11kV तेल डूबे ट्रांसफार्मर की नो-लोड और लोड हानि: गणना और मानक - ज्ञान

1 परिचय

11kV के चयन, निविदा और दीर्घकालिक परिचालन मूल्यांकन के लिएतेल में डूबे वितरण ट्रांसफार्मर, नो-लोड लॉस और लोड लॉस दो प्राथमिक तकनीकी पैरामीटर हैं। वे सीधे ट्रांसफार्मर के जीवन-चक्र की ऊर्जा खपत, तापमान वृद्धि, बिजली व्यय और ऊर्जा दक्षता वर्ग का निर्धारण करते हैं। कई खरीद इंजीनियर और वितरण रखरखाव कर्मी इन दो हानि श्रेणियों की भौतिक उत्पत्ति, गणना दृष्टिकोण और मानक सीमाओं को भ्रमित करते हैं। ट्रांसफार्मर के सक्रिय होने के बाद नो-लोड हानियाँ लगातार उत्पन्न होने वाली हानियाँ हैं। लोड हानियाँ आउटपुट लोड के साथ बढ़ने वाली परिवर्तनशील हानियाँ हैं। यह आलेख 11kV तेल में डूबे ट्रांसफार्मर के नो-लोड और लोड हानि के लिए उत्पादन तंत्र, गणना सूत्र और परीक्षण प्रक्रियाओं को व्यवस्थित रूप से समझाता है। यह प्रमुख आईईसी और जीबी मानकों के तहत सीमा मूल्यों, परीक्षण स्थितियों और स्वीकृति सहनशीलता की व्याख्या भी करता है, ऊर्जा खपत गणना, समाधान तुलना और उपकरण स्वीकृति में इंजीनियरिंग पेशेवरों की सहायता करता है।

2. नो-लोड लॉस (कोर लॉस) की परिभाषा और सिद्धांत

नो-लोड हानि, जिसे कोर हानि के रूप में भी जाना जाता है, सक्रिय बिजली हानि को संदर्भित करता है जब रेटेड आवृत्ति और रेटेड वोल्टेज को एक वाइंडिंग पर लागू किया जाता है जबकि दूसरी वाइंडिंग को लोड के बिना खुला-सर्किट रखा जाता है। एक बार जब ट्रांसफार्मर ग्रिड से जुड़ जाता है और चुम्बकित हो जाता है, तो लोड करंट से स्वतंत्र, नो-लोड लॉस लगातार 24 घंटे बिजली की खपत करता है।
नो-लोड लॉस में हिस्टैरिसीस लॉस और एडी करंट लॉस शामिल हैं। प्रत्यावर्ती वोल्टेज समय-समय पर लौह कोर को चुम्बकित और विचुम्बकित करता है। सिलिकॉन स्टील शीट के अंदर चुंबकीय डोमेन बार-बार पलटते हैं और घर्षण गर्मी पैदा करते हैं, जिससे हिस्टैरिसीस हानि उत्पन्न होती है। वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह स्टील लेमिनेशन के अंदर परिसंचारी धाराओं को प्रेरित करता है, जिससे भंवर धारा हानि उत्पन्न होती है। आधुनिक 11kVतेल में डूबे ट्रांसफार्मरकोल्ड रोल्ड ग्रेन-ओरिएंटेड (सीआरजीओ) सिलिकॉन स्टील को व्यापक रूप से अपनाएं। पतले लेमिनेशन और अनुकूलित एनीलिंग विशिष्ट कोर हानि को कम करते हैं। नो-लोड परीक्षण के दौरान उत्तेजना वाइंडिंग में तांबे की मामूली हानि इंजीनियरिंग गणना के लिए नगण्य है।
नो-लोड लॉस के लिए इंजीनियरिंग फॉर्मूला:

पी0=K0×p0×Gcore
P0: वाट्स में नो-लोड हानि
K0: कोर फैब्रिकेशन फैक्टर (1.1~1.3, लेमिनेशन जोड़ों और मशीनिंग तनाव से प्रभावित)
p0: सिलिकॉन स्टील का विशिष्ट कोर नुकसान (डब्ल्यू/किग्रा, सामग्री फैक्टरी मूल्य)
जीकोर: कुल कोर वजन किलो में

3. भार हानि (तांबा हानि) की परिभाषा एवं सिद्धांत

लोड लॉस, जिसे आमतौर पर कॉपर लॉस कहा जाता है, ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग्स के माध्यम से करंट प्रवाहित होने पर उत्पन्न परिवर्तनीय हानि है। मानक परीक्षणों में, कम वोल्टेज वाइंडिंग को शॉर्ट-सर्किट किया जाता है जबकि रेटेड करंट को उच्च वोल्टेज पक्ष में इंजेक्ट किया जाता है; सक्रिय बिजली हानि को 75 डिग्री के संदर्भ तापमान पर मापा जाता है। लोड हानि में मुख्य रूप से वाइंडिंग \\(I^2R\\) प्रतिरोध हानि और अतिरिक्त आवारा हानि शामिल है। अतिरिक्त नुकसान में कंडक्टरों में एड़ी की वर्तमान हानि और टैंक, क्लैंप और कोर फ्रेम जैसे धातु संरचनात्मक घटकों में आवारा प्रवाह हानि शामिल है।

भार हानि भार धारा के वर्ग के समानुपाती होती है। आंशिक भार पर, भार हानि तेजी से कम हो जाती है। पूर्ण भार या अधिभार की स्थिति में, भार हानि तेजी से बढ़ती है और तापमान में महत्वपूर्ण वृद्धि लाती है।

4. हानि परीक्षण विशिष्टताएँ एवं मानक व्याख्या

11kV के लिए हानि मापतेल में डूबे ट्रांसफार्मरअंतर्राष्ट्रीय परियोजनाओं के लिए IEC 60076 श्रृंखला मानकों का पालन करता है। घरेलू बाज़ार बिजली ट्रांसफार्मरों के लिए ऊर्जा दक्षता और ऊर्जा दक्षता ग्रेड के न्यूनतम स्वीकार्य मान GB1094, GB/T6451 और GB20052 को अपनाते हैं, जो फ़ैक्टरी नियमित परीक्षण और साइट स्वीकृति के लिए अनिवार्य हैं।
4.1 आईईसी 60076 परीक्षण शर्तें
नो-लोड परीक्षण के लिए: रेटेड वोल्टेज और रेटेड आवृत्ति, सेकेंडरी वाइंडिंग ओपन सर्किट लागू करें। लोड हानि परीक्षण के लिए: वाइंडिंग्स को शॉर्ट-सर्किट किया गया, रेटेड करंट इंजेक्ट किया गया, मापे गए परिणामों को 75 डिग्री के संदर्भ तापमान में परिवर्तित किया गया। IEC 60076-19 फ़ैक्टरी सत्यापन के लिए हानि माप के लिए अनिश्चितता मूल्यांकन नियम निर्दिष्ट करता है।
4.2 जीबी सीमा मान और स्वीकृति सहनशीलता
GB/T6451 11kV के लिए बेंचमार्क नो-लोड और लोड लॉस मान प्रदान करता हैतेल में डूबे वितरण ट्रांसफार्मरविभिन्न रेटेड क्षमताओं पर। GB20052 कक्षा 1, कक्षा 2 और कक्षा 3 ऊर्जा दक्षता ग्रेड को परिभाषित करता है। S11, S13 और S22 श्रृंखला प्रगतिशील दक्षता सुधार दिखाती हैं। अल्ट्रा-लो-लॉस S22 मॉडल नो-लोड लॉस में उल्लेखनीय कमी के लिए उच्च-ग्रेड सीआरजीओ स्टील को अपनाते हैं।
स्वीकृति सहनशीलता: मापी गई नो-लोड हानि मानक मूल्य के +5% से अधिक नहीं होगी; मापी गई भार हानि मानक मान के +10% से अधिक नहीं होनी चाहिए। इन सहनशीलताओं से अधिक होने वाले परीक्षण परिणामों को गैर-अनुपालक माना जाता है।

5. हानि मूल्यों को प्रभावित करने वाले प्रमुख पैरामीटर

नो-लोड हानि मुख्य रूप से कोर सामग्री, चुंबकीय प्रवाह घनत्व और स्टैकिंग शिल्प कौशल पर निर्भर करती है। उच्च फ्लक्स घनत्व से कोर हानि बढ़ जाती है। उच्च ग्रेड सिलिकॉन स्टील विशिष्ट हानि को कम करता है। कोर कटिंग और असेंबली के दौरान गड़गड़ाहट और यांत्रिक तनाव निर्माण गुणांक को बढ़ाते हैं और नो-लोड हानि को बढ़ाते हैं।
लोड हानि घुमावदार सामग्री, कंडक्टर क्रॉस-सेक्शन और आवारा प्रवाह नियंत्रण द्वारा निर्धारित की जाती है। तांबे की वाइंडिंग में समान क्षमता के लिए एल्यूमीनियम वाइंडिंग की तुलना में कम प्रतिरोध होता है। बड़ा कंडक्टर क्रॉस-सेक्शन प्रतिरोध को कम करता है, लेकिन सामग्री की लागत और ट्रांसफार्मर के समग्र आयाम को बढ़ाता है। बड़े 11kV ट्रांसफार्मर के लिए छिटपुट अतिरिक्त हानियाँ महत्वपूर्ण नियंत्रण वस्तुएँ हैं। डिजाइनर आवारा प्रवाह को दबाने के लिए चुंबकीय परिरक्षण और अनुकूलित घुमावदार लेआउट लागू करते हैं।

6. हानि पैरामीटर्स के लिए व्यावहारिक इंजीनियरिंग अनुप्रयोग

11kV हेतु निविदा मूल्यांकन के दौरानट्रान्सफ़ॉर्मर, खरीदारों को न केवल अग्रिम खरीद मूल्य की तुलना करनी चाहिए, बल्कि जीवन चक्र लागत (एलसीसी) विश्लेषण भी करना चाहिए। नो-लोड हानि 24 घंटे बनी रहती है, जो कम औसत लोड वाली लगातार सक्रिय साइटों के लिए महत्वपूर्ण है। लोड हानियाँ लोडिंग स्थितियों के साथ घटती-बढ़ती रहती हैं और भारी दिन के लोड और रात के हल्के लोड वाले वितरण क्षेत्रों के लिए बहुत मायने रखती हैं।
आर्थिक लोडिंग बिंदु तब होता है जब नो-लोड हानि लोड हानि के बराबर होती है, जिससे अधिकतम ट्रांसफार्मर दक्षता प्राप्त होती है। हानि मापदंडों के आधार पर, रखरखाव इंजीनियर इष्टतम ऑपरेटिंग लोड रेंज की गणना कर सकते हैं, कई समानांतर वितरण ट्रांसफार्मर की स्विचिंग रणनीति का समन्वय कर सकते हैं और समग्र ग्रिड बिजली बर्बादी को कम कर सकते हैं।

7. निष्कर्ष

11kV की ऊर्जा दक्षता और आर्थिक संचालन प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए नो-लोड हानि और लोड हानि मुख्य संकेतक हैंतेल में डूबे ट्रांसफार्मर. नो-लोड हानि स्थिर है और मुख्य सामग्री और विनिर्माण प्रक्रिया द्वारा नियंत्रित होती है। लोड हानि परिवर्तनशील है, लोड धारा के वर्ग के समानुपाती होती है और घुमावदार प्रतिरोध और आवारा प्रवाह द्वारा निर्धारित होती है। मानक सूत्र त्वरित ऊर्जा खपत अनुमान को सक्षम करते हैं। IEC 60076 और GB20052 एकीकृत परीक्षण वातावरण, सीमा मान और स्वीकृति सहनशीलता को परिभाषित करते हैं। टेंडरिंग, उपकरण चयन और वितरण नेटवर्क रखरखाव में, इन दो हानि श्रेणियों की सटीक समझ से बिजली इंजीनियरों को दीर्घकालिक बिजली लागत को नियंत्रित करने, कामकाजी परिस्थितियों से मेल खाने वाली ऊर्जा दक्षता ग्रेड का चयन करने और पावर ग्रिड परिचालन घाटे को कम करने में मदद मिलती है।