सुरक्षा एवं मीटरिंग के लिए धारा ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन गाइड

सुरक्षा एवं मीटरिंग के लिए धारा ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन गाइड

करंट ट्रांसफॉर्मर (सीटी) सटीक उपकरण हैं जो रिले और मीटर के लिए प्राथमिक धाराओं को मानक माध्यमिक मानों में बदलते हैं। सीटी के डिज़ाइन में चुंबकीय प्रदर्शन, तापीय सीमा और यांत्रिक मजबूती के बीच संतुलन बनाना शामिल है ताकि विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत सटीकता आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके।

संक्षिप्त परिभाषा: करंट ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन वह इंजीनियरिंग प्रक्रिया है जिसमें प्राथमिक धाराओं को स्केल युक्त माध्यमिक मान पर सटीक रूप से पुन: उत्पन्न करने के लिए कोर सामग्री, वाइंडिंग विन्यास और इन्सुलेशन प्रणालियों का चयन किया जाता है।

मुख्य परियोजना निष्कर्ष

• सीटी डिज़ाइन सटीकता, सुरक्षा और परीक्षण के लिए आईईसी 61869-2 और आईईईई सी57.13 मानकों के अनुरूप होना चाहिए।
• दोष के दौरान सीटी की विश्वसनीयता को कोर संतृप्ति, बोझ के आकार और तापीय प्रदर्शन निर्धारित करते हैं।
• एनवेई इलेक्ट्रिक सुरक्षा, मीटरिंग और डिजिटल सबस्टेशन अनुप्रयोगों के लिए अभिकल्पित सीटी प्रदान करता है।
• आईईसी, आईईईई और नर्क से बाहरी संदर्भ विशिष्टताओं, परीक्षण और रखरखाव प्रोटोकॉल का मार्गदर्शन करते हैं।

डिज़ाइन उद्देश्यों को परिभाषित करना

डिज़ाइनर पहले स्पष्ट करते हैं कि सीटी सुरक्षा, मीटरिंग या दोहरी भूमिका के लिए सेवा प्रदान करता है। सुरक्षा सीटी खराबी के दौरान संतृप्ति से बचने के लिए संक्रमण प्रदर्शन और उच्च नील-बिंदु वोल्टेज पर प्राथमिकता देते हैं। मीटरिंग सीटी लोड सीमा के भीतर सटीकता पर ध्यान केंद्रित करते हैं। पर्यावरणीय स्थितियां, माउंटिंग सीमाएं और स्विचगियर के साथ एकीकरण ज्यामिति और निरोधन विकल्पों को प्रभावित करते हैं।

चुंबकीय परिपथ के मूल सिद्धांत

सीटी कोर एक चुंबकीय परिपथ का निर्माण करता है जो प्राथमिक धारा द्वारा उत्पन्न फ्लक्स का मार्गदर्शन करता है। कोर का अनुप्रस्थ क्षेत्र और चुंबकीय पथ की लंबाई चुंबकित धारा और संतृप्ति विशेषताओं को निर्धारित करते हैं। डिज़ाइनर चुंबकित धारा को कम से कम करने के लिए उच्च-पारगम्यता सामग्री का उपयोग करते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि द्वितीयक धारा प्राथमिक तरंगरूप का अनुसरण करे।

हवा के अंतर, जो अक्सर अवांछित होते हैं, विशेष सीटी में संतृप्ति को नियंत्रित करने के लिए जानबूझकर पेश किए जा सकते हैं। हालाँकि, अंतर चुंबकीयकरण धारा को बढ़ाते हैं और प्रामाणिकता कम करते हैं, इसलिए उनका सावधानीपूर्वक मॉडलन किया जाना चाहिए।

मानकों का संरेखण और संदर्भ

• IEC 61869-2:2012 — प्रामाणिकता वर्गों, ऊष्मीय सीमाओं और परीक्षण प्रक्रियाओं को प्रदान करता है। स्रोत: IEC
• IEEE C57.13-2016 — उत्तरी अमेरिका में यंत्र ट्रांसफार्मर आवश्यकताओं को कवर करता है। स्रोत: IEEE
• NERC PRC-005 — सुरक्षा प्रणाली घटकों के लिए रखरखाव अंतराल को रेखांकित करता है। स्रोत: NERC

अनुपालन सुनिश्चित करता है कि सीटी वैश्विक प्रामाणिकता अपेक्षाओं और नियामक लेखा परीक्षण आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

कोर डिजाइन गणना

डिजाइनर चुने गए पदार्थ के लिए अनुमत अधिकतम फ्लक्स घनत्व का उपयोग करके कोर के अनुप्रस्थ क्षेत्र की गणना करते हैं, प्राथमिक धारा, टर्न अनुपात और आवृत्ति को ध्यान में रखते हुए। चरम दोष स्थितियों के तहत फ्लक्स घनत्व संतृप्ति सीमा से नीचे रहना चाहिए।

कोर विशेषताओं और टर्न अनुपात से कन-पॉइंट वोल्टेज की गणना की जाती है, जिससे सुनिश्चित होता है कि संरक्षण सीटी आउटपुट को बनाए रखेंगे जब माध्यमिक परिपथों को उच्च भार का सामना करना पड़े। इंजीनियर निर्दिष्ट वर्गों के भीतर सटीकता सत्यापित करने के लिए चुंबकीकरण धारा और उत्तेजना वक्र भी निर्धारित करते हैं।

वाइंडिंग और भार पर विचार

माध्यमिक वाइंडिंग डिज़ाइन में वांछित अनुपात प्राप्त करने और थर्मल भार संभालने के लिए चालक गेज और घुमावों की संख्या का चयन शामिल है। वाइंडिंग प्रतिरोध और लीकेज प्रतिक्रिया समग्र भार में योगदान देते हैं और इन्हें न्यूनतम रखा जाना चाहिए।

भार गणना में जुड़े उपकरण—मीटर, रिले—के साथ-साथ लीड प्रतिरोध शामिल है। सटीकता बनाए रखने के लिए कुल भार नाममात्र मान से कम रहना चाहिए। कुछ डिज़ाइनों में संरक्षण और मीटरिंग परिपथों के लिए अलग रूप से कई माध्यमिक वाइंडिंग शामिल होती हैं।

कोर और वाइंडिंग सामग्री का चयन

संरक्षण सीटी में उच्च संतृप्ति चुंबकीय फ्लक्स घनत्व के लिए अक्सर ग्रेन-उन्मुख सिलिकॉन इस्पात या नैनोक्रिस्टलीय सामग्री का उपयोग किया जाता है। मीटरिंग सीटी कम धाराओं पर सटीकता में सुधार के लिए अमॉर्फस मिश्र धातुओं का उपयोग कर सकते हैं। द्वितीयक वाइंडिंग के इन्सुलेशन के लिए एनामेल-लेपित तांबे के तार का उपयोग किया जाता है, जिसे वोल्टेज वर्ग के आधार पर एपॉक्सी, माइलर या नोमेक्स परतों के साथ पूरक बनाया जाता है।

यांत्रिक डिज़ाइन में समर्थन संरचनाएं, क्लैम्पिंग फ्रेम और लघु-परिपथ बलों का सामना करने के लिए राल संवरण शामिल होते हैं। बाहरी सीटी के लिए मौसम-रोधी आवास की आवश्यकता होती है, जबकि आंतरिक सीटी स्विचगियर कक्षों के साथ एकीकृत होते हैं।

तापीय और यांत्रिक प्रदर्शन

सीटी तांबे की हानि और कोर हिस्टेरिसिस के माध्यम से ऊष्मा उत्पन्न करते हैं। तापीय मॉडलिंग यह सुनिश्चित करती है कि तापमान वृद्धि आईईसी सीमा के भीतर रहे। डिजाइनर प्रभावी ढंग से ऊष्मा को निकालने के लिए ढलवां एपॉक्सी या तेल-निर्मग्न आवास का उपयोग कर सकते हैं।

लघु-परिपथ बल कई kN से अधिक हो सकते हैं, विशेष रूप से उच्च-धारा अनुप्रयोगों में। सीटी फ्रेम, समर्थन ब्रैकेट और इन्सुलेशन विरूपण या इन्सुलेशन विफलता से बचने के लिए यांत्रिक तनाव का प्रतिरोध करने में सक्षम होने चाहिए।

परीक्षण और मान्यता

प्रोटोटाइप सीटी को अनुपात सटीकता परीक्षण, ध्रुवता जाँच, विद्युत रोधन परीक्षण, लघु-समय धारा सहनशीलता और आंशिक निर्वहन मापन जैसे नियमित, प्रकार और विशेष परीक्षणों से गुजारा जाता है। उत्तेजना वक्र घुटने-के-बिंदु वोल्टेज की पुष्टि करते हैं, जबकि तापमान वृद्धि परीक्षण थर्मल डिज़ाइन की पुष्टि करते हैं।

पारंपरिक मॉडलिंग उपकरण, जैसे परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए), भौतिक परीक्षण से पहले चुंबकीय फ्लक्स वितरण और यांत्रिक तनाव को सत्यापित करने में सहायता करते हैं। एनवेई इलेक्ट्रिक की प्रयोगशालाएँ ग्राहक विनिर्देशों और अंतरराष्ट्रीय मानकों के साथ अनुपालन को प्रमाणित करने के लिए डेटा एकत्र करती हैं।

करंट ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन के लिए इंजीनियर चेकलिस्ट

• अनुप्रयोग की पहचान करें: सुरक्षा, मीटरिंग, या संयुक्त।
• संतृप्ति से बचने के लिए कोर सामग्री का चयन करें और अनुप्रस्थ क्षेत्रफल निर्धारित करें।
• टर्न अनुपात, घुटने-के-बिंदु वोल्टेज और चुंबकित धारा की गणना करें।
• जुड़े उपकरणों और वायरिंग सहित बोझ का आकलन करें।
• संचालन वातावरण के लिए विद्युत रोधन, तापीय प्रबंधन और यांत्रिक समर्थन की योजना बनाएं।
• आईईसी 61869-2 और आईईईई सी57.13 के अनुसार मान्यकरण परीक्षण की योजना बनाएं।

एनवेई इलेक्ट्रिक की सीटी डिज़ाइन विशेषज्ञता

एनवेई इलेक्ट्रिक मध्यम और निम्न वोल्टेज सीटी का निर्माण कस्टमाइज़ेबल अनुपात, सटीकता वर्गों और इन्सुलेशन प्रणालियों के साथ करता है। उत्पाद विकल्पों का अन्वेषण करें https://www.enweielectric.com/products/current-transformersपर। स्विचगियर ( https://www.enweielectric.com/products/switchgear) और ट्रांसफार्मर ( https://www.enweielectric.com/products/transformers) के साथ एकीकरण सुसंगत प्रणाली प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।

करंट ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन पर इंजीनियरिंग अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

दोष के दौरान आप सीटी संतृप्ति को कैसे रोकते हैं?

उच्च नीलांक वोल्टेज के लिए डिज़ाइन करें जो उपयुक्त कोर सामग्री का चयन करके, घुमावों की संख्या बढ़ाकर और भार को नाममात्र सीमा के भीतर रखकर किया जाता है।

क्या एकल सीटी संरक्षण और मीटरिंग दोनों के लिए काम कर सकता है?

हाँ, विभिन्न सटीकता वर्गों के लिए डिज़ाइन किए गए दोहरे द्वितीयक वाइंडिंग के साथ, लेकिन पार-प्रभाव से बचने के लिए सावधानीपूर्वक भार प्रबंधन आवश्यक है।

एनवेई इलेक्ट्रिक कौन-सा डिज़ाइन समर्थन प्रदान करता है?

एनवेई इलेक्ट्रिक संरक्षण या मीटरिंग आवश्यकताओं के अनुरूप सीटी (CTs) वितरित करने के लिए अनुप्रयोग इंजीनियरिंग, अनुपात चयन और सत्यापन परीक्षण प्रदान करता है।

कॉल टू एक्शन: एनवेई इलेक्ट्रिक के साथ सटीक सीटी (CTs) का इंजीनियरिंग करें

सटीक माप और विश्वसनीय संरक्षण के लिए मजबूत करंट ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन आवश्यक है। इंजीनियर्ड सीटी (CTs) समाधान, परीक्षण और प्रणाली एकीकरण समर्थन के लिए एनवेई इलेक्ट्रिक के साथ साझेदारी करें। अपने करंट ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन प्रोजेक्ट को तेज़ करने के लिए आज ही एनवेई इलेक्ट्रिक से संपर्क करें।

परियोजना अनुप्रयोग

एनवेई इलेक्ट्रिक उत्पाद हब में वास्तविक दुनिया के तैनाती उदाहरण और गैलरी हाइलाइट्स देखें:

• वितरण और औद्योगिक परियोजनाओं के लिए ट्रांसफॉर्मर समाधान वितरण और औद्योगिक परियोजनाओं के लिए।
• मध्यम- और निम्न-वोल्टेज नियंत्रण कक्षों को कवर करने वाले स्विचगियर पोर्टफोलियो मध्यम- और निम्न-वोल्टेज नियंत्रण कक्षों को कवर करते हैं।
• परिशुद्ध मीटरिंग और सुरक्षा का समर्थन करने वाली करंट ट्रांसफॉर्मर रेंज परिशुद्ध मीटरिंग और सुरक्षा का समर्थन करते हैं।
• प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन जो ट्रांसफॉर्मर, स्विचगियर और पैनलों को एकीकृत करते हैं।