मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर्ससाठी मार्गदर्शक

 

 

मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर हे आधुनिक इलेक्ट्रिकल इन्फ्रास्ट्रक्चरचे मूलभूत घटक आहेत. असतानाउच्च व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरप्रामुख्याने लांब पल्ल्यांवरील बल्क पॉवर ट्रान्समिशनसाठी वापरले जाते-रेषा नुकसान कमी करण्यासाठी जनरेटर आउटपुट वाढवणे-मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर वितरण नेटवर्कमध्ये कार्य करतात, विद्युत उर्जेचे एका व्होल्टेज पातळीपासून दुसऱ्यामध्ये मध्यम श्रेणीमध्ये रूपांतर करतात. हे औद्योगिक, व्यावसायिक आणि उपयुक्तता प्रणालींमध्ये वीज सुरक्षित आणि कार्यक्षम वितरण सक्षम करते. मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरची वैशिष्ट्ये, प्रकार आणि निवड निकष समजून घेणे अभियंते, सुविधा व्यवस्थापक आणि इलेक्ट्रिकल सिस्टम डिझाइन आणि देखरेखीमध्ये गुंतलेल्या खरेदी व्यावसायिकांसाठी आवश्यक आहे.

 

 

१.१ व्याख्या

मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर हे एक इलेक्ट्रिकल उपकरण आहे जे मध्यम व्होल्टेज पातळी-सामान्यत: इनकमिंग डिस्ट्रिब्युशन व्होल्टेज-आणि शेवटच्या वापरासाठी योग्य-लोअर व्होल्टेज दरम्यान विद्युत उर्जेचे रूपांतर करते. व्यावहारिक भाषेत, मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरला अंदाजे व्होल्टेजवर वीज मिळते2.4 kV ते 69 kVआणि 480 V, 208 V, किंवा लोडसाठी आवश्यक असलेल्या इतर स्तरांसारख्या वापराच्या व्होल्टेजपर्यंत ते खाली आणते.

तुम्ही कोणत्या मानकांचा सल्ला घ्याल त्यानुसार अचूक व्होल्टेजच्या सीमा थोड्याशा बदलतात. एएनएसआय (अमेरिकन नॅशनल स्टँडर्ड्स इन्स्टिट्यूट) नुसार, मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर पासून व्होल्टेज हाताळू शकतात2.4 kV 69 kV पर्यंत. IEEE युनायटेड स्टेट्समधील मध्यम व्होल्टेज सिस्टमची व्याख्या सामान्यत: पासून5 kV ते 35 kVबहुतेक वितरण अनुप्रयोगांसाठी, उपकरणांसह सामान्यतः 5 kV किंवा 15 kV रेट केले जाते. युरोपमध्ये, मानक EN 50588-1 1.1 kV पेक्षा जास्त परंतु 36 kV पेक्षा जास्त नसलेल्या उपकरणांसाठी सर्वात जास्त व्होल्टेज असलेले मध्यम पॉवर ट्रान्सफॉर्मर म्हणून परिभाषित करते.

 

1.2 वीज वितरण प्रणालीमध्ये भूमिका

मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर कोठे बसतात हे समजून घेण्यासाठी, ते व्यापक पॉवर वितरण पदानुक्रम चित्रित करण्यास मदत करते:

जनरेशन → ट्रान्समिशन:पॉवर प्लांट तुलनेने कमी व्होल्टेजवर वीज निर्माण करतात, ज्याला नंतर उच्च किंवा अतिरिक्त-उच्च व्होल्टेज (115 kV ते 765 kV) पर्यंत कार्यक्षम लांब-प्रेषणासाठी वाढवले ​​जाते.

प्रसारण → वितरण:सबस्टेशन्सवर, प्राथमिक फीडरद्वारे वितरणासाठी उच्च व्होल्टेज मध्यम व्होल्टेज (सामान्यत: 5 kV ते 35 kV) पर्यंत खाली आणले जातात.

वितरण → ग्राहक:मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर अंतिम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मेशन प्रदान करतात, अंतिम-वापरणाऱ्या ग्राहकांसाठी वितरण व्होल्टेज वापरण्याच्या स्तरांवर (उदा. 480 V, 240 V, 120 V) खाली आणतात.

बऱ्याच प्रकरणांमध्ये, युटिलिटी मध्यम व्होल्टेजवर सुविधेला पॉवर वितरीत करते आणि कमी व्होल्टेजवर जाण्यासाठी सुविधेकडे स्वतःचा मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर असतो आणि चालवतो. ही व्यवस्था मध्यम व्होल्टेज सेवेशी संबंधित कमी उर्जा खर्चाचा लाभ घेण्यास सुविधेला अनुमती देते आणि मालकाला वीज गुणवत्तेवर अधिक नियंत्रण देते.

1.3 मुख्य मानके आणि अनुपालन

मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर विविध उद्योग मानकांनुसार तयार केले जातात, विशेषत: IEEE आणि IEC कडून. युनायटेड स्टेट्समध्ये, बहुतेक वितरण ट्रान्सफॉर्मरची वैशिष्ट्ये आणि कार्यक्षमता खाली येतातIEEE मानक C57.12.00(लिक्विड-मग्न वितरण, पॉवर आणि रेग्युलेटिंग ट्रान्सफॉर्मर्ससाठी मानक सामान्य आवश्यकता). तथापि, इतर अनेक मानके विशिष्ट ट्रान्सफॉर्मर प्रकार आणि अनुप्रयोगांवर लागू होतात:

• IEEE C57.12.01:ड्राय-प्रकार वितरण आणि पॉवर ट्रान्सफॉर्मरसाठी सामान्य सामान्य आवश्यकता
• IEEE C57.12.34:पॅड साठी आवश्यकता
• IEEE C57.12.28/29:पॅड-आरोहित उपकरण संलग्नक अखंडता
• IEC 60076:पॉवर ट्रान्सफॉर्मरसाठी आंतरराष्ट्रीय मानक मालिका, मध्यम पॉवर ट्रान्सफॉर्मरसह
• NEMA TP-1:वितरण ट्रान्सफॉर्मरसाठी ऊर्जा कार्यक्षमता निश्चित करण्यासाठी मार्गदर्शक
• DOE 10 CFR भाग 431:वितरण ट्रान्सफॉर्मरसाठी यूएस विभाग ऊर्जा कार्यक्षमता मानके

युनायटेड स्टेट्समधील स्थापनेसाठी, सह अनुपालननॅशनल इलेक्ट्रिकल कोड (NFPA 70)देखील अनिवार्य आहे. कॅनडा मध्ये, दकॅनेडियन इलेक्ट्रिकल कोड (CEC)लागू होते.

 

 

 

सर्व मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर समान तयार केले जात नाहीत. ट्रान्सफॉर्मर प्रकाराच्या निवडीचा खर्च, सुरक्षितता, स्थापना आवश्यकता आणि दीर्घकालीन विश्वासार्हता यावर सखोल परिणाम होतो.

 

२.१ द्रव-विसर्जन वि. कोरडे-प्रकार

मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर्समध्ये हा सर्वात मूलभूत फरक आहे.

या दोन कुटुंबांमधील व्यापार बंद- महत्त्वपूर्ण आहेत:

विशेषता	द्रव-विसर्जन	कोरडा-प्रकार
आगीचा धोका	उच्च-घरातील वापरासाठी अग्निसुरक्षा आवश्यक आहे	कमी-इनडोअर इंस्टॉलेशनसाठी योग्य
शीतकरण कार्यक्षमता	उत्कृष्ट (तेल उष्णता चांगले चालवते)	मध्यम (हवा अभिसरण वर अवलंबून)
देखभाल	वेळोवेळी तेल चाचणी आणि गाळण्याची प्रक्रिया आवश्यक आहे	कमी देखभाल
आयुर्मान	30-40 वर्षे सामान्य	20-30 वर्षे सामान्य
ठराविक अनुप्रयोग	आउटडोअर सबस्टेशन, उपयुक्तता वितरण	घरातील स्थापना, व्यावसायिक इमारती
प्रारंभिक खर्च	समान रेटिंगसाठी सामान्यतः कमी	समान रेटिंगसाठी सामान्यतः जास्त
पर्यावरणीय धोका	तेल गळतीमुळे माती दूषित होऊ शकते	द्रव नाही, गळतीचा धोका नाही

 

2.2 सबस्टेशन ट्रान्सफॉर्मर

2.3 पॅड-आरोहित ट्रान्सफॉर्मर

2.4 पोल-आरोहित ट्रान्सफॉर्मर

2.5 कास्ट राळ ट्रान्सफॉर्मर

 

 

 

ट्रान्सफॉर्मरच्या कोरचे भौतिक बांधकाम त्याची कार्यक्षमता, तोटा आणि कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्ये निर्धारित करते.

3.1 मुख्य साहित्य

कोर प्राथमिक आणि दुय्यम विंडिंग्स दरम्यान ऊर्जा हस्तांतरणासाठी चुंबकीय मार्ग म्हणून कार्य करते. त्याचे भौतिक गुणधर्म लोड हानी (कोर लॉस), कार्यक्षमता आणि तापमान वाढीवर थेट परिणाम करतात.

ग्रेन-सिलिकॉन स्टील (GOSS)मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरसाठी सर्वाधिक वापरलेली कोर सामग्री राहते. हे उच्च चुंबकीय पारगम्यता आणि कमी एडी वर्तमान नुकसान देते. GOSS हे प्राधान्यकृत धान्य अभिमुखतेसह इंजिनीयर केलेले आहे जे चुंबकीय प्रवाहाच्या दिशेने चुंबकीय डोमेन संरेखित करते, कार्यक्षमता वाढवते.

अनाकार धातू मिश्र धातुऊर्जा-कार्यक्षम वितरण ट्रान्सफॉर्मरसाठी पर्याय म्हणून उदयास आले आहेत. हे साहित्य अल्ट्रा-कमी लोखंडाचे नुकसान-सामान्यत: पारंपारिक सिलिकॉन स्टीलच्या तुलनेत ७०% ते ८०% कमी-परंतु उच्च सामग्रीच्या किमतीत देतात. ते ट्रान्सफॉर्मरसाठी विशेषतः आकर्षक आहेत जे विस्तारित कालावधीसाठी कमी भारांवर कार्य करतात.

नॅनोक्रिस्टलाइन मऊ चुंबकीय मिश्र धातुउच्च फ्रिक्वेन्सीवर उत्कृष्ट चुंबकीय गुणधर्म प्रदर्शित करतात आणि पारंपारिक 50/60 Hz वितरण युनिट्सऐवजी प्रामुख्याने इलेक्ट्रॉनिक किंवा विशेष{0}}उद्देश ट्रान्सफॉर्मरमध्ये वापरले जातात.

 

 

 

योग्य ट्रान्सफॉर्मर निवडणे त्याची मूलभूत रेटिंग समजून घेण्यापासून सुरू होते.

4.1 व्होल्टेज रेटिंग

प्रत्येक मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरमध्ये दोन गंभीर व्होल्टेज रेटिंग असतात: प्राथमिक व्होल्टेज (इनपुट बाजू) आणि दुय्यम व्होल्टेज (आउटपुट बाजू). उदाहरणार्थ, 13.8 kV/480 V रेट केलेला ट्रान्सफॉर्मर प्राथमिक बाजूस 13.8 kV प्राप्त करतो आणि दुय्यम बाजूस 480 V वितरित करतो.

ट्रान्सफॉर्मरमध्ये मूलभूत आवेग पातळी (BIL) देखील असते, जी विजेच्या स्ट्राइक किंवा स्विचिंग वाढीच्या वेळी इन्सुलेशन सहन करू शकणारे पीक व्होल्टेज दर्शवते. मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरसाठी, व्होल्टेज वर्ग आणि अनुप्रयोगावर अवलंबून, BIL रेटिंग 60 kV ते 150 kV किंवा त्याहून अधिक असते.

4.2 kVA रेटिंग

ट्रान्सफॉर्मरचे kVA (किलोव्होल्ट-अँपिअर) रेटिंग त्याची स्पष्ट उर्जा क्षमता दर्शवते-तो जास्त गरम न होता किती विद्युत प्रवाह वाहून नेऊ शकतो. मानक तीन-फेज मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर kVA आकारांमध्ये हे समाविष्ट आहे:30, 45, 75, 112.5, 150, 225, 300, 500, 750, 1,000, 1,500, 2,000, आणि 2,500 केव्हीए.

योग्य kVA रेटिंग निवडणे महत्वाचे आहे. कमी आकाराचा ट्रान्सफॉर्मर जास्त गरम होईल, इन्सुलेशनचे आयुष्य कमी करेल आणि संभाव्य अकाली बिघाड होईल. मोठ्या आकाराचा ट्रान्सफॉर्मर प्रारंभिक खर्च वाढवतो आणि हलक्या भारांवर अकार्यक्षमतेने कार्य करू शकतो, कारण भार कितीही असला तरी मूळ तोटा अस्तित्वात असतो.

4.3 तापमान वाढ आणि इन्सुलेशन वर्ग

ट्रान्सफॉर्मर तापमान वाढीच्या रेटिंगसह सूचीबद्ध केले जातात-सामान्यत: 80 अंश , 115 अंश , किंवा 150 अंश - जे संपूर्ण लोड अंतर्गत ट्रान्सफॉर्मरचे तापमान सभोवतालच्या तापमानापेक्षा किती वाढेल हे दर्शविते. 80 अंश वाढ असलेला ट्रान्सफॉर्मर 150 अंश वाढीसाठी रेट केलेल्यापेक्षा लक्षणीयरीत्या थंड चालतो, जो दीर्घ इन्सुलेशन लाइफ आणि उत्तम कार्यक्षमतेमध्ये अनुवादित होऊ शकतो, परंतु प्रारंभिक खर्च देखील जास्त असतो.

इन्सुलेशन वर्ग (वर्ग A 105 अंशावर, वर्ग B 130 अंशावर, वर्ग F 155 अंशावर, वर्ग H 180 अंशावर) इन्सुलेशन सामग्री लक्षणीय ऱ्हास न होता सहन करू शकणारे कमाल ऑपरेटिंग तापमान परिभाषित करतात.

 

 

 

ट्रान्सफॉर्मरचे विंडिंग ज्या पद्धतीने जोडले जातात त्यावरून त्याची कार्यक्षमता असंतुलित भार, हार्मोनिक्स आणि ग्राउंड फॉल्ट्ससह निर्धारित होते.

5.1 मूलभूत कनेक्शन प्रकार

तीन मूलभूत आहेतवळण कनेक्शनयोजना:

तारा (Wye) कनेक्शन (Y):प्रत्येक फेज विंडिंगचे एक टोक एका सामान्य बिंदूवर (तटस्थ) एकत्र जोडलेले असते. तारा कनेक्शन एक तटस्थ बिंदू प्रदान करतो जो ग्राउंड केला जाऊ शकतो.

डेल्टा कनेक्शन (D):टप्पे तटस्थ बिंदूशिवाय, बंद लूपमध्ये जोडलेले आहेत. डेल्टा कनेक्शन्स स्वाभाविकपणे संतुलित असतात आणि शून्य-क्रमांक प्रवाहांसाठी मार्ग प्रदान करतात.

झिगझॅग कनेक्शन (Z):मुख्यतः ग्राउंडिंग ट्रान्सफॉर्मर किंवा लहान पॉवर रेटिंगसह ट्रान्सफॉर्मरसाठी वापरले जाणारे विशेष कनेक्शन. झिगझॅग कनेक्शन सामान्यत: फक्त दुय्यम बाजूस वापरले जातात.

 

5.2 वेक्टर ग्रुप नोटेशन

ट्रान्सफॉर्मरचा वेक्टर गट वाइंडिंग कॉन्फिगरेशन आणि प्राथमिक आणि दुय्यम व्होल्टेजमधील फेज संबंधांचे वर्णन करतो. नोटेशन मानक स्वरूपाचे अनुसरण करते:

पहिले अक्षर (अपरकेस) प्राथमिक वळण कनेक्शन दर्शवते: डेल्टासाठी D, तारेसाठी Y, झिगझॅगसाठी Z.

दुसरे अक्षर (लोअरकेस) दुय्यम वळण कनेक्शन दर्शवते.

एक "n" सूचित करतो की तटस्थ बिंदू बाहेर आणला जातो.

संख्या घड्याळ-तास नोटेशनमध्ये फेज विस्थापन दर्शवते (अंतराचे अंश मिळविण्यासाठी 30 अंशाने गुणाकार करा).

5.3 Dyn11 आणि Yyn0 ची तुलना करणे

दोन वेक्टर गट वितरण अनुप्रयोगांवर वर्चस्व गाजवतात:Dyn11आणिYyn0.

Dyn11वैशिष्ट्ये डेल्टा-कनेक्ट केलेले प्राथमिक (डी) आणि तारा-तटस्थ (yn) सह दुय्यम जोडलेले, 330 अंश (घड्याळावर 11) फेज विस्थापनासह. डेल्टा प्राइमरी शून्य-सिक्वेंस करंट्स आणि ट्रॅपल हार्मोनिक्स (3रा, 9वा, इ. ट्रॅप) साठी एक परावर्तित मार्ग प्रदान करते, त्यांना पुरवठा ग्रिडमध्ये परत परावर्तित होण्यापासून प्रतिबंधित करते. Dyn11 असंतुलित भार देखील अपवादात्मकपणे हाताळते, ज्यामुळे संगणक, LED लाइटिंग आणि व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी ड्राइव्ह यांसारख्या रेखीय भारांसह आधुनिक वितरण प्रणालीसाठी ते पसंतीचे पर्याय बनते.

Yyn0वैशिष्ट्ये तारा-कनेक्ट केलेले प्राथमिक (Y) आणि तारा-न्युट्रल (yn) सह दुय्यम जोडलेले, शून्य फेज विस्थापनासह. तारा प्राथमिकमध्ये शून्य-अनुक्रम प्रवाहांसाठी परतीचा मार्ग नाही. परिणामी, ट्रिपलन हार्मोनिक्स प्राथमिक व्होल्टेजवर दिसू शकतात आणि असंतुलित भारांमुळे तटस्थ शिफ्ट होऊ शकते, ज्यामुळे फेज व्होल्टेज असंतुलन होऊ शकते. Yyn0 साधारणपणे कमीतकमी हार्मोनिक सामग्री आणि संतुलित भार असलेल्या अनुप्रयोगांपुरते मर्यादित आहे. एक अतिरिक्त मर्यादा आहे: Yyn0 ट्रान्सफॉर्मर्समध्ये, न्यूट्रल लाइन करंट दुय्यम वाइंडिंग रेटेड करंटच्या 25% पेक्षा जास्त नसावा, तर Dyn11 75% पर्यंत हाताळू शकतो.

थोडक्यात, बहुतेक आधुनिक ऍप्लिकेशन्ससाठी-विशेषत: नॉन-रेषीय भार, डेटा सेंटर्स, औद्योगिक प्लांट्स किंवा लक्षणीय सिंगल-फेज लोड्स-सह कोणत्याही सुविधांचा समावेश असलेल्या-Dyn11 हा निवडीचा वेक्टर गट आहे.

 

ट्रान्सफॉर्मरचा आकार योग्यरित्या आकारणे हा पॉवर सिस्टम डिझाइनमधील सर्वात महत्वाचा निर्णय आहे. या टप्प्यावर झालेल्या चुकांमुळे अनेक वर्षे अकार्यक्षमता किंवा अकाली अपयश येऊ शकते.

6.1 चरण-द्वारा-चरण आकार प्रक्रिया

पायरी 1: एकूण लोड पॉवरची गणना करा.ट्रान्सफॉर्मर-मोटार, लाइटिंग, HVAC, ऑफिस उपकरणे आणि उत्पादन यंत्रसामग्रीच्या डाउनस्ट्रीमशी जोडलेल्या सर्व लोड्सची यादी संकलित करा.

पायरी 2: एकाचवेळी घटक लागू करा.सर्व भार एकाच वेळी पूर्ण क्षमतेने चालत नाहीत. विविधता घटक (सामान्यत: 0.7 ते 0.9) या वास्तविकतेसाठी जबाबदार आहेत.

पायरी 3: मोटर सुरू करण्यासाठी खाते.स्टार्टअप दरम्यान मोटर्स सारख्या प्रेरक भार त्यांच्या सामान्य चालू प्रवाहाच्या 3 ते 7 पट काढतात. ट्रान्सफॉर्मरमध्ये जास्त व्होल्टेज ड्रॉप न करता हे इनरश करंट हाताळण्यासाठी पुरेशी क्षमता असणे आवश्यक आहे.

पायरी 4: सुरक्षा मार्जिन लागू करा.लोड चढउतार आणि भविष्यातील विस्तारासाठी 20% ते 30% अतिरिक्त क्षमता जोडा.

पायरी 5: ट्रान्सफॉर्मर क्षमतेची गणना करा.सूत्र वापरा:

ट्रान्सफॉर्मर क्षमता (kVA)=एकूण लोड पॉवर (kW) ÷ पॉवर फॅक्टर × सुरक्षा मार्जिन

बहुतेक औद्योगिक आणि व्यावसायिक भारांसाठी सामान्य उर्जा घटक 0.8 ते 0.95 पर्यंत असतात.

पायरी 6: पुढील मानक आकार निवडा.विभाग 4.2 मधील सूचीमधून सर्वात जवळच्या मानक kVA रेटिंग पर्यंत पूर्ण करा.

 

6.2 पर्यावरण आणि अनुप्रयोग विचार

आकाराची गणना ही फक्त सुरुवात आहे. तुमच्या अंतिम निवडीवर इतर अनेक घटक प्रभाव टाकतील:

• उच्च तापमान वातावरण:भारदस्त सभोवतालच्या तापमानात किंवा 1,000 मीटर उंचीवरील स्थापनेसाठी, कूलिंग आणि इन्सुलेशन कार्यक्षमता कमी झाल्यामुळे रेट क्षमता 5% ते 20% कमी करा.
• हार्मोनिक सामग्री:लक्षणीय नॉन-रेषीय भार असलेल्या प्रणालींना (व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी ड्राइव्ह, यूपीएस सिस्टम, एलईडी लाइटिंग, संगणक) एक ट्रान्सफॉर्मर आवश्यक असू शकतोके-फॅक्टर रेटिंगधीर न करता हार्मोनिक हीटिंग हाताळण्यासाठी.
• स्थापना वातावरण:ड्राय-प्रकारचे ट्रान्सफॉर्मर सामान्यतः इनडोअर इन्स्टॉलेशनसाठी प्राधान्य दिले जातात जेथे अग्नि सुरक्षा ही चिंता असते. लिक्विड-विसर्जन केलेली युनिट्स पुरेशी जागा आणि कंटेनमेंटसह बाहेरील स्थापनेसाठी अधिक किमतीची-प्रभावी आहेत.
• शॉक लोड:वेल्डर किंवा कंप्रेसर सारख्या लोडसाठी जे अचानक, उच्च वर्तमान मागणी लादतात, क्षमता 10% ते 30% वाढवा.

 

6.3 कार्यक्षमता आणि ऊर्जा मानके

ऊर्जा कार्यक्षमताऑपरेटिंग खर्च आणि नियामक आवश्यकता या दोन्हींद्वारे चालविलेल्या ट्रान्सफॉर्मरच्या निवडीमध्ये हा एक महत्त्वाचा विचार बनला आहे.

युनायटेड स्टेट्स मध्ये, दऊर्जा विभाग (DOE)वितरण ट्रान्सफॉर्मरसाठी अनिवार्य कार्यक्षमता मानके स्थापित केली आहेत, 1 जानेवारी 2016 पासून, 10 CFR भाग 431 अंतर्गत प्रभावी. ही मानके, त्या तारखेला किंवा त्यानंतर उत्पादित केलेल्या आणि कोणत्याही यूएस राज्यात विकल्या जाणाऱ्या कोणत्याही वितरण ट्रान्सफॉर्मरला लागू होणारी, येथे मोजलेल्या कार्यक्षमतेवर आधारित आहेत.35% भार-संशोधनाचे प्रतिबिंब दर्शविते की बहुतेक वितरण ट्रान्सफॉर्मर सरासरी रेट केलेल्या क्षमतेच्या अंदाजे 35% वर कार्य करतात.

सर्वोच्च कार्यक्षमतेची मागणी करणाऱ्या अनुप्रयोगांसाठी,NEMA प्रीमियमकार्यक्षमता ट्रान्सफॉर्मर DOE 2016 च्या आवश्यकतेपेक्षा अंदाजे 30% कमी नुकसान देतात. प्रारंभिक खर्च प्रीमियम महत्त्वपूर्ण असू शकतो, परंतु सतत लोड केलेल्या ट्रान्सफॉर्मरसाठी कमी झालेल्या उर्जेच्या नुकसानामुळे परतफेड कालावधी अनेकदा आकर्षक असतो.

 

६.४ प्रतिबाधा

ट्रान्सफॉर्मर प्रतिबाधा(टक्केवारी म्हणून व्यक्त) ट्रान्सफॉर्मर फॉल्ट करंट किती मर्यादित करतो आणि लोड अंतर्गत व्होल्टेज किती कमी होते हे निर्धारित करते. मानक वितरण ट्रान्सफॉर्मरमध्ये सामान्यत: 2% ते 8% पर्यंत प्रतिबाधा असतात. उच्च प्रतिबाधा फॉल्ट करंट कमी करते आणि डाउनस्ट्रीम उपकरणांचे संरक्षण करते परंतु व्होल्टेज ड्रॉप वाढवते.

 

 

 

ट्रान्सफॉर्मर सुरक्षितता, कार्यक्षमता आणि दीर्घायुष्यासाठी योग्य स्थापना महत्त्वपूर्ण आहे. कोड आवश्यकता पूर्ण करण्यात अयशस्वी होणाऱ्या स्थापनेमुळे अतिउष्णता, विद्युत धोके, तपासणी अयशस्वी आणि संभाव्य कायदेशीर दायित्वे होऊ शकतात.

7.1 क्लिअरन्स आणि कामाची जागा

नॅशनल इलेक्ट्रिकल कोड (NEC) ला तयार आणि सुरक्षित ऑपरेशन, देखभाल आणि तपासणीसाठी इलेक्ट्रिकल उपकरणांभोवती पुरेशी कार्यरत जागा आवश्यक आहे. मुख्य आवश्यकतांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• किमान स्पष्ट कार्यरत जागेची उंची:२.० मी (६.५ फूट)
• किमान स्पष्ट कार्यरत जागेची रुंदी:914 मिमी (3 फूट)
• समोर मंजुरी:तपासणी आणि देखरेखीसाठी ट्रान्सफॉर्मरच्या भिंतीसमोर किमान 3 फूट (0.9 मीटर)
• वायुवीजन मंजुरी:सामान्यत: 150 ते 300 मिमी (6 ते 12 इंच) हवेशीर पृष्ठभागांभोवती कोरड्या-प्रकारच्या ट्रान्सफॉर्मरला हवेचा प्रवाह विनाअडथळा होण्यासाठी

पॅड-माऊंट केलेल्या ट्रान्सफॉर्मरसाठी, विशिष्ट क्लिअरन्स आवश्यकता इंस्टॉलेशनवर अवलंबून असतात. NEC नेहमी स्पष्ट शब्दात डावीकडे, उजवीकडे आणि मागची मंजुरी लिहून देत नाही, परंतु स्थानिक कोड आणि निर्मात्याच्या सूचनांचे पालन करणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, एफएम ग्लोबलला, खनिज तेलाने भरलेल्या ट्रान्सफॉर्मरमध्ये २५ फूट अंतराची आवश्यकता असते, जरी कमी ज्वलनशील द्रव वापरणाऱ्या ट्रान्सफॉर्मरसाठी ही आवश्यकता शून्यावर घसरते-.

7.2 कंपार्टमेंट वेगळे करणे

मध्यम व्होल्टेजच्या स्थापनेसाठी, मध्यम व्होल्टेज आणि कमी व्होल्टेजचे कंपार्टमेंट स्टीलच्या अडथळ्याने वेगळे करणे आवश्यक आहे जे कंपार्टमेंट्सची पूर्ण उंची आणि खोली वाढवते. दोन्ही कंपार्टमेंट ANSI आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी शीट स्टीलचे बांधलेले असणे आवश्यक आहे.

7.3 ग्राउंडिंग

सुरक्षा आणि उपकरणांच्या संरक्षणासाठी योग्य ग्राउंडिंग आवश्यक आहे. ग्राउंडिंग प्रतिरोध विशेषत: येथे राखला पाहिजे10 ohms पेक्षा कमी किंवा समान. ट्रान्सफॉर्मर न्यूट्रल (असल्यास) सिस्टम डिझाइन आणि लागू कोड्सनुसार योग्यरित्या ग्राउंड केलेले असणे आवश्यक आहे. NEC कलम 250 मध्ये ग्राउंडिंग आवश्यकता तपशीलवार आहेत.

7.4 आग संरक्षण

तेलाने भरलेल्या ट्रान्सफॉर्मरसाठी-घरामध्ये किंवा इमारतींच्या जवळ बसवलेले अग्निसुरक्षा उपाय आवश्यक असू शकतात. यामध्ये हे समाविष्ट असू शकते:

• फायर-रेटेड भिंती किंवा अडथळे
• स्वयंचलित फायर सप्रेशन सिस्टम
• तेल प्रतिबंध (गळती कंटेनमेंट बेसिन किंवा तेल-कंटेनमेंट खड्डे)
• मोठ्या स्थापनेसाठी स्वयंचलित जलपूर प्रणाली

ट्रान्सफॉर्मरमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या द्रवपदार्थाचा प्रकार अग्निसुरक्षा आवश्यकतांवर देखील परिणाम करतो. कमी ज्वलनशील किंवा बायोडिग्रेडेबल द्रवपदार्थांनी भरलेले ट्रान्सफॉर्मर कमी मंजूरी आणि सरलीकृत अग्निसुरक्षा उपायांसाठी पात्र ठरू शकतात.

 

 

 

मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरचे संरक्षण करण्यासाठी एक समन्वित दृष्टीकोन आवश्यक आहे जो अंतर्गत दोष आणि बाह्य प्रणाली व्यत्यय दोन्ही संबोधित करतो.

८.१ अतिप्रवाह संरक्षण

ट्रान्सफॉर्मर ओव्हरकरंट संरक्षणासाठी NEC आवश्यकता ट्रान्सफॉर्मर प्रतिबाधावर अवलंबून असते. 6% किंवा त्यापेक्षा कमी प्रतिबाधा असलेल्या ट्रान्सफॉर्मरसाठी, NEC ला प्राथमिक आणि दुय्यम संरक्षण दोन्ही आवश्यक आहे. प्राथमिक फ्यूज प्राथमिक पूर्ण-लोड करंट (FLA) च्या 300% पेक्षा जास्त नसावा आणि 480 V वर दुय्यम ओव्हरकरंट डिव्हाइस दुय्यम FLA च्या 125% पेक्षा जास्त नसावा.

8.2 फ्यूज वि. सर्किट ब्रेकर्स

ट्रान्सफॉर्मर संरक्षणासाठी फ्यूज आणि सर्किट ब्रेकर्समधील निवडीमध्ये व्यापार-ऑफचा समावेश आहे:

अनेक वितरण नेटवर्क्समध्ये, एक संयोजन दृष्टीकोन वापरला जातो: शॉर्ट-सर्किट संरक्षणासाठी प्राथमिक बाजूला फ्यूज, कमी-व्होल्टेज मेन ब्रेकरसह एकत्रित जे ओव्हरलोड संरक्षण प्रदान करते.

 

 

 

 

 

अगदी विश्वासार्ह ट्रान्सफॉर्मरला त्याचे पूर्ण सेवा जीवन प्राप्त करण्यासाठी नियमित देखभाल आवश्यक आहे. एक चांगला-डिझाइन केलेला देखभाल कार्यक्रम ट्रान्सफॉर्मरचे आयुष्य सामान्य 20-30 वर्षे ते 40 वर्षे किंवा त्याहून अधिक वाढवू शकतो.

9.1 अंदाजे देखभाल

संभाव्य समस्या अयशस्वी होण्याआधी ते ओळखण्यासाठी भविष्यसूचक देखभाल निदान साधने वापरते.

• विरघळलेले वायू विश्लेषण (DGA):बुडलेल्या ट्रान्सफॉर्मरच्या तेलाचे-आरोग्य मूल्यांकन करण्यासाठी सर्वात शक्तिशाली साधन. इन्सुलेटिंग ऑइलमध्ये विरघळलेल्या वायूंचे विश्लेषण करून-हायड्रोजन, मिथेन, ॲसिटिलीन, इथिलीन-तंत्रज्ञ अतिउष्णता, चाप आणि इन्सुलेशन ब्रेकडाउन यासारख्या समस्या शोधू शकतात. रेग्युलर डीजीए बिघाड होण्याबाबत लवकर चेतावणी देते आणि देखभाल उपक्रमांना प्राधान्य देण्यास मदत करते.
• इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी (IR स्कॅनिंग):थर्मल इमेजिंग हॉटस्पॉट शोधते जे सैल कनेक्शन, उच्च-प्रतिरोधक सांधे, ओव्हरलोडिंग किंवा अयशस्वी इन्सुलेशन दर्शवते. कंपार्टमेंट-प्रकारच्या ट्रान्सफॉर्मरसाठी, IR कधीकधी खराब झालेले संपर्क किंवा इतर खराबी शोधू शकतो ज्यामुळे बाह्य पृष्ठभागावर तापमान वाढते.
• आंशिक डिस्चार्ज (पीडी) मॉनिटरिंग:आंशिक डिस्चार्ज हे इन्सुलेशन खराब होण्याचे प्रारंभिक सूचक आहेत. ट्रान्सफॉर्मरच्या इन्सुलेशन सिस्टीममध्ये होणारे इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज पूर्ण अपयशी होण्यापूर्वी ते शोधण्यासाठी पीडी मॉनिटरिंग सेन्सर वापरते.

9.2 प्रतिबंधात्मक देखभाल

प्रतिबंधात्मक देखभाल सामान्य झीज आणि झीज दूर करण्यासाठी एक निश्चित वेळापत्रक अनुसरण करते.

• नियमित तेलाचे नमुने आणि चाचणी:ब्रेकडाउन व्होल्टेज चाचण्या तेलाची इन्सुलेट शक्ती मोजतात; कमी BDV दूषितता किंवा आर्द्रता दर्शवते. कार्ल फिशर टायट्रेशन वापरून आर्द्रता मोजली पाहिजे आणि स्वीकार्य मर्यादेत ठेवली पाहिजे.
• बुशिंग तपासणी:क्रॅक, घाण साचणे आणि नुकसान यासाठी व्हिज्युअल तपासणी. कॅपेसिटन्स आणि टॅन डेल्टा चाचण्या बुशिंग इन्सुलेशनच्या स्थितीचे मूल्यांकन करतात.
• टॅप चेंजर देखभाल:ऑन-लोड टॅप चेंजर्स (OLTC) असलेल्या ट्रान्सफॉर्मरसाठी, तेलाची पातळी तपासली जाणे आवश्यक आहे, कार्बन साठ्यांसाठी संपर्कांची तपासणी करणे आणि साफ करणे आणि दूषित असल्यास तेल बदलणे आवश्यक आहे.
• घट्टपणा तपासणे आणि गळती शोधणे:इन्सुलेशनची अखंडता राखण्यासाठी आणि पर्यावरणीय दूषित होण्यापासून रोखण्यासाठी तेल गळती ओळखणे आणि त्वरित दुरुस्त करणे आवश्यक आहे.

9.3 तपासणी वारंवारता

विशिष्ट फ्रिक्वेन्सी ट्रान्सफॉर्मरच्या गंभीरतेवर आणि ऑपरेटिंग वातावरणावर अवलंबून असताना, सामान्य मार्गदर्शक तत्त्वांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• व्हिज्युअल तपासणी:मासिक ते त्रैमासिक, तेल पातळी, गळती, असामान्य आवाज आणि सामान्य स्थिती यावर लक्ष केंद्रित करणे
• इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी:गंभीर ट्रान्सफॉर्मरसाठी वार्षिक किंवा अधिक वारंवार
• तेलाचे नमुने आणि DGA:दरवर्षी मानक स्थापनेसाठी; गंभीर किंवा जास्त लोड केलेल्या ट्रान्सफॉर्मरसाठी वार्षिक अर्ध-
• विद्युत चाचणी (इन्सुलेशन प्रतिरोध, वळण प्रमाण, वळण प्रतिरोध):दर 2 ते 5 वर्षांनी
• सर्वसमावेशक दुरुस्ती:मोठ्या पॉवर ट्रान्सफॉर्मरसाठी दर 10 ते 15 वर्षांनी

 

 

 

मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर विविध प्रकारचे अनुप्रयोग देतात.

10.1 औद्योगिक सुविधा

उत्पादन संयंत्रे आणि कारखान्यांमध्ये, मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर मोठ्या मोटर्स, यंत्रसामग्री आणि उपकरणांना वीज पुरवतात ज्यांना चांगल्या कामगिरीसाठी उच्च व्होल्टेज पातळी आवश्यक असते. ऑटोमोटिव्ह, केमिकल प्रोसेसिंग, खाणकाम आणि स्टील मॅन्युफॅक्चरिंग यांसारखे उद्योग सामान्यत: स्वतःच्या मध्यम व्होल्टेज वितरण प्रणाली चालवतात, ट्रान्सफॉर्मर युटिलिटी व्होल्टेजला प्लांट डिस्ट्रिब्युशन व्होल्टेजपर्यंत खाली आणतात आणि अतिरिक्त ट्रान्सफॉर्मर मशीन वापराच्या पातळीपर्यंत खाली येतात.

10.2 व्यावसायिक इमारती

ऑफिस कॉम्प्लेक्स, शॉपिंग मॉल्स, हॉस्पिटल्स, हॉटेल्स आणि इतर व्यावसायिक आस्थापने प्रकाश, HVAC, लिफ्ट आणि इतर आवश्यक विद्युत भारांसाठी मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरवर अवलंबून असतात. मोठ्या व्यावसायिक इमारतींना बऱ्याचदा मध्यम व्होल्टेज (सामान्यत: 13.8 kV किंवा 4.16 kV) प्राथमिक सेवा मिळते, संपूर्ण इमारतीमध्ये वितरणासाठी 480 V पर्यंत खाली जाते, अतिरिक्त कमी- ट्रान्सफॉर्मर 120/208 V लोड सर्व्ह करतात.

10.3 युटिलिटी सबस्टेशन

इलेक्ट्रिक युटिलिटिज मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर वापरतात ज्यामुळे ट्रान्समिशन लाइन्समधून व्होल्टेज कमी करण्यासाठी निवासी आणि व्यावसायिक ग्राहकांना वितरणासाठी योग्य ते खालच्या स्तरापर्यंत पोहोचते. हे युटिलिटी-मालकीचे ट्रान्सफॉर्मर वितरण प्रणालीचा कणा बनतात.

10.4 नवीकरणीय ऊर्जा प्रणाली

सोलर आणि विंड फार्ममध्ये व्युत्पन्न वीज ग्रीडला जोडण्यासाठी मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर समाविष्ट केले जातात. नवीकरणीय ऊर्जेची सतत वाढ होत असताना, विशेषत: या ऍप्लिकेशन्ससाठी डिझाइन केलेल्या मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरची मागणी-ज्यात द्विदिशीय उर्जा प्रवाह आणि विस्तृत व्होल्टेज चढ-उतार हाताळणाऱ्या डिझाइन्ससह- मोठ्या प्रमाणात वाढली आहे.

10.5 डेटा केंद्रे

मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरसाठी डेटा केंद्रे सर्वात जास्त मागणी असलेल्या अनुप्रयोगांपैकी आहेत. त्यांना अत्यंत उच्च विश्वासार्हता (अनेकदा N+1 किंवा 2N रिडंडंसी), उत्कृष्ट उर्जा गुणवत्ता आणि सतत ऑपरेशनमुळे उच्च कार्यक्षमता आवश्यक असते. बहुतेक डेटा सेंटर्स मध्यम व्होल्टेज सेवा वापरतात (बहुतेकदा 13.8 kV किंवा 15 kV) 480 V पर्यंत खाली उतरतात, दुय्यम ट्रान्सफॉर्मर UPS प्रणाली आणि वीज वितरण युनिट्सना फीड करतात.

10.6 आरोग्य सुविधा

रुग्णालये आणि आरोग्य सेवा सुविधा मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर वापरतात ज्यामुळे अनेक कमी-स्विचबोर्ड फीड केले जातात, स्वतंत्र ट्रान्सफॉर्मर गंभीर शाखा, जीवन सुरक्षा शाखा आणि सामान्य पॉवर शाखांना सेवा देतात जेणेकरून कोणत्याही अपयशी परिस्थितीत आवश्यक प्रणाली कार्यरत राहतील.

 

 

 

मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरसह काम करताना सुरक्षा प्रोटोकॉलचे कठोर पालन करण्याची आवश्यकता आहे. या उपकरणांमध्ये उच्च व्होल्टेज असतात आणि महत्त्वपूर्ण विद्युत धोके निर्माण करतात:

• केवळ पात्र कर्मचारीमध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर हाताळले पाहिजे किंवा काम केले पाहिजे.
• नेहमी ऊर्जावान करा-ट्रान्सफॉर्मर आणि जवळ येण्यापूर्वी शून्य व्होल्टेज सत्यापित करा.
• ट्रान्सफॉर्मर ग्राउंड कराडी-उर्जेनंतर आणि कोणतेही काम करण्यापूर्वी.
• योग्य दृष्टीकोन अंतर राखाव्होल्टेज स्तरावर आधारित.
• योग्य वैयक्तिक संरक्षणात्मक उपकरणे (पीपीई) वापराउपलब्ध फॉल्ट करंटसाठी रेट केलेले.
• लॉकआउट/टॅगआउट (LOTO) प्रक्रियेचे अनुसरण कराOSHA नियमांनुसार आवश्यक आहे.

 

 

 

मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरसाठी मालकीची एकूण किंमत प्रारंभिक खरेदी किंमतीपेक्षा खूप जास्त आहे.

प्रारंभिक खरेदी खर्चप्रकारानुसार लक्षणीयरीत्या बदलते: कोरड्या-प्रकारच्या ट्रान्सफॉर्मरची किंमत सामान्यत: द्रव-समान रेटिंगच्या विसर्जित युनिट्सपेक्षा जास्त असते, तर प्रीमियम-कार्यक्षमता युनिट्सची किंमत मानक-कार्यक्षमतेच्या मॉडेलपेक्षा जास्त असते.

स्थापना खर्चसाइटची तयारी, काँक्रीट पॅड किंवा फाउंडेशन, इलेक्ट्रिकल कनेक्शन, ग्राउंडिंग, अग्निसुरक्षा (आवश्यक असल्यास), आणि भविष्यातील प्रवेशासाठी क्लिअरन्स विचारांचा समावेश करा.

ऊर्जेची हानीसर्वात लक्षणीय चालू ऑपरेटिंग खर्चाचे प्रतिनिधित्व करते. कोणतेही-लोड हानी (मुख्य नुकसान) दिवसाचे 24 तास, वर्षातील 365 दिवस, भार कितीही असो. लोड लॉस (तांबे नुकसान) लोड करंटच्या वर्गानुसार बदलतात. मध्यम भारांवर सतत कार्यरत असलेल्या ट्रान्सफॉर्मरसाठी, ३०- वर्षांच्या आयुष्यातील ऊर्जेची हानी प्रारंभिक खरेदी किंमतीपेक्षा जास्त असू शकते. कमी तोट्यासह उच्च-कार्यक्षमतेच्या ट्रान्सफॉर्मरमध्ये गुंतवणूक केल्याने अनेकदा आकर्षक आर्थिक परतावा मिळतो.

देखभाल खर्चट्रान्सफॉर्मर प्रकारावर अवलंबून असते (लिक्विड-विसर्जनासाठी नियमित तेल चाचणी आवश्यक असते, कोरड्या-प्रकाराला कमी आवश्यक असते), इंस्टॉलेशनचे स्थान आणि ऑपरेशन्सची गंभीरता.

जीवन विल्हेवाट किंवा पुनर्वापराच्या खर्चाची--समाप्तीतेल-विसर्जन केलेल्या ट्रान्सफॉर्मरसाठी, विशेषत: जुन्या युनिट्समध्ये दूषित तेल किंवा पॉलीक्लोरिनेटेड बायफेनिल्स (पीसीबी) असलेल्यांसाठी महत्त्वपूर्ण असू शकते.

 

 

 

मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर हे एक शाश्वत तंत्रज्ञान-शतकाहून जुने आहे, तरीही कार्यक्षमता, विश्वासार्हता आणि पर्यावरणीय कार्यक्षमतेच्या नवीन मागण्या पूर्ण करण्यासाठी सतत विकसित होत आहे. ते उच्च-व्होल्टेज ट्रान्समिशन ग्रिड आणि कमी-व्होल्टेज प्रणाली यांच्यातील कनेक्शन आहेत जे आपल्या जगाला शक्ती देतात.

हे ट्रान्सफॉर्मर निवडणे, स्थापित करणे आणि देखरेख करणे हे एक बहुविद्याशाखीय उपक्रम आहे ज्यासाठी विद्युत तत्त्वे, सुरक्षा कोड, यांत्रिक विचार आणि आर्थिक व्यापार-समजून घेणे आवश्यक आहे. एक चांगला-निवडलेला, योग्यरित्या स्थापित केलेला आणि परिश्रमपूर्वक सांभाळलेला मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर दशकभर विश्वसनीय सेवा प्रदान करेल. कमी आकाराचे, चुकीचे लागू केलेले किंवा दुर्लक्षित युनिट समस्यांचे सतत स्रोत बनू शकते, ऊर्जा खर्च वाढवू शकते, ऑपरेशनमध्ये व्यत्यय आणू शकते आणि सुरक्षितता धोके निर्माण करू शकते.

तुम्ही नवीन सुविधेची रचना करत असाल, वृद्धत्वाची उपकरणे बदलत असाल किंवा तुमच्या विद्यमान सिस्टीममधील ट्रान्सफॉर्मर अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्याचा प्रयत्न करत असाल, या मार्गदर्शकामध्ये वर्णन केलेली तत्त्वे योग्य निर्णय घेण्यासाठी एक फ्रेमवर्क प्रदान करतात. तपशिलांकडे लक्ष द्या-व्होल्टेज रेटिंग, वेक्टर ग्रुप, इन्सुलेशन क्लास, क्लिअरन्स, देखभाल वेळापत्रक-आणि तुमचा मध्यम व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर तुम्हाला शांत, कार्यक्षम, दीर्घकाळ सेवा देईल-.