ডাইন ১১ বনাম ইয়াইন ০ ট্রান্সফরমার সংযোগ: হারমোনিক শমনের জন্য কোনটি ভালো?

একটি নির্বাচন করার সময় ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফর্মার আধুনিক বাণিজ্যিক ও শিল্প সুবিধার জন্য সংযোগ নির্বাচন করতে গিয়ে ডাইন ১১ বনাম ইয়াইন ০ ট্রান্সফরমার সংযোগের মধ্যে পার্থক্য বোঝা একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কিন্তু প্রায়শই উপেক্ষিত সিদ্ধান্ত। এই পছন্দটি সরাসরি ট্রান্সফরমারের হারমোনিক হ্রাস, সিস্টেমের দক্ষতা এবং দীর্ঘমেয়াদী বিশ্বস্ততাকে প্রভাবিত করে। ভেরিয়েবল ফ্রিক uency ড্রাইভ, আনইন্টারাপ্টিবল পাওয়ার সাপ্লাই, এলইডি আলোক ব্যবস্থা এবং ইলেকট্রিক ভেহিকেল চার্জারের মতো অ-রৈখিক লোড ক্রমশ বেশি হওয়ার সাথে সাথে পাওয়ার সিস্টেমে হারমোনিক বিকৃতি বৃদ্ধি পেয়েছে, যা বৈদ্যুতিক প্রকৌশলী ও সুবিধা ব্যবস্থাপকদের জন্য একটি প্রাথমিক চিন্তার বিষয় হয়ে উঠেছে। সংযোগ গ্রুপ—যেমন ডেল্টা-সংযুক্ত প্রাইমারি সহ ডাইন ১১ ট্রান্সফরমার বা ওয়াই-সংযুক্ত প্রাইমারি সহ ইয়াইন ০ ট্রান্সফরমার—নির্ধারণ করে যে কতটা কার্যকরভাবে ট্রান্সফরমার হারমোনিক কারেন্ট, বিশেষ করে তৃতীয় হারমোনিক উপাদানগুলি দমন করতে পারে। এই নিবন্ধটি নিম্ন-ভোল্টেজ বিতরণ নেটওয়ার্কে ব্যবহৃত দুটি সর্বাধিক সাধারণ ভেক্টর গ্রুপের একটি বিস্তারিত বিতরণ ট্রান্সফরমার হারমোনিক বিশ্লেষণ প্রদান করে এবং সাম্প্রতিক চীনা ও আন্তর্জাতিক মানগুলির ভিত্তিতে স্পষ্ট নির্বাচন নির্দেশিকা অফার করে।

হারমোনিক পারফরম্যান্সের বিষয়ে আলোচনা শুরু করার আগে, এই চিহ্নগুলোর অর্থ কী তা বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

ভেক্টর গ্রুপ নোটেশনে ঘড়ির মুখের পদ্ধতি ব্যবহার করা হয় প্রাইমারি ও সেকেন্ডারি লাইন ভোল্টেজের মধ্যে ফেজ বিস্থাপন বর্ণনা করতে। অক্ষরটি উইন্ডিং কনফিগারেশনকে নির্দেশ করে:

• Y (অথবা y) – স্টার (ওয়াই) সংযোগ

• D (অথবা d) – ডেল্টা (ট্রাইভ্যাঙ্গুলার) সংযোগ

• N (অথবা n) – নিউট্রাল পয়েন্ট বাইরে আনা হয়েছে

Yyn0 কনফিগারেশন:

• প্রাথমিক উইন্ডিং: তারকা-সংযুক্ত, নিউট্রাল বাইরে আনা হয়নি (Y)

• দ্বিতীয়ক উইন্ডিং: তারকা-সংযুক্ত, নিউট্রাল বাইরে আনা হয়েছে (y)

• ফেজ বিস্থাপন: ০ ঘণ্টার অবস্থান (০°), অর্থাৎ প্রাথমিক ও দ্বিতীয়ক ভোল্টেজ একই ফেজে রয়েছে

Dyn11 কনফিগারেশন:

• প্রাথমিক উইন্ডিং: ডেল্টা-সংযুক্ত (D)

• দ্বিতীয়ক উইন্ডিং: তারকা-সংযুক্ত, নিউট্রাল বাইরে আনা হয়েছে (y)

• ফেজ বিস্থাপন: ১১ ঘণ্টার অবস্থান (৩৩০°), অর্থাৎ দ্বিতীয়ক ভোল্টেজ প্রাথমিক ভোল্টেজের চেয়ে ৩০° পিছিয়ে রয়েছে

এই দুটি কনফিগারেশন চীনের বিতরণ ট্রান্সফরমার বাজারে প্রভাবশালী, এবং এদের হারমোনিক আচরণ বোঝা শক্তিশালী ট্রান্সফরমার নির্বাচনের মানদণ্ড নির্ধারণে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

২.১ Yyn0-এর মৌলিক ত্রুটি: তৃতীয় হারমোনিক কারেন্টের জন্য কোনো পথ নেই

Yyn0 ট্রান্সফরমারে, প্রাথমিক উইন্ডিংটি তারকা-সংযুক্ত কিন্তু নিউট্রাল পয়েন্ট ছাড়াই। এটি তৃতীয় হারমোনিক কারেন্ট দমনের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা সৃষ্টি করে:

• তৃতীয়-হারমোনিক কারেন্ট (৫০ হার্জ সিস্টেমে ১৫০ হার্জ) শূন্য-ক্রম উপাদান—এগুলো তিনটি ফেজেই একই দিকে প্রবাহিত হয়

• শূন্য-ক্রম কারেন্ট প্রবাহিত হতে হলে নিউট্রাল রিটার্ন পাথ আবশ্যক

• যেহেতু প্রাইমারি স্টার সংযোগের কোনো নিউট্রাল পয়েন্ট নেই, তাই তৃতীয়-হারমোনিক কারেন্ট চক্রাকারে প্রবাহিত হতে পারে না

• ফলস্বরূপ, যখন ম্যাগনেটাইজিং কারেন্ট সাইনোসয়েডাল থাকে, তখন কোর ফ্লাক্স সমতল হয়ে যায় এবং তৃতীয়-হারমোনিক উপাদানে সমৃদ্ধ বিকৃত সেকেন্ডারি ভোল্টেজ আবিষ্ট হয়

• অনুরূপভাবে, ডাউনস্ট্রিম অ-রৈখিক লোড দ্বারা উৎপন্ন হারমোনিক কারেন্টগুলো প্রাইমারি পাওয়ার সোর্সে প্রতিফলিত হওয়া থেকে কার্যকরভাবে বাধা দেওয়া যায় না

প্রযুক্তিগত প্রভাব: Yyn0 ট্রান্সফরমার তৃতীয়-ক্রম হারমোনিকের জন্য প্রায় কোনো স্বতঃস্ফূর্ত হারমোনিক বিকৃতি হ্রাস প্রদান করে না, যা উল্লেখযোগ্য অ-রৈখিক লোডযুক্ত সিস্টেমের জন্য এটিকে একটি খারাপ পছন্দ করে তোলে।

২.২ Dyn11-এর সুবিধা: তৃতীয় হারমোনিক আটকানোর জন্য ডেল্টা লুপ

ডাইন ১১ ট্রান্সফরমারের ডেল্টা-সংযুক্ত প্রাইমারি তৃতীয়-হারমোনিক কারেন্টের জন্য একটি বন্ধ লুপ পথ প্রদান করে—এটিই হলো এর হারমোনিক সাপ্রেশন ট্রান্সফরমার ক্ষমতার মূল বৈশিষ্ট্য।

দ্বৈত সাপ্রেশন ব্যবস্থা:

1. চৌম্বক ফ্লাক্স বাতিলকরণ: ডেল্টা ওয়াইন্ডিংয়ে প্রেরিত তৃতীয়-হারমোনিক কারেন্টগুলো অ্যাম্পিয়ার-টার্ন তৈরি করে যা সেকেন্ডারি পাশ থেকে উৎপন্ন তৃতীয়-হারমোনিক চৌম্বক চালক বলের সরাসরি বিপরীতে ক্রিয়া করে। এই প্রক্রিয়ায় কোরের মধ্যে হারমোনিক ফ্লাক্স বাতিল হয়।

2. চক্রাকার কারেন্ট ধরা: ডেল্টা ওয়াইন্ডিংয়ের প্রতিটি ফেজে প্রেরিত তৃতীয়-হারমোনিক ভোল্টেজগুলো পরস্পর সম্মুখীন হয়। যেহেতু ডেল্টা সংযোগ একটি বন্ধ লুপ গঠন করে, সেহেতু এই ভোল্টেজগুলো ডেল্টা ওয়াইন্ডিংয়ের মধ্যে একটি চক্রাকার তৃতীয়-হারমোনিক কারেন্ট চালিত করে। এই কারেন্টটি হারমোনিক শক্তিকে স্থানীয়ভাবে বিলুপ্ত করে এবং এটিকে বহিরাগত বিদ্যুৎ জালে প্রবেশ করা থেকে রোধ করে।

ফলাফল: কোর ফ্লাক্স প্রায় সাইনুসয়েডাল থাকে এবং সেকেন্ডারি ফেজ ভোল্টেজ তরঙ্গরূপের মান Yyn0 ট্রান্সফরমারের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে উৎকৃষ্ট। এটি Dyn11-কে অ-রৈখিক লোডের জন্য ট্রান্সফরমার নির্বাচনের পছন্দসই বিকল্প করে তোলে।

২.৩ উচ্চ-ক্রমের হারমোনিক পারফরম্যান্স

উভয় সংযোগ পদ্ধতিই উচ্চ-ক্রমের হারমোনিক (যেমন, ৫ম, ৭ম, ১১তম) দমনে কিছুটা ক্ষমতা প্রদর্শন করে, কিন্তু এদের কাজ করার পদ্ধতি ভিন্ন:

ব্যবহারিক উদ্দেশ্যে, অধিকাংশ বিতরণ পদ্ধতিতে তৃতীয় হারমোনিক প্রধান চিন্তার বিষয়, এবং ঠিক এই ক্ষেত্রেই Dyn11 শ্রেষ্ঠত্ব অর্জন করে।

Dyn11 সংযোগের শ্রেষ্ঠত্ব বৈদ্যুতিক হারমোনিক্স হ্রাসের চেয়ে অনেক বেশি বিস্তৃত। এখানে Dyn11 Yyn0-এর চেয়ে শ্রেষ্ঠ হওয়ার পাঁচটি অতিরিক্ত দিক উল্লেখ করা হলো:

এই বিষয়গুলো ডাইন১১-কে বাণিজ্যিক ভবন, ডেটা সেন্টার এবং শিল্প সুবিধাগুলোর জন্য বিশেষভাবে আকর্ষক করে তোলে, যেখানে হারমোনিক ফিল্টারিং ট্রান্সফরমারের কার্যকারিতা এবং অপারেশনাল নমনীয়তা উভয়ই অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

ডাইন১১-এর অত্যধিক সুবিধাগুলো বিবেচনা করে একজন প্রশ্ন করতে পারেন যে, ইয়াইন০-এর কোনো ব্যবহারিক প্রয়োগ এখনও বিদ্যমান কি না।

তিহাসিক পটভূমি: ইয়াইন০ পূর্বতন বিতরণ পদ্ধতিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হতো, যেখানে অ-রৈখিক লোডগুলো খুব কম ছিল এবং হারমোনিক সংক্রান্ত চিন্তা গৌণ ছিল। এমন পরিবেশে, এর সরল নির্মাণ এবং পরিচিত সুরক্ষা সমন্বয়কে গ্রহণযোগ্য বলে বিবেচনা করা হতো।

বর্তমান অবস্থা: সাম্প্রতিক চীনা মান জিবি ৫১৩৪৮-২০১৯ 'সিভিল বিল্ডিং-এর বৈদ্যুতিক ডিজাইন কোড' স্পষ্টভাবে উল্লেখ করেছে যে, উল্লেখযোগ্য হারমোনিক উৎসযুক্ত পদ্ধতিগুলোর জন্য ডাইন১১ ব্যবহার করা উচিত। আন্তর্জাতিক বিতরণ খাতটি নতুন ইনস্টলেশনগুলোর জন্য ডাইন১১-কে ডিফল্ট পছন্দ হিসেবে গ্রহণ করেছে।

অবশিষ্ট ব্যবহারের ক্ষেত্রগুলো: ইয়াইন০ এখনও নিম্নলিখিতগুলোতে পাওয়া যেতে পারে:

• যেসব পুরনো সিস্টেমে প্রতিস্থাপন অর্থনৈতিকভাবে যৌক্তিক নয়

• খুব ছোট ক্ষমতার অ্যাপ্লিকেশন (১০০ কেভিএ-এর নিচে) যেখানে শুধুমাত্র রৈখিক লোড ব্যবহার করা হয়

• বিশেষ রিট্রোফিটিং পরিস্থিতি যেখানে সিস্টেম সামঞ্জস্যতা সংক্রান্ত বাধা রয়েছে

তবে, যেকোনো নতুন ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফরমার ইনস্টলেশনের ক্ষেত্রে—বিশেষ করে আধুনিক বাণিজ্যিক বা শিল্প সুবিধা সেবা করার জন্য—প্রযুক্তিগত সমঝোতা অনুযায়ী Dyn11-কে স্পষ্টভাবে প্রাধান্য দেওয়া হয়।

প্রশ্ন ১: Dyn11 ট্রান্সফরমার Yyn0 ট্রান্সফরমারের তুলনায় হারমোনিক হ্রাসে কেন ভালো?

Dyn11 ট্রান্সফরমারের ডেল্টা-সংযুক্ত প্রাইমারি ওয়াইন্ডিং তৃতীয়-ক্রমের হারমোনিক কারেন্টের জন্য একটি বন্ধ লুপ সার্কুলেটরি পাথ প্রদান করে। এই কারেন্টগুলো ডেল্টা ওয়াইন্ডিংয়ের মধ্যে প্রবাহিত হয় এবং চৌম্বকীয়ভাবে বাতিল হয়, ফলে হারমোনিক বিকৃতি সেকেন্ডারি ভোল্টেজ ওয়েভফর্মে বা প্রাইমারি সাপ্লাই গ্রিডে প্রবেশ করতে পারে না। Yyn0 ট্রান্সফরমারের স্টার-সংযুক্ত প্রাইমারি এবং নিউট্রাল পয়েন্টহীন গঠনের কারণে এই সার্কুলেশন পাথ প্রদান করা সম্ভব হয় না, যার ফলে এটি তৃতীয়-ক্রমের হারমোনিক দমনে স্বতঃস্ফূর্তভাবে দুর্বল।

প্রশ্ন ২: শূন্য-ক্রম ইম্পিড্যান্সের দিক থেকে Dyn11 এবং Yyn0 ট্রান্সফরমার সংযোগের মধ্যে পার্থক্য কী?

Yyn0 ট্রান্সফরমারের শূন্য-ক্রম ইম্পিড্যান্স উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি, কারণ প্রাইমারি পাশে শূন্য-ক্রম কারেন্টগুলির জন্য কোনো নিউট্রাল রিটার্ন পাথ নেই। এই উচ্চ ইম্পিড্যান্স একক-ফেজ সার্কিট ফল্ট কারেন্টকে সীমিত করে এবং সুরক্ষা সংবেদনশীলতা হ্রাস করে। অন্যদিকে, Dyn11 ট্রান্সফরমারের ডেল্টা সংযোগটি হারমোনিক এবং ফল্ট কারেন্টের পরিবহনের জন্য অনেক কম শূন্য-ক্রম ইম্পিড্যান্স পথ প্রদান করে, যা হারমোনিক দমন এবং ফল্ট সনাক্তকরণ উভয়কেই উন্নত করে।

প্রশ্ন ৩: UPS এবং LED লাইটিং লোড সহ বাণিজ্যিক ভবনে Yyn0 ট্রান্সফরমার ব্যবহার করা যায় কি?

প্রযুক্তিগতভাবে সম্ভব হলেও, এটি দৃঢ়ভাবে নিষেধাজ্ঞা করা হয়েছে। ইউপিএস সিস্টেম, এলইডি ড্রাইভার এবং অন্যান্য সুইচ-মোড পাওয়ার সাপ্লাই উল্লেখযোগ্য পরিমাণে তৃতীয়-হারমোনিক কারেন্ট তৈরি করে। একটি Yyn0 ট্রান্সফরমার এই কারেন্টগুলি কার্যকরভাবে আটকাতে পারে না, যার ফলে ভোল্টেজ ওয়েভফর্ম বিকৃত হয়, নিউট্রাল কন্ডাক্টরগুলি অত্যধিক উত্তপ্ত হয় এবং ট্রান্সফরমারের আয়ু কমে যায়। GB 51348-2019 এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য Yyn0 ব্যবহার করা স্পষ্টভাবে নিষেধ করে, এবং শিল্প খাতের সর্বোত্তম অনুশীলন হল Dyn11 ট্রান্সফরমার নির্দিষ্ট করা।

প্রশ্ন ৪: Dyn11 ট্রান্সফরমারের প্রাথমিক খরচ Yyn0 ট্রান্সফরমারের তুলনায় বেশি কিনা?

Dyn11 ট্রান্সফরমারের প্রাথমিক ক্রয় খরচ সমতুল্য Yyn0 ট্রান্সফরমারের চেয়ে সামান্য বেশি, কারণ এতে অতিরিক্ত ওয়াইন্ডিং ইনসুলেশন এবং সংযোগ জটিলতা রয়েছে। তবে, এই ছোট্ট অতিরিক্ত খরচটি উৎকৃষ্ট হারমোনিক সাপ্রেশন, কম ক্ষতি (নো-লোড ও লোড লসে ১০–২০% সাশ্রয়), উন্নত ওভারলোড ক্ষমতা এবং ২০–৩০ বছর সেবা জীবনের মধ্যে ট্রান্সফরমারের মোট মালিকানা খরচ হ্রাসের মাধ্যমে সহজেই যৌক্তিক করা যায়।

প্রশ্ন ৫: আমার শিল্প সুবিধার জন্য সঠিক ট্রান্সফরমার ভেক্টর গ্রুপ কীভাবে নির্বাচন করব?

হারমোনিক হ্রাসের জন্য সঠিক ট্রান্সফরমার সংযোগ নির্বাচন করার সময় নিম্নলিখিত সিদ্ধান্ত গ্রহণের কারকগুলি বিবেচনা করুন:

• সমস্ত অ-রৈখিক লোড (ভিএফডি, রেকটিফায়ার, ইউপিএস, চার্জার) চিহ্নিত করুন এবং মোট হারমোনিক বিকৃতির মাত্রা আনুমানিক নির্ণয় করুন

• যদি তৃতীয়-হারমোনিক বিকৃতি মোট লোড কারেন্টের ৫% অতিক্রম করে, তবে Dyn11 বাধ্যতামূলক

• নিউট্রাল লোডিং মূল্যায়ন করুন—Yyn0 ফেজ কারেন্টের ২৫% এর অধিক নিউট্রাল কারেন্ট সমর্থন করতে পারে না

• স্থানীয় কোড প্রয়োজনীয়তা পরীক্ষা করুন (GB 51348-2019 বাণিজ্যিক ভবনের জন্য Dyn11 সুপারিশ করে)

• সংবেদনশীল সরঞ্জামের (চিকিৎসা চিত্রায়ন, ডেটা সেন্টার) জন্য Dyn11 উত্তম ভোল্টেজ ওয়েভফর্ম মানের প্রদান করে

• সম্পূর্ণ রৈখিক লোডের (রেজিস্ট্যান্স হিটিং, প্রচলিত মোটর) ক্ষেত্রে ১০০ কেভিএ-এর নিচে এবং কেবলমাত্র পুরনো প্রেক্ষাপটে Yyn0 বিবেচনা করা যেতে পারে

মূল সিদ্ধান্ত

ডাইন১১ এবং ইয়াইন০ ট্রান্সফরমার সংযোগের মধ্যে পছন্দটি আধুনিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য স্পষ্টভাবে নির্ধারিত, যেখানে কার্যকর হারমোনিক শমন প্রয়োজন। ডাইন১১ ট্রান্সফরমারের ডেল্টা-সংযুক্ত প্রাইমারি একটি সহজাত ভৌত ব্যবস্থা—তৃতীয়-হারমোনিক সার্কুলেটিং কারেন্ট লুপ—প্রদান করে, যা ইয়াইন০ ট্রান্সফরমার সহজেই অনুকরণ করতে পারে না। যেকোনো ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেমের জন্য, যা অ-রৈখিক লোড সরবরাহ করে—আজকের দিনে এটি প্রায় সমস্ত বাণিজ্যিক ভবন, ডেটা সেন্টার, স্বাস্থ্যসেবা প্রতিষ্ঠান এবং শিল্প কারখানা অন্তর্ভুক্ত—ডাইন১১ ট্রান্সফরমারের হারমোনিক পারফরম্যান্স স্পষ্টভাবে শ্রেষ্ঠ।

ব্যবহারিক নির্বাচন নির্দেশিকা

চূড়ান্ত সুপারিশ

সমস্ত নতুন বিতরণ ট্রান্সফরমার নির্বাচনের ক্ষেত্রে, ডাইন ১১-কে ডিফল্ট ভেক্টর গ্রুপ হিসাবে নির্দিষ্ট করুন। এই সামান্য অতিরিক্ত খরচ হারমোনিক দমনে উৎকৃষ্ট ক্ষমতা, জীবনকাল ধরে কম ক্ষতি, উন্নত সুরক্ষা সংবেদনশীলতা এবং আধুনিক মানদণ্ড অনুসরণের মতো সুবিধাগুলি দ্বারা অত্যন্ত প্রাধান্য পায়। ওয়াইয়ান ০ সংযোগটি শুধুমাত্র পুরনো সিস্টেম বজায় রাখার জন্য বা এমন বিশেষায়িত প্রয়োগের জন্য সংরক্ষিত রাখা হবে, যেখানে সমস্ত প্রযুক্তিগত ও বাণিজ্যিক বিষয় বিস্তারিতভাবে মূল্যায়ন করা হয়েছে।