितीयक कम मूल्य में परिवर्तित करता है।

वर्तमान ट्रांसफार्मर के संचालन का सिद्धांत

ट्रांसफार्मर के अंदर विद्युत ऊर्जा के परिवर्तन के दौरान होने वाली प्रक्रियाओं का प्रदर्शन चित्र द्वारा समझाया गया है।

वर्तमान I1 अपने प्रतिबाधा Z1 पर काबू पाने, घुमावों की संख्या w1 के साथ पावर प्राइमरी वाइंडिंग के माध्यम से प्रवाहित होता है।इस कॉइल के चारों ओर एक चुंबकीय प्रवाह F1 बनता है, जिसे वेक्टर I1 की दिशा में लंबवत स्थित चुंबकीय सर्किट द्वारा कैप्चर किया जाता है। यह अभिविन्यास विद्युत ऊर्जा के न्यूनतम नुकसान को सुनिश्चित करता है जब इसे चुंबकीय ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।

घुमावदार w2 के लंबवत रूप से स्थित घुमावों को पार करते हुए, प्रवाह F1 उनमें एक इलेक्ट्रोमोटिव बल E2 को प्रेरित करता है, जिसके प्रभाव में द्वितीयक घुमावदार में एक वर्तमान I2 उत्पन्न होता है, जो कुंडल Z2 के प्रतिबाधा और जुड़े आउटपुट लोड Zn पर काबू पाता है। इस स्थिति में, द्वितीयक परिपथ के टर्मिनलों पर एक वोल्टेज ड्रॉप U2 बनता है।

मात्रा K1 कहा जाता है, जो वैक्टर I1 / I2 परिवर्तन गुणांक के अनुपात से निर्धारित होता है। इसका मूल्य उपकरणों के डिजाइन के दौरान निर्धारित किया जाता है और तैयार संरचनाओं में मापा जाता है। वास्तविक मॉडल के संकेतकों और परिकलित मूल्यों के बीच के अंतर का मूल्यांकन मेट्रोलॉजिकल विशेषता - एक वर्तमान ट्रांसफार्मर की सटीकता वर्ग द्वारा किया जाता है।

वास्तविक संचालन में, कॉइल्स में धाराओं के मान स्थिर मान नहीं होते हैं। इसलिए, परिवर्तन गुणांक आमतौर पर नाममात्र मूल्यों द्वारा इंगित किया जाता है। उदाहरण के लिए, उनकी अभिव्यक्ति 1000/5 का अर्थ है कि 1 किलोएम्पीयर के प्राथमिक ऑपरेटिंग करंट के साथ, 5 एम्पीयर भार द्वितीयक घुमावों में कार्य करेगा। इन मूल्यों का उपयोग इस वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के दीर्घकालिक प्रदर्शन की गणना करने के लिए किया जाता है।

द्वितीयक धारा I2 से चुंबकीय प्रवाह F2 चुंबकीय सर्किट में प्रवाह F1 के मान को कम करता है। इस मामले में, इसमें बनाए गए ट्रांसफॉर्मर Ф से फ्लक्स को वैक्टर Ф1 और Ф2 के ज्यामितीय योग द्वारा निर्धारित किया जाता है।

वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के संचालन के दौरान खतरनाक कारक

इन्सुलेशन विफलता के मामले में उच्च वोल्टेज क्षमता से प्रभावित होने की क्षमता

चूंकि टीटी का चुंबकीय सर्किट धातु से बना है, इसमें अच्छी चालकता है और चुंबकीय रूप से इन्सुलेटेड वाइंडिंग्स (प्राथमिक और द्वितीयक) को एक-दूसरे से जोड़ता है, अगर इन्सुलेशन परत टूट जाती है तो कर्मियों या उपकरण के नुकसान का खतरा बढ़ जाता है।

ऐसी स्थितियों को रोकने के लिए, दुर्घटनाओं के मामले में ट्रांसफॉर्मर के द्वितीयक टर्मिनलों में से एक के ग्राउंडिंग का उपयोग उच्च वोल्टेज क्षमता को खत्म करने के लिए किया जाता है।

यह टर्मिनल हमेशा डिवाइस के आवास पर चिह्नित होता है और कनेक्शन आरेखों पर इंगित किया जाता है।

द्वितीयक सर्किट विफलता की स्थिति में उच्च वोल्टेज क्षमता से प्रभावित होने की संभावना

द्वितीयक वाइंडिंग के निष्कर्ष «I1» और «I2» के साथ चिह्नित हैं, इसलिए बहने वाली धाराओं की दिशा ध्रुवीय है, सभी वाइंडिंग्स में मेल खाती है। जब ट्रांसफार्मर काम कर रहा हो, तो उन्हें हमेशा लोड से जोड़ा जाना चाहिए।

यह इस तथ्य से समझाया गया है कि प्राथमिक वाइंडिंग से गुजरने वाली धारा में एक उच्च संभावित शक्ति (S = UI) होती है, जो कम नुकसान के साथ एक माध्यमिक सर्किट में बदल जाती है, और जब इसे बाधित किया जाता है, तो वर्तमान घटक मूल्यों में तेजी से घट जाता है। पर्यावरण के माध्यम से रिसाव, लेकिन एक ही समय में गिरावट से टूटे हुए खंड में तनाव काफी बढ़ जाता है।

प्राथमिक लूप में करंट के पारित होने के दौरान द्वितीयक वाइंडिंग के खुले संपर्कों की क्षमता कई किलोवोल्ट तक पहुँच सकती है, जो बहुत खतरनाक है।

इसलिए, वर्तमान ट्रांसफार्मर के सभी माध्यमिक सर्किटों को हमेशा सुरक्षित रूप से इकट्ठा किया जाना चाहिए और शंट शॉर्ट-सर्किट को हमेशा सेवा से बाहर निकाली गई वाइंडिंग्स या कोर पर स्थापित किया जाना चाहिए।

वर्तमान ट्रांसफॉर्मर सर्किट में उपयोग किए जाने वाले डिज़ाइन समाधान

प्रत्येक वर्तमान ट्रांसफार्मर, एक विद्युत उपकरण के रूप में, विद्युत प्रतिष्ठानों के संचालन के दौरान कुछ समस्याओं को हल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उद्योग उनमें से एक बड़े वर्गीकरण का उत्पादन करता है। हालांकि, कुछ मामलों में, संरचनाओं में सुधार करते समय, सिद्ध तकनीकों के साथ तैयार किए गए मॉडल का उपयोग करना आसान होता है, बजाय नए डिजाइन और निर्माण के।

सिंगल-टर्न टीटी (प्राथमिक सर्किट में) बनाने का सिद्धांत बुनियादी है और इसे बाईं ओर की तस्वीर में दिखाया गया है।

यहां प्राइमरी वाइंडिंग, इंसुलेशन से ढकी हुई, ट्रांसफॉर्मर के मैग्नेटिक सर्किट से गुजरने वाली एक सीधी रेखा बस L1-L2 से बनी होती है, और सेकेंडरी इसके चारों ओर घुमाव के साथ लपेटी जाती है और लोड से जुड़ी होती है।

दो कोर के साथ मल्टी-टर्न सीटी बनाने का सिद्धांत दाईं ओर दिखाया गया है। यहां दो सिंगल-टर्न ट्रांसफॉर्मर को उनके सेकेंडरी सर्किट के साथ लिया जाता है और पावर वाइंडिंग के एक निश्चित संख्या में घुमावों को उनके चुंबकीय सर्किट से गुजारा जाता है। इस प्रकार, न केवल शक्ति में वृद्धि होती है, बल्कि आउटपुट से जुड़े परिपथों की संख्या में और वृद्धि होती है।

इन तीन सिद्धांतों को अलग-अलग तरीकों से बदला जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक एकल चुंबकीय सर्किट के चारों ओर कई समान कॉइल का उपयोग स्वायत्त रूप से संचालित होने वाले अलग, स्वतंत्र माध्यमिक सर्किट बनाने के लिए व्यापक है। इन्हें नाभिक कहा जाता है। इस प्रकार, विभिन्न प्रयोजनों के लिए स्विच या लाइन (ट्रांसफार्मर) की सुरक्षा एक वर्तमान ट्रांसफार्मर के वर्तमान सर्किट से जुड़ी होती है।

एक शक्तिशाली चुंबकीय सर्किट के साथ संयुक्त वर्तमान ट्रांसफार्मर, उपकरण आपातकालीन मोड में उपयोग किया जाता है, और सामान्य एक, नाममात्र नेटवर्क मापदंडों पर माप के लिए डिज़ाइन किया गया, बिजली उपकरण उपकरणों में काम करता है।रिबार के चारों ओर लपेटे गए कॉइल सुरक्षात्मक उपकरणों को संचालित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, जबकि परंपरागत कॉइल्स का उपयोग वर्तमान या शक्ति/प्रतिरोध को मापने के लिए किया जाता है।

उन्हें इस प्रकार कहा जाता है:

• इंडेक्स «पी» (रिले) के साथ चिह्नित सुरक्षात्मक कॉइल्स;

• मेट्रोलॉजिकल सटीकता वर्ग टीटी की संख्या से संकेतित माप, उदाहरण के लिए «0.5»।

वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के सामान्य संचालन के दौरान सुरक्षात्मक घुमाव 10% की शुद्धता के साथ प्राथमिक वर्तमान वेक्टर का माप प्रदान करते हैं। इस मान के साथ, उन्हें "दस प्रतिशत" कहा जाता है।

माप त्रुटियां

ट्रांसफार्मर की सटीकता निर्धारित करने का सिद्धांत आपको फोटो में दिखाए गए समतुल्य सर्किट का मूल्यांकन करने की अनुमति देता है। इसमें, प्राथमिक मात्रा के सभी मूल्यों को सशर्त रूप से द्वितीयक छोरों में कार्रवाई के लिए कम किया जाता है।

समतुल्य सर्किट वर्तमान I के साथ कोर को चुम्बकित करने पर खर्च की गई ऊर्जा को ध्यान में रखते हुए, वाइंडिंग्स में चलने वाली सभी प्रक्रियाओं का वर्णन करता है।

इसके आधार पर निर्मित वेक्टर आरेख (त्रिकोण SB0) से पता चलता है कि वर्तमान I2 I'1 के मूल्यों से I के मूल्य के साथ I (चुम्बकत्व) से भिन्न होता है।

ये विचलन जितने बड़े होते हैं, वर्तमान ट्रांसफार्मर की सटीकता उतनी ही कम होती है। सीटी माप त्रुटियों को ध्यान में रखने के लिए, निम्नलिखित अवधारणाएँ पेश की जाती हैं:

• सापेक्ष वर्तमान त्रुटि प्रतिशत के रूप में व्यक्त की गई;

• कोणीय त्रुटि की गणना रेडियन में चाप की लंबाई AB से की जाती है।

प्राथमिक और द्वितीयक वर्तमान वैक्टर के विचलन का पूर्ण मूल्य एसी खंड द्वारा निर्धारित किया जाता है।

वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के सामान्य औद्योगिक डिजाइन 0.2 की विशेषताओं द्वारा परिभाषित सटीकता वर्गों में संचालित करने के लिए निर्मित होते हैं; 0.5; 1.0; 3 और 10%।

वर्तमान ट्रांसफार्मर का व्यावहारिक अनुप्रयोग

उनके मॉडलों की एक विविध संख्या एक छोटे से मामले में स्थित छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और कई मीटर के महत्वपूर्ण आयामों पर कब्जा करने वाले ऊर्जा उपकरणों में पाई जा सकती है। उन्हें परिचालन विशेषताओं के अनुसार विभाजित किया गया है।

वर्तमान ट्रांसफार्मर का वर्गीकरण

समझौते से, उन्हें इसमें विभाजित किया गया है:

• माप, उपकरणों को मापने के लिए धाराओं का स्थानांतरण;
• संरक्षित, वर्तमान सुरक्षात्मक सर्किट से जुड़ा;
• प्रयोगशाला, सटीकता की एक उच्च श्रेणी के साथ;
• मध्यवर्ती पुन: रूपांतरण के लिए उपयोग किया जाता है।

सुविधाओं का संचालन करते समय, टीटी का उपयोग किया जाता है:

• बाहरी बाहरी स्थापना;

• बंद प्रतिष्ठानों के लिए;

• अंतर्निहित उपकरण;

• ऊपर से - आस्तीन डालें;

• पोर्टेबल, आपको विभिन्न स्थानों में माप लेने की अनुमति देता है।

टीटी उपकरण के ऑपरेटिंग वोल्टेज के मूल्य से हैं:

• उच्च वोल्टेज (1000 वोल्ट से अधिक);

• नाममात्र वोल्टेज मान के लिए 1 किलोवोल्ट तक।

साथ ही, वर्तमान ट्रांसफार्मर को इन्सुलेशन सामग्री की विधि, परिवर्तन चरणों की संख्या और अन्य विशेषताओं के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।

पूर्ण कार्य

विद्युत ऊर्जा को मापने, लाइनों या पावर ऑटोट्रांसफॉर्मर की माप और सुरक्षा के लिए विद्युत सर्किट के संचालन के लिए बाहरी मापने वाले वर्तमान ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाता है।

नीचे दी गई तस्वीर लाइन के प्रत्येक चरण के लिए अपना स्थान दिखाती है और पावर ऑटोट्रांसफॉर्मर के लिए 110 केवी स्विचगियर के टर्मिनल बॉक्स में माध्यमिक सर्किट की स्थापना करती है।

बाहरी स्विचगियर-330 केवी के वर्तमान ट्रांसफार्मर द्वारा समान कार्य किए जाते हैं, लेकिन उच्च वोल्टेज उपकरणों की जटिलता को देखते हुए, उनके बहुत बड़े आयाम हैं।

बिजली उपकरणों पर, वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के एम्बेडेड डिज़ाइन का अक्सर उपयोग किया जाता है, जो सीधे बिजली संयंत्र के आवरण पर रखे जाते हैं।

उनके पास एक सीलबंद आवास में उच्च वोल्टेज झाड़ी के चारों ओर स्थित लीड के साथ माध्यमिक वाइंडिंग हैं। सीटी क्लैम्प्स से केबल्स को यहां जुड़े टर्मिनल बॉक्स में रूट किया जाता है।

आंतरिक उच्च-वोल्टेज वर्तमान ट्रांसफार्मर अक्सर एक इन्सुलेटर के रूप में विशेष ट्रांसफार्मर तेल का उपयोग करते हैं। इस तरह के डिज़ाइन का एक उदाहरण 35 kV पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किए गए TFZM श्रृंखला के वर्तमान ट्रांसफार्मर के लिए फोटो में दिखाया गया है।

बॉक्स के निर्माण में वाइंडिंग के बीच इन्सुलेशन के लिए 10 kV तक और ठोस ढांकता हुआ सामग्री का उपयोग किया जाता है।

KRUN, बंद स्विचगियर और अन्य प्रकार के स्विचगियर में उपयोग किए जाने वाले वर्तमान ट्रांसफार्मर TPL-10 का एक उदाहरण।

110 kV सर्किट ब्रेकर के लिए REL 511 सुरक्षा कोर में से एक के द्वितीयक करंट सर्किट को जोड़ने का एक उदाहरण सरल आरेख के साथ दिखाया गया है।

वर्तमान ट्रांसफार्मर दोष और उन्हें कैसे खोजें I

एक लोड से जुड़ा एक वर्तमान ट्रांसफॉर्मर थर्मल ओवरहीटिंग, आकस्मिक यांत्रिक प्रभावों या खराब स्थापना के कारण वाइंडिंग या उनकी चालकता के इन्सुलेशन के विद्युत प्रतिरोध को तोड़ सकता है।

परिचालन उपकरण में, इन्सुलेशन सबसे अधिक बार क्षतिग्रस्त होता है, जिसके परिणामस्वरूप वाइंडिंग का टर्न-टू-टर्न शॉर्ट-सर्किट होता है (संचारित शक्ति में कमी) या बेतरतीब ढंग से बनाए गए शॉर्ट-सर्किट सर्किट के माध्यम से रिसाव धाराओं की घटना।

पावर सर्किट की खराब-गुणवत्ता वाली स्थापना के स्थानों की पहचान करने के लिए, थर्मल इमेजर्स के साथ काम करने वाले सर्किट का निरीक्षण समय-समय पर किया जाता है।उनके आधार पर, टूटे हुए संपर्कों के दोषों को तुरंत हटा दिया जाता है, उपकरणों की अधिकता कम हो जाती है।

रिले सुरक्षा और स्वचालन प्रयोगशालाओं के विशेषज्ञों द्वारा बारी-बारी से बंद होने की अनुपस्थिति की जाँच की जाती है:

• वर्तमान-वोल्टेज विशेषता लेना;

• ट्रांसफॉर्मर को बाहरी स्रोत से चार्ज करना;

• कार्य योजना में मुख्य मापदंडों का माप।

वे परिवर्तन गुणांक के मूल्य का भी विश्लेषण करते हैं।

सभी कार्यों में, प्राथमिक और द्वितीयक वर्तमान वैक्टर के बीच अनुपात का अनुमान परिमाण द्वारा लगाया जाता है। मेट्रोलॉजिकल प्रयोगशालाओं में वर्तमान ट्रांसफार्मर की जांच के लिए उपयोग किए जाने वाले उच्च-परिशुद्धता चरण मापने वाले उपकरणों की कमी के कारण उनके कोण विचलन नहीं किए जाते हैं।

ढांकता हुआ गुणों के उच्च वोल्टेज परीक्षण इन्सुलेशन सेवा प्रयोगशाला के विशेषज्ञों को सौंपे जाते हैं।