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विभाजित चरण सीटीएस बूस्ट पावर सिस्टम विभेदक सुरक्षा

विभाजित चरण सीटीएस बूस्ट पावर सिस्टम विभेदक सुरक्षा

2025-11-02

एक विद्युत प्रणाली एक भव्य सिम्फनी ऑर्केस्ट्रा की तरह काम करती है, जिसमें विभिन्न घटक ऊर्जा प्रदान करने के लिए सामंजस्य बनाकर काम करते हैं। हालाँकि, जिस तरह एक ऑर्केस्ट्रा को असंगत स्वरों का सामना करना पड़ सकता है, उसी तरह विद्युत प्रणालियों को विघटनकारी दोषों का सामना करना पड़ता है। जब बिजली नेटवर्क के भीतर शॉर्ट सर्किट या ग्राउंडिंग दोष होते हैं - संगीत प्रदर्शन में बाधा डालने वाले कर्कश शोर के समान - वे संचालन को बाधित कर सकते हैं, उपकरण को नुकसान पहुंचा सकते हैं और सुरक्षा खतरे पैदा कर सकते हैं। इन गड़बड़ियों का तुरंत पता लगाने और उन्हें खत्म करने के लिए, विभेदक सुरक्षा प्रणालियाँ विकसित की गईं, जिनमें विभाजित-चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर उनके महत्वपूर्ण घटकों के रूप में काम कर रहे थे।

परिभाषा और कार्य

स्प्लिट-फ़ेज़ वर्तमान ट्रांसफार्मर विशेष उपकरण हैं जिनका उपयोग मुख्य रूप से बिजली प्रणाली अंतर सुरक्षा में किया जाता है। पारंपरिक वर्तमान ट्रांसफार्मर के विपरीत, उनमें दो स्वतंत्र वाइंडिंग या कॉइल होते हैं, जिनमें से प्रत्येक बिजली प्रणाली के एक चरण से वर्तमान सिग्नल प्राप्त करते हैं। इन वाइंडिंग्स से धाराओं की तुलना करके, सिस्टम ग्राउंड दोष, चरण-दर-चरण शॉर्ट्स, या प्रदर्शन में गिरावट सहित असामान्यताओं का पता लगा सकता है। विसंगतियों का पता चलने पर, सुरक्षा प्रणाली तुरंत दोषपूर्ण सर्किट को अलग करने के लिए सक्रिय हो जाती है, जिससे उपकरण और कर्मियों दोनों की सुरक्षा होती है।

परिचालन सिद्धांत

स्प्लिट-चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर किरचॉफ के वर्तमान कानून के आधार पर संचालित होता है। सामान्य परिस्थितियों में, दोनों वाइंडिंग्स के माध्यम से बहने वाली धाराएँ परिमाण में समान लेकिन दिशा में विपरीत रहती हैं, जिसके परिणामस्वरूप शून्य अंतर धारा होती है। जब आंतरिक दोष होते हैं - जैसे ग्राउंडिंग दोष - वाइंडिंग के बीच वर्तमान संतुलन टूट जाता है, जिससे एक मापने योग्य अंतर धारा उत्पन्न होती है। सुरक्षा प्रणाली दोष के प्रकार और स्थान को निर्धारित करने के लिए इस धारा के परिमाण और दिशा का विश्लेषण करती है, फिर प्रभावित सर्किट को डिस्कनेक्ट करने के लिए ट्रिप कमांड जारी करती है।

विशेष रूप से, ये ट्रांसफार्मर विभेदक रिले के साथ मिलकर काम करते हैं जो तब सक्रिय होते हैं जब विभेदक धारा पूर्वनिर्धारित सीमा से अधिक हो जाती है, जिससे सर्किट ब्रेकर चालू हो जाते हैं। संवेदनशीलता और विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए, प्रतिशत अंतर रिले जैसे अतिरिक्त उपायों को अक्सर नियोजित किया जाता है, ट्रांसफार्मर अनुपात त्रुटियों और दबाव धाराओं के लिए लेखांकन।

संरचनात्मक विविधताएँ

स्प्लिट-फ़ेज़ वर्तमान ट्रांसफार्मर दो प्राथमिक कॉन्फ़िगरेशन में आते हैं:

  • विंडो प्रकार:एक केंद्रीय उद्घाटन के साथ एक गोलाकार या आयताकार डिजाइन की विशेषता, ये बिजली केबलों या बसबारों को सीधे गुजरने की अनुमति देते हैं। उनकी कॉम्पैक्ट, सरल संरचना विभिन्न वोल्टेज स्तरों और वर्तमान क्षमताओं में आसान स्थापना और रखरखाव की सुविधा प्रदान करती है।
  • बार प्रकार:प्राथमिक वाइंडिंग के रूप में एक कंडक्टर बार को शामिल करते हुए, यह डिज़ाइन ट्रांसफार्मर की रेटेड वर्तमान और कम समय का सामना करने की क्षमता को बढ़ाता है, जिससे यह उच्च-वर्तमान अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है।
अनुप्रयोग

ये ट्रांसफार्मर संपूर्ण विद्युत नेटवर्क में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जिनमें शामिल हैं:

  • जेनरेटर सुरक्षा:चरण-दर-चरण शॉर्ट्स, टर्न-टू-टर्न दोष और ग्राउंड दोष सहित घुमावदार दोषों से सुरक्षा
  • ट्रांसफार्मर सुरक्षा:वाइंडिंग विफलताओं और टैंक दोषों का पता लगाना
  • बसबार सुरक्षा:पावर बसों में शॉर्ट सर्किट और ग्राउंडिंग दोषों की पहचान करना
  • मोटर सुरक्षा:आंतरिक वाइंडिंग विफलताओं से होने वाली क्षति को रोकना
तकनीकी मानक

प्रदर्शन और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए स्प्लिट-फ़ेज़ वर्तमान ट्रांसफार्मर के डिज़ाइन, निर्माण और परीक्षण को अंतरराष्ट्रीय और घरेलू मानकों का पालन करना चाहिए। प्रमुख मानकों में शामिल हैं:

  • सीएसए (कनाडाई मानक एसोसिएशन)
  • आईईसी (अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन)
  • NEMA (नेशनल इलेक्ट्रिकल मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन)
  • आईईईई (इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स संस्थान)

ये विनिर्देश संबंधित परीक्षण पद्धतियों के साथ-साथ रेटेड वोल्टेज/करंट, सटीकता वर्ग, कम समय में करंट झेलने, इन्सुलेशन शक्ति और तापमान वृद्धि सहित महत्वपूर्ण मापदंडों को नियंत्रित करते हैं।

चयन मानदंड

उपयुक्त विभाजन-चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर को चुनने के लिए कई कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है:

  • सिस्टम वोल्टेज और वर्तमान रेटिंग
  • सुरक्षा योजनाओं के लिए आवश्यक सटीकता वर्ग
  • शॉर्ट-सर्किट क्षमता मिलान सिस्टम आवश्यकताओं का सामना करता है
  • स्थापना बाधाएँ और भौतिक विन्यास
  • विशेष पर्यावरणीय आवश्यकताएँ (उच्च तापमान, आर्द्रता, विस्फोटक वातावरण)
एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन लाभ

कई निर्माता इन ट्रांसफार्मरों के लिए एपॉक्सी रेजिन एनकैप्सुलेशन तकनीक का उपयोग करते हैं, जो निम्नलिखित की पेशकश करते हैं:

  • बेहतर इन्सुलेशन गुण हाई-वोल्टेज ब्रेकडाउन को रोकते हैं
  • आंतरिक घटकों की सुरक्षा के लिए उन्नत यांत्रिक शक्ति
  • प्रभावी नमी और धूल प्रतिरोध विश्वसनीयता में सुधार
  • चुनिंदा फॉर्मूलेशन में ज्वाला-मंदक क्षमताएं
आधुनिकीकरण एवं उन्नयन

प्रदर्शन में गिरावट या बढ़ती सुरक्षा आवश्यकताओं के कारण पुराने बिजली बुनियादी ढांचे को अक्सर ट्रांसफार्मर उन्नयन की आवश्यकता होती है। मुख्य विचारों में शामिल हैं:

  • अनुपात, सटीकता और वायरिंग के संबंध में मौजूदा सुरक्षा प्रणालियों के साथ संगतता
  • विश्वसनीयता और परिचालन स्थिरता
  • तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करते हुए लागत-प्रभावशीलता
भविष्य के विकास

जैसे-जैसे स्मार्ट ग्रिड और डिजिटल सबस्टेशन विकसित होते हैं, स्प्लिट-चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर नए अवसरों और चुनौतियों का सामना करते हैं। उभरते रुझानों में शामिल हैं:

  • उन्नत डेटा प्रोसेसिंग के लिए डिजिटल सिग्नल रूपांतरण
  • स्व-निदान और अनुकूली अंशांकन जैसी बुद्धिमान विशेषताएं
  • उन्नत सामग्रियों का उपयोग करके कॉम्पैक्ट डिज़ाइन
  • कई कार्यों को संयोजित करने वाले एकीकृत सुरक्षा समाधान

विभेदक सुरक्षा प्रणालियों के मूलभूत घटकों के रूप में, स्प्लिट-चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर ग्रिड स्थिरता और सुरक्षा बनाए रखने में अपरिहार्य भूमिका निभाते हैं। तकनीकी प्रगति डिजिटल, बुद्धिमान, कॉम्पैक्ट और एकीकृत समाधानों की ओर उनके विकास को जारी रखेगी, जिससे आने वाले वर्षों के लिए विश्वसनीय बिजली प्रणाली संचालन सुनिश्चित होगा।

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विभाजित चरण सीटीएस बूस्ट पावर सिस्टम विभेदक सुरक्षा

विभाजित चरण सीटीएस बूस्ट पावर सिस्टम विभेदक सुरक्षा

एक विद्युत प्रणाली एक भव्य सिम्फनी ऑर्केस्ट्रा की तरह काम करती है, जिसमें विभिन्न घटक ऊर्जा प्रदान करने के लिए सामंजस्य बनाकर काम करते हैं। हालाँकि, जिस तरह एक ऑर्केस्ट्रा को असंगत स्वरों का सामना करना पड़ सकता है, उसी तरह विद्युत प्रणालियों को विघटनकारी दोषों का सामना करना पड़ता है। जब बिजली नेटवर्क के भीतर शॉर्ट सर्किट या ग्राउंडिंग दोष होते हैं - संगीत प्रदर्शन में बाधा डालने वाले कर्कश शोर के समान - वे संचालन को बाधित कर सकते हैं, उपकरण को नुकसान पहुंचा सकते हैं और सुरक्षा खतरे पैदा कर सकते हैं। इन गड़बड़ियों का तुरंत पता लगाने और उन्हें खत्म करने के लिए, विभेदक सुरक्षा प्रणालियाँ विकसित की गईं, जिनमें विभाजित-चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर उनके महत्वपूर्ण घटकों के रूप में काम कर रहे थे।

परिभाषा और कार्य

स्प्लिट-फ़ेज़ वर्तमान ट्रांसफार्मर विशेष उपकरण हैं जिनका उपयोग मुख्य रूप से बिजली प्रणाली अंतर सुरक्षा में किया जाता है। पारंपरिक वर्तमान ट्रांसफार्मर के विपरीत, उनमें दो स्वतंत्र वाइंडिंग या कॉइल होते हैं, जिनमें से प्रत्येक बिजली प्रणाली के एक चरण से वर्तमान सिग्नल प्राप्त करते हैं। इन वाइंडिंग्स से धाराओं की तुलना करके, सिस्टम ग्राउंड दोष, चरण-दर-चरण शॉर्ट्स, या प्रदर्शन में गिरावट सहित असामान्यताओं का पता लगा सकता है। विसंगतियों का पता चलने पर, सुरक्षा प्रणाली तुरंत दोषपूर्ण सर्किट को अलग करने के लिए सक्रिय हो जाती है, जिससे उपकरण और कर्मियों दोनों की सुरक्षा होती है।

परिचालन सिद्धांत

स्प्लिट-चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर किरचॉफ के वर्तमान कानून के आधार पर संचालित होता है। सामान्य परिस्थितियों में, दोनों वाइंडिंग्स के माध्यम से बहने वाली धाराएँ परिमाण में समान लेकिन दिशा में विपरीत रहती हैं, जिसके परिणामस्वरूप शून्य अंतर धारा होती है। जब आंतरिक दोष होते हैं - जैसे ग्राउंडिंग दोष - वाइंडिंग के बीच वर्तमान संतुलन टूट जाता है, जिससे एक मापने योग्य अंतर धारा उत्पन्न होती है। सुरक्षा प्रणाली दोष के प्रकार और स्थान को निर्धारित करने के लिए इस धारा के परिमाण और दिशा का विश्लेषण करती है, फिर प्रभावित सर्किट को डिस्कनेक्ट करने के लिए ट्रिप कमांड जारी करती है।

विशेष रूप से, ये ट्रांसफार्मर विभेदक रिले के साथ मिलकर काम करते हैं जो तब सक्रिय होते हैं जब विभेदक धारा पूर्वनिर्धारित सीमा से अधिक हो जाती है, जिससे सर्किट ब्रेकर चालू हो जाते हैं। संवेदनशीलता और विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए, प्रतिशत अंतर रिले जैसे अतिरिक्त उपायों को अक्सर नियोजित किया जाता है, ट्रांसफार्मर अनुपात त्रुटियों और दबाव धाराओं के लिए लेखांकन।

संरचनात्मक विविधताएँ

स्प्लिट-फ़ेज़ वर्तमान ट्रांसफार्मर दो प्राथमिक कॉन्फ़िगरेशन में आते हैं:

  • विंडो प्रकार:एक केंद्रीय उद्घाटन के साथ एक गोलाकार या आयताकार डिजाइन की विशेषता, ये बिजली केबलों या बसबारों को सीधे गुजरने की अनुमति देते हैं। उनकी कॉम्पैक्ट, सरल संरचना विभिन्न वोल्टेज स्तरों और वर्तमान क्षमताओं में आसान स्थापना और रखरखाव की सुविधा प्रदान करती है।
  • बार प्रकार:प्राथमिक वाइंडिंग के रूप में एक कंडक्टर बार को शामिल करते हुए, यह डिज़ाइन ट्रांसफार्मर की रेटेड वर्तमान और कम समय का सामना करने की क्षमता को बढ़ाता है, जिससे यह उच्च-वर्तमान अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है।
अनुप्रयोग

ये ट्रांसफार्मर संपूर्ण विद्युत नेटवर्क में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जिनमें शामिल हैं:

  • जेनरेटर सुरक्षा:चरण-दर-चरण शॉर्ट्स, टर्न-टू-टर्न दोष और ग्राउंड दोष सहित घुमावदार दोषों से सुरक्षा
  • ट्रांसफार्मर सुरक्षा:वाइंडिंग विफलताओं और टैंक दोषों का पता लगाना
  • बसबार सुरक्षा:पावर बसों में शॉर्ट सर्किट और ग्राउंडिंग दोषों की पहचान करना
  • मोटर सुरक्षा:आंतरिक वाइंडिंग विफलताओं से होने वाली क्षति को रोकना
तकनीकी मानक

प्रदर्शन और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए स्प्लिट-फ़ेज़ वर्तमान ट्रांसफार्मर के डिज़ाइन, निर्माण और परीक्षण को अंतरराष्ट्रीय और घरेलू मानकों का पालन करना चाहिए। प्रमुख मानकों में शामिल हैं:

  • सीएसए (कनाडाई मानक एसोसिएशन)
  • आईईसी (अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन)
  • NEMA (नेशनल इलेक्ट्रिकल मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन)
  • आईईईई (इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स संस्थान)

ये विनिर्देश संबंधित परीक्षण पद्धतियों के साथ-साथ रेटेड वोल्टेज/करंट, सटीकता वर्ग, कम समय में करंट झेलने, इन्सुलेशन शक्ति और तापमान वृद्धि सहित महत्वपूर्ण मापदंडों को नियंत्रित करते हैं।

चयन मानदंड

उपयुक्त विभाजन-चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर को चुनने के लिए कई कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है:

  • सिस्टम वोल्टेज और वर्तमान रेटिंग
  • सुरक्षा योजनाओं के लिए आवश्यक सटीकता वर्ग
  • शॉर्ट-सर्किट क्षमता मिलान सिस्टम आवश्यकताओं का सामना करता है
  • स्थापना बाधाएँ और भौतिक विन्यास
  • विशेष पर्यावरणीय आवश्यकताएँ (उच्च तापमान, आर्द्रता, विस्फोटक वातावरण)
एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन लाभ

कई निर्माता इन ट्रांसफार्मरों के लिए एपॉक्सी रेजिन एनकैप्सुलेशन तकनीक का उपयोग करते हैं, जो निम्नलिखित की पेशकश करते हैं:

  • बेहतर इन्सुलेशन गुण हाई-वोल्टेज ब्रेकडाउन को रोकते हैं
  • आंतरिक घटकों की सुरक्षा के लिए उन्नत यांत्रिक शक्ति
  • प्रभावी नमी और धूल प्रतिरोध विश्वसनीयता में सुधार
  • चुनिंदा फॉर्मूलेशन में ज्वाला-मंदक क्षमताएं
आधुनिकीकरण एवं उन्नयन

प्रदर्शन में गिरावट या बढ़ती सुरक्षा आवश्यकताओं के कारण पुराने बिजली बुनियादी ढांचे को अक्सर ट्रांसफार्मर उन्नयन की आवश्यकता होती है। मुख्य विचारों में शामिल हैं:

  • अनुपात, सटीकता और वायरिंग के संबंध में मौजूदा सुरक्षा प्रणालियों के साथ संगतता
  • विश्वसनीयता और परिचालन स्थिरता
  • तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करते हुए लागत-प्रभावशीलता
भविष्य के विकास

जैसे-जैसे स्मार्ट ग्रिड और डिजिटल सबस्टेशन विकसित होते हैं, स्प्लिट-चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर नए अवसरों और चुनौतियों का सामना करते हैं। उभरते रुझानों में शामिल हैं:

  • उन्नत डेटा प्रोसेसिंग के लिए डिजिटल सिग्नल रूपांतरण
  • स्व-निदान और अनुकूली अंशांकन जैसी बुद्धिमान विशेषताएं
  • उन्नत सामग्रियों का उपयोग करके कॉम्पैक्ट डिज़ाइन
  • कई कार्यों को संयोजित करने वाले एकीकृत सुरक्षा समाधान

विभेदक सुरक्षा प्रणालियों के मूलभूत घटकों के रूप में, स्प्लिट-चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर ग्रिड स्थिरता और सुरक्षा बनाए रखने में अपरिहार्य भूमिका निभाते हैं। तकनीकी प्रगति डिजिटल, बुद्धिमान, कॉम्पैक्ट और एकीकृत समाधानों की ओर उनके विकास को जारी रखेगी, जिससे आने वाले वर्षों के लिए विश्वसनीय बिजली प्रणाली संचालन सुनिश्चित होगा।