ट्रांसफार्मर संरक्षण और ट्रांसफार्मर सुरक्षा सर्किट के बारे में सब

ट्रांसफार्मर किसी भी वितरण प्रणाली के सबसे महत्वपूर्ण और महंगे घटकों में से एक हैं। यह एक संलग्न स्थिर उपकरण है जो आमतौर पर तेल में सराबोर होता है, और इसलिए इसमें होने वाले दोष सीमित होते हैं। लेकिन ट्रांसफार्मर के लिए एक दुर्लभ गलती का प्रभाव बहुत खतरनाक हो सकता है, और ट्रांसफार्मर की मरम्मत और प्रतिस्थापन के लिए लंबे समय तक का नेतृत्व चीजों को और भी बदतर बना देता है। इसलिए बिजली ट्रांसफार्मर संरक्षण बहुत महत्वपूर्ण हो जाता है।

ट्रांसफार्मर पर होने वाले दोषों को मुख्य रूप से दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है, जो हैं, बाहरी दोष और आंतरिक दोष, ट्रांसफार्मर को किसी भी खतरे से बचने के लिए, कम से कम समय के भीतर एक जटिल रिले सिस्टम द्वारा एक बाहरी दोष को साफ किया जाता है। आंतरिक दोष मुख्य रूप से सेंसर और माप प्रणाली पर आधारित होते हैं। हम उन प्रक्रियाओं के बारे में लेख में आगे बात करेंगे। इससे पहले कि हम वहां पहुंचें, यह समझना महत्वपूर्ण है कि कई प्रकार के ट्रांसफार्मर हैं और इस लेख में, हम मुख्य रूप से पावर ट्रांसफार्मर के बारे में चर्चा करेंगे जो वितरण प्रणालियों में उपयोग किए जाते हैं। आप पावर ट्रांसफॉर्मर के काम करने के बारे में भी जान सकते हैं ताकि इसकी मूल बातें समझ सकें।

ओवरएक्ससिटेशन प्रोटेक्शन और तापमान-आधारित सुरक्षा जैसी बुनियादी सुरक्षा विशेषताएं ऐसी परिस्थितियों को पहचान सकती हैं जो अंततः विफलता की स्थिति पैदा कर सकती हैं, लेकिन रिले और वर्तमान ट्रांसफार्मर द्वारा प्रदान की गई पूर्ण ट्रांसफार्मर सुरक्षा महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में ट्रांसफार्मर के लिए उपयुक्त हैं।

इसलिए इस लेख में, हम सबसे आम सिद्धांतों के बारे में बात करेंगे जो ट्रांसफार्मर को विनाशकारी विफलताओं से बचाने के लिए उपयोग किया जाता है ।

विभिन्न प्रकार के ट्रांसफॉर्मर के लिए ट्रांसफार्मर संरक्षण

पावर ट्रांसफार्मर के लिए उपयोग की जाने वाली सुरक्षा प्रणाली ट्रांसफार्मर की श्रेणियों पर निर्भर करती है। नीचे दी गई एक तालिका से पता चलता है कि,

वर्ग	ट्रांसफार्मर रेटिंग - केवीए
1 चरण	3 चरण
मैं	५ - ५००	15 - 500 रु
द्वितीय	501 - 1667	501 - 5000
तृतीय	1668 - 10,000	5001 - 30,000 रु
चतुर्थ	> 10,000 रु	> 30,000 रु

• 500 केवीए की सीमा के भीतर ट्रांसफार्मर (श्रेणी I और II) के अंतर्गत आते हैं, इसलिए उन फ़्यूज़ का उपयोग करके संरक्षित किया जाता है, लेकिन 1000 केवीए (11kV और 33kV के लिए वितरण ट्रांसफार्मर) ट्रांसफार्मर की रक्षा के लिए मध्यम वोल्टेज सर्किट तोड़ने वाले आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं।
• 10 एमवीए और उससे अधिक के ट्रांसफार्मर के लिए, जो (श्रेणी III और IV) के अंतर्गत आता है, उनकी सुरक्षा के लिए डिफरेंशियल रिले का इस्तेमाल किया जाना था।

इसके अतिरिक्त, यांत्रिक रिले जैसे कि बुचोल्ट्ज़ रिले, और अचानक दबाव रिले को व्यापक रूप से ट्रांसफार्मर संरक्षण के लिए लागू किया जाता है। इन रिले के अलावा, दोषों का पता लगाने के बजाय एक ट्रांसफार्मर के जीवनकाल का विस्तार करने के लिए थर्मल अधिभार संरक्षण अक्सर लागू किया जाता है।

ट्रांसफार्मर संरक्षण के सामान्य प्रकार

1. ओवरहीटिंग से सुरक्षा
2. अत्यधिक सुरक्षा
3. ट्रांसफॉर्मर का विभेदक संरक्षण
4. पृथ्वी दोष संरक्षण (प्रतिबंधित)
5. बुचोलज़ (गैस डिटेक्शन) रिले
6. ओवर फ्लक्सिंग सुरक्षा

ट्रांसफार्मर में ओवरहीटिंग प्रोटेक्शन

ओवरलोड और शॉर्ट सर्किट की स्थिति के कारण ट्रांसफार्मर ओवरहीट हो गए। स्वीकार्य ओवरलोड और संबंधित अवधि ट्रांसफार्मर के प्रकार और ट्रांसफार्मर के उपयोग के लिए इन्सुलेशन के वर्ग पर निर्भर करती है।

उच्च भार को बहुत कम समय के लिए बनाए रखा जा सकता है यदि यह बहुत लंबे समय के लिए है, तो यह एक अनुमानित अधिकतम तापमान से ऊपर तापमान बढ़ने के कारण इन्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकता है । तेल-ठंडा ट्रांसफार्मर में तापमान अधिकतम माना जाता है जब इसकी 95 * C, जिससे परे ट्रांसफार्मर की जीवन प्रत्याशा कम हो जाती है और इसका तार के इन्सुलेशन में हानिकारक प्रभाव पड़ता है। इसीलिए ओवरहीटिंग प्रोटेक्शन जरूरी हो जाता है।

बड़े ट्रांसफार्मर में तेल या घुमावदार तापमान का पता लगाने वाले उपकरण होते हैं, जो तेल या घुमावदार तापमान को मापते हैं, आमतौर पर माप के दो तरीके होते हैं, एक को हॉट-स्पॉट माप और दूसरे को शीर्ष-तेल माप के रूप में संदर्भित किया जाता है , नीचे दी गई छवि एक विशिष्ट दिखाती है रीइंबर्सन से तापमान नियंत्रण बॉक्स वाला थर्मामीटर एक तरल अछूता रूढ़िवादी प्रकार के ट्रांसफार्मर के तापमान को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

बॉक्स में एक डायल गेज है जो ट्रांसफार्मर के तापमान (जो काली सुई है) को इंगित करता है और लाल सुई अलार्म सेट बिंदु को इंगित करता है। यदि काली सुई लाल सुई को पार करती है, तो डिवाइस एक अलार्म को सक्रिय करेगा।

यदि हम नीचे देखते हैं, तो हम चार तीर देख सकते हैं जिसके माध्यम से हम डिवाइस को अलार्म या ट्रिप के रूप में कार्य करने के लिए कॉन्फ़िगर कर सकते हैं या उनका उपयोग पंप या शीतलन प्रशंसकों को शुरू करने या रोकने के लिए किया जा सकता है ।

जैसा कि आप तस्वीर में देख सकते हैं, थर्मामीटर कोर और घुमावदार के ऊपर ट्रांसफार्मर टैंक के शीर्ष पर लगाया गया है, ऐसा इसलिए किया गया है क्योंकि कोर और वाइंडिंग्स के कारण उच्चतम तापमान टैंक के केंद्र में होने वाला है । इस तापमान को शीर्ष तेल तापमान के रूप में जाना जाता है । यह तापमान हमें ट्रांसफॉर्मर कोर के हॉट-स्पॉट तापमान का अनुमान देता है । वर्तमान समय के फाइबर ऑप्टिक केबल का उपयोग ट्रांसफार्मर के तापमान को सही ढंग से मापने के लिए कम वोल्टेज घुमावदार के भीतर किया जाता है। इस तरह से ओवरहेटिंग सुरक्षा को लागू किया जाता है।

ट्रांसफार्मर में अत्यधिक सुरक्षा

ओवरक्रैक प्रोटेक्शन सिस्टम सबसे पहले विकसित सुरक्षा प्रणालियों में से एक है, ग्रेडेड ओवरक्रैक सिस्टम को ओवरक्रैक स्थितियों से बचाने के लिए विकसित किया गया था। बिजली वितरक IDMT रिले की मदद से दोषों का पता लगाने के लिए इस पद्धति का उपयोग करते हैं। वह है, रिले होने:

1. विलोम विशेषता, और
2. ऑपरेशन का न्यूनतम समय।

IDMT रिले की क्षमताएं प्रतिबंधित हैं। इन प्रकार के रिले को अधिकतम रेटेड वर्तमान के 150% से 200% पर सेट करना होगा, अन्यथा, रिले आपातकालीन अधिभार की स्थिति के लिए काम करेंगे। इसलिए, ये रिले ट्रांसफार्मर टैंक के अंदर दोषों के लिए मामूली सुरक्षा प्रदान करते हैं।

ट्रांसफॉर्मर का विभेदक संरक्षण

प्रतिशत बायस्ड करंट डिफरेंशियल प्रोटेक्शन का उपयोग बिजली ट्रांसफार्मर की सुरक्षा के लिए किया जाता है और यह सबसे आम ट्रांसफार्मर सुरक्षा योजनाओं में से एक है जो सर्वोत्तम समग्र सुरक्षा प्रदान करती है। इस प्रकार के संरक्षण का उपयोग 2 एमवीए से अधिक की रेटिंग के ट्रांसफार्मर के लिए किया जाता है।

ट्रांसफार्मर एक तरफ जुड़ा हुआ है और डेल्टा दूसरी तरफ जुड़ा हुआ है। तारा की तरफ के डेल्टा डेल्टा से जुड़े होते हैं और डेल्टा से जुड़े हुए पक्ष स्टार से जुड़े होते हैं। दोनों ट्रांसफार्मरों के न्यूट्रल ग्राउंडेड हैं।

ट्रांसफॉर्मर में दो कॉइल होते हैं, एक ऑपरेटिंग कॉइल होता है और दूसरा रिस्ट्रिक्टिंग कॉइल होता है । जैसा कि नाम का अर्थ है, निरोधक-कुंडल का उपयोग निरोधक बल का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, और ऑपरेटिंग-कुंडल का उपयोग ऑपरेटिंग बल के उत्पादन के लिए किया जाता है। संयम-कुंडल वर्तमान ट्रांसफार्मर के द्वितीयक घुमावदार के साथ जुड़ा हुआ है, और ऑपरेटिंग कॉइल सीटी के ट्रांसपोटेशनल पॉइंट के बीच जुड़ा हुआ है।

ट्रांसफार्मर विभेदक संरक्षण कार्य:

आम तौर पर, ऑपरेटिंग कॉइल कोई करंट वहन नहीं करता है क्योंकि विद्युत ट्रांसफार्मर के दोनों किनारों पर करंट का मिलान होता है, जब वाइंडिंग में कोई आंतरिक खराबी होती है, तो संतुलन बदल जाता है और डिफरेंशियल रिले के ऑपरेटिंग कॉयल दो पक्षों के बीच डिफरेंशियल करंट पैदा करने लगते हैं। ट्रांसफार्मर का। इस प्रकार, रिले सर्किट ब्रेकरों की यात्रा करता है और मुख्य ट्रांसफार्मर की सुरक्षा करता है।

प्रतिबंधित पृथ्वी दोष संरक्षण

जब ट्रांसफॉर्मर झाड़ी में कोई खराबी आती है तो बहुत अधिक फॉल्ट करंट प्रवाहित हो सकता है। उस मामले में, गलती को जल्द से जल्द साफ करने की आवश्यकता है। किसी विशेष सुरक्षा उपकरण की पहुंच केवल ट्रांसफॉर्मर के क्षेत्र तक ही सीमित होनी चाहिए, जिसका अर्थ है कि यदि कोई ग्राउंड फॉल्ट किसी अन्य स्थान पर होता है, तो उस ज़ोन के लिए आवंटित रिले को ट्रिगर किया जाना चाहिए, और अन्य रिले को समान रहना चाहिए। तो, इसीलिए रिले को प्रतिबंधित पृथ्वी दोष संरक्षण रिले नाम दिया गया है ।

ऊपर की तस्वीर में, ट्रांसफार्मर के संरक्षित पक्ष पर संरक्षण उपकरण है। मान लेते हैं कि यह प्राथमिक पक्ष है, और मान लें कि ट्रांसफार्मर के द्वितीयक भाग पर एक ग्राउंड फॉल्ट है। अब, अगर जमीन की तरफ कोई दोष है, तो जमीन की गलती के कारण, एक शून्य अनुक्रम घटक होगा, और यह केवल द्वितीयक पक्ष पर प्रसारित होगा। और यह ट्रांसफार्मर के प्राथमिक पक्ष में परिलक्षित नहीं होगा।

इस रिले के तीन चरण हैं, यदि कोई गलती होती है, तो उनके तीन घटक होंगे, सकारात्मक अनुक्रम घटक, ऋणात्मक अनुक्रम घटक और शून्य अनुक्रम घटक । क्योंकि सकारात्मक सेक्विन घटकों को 120 * से विस्थापित किया जाता है, इसलिए किसी भी पल में, सुरक्षा धाराओं के माध्यम से सभी धाराओं का योग होगा। तो, उनकी धाराओं का योग शून्य के बराबर होगा, क्योंकि वे 120 * से विस्थापित होते हैं। नकारात्मक अनुक्रम घटकों के लिए भी ऐसा ही है।

अब मान लेते हैं कि कोई गलती हुई है। उस गलती का पता सीटी द्वारा लगाया जाएगा क्योंकि इसमें एक शून्य-अनुक्रम घटक होता है और करंट प्रोटेक्शन रिले के माध्यम से बहने लगता है, जब ऐसा होता है, तो रिले ट्रांसफार्मर की यात्रा करेगी और सुरक्षा करेगी।

बुचोलज़ (गैस डिटेक्शन) रिले

उपरोक्त तस्वीर एक बुचोलज़ रिले को दिखाती है। Buchholtz रिले जब एक गलती ट्रांसफार्मर के भीतर होती है मुख्य ट्रांसफार्मर इकाई और संरक्षक टैंक के बीच में फिट है, यह एक फ्लोट स्विच की मदद से हल हो गई गैस का पता लगाता है।

यदि आप बारीकी से देखते हैं, तो आप एक तीर देख सकते हैं, गैस मुख्य टैंक से संरक्षक टैंक तक बहती है, आम तौर पर ट्रांसफार्मर में कोई गैस नहीं होनी चाहिए। अधिकांश गैस को भंग गैस के रूप में संदर्भित किया जाता है और गलती की स्थिति के आधार पर नौ विभिन्न प्रकार के गैसों का उत्पादन किया जा सकता है। इस रिले के शीर्ष पर दो वाल्व हैं, इन वाल्वों का उपयोग गैस के निर्माण को कम करने के लिए किया जाता है, और इसका उपयोग गैस के नमूने को बाहर निकालने के लिए भी किया जाता है।

जब कोई गलती की स्थिति होती है, तो हमारे पास वाइंडिंग्स के बीच, या विंडिंग और कोर के बीच स्पार्क्स होते हैं। विंडिंग में ये छोटे विद्युत निर्वहन इन्सुलेट तेल को गर्म करेंगे, और तेल टूट जाएगा, इस प्रकार यह गैसों का निर्माण करता है, टूटने की गंभीरता, यह पता लगाता है कि कौन सा चश्मा बनाया गया है।

एक बड़े ऊर्जा निर्वहन में एसिटिलीन का उत्पादन होगा, और जैसा कि आप जानते हैं, एसिटिलीन उत्पादन के लिए बहुत अधिक ऊर्जा लेता है। और आपको हमेशा याद रखना चाहिए कि किसी भी प्रकार की गलती गैसों का उत्पादन करेगी, गैस की मात्रा का विश्लेषण करके, हम गलती की गंभीरता का पता लगा सकते हैं।

कैसे Buchholz (गैस का पता लगाने) रिले काम करता है?

जैसा कि आप छवि से देख सकते हैं, हमारे पास दो फ़्लोट हैं: एक ऊपरी फ़्लोट और एक कम फ़्लोट, हमारे पास एक बफ़ल प्लेट भी है जो निचले फ़्लोट को नीचे धकेल रही है।

जब एक बड़ी विद्युत खराबी होती है, तो यह पाइप के माध्यम से बहने वाली गैस की तुलना में बहुत अधिक गैस पैदा करता है, जो चकरा देने वाली प्लेट को स्थानांतरित कर देता है और जो निचले हिस्से को नीचे ले जाता है, अब हमारे पास एक संयोजन है, ऊपरी फ्लोट ऊपर है और निचला फ्लोट है नीचे और बाधक प्लेट झुकी हुई है। यह संयोजन इंगित करता है कि बड़े पैमाने पर गलती हुई है। जो ट्रांसफार्मर को बंद कर देता है और यह एक अलार्म भी बनाता है। नीचे दी गई छवि बिल्कुल यही दर्शाती है,

लेकिन यह एकमात्र ऐसा परिदृश्य नहीं है जहां यह रिले उपयोगी हो सकता है, ऐसी स्थिति की कल्पना करें जहां ट्रांसफार्मर के अंदर एक छोटी सी रेकिंग हो रही है, ये आर्च थोड़ी मात्रा में गैस का उत्पादन कर रहे हैं, यह गैस रिले के अंदर एक दबाव पैदा करती है और ऊपरी फ्लोट उसके अंदर तेल को विस्थापित कर देता है, अब रिले इस स्थिति में एक अलार्म उत्पन्न करता है, ऊपरी फ्लोट नीचे है, निचला फ्लोट अपरिवर्तित है और बैफल प्लेट अपरिवर्तित है यदि इस कॉन्फ़िगरेशन का पता चला है, तो हम सुनिश्चित कर सकते हैं कि हमारे पास है गैस का धीमा संचय। नीचे दी गई छवि बिल्कुल यही दर्शाती है,

अब हमें पता है कि हमारी गलती है, और हम गैस के कुछ भाग को रिले के ऊपर वाल्व का उपयोग करके बाहर निकालेंगे और इस गैस के निर्माण का सही कारण जानने के लिए गैस का विश्लेषण करेंगे।

यह रिले उन परिस्थितियों का भी पता लगा सकती है जहां ट्रांसफार्मर चेसिस में रिसाव के कारण इन्सुलेट ऑयल का स्तर गिरता है, उस स्थिति में, ऊपरी फ्लोट बूँदें, निचले फ्लोट ड्रॉप, और बफ़ल प्लेट एक ही स्थिति में रहती है। इस हालत में, हमें एक अलग अलार्म मिलता है। नीचे की छवि काम कर रही है।

इन तीन विधियों के साथ, बुचोलज़ रिले दोष का पता लगाता है।

अति-प्रवाह संरक्षण

एक ट्रांसफॉर्मर को फ्लक्स स्तर से अधिक निश्चित फ्लक्स स्तर पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और कोर संतृप्त हो जाता है, कोर की संतृप्ति कोर में हीटिंग का कारण बनती है जो ट्रांसफार्मर के अन्य भागों से जल्दी से गुजरती है जो घटकों के ओवरहीटिंग की ओर जाता है, इस प्रकार खत्म हो जाता है फ्लक्स संरक्षण आवश्यक हो जाता है, क्योंकि यह ट्रांसफार्मर कोर की सुरक्षा करता है। ओवरवॉल्टेज या सिस्टम फ्रीक्वेंसी में कमी के कारण ओवर फ्लक्स की स्थिति हो सकती है।

ट्रांसफार्मर को ओवर फ्लक्सिंग से बचाने के लिए, ओवर फ्लक्सिंग रिले का उपयोग किया जाता है। ओवर फ्लक्सिंग रिले कोर में फ्लक्स घनत्व की गणना करने के लिए वोल्टेज / आवृत्ति के अनुपात को मापता है। बिजली प्रणाली में संक्रमण के कारण वोल्टेज में तेजी से वृद्धि हो सकती है, लेकिन प्रवाह तेज हो सकता है, इसलिए, ट्रांसफार्मर का तात्कालिक ट्रिपिंग अवांछनीय है।

फ्लक्स घनत्व वोल्टेज (वी / एफ) के वोल्टेज के अनुपात के लिए सीधे आनुपातिक है और साधन को राशन का पता लगाना चाहिए यदि इस अनुपात का मूल्य एकता से अधिक हो जाता है, तो यह एक माइक्रोकंट्रोलर-आधारित रिले द्वारा किया जाता है जो वोल्टेज और प्रतिरोध को मापता है वास्तविक समय में आवृत्ति, तो यह दर की गणना करता है और पूर्व-गणना मूल्यों के साथ इसकी तुलना करता है। रिले को एक निश्चित निश्चित न्यूनतम समय (IDMT विशेषताओं) के लिए क्रमादेशित किया जाता है । लेकिन यदि आवश्यकता हो तो सेटिंग मैन्युअल रूप से की जा सकती है। इस तरह, अति-प्रवाह सुरक्षा से समझौता किए बिना उद्देश्य को पूरा किया जाएगा। अब, हम देखते हैं कि ट्रांसफार्मर के ट्रिपिंग को ओवर फ्लक्सिंग से रोकना कितना महत्वपूर्ण है।

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