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तेल से भरे ट्रांसफॉर्मरों के लिए ऊष्मा अपव्यय प्रदर्शन का महत्व तेल से भरे ट्रांसफॉर्मर यह मुख्य रूप से विद्युत ट्रांसफॉर्मर के संचालन के जीवनकाल और सुरक्षा पर इसके प्रत्यक्ष प्रभाव में दिखाई देता है। ट्रांसफॉर्मर का सेवा जीवन मुख्य रूप से तेल-कागज के विद्युत रोधक प्रणाली की आयु संबंधी क्षय की डिग्री द्वारा निर्धारित किया जाता है, और तापीय क्षय विद्युत रोधक क्षय का सबसे महत्वपूर्ण कारक है। जब विद्युत रोधक सामग्री अपने डिज़ाइन किए गए तापमान से अधिक समय तक संचालित होती है, तो क्षय की दर घातांकी रूप से बढ़ जाती है। अतः, प्रभावी ऊष्मा अपवहन वाइंडिंग्स के हॉटस्पॉट तापमान को प्रभावी ढंग से नियंत्रित कर सकता है—यह ट्रांसफॉर्मर की संचालन स्थिति और शेष जीवनकाल का मूल्यांकन करने के लिए एक प्रमुख संकेतक है।
यदि ऊष्मा का विसरण खराब है और आंतरिक तापमान बहुत अधिक है, तो यह न केवल विद्युत रोधी तेल और ठोस विद्युत रोधी सामग्रियों के अपघटन को तेज करेगा और विद्युत रोधन क्षमता को कम करेगा, बल्कि उपकरण की विफलता का कारण भी बन सकता है और पूरे विद्युत ग्रिड के स्थिर संचालन को भी प्रभावित कर सकता है। ऐसा कहा जा सकता है कि अच्छा ऊष्मा विसरण ट्रांसफॉर्मर के नामांकित भार के तहत सुरक्षित और स्थिर रूप से संचालित होने तथा उसके डिज़ाइन किए गए जीवनकाल (आमतौर पर 30 वर्ष या अधिक) तक पहुँचने के लिए मूलभूत आवश्यकता है।
के ऊष्मा विसरण को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक तेल-संग्रहीत परिवर्तक
तेल-डुबोए गए वितरण ट्रांसफॉर्मरों का ऊष्मा विसरण दक्षता मूल रूप से तेल प्रवाह के संचरण और वायु संवहन के सहयोग का परिणाम है। इस प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले मुख्य कारकों का विश्लेषण दो प्रमुख पहलुओं से किया जा सकता है: आंतरिक तेल प्रवाह की स्थिति और बाहरी शीतलन की स्थितियाँ।
- आंतरिक तेल प्रवाह का संचरण और संरचनात्मक डिज़ाइन ऊष्मा विसरण का आधार है।
ट्रांसफॉर्मर के संचालन के दौरान, वाइंडिंग्स और कोर द्वारा उत्पन्न ऊष्मा प्राकृतिक या बल प्रवाहित विद्युतरोधी तेल के माध्यम से हीट सिंक पर स्थानांतरित की जाती है। अध्ययनों से पता चला है कि तेल के प्रवाह की गति तापमान में वृद्धि पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है: जब तेल के प्रवाह की गति 0.05 मीटर/सेकेंड से बढ़कर 0.20 मीटर/सेकेंड हो जाती है, तो कोर का अधिकतम तापमान 11.62 K तक कम किया जा सकता है। आंतरिक तेल चैनल संरचना भी अत्यंत महत्वपूर्ण है। क्षैतिज तेल चैनलों को चौड़ा करना या तेल अवरोध प्लेटों को उचित रूप से स्थापित करना तेल प्रवाह के अवरुद्ध क्षेत्रों में संचरण को प्रभावी ढंग से सुधार सकता है, जिससे वाइंडिंग्स के औसत तापमान में कमी आती है।
- बाह्य शीतलन विधि और पर्यावरणीय परिस्थितियाँ ऊष्मा अपवहन की दक्षता निर्धारित करती हैं।
शीतलन विधियों को दक्षता के क्रम में तेल-डूबा स्व-शीतलन (ONAN), तेल-डूबा वायु-शीतलन (ONAF) और बल प्रवाहित तेल संचरण वायु शीतलन (OFAF) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। स्व-शीतलन की तुलना में वायु शीतलन ऊष्मा अपवहन प्रभाव को 150% से 200% तक बेहतर बना सकता है। इसके अतिरिक्त, वातावरण का तापमान जितना अधिक होगा, उतना ही कम ऊष्मा अपवहन का तापमान अंतर होगा और प्रभाव उतना ही खराब होगा। नवाचारी डिज़ाइन भी लगातार पारंपरिक सीमाओं को पार कर रहे हैं, जैसे तेल टैंक की दीवार पर उठाए गए संरचनात्मक तत्वों को जोड़कर तापीय सीमा परत को विक्षोभित करना, जिससे गर्म स्थान का तापमान 10.6 K कम किया जा सकता है।
निष्कर्ष के रूप में, ट्रांसफॉर्मर के ऊष्मा अपवहन को अनुकूलित करने के लिए आंतरिक तेल चैनल संरचना, शीतलन विधि के चयन और नई उन्नत ऊष्मा विनिमय प्रौद्योगिकियों से समन्वित दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है, ताकि गर्म स्थान के तापमान में वृद्धि को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सके और विद्युतरोधी विघटन को देरी से शुरू किया जा सके।
ट्रांसफॉर्मर के शीतलन प्रदर्शन का निर्धारण कैसे किया जाता है?
शीतलन प्रदर्शन का आकलन करने के लिए कि क्या वह मानकों को पूरा करता है, मानक सत्यापन से लेकर ऑनलाइन निगरानी तक विधियों का एक सेट है:
- मानक तापमान वृद्धि परीक्षण (कारखाने में और चालू करने से पहले):
यह मूल्यांकन का मुख्य मापदंड है। राष्ट्रीय मानकों के अनुसार, नाममात्र भार के अनुकरण द्वारा, ट्रांसफॉर्मर के प्रत्येक भाग के तापमान वृद्धि (तापमान और वातावरण के बीच का अंतर) को मापकर और यह सुनिश्चित करके कि यह निर्दिष्ट सीमा से अधिक न हो। परीक्षण में शीर्ष तेल के तापमान वृद्धि और वाइंडिंग के गर्म बिंदु के तापमान पर निगरानी को केंद्रित किया जाएगा, जो यह निर्धारित करने की कुंजी है कि क्या शीतलन डिज़ाइन योग्य है।
- संचालन स्थिति निगरानी (दैनिक संचालन):
संचालन में ट्रांसफॉर्मर के लिए, आकलन के लिए निम्नलिखित विधियों का उपयोग किया जा सकता है:
• तापमान निगरानी: शीर्ष तेल के तापमान की निगरानी सबसे सीधी विधि है। लगातार उच्च तेल का तापमान आमतौर पर शीतलन प्रणाली की दक्षता में कमी को दर्शाता है।
• हीट सिंक दक्षता मूल्यांकन: ऊर्जा संतुलन के सिद्धांत के आधार पर, इंजीनियरिंग एल्गोरिदम का उपयोग करते हुए, भार हानि और तेल के तापमान में वृद्धि जैसे संचालन डेटा से हीट सिंक की वर्तमान वास्तविक दक्षता का अनुमान लगाया जा सकता है, जिससे यह समझा जा सके कि शीतलन क्षमता में कमी आई है या नहीं।
• अवरक्त थर्मल इमेजिंग जांच: अवरक्त थर्मल इमेजर का उपयोग करके ट्रांसफॉर्मर के आवरण और हीट सिंक्स को स्कैन करने से स्थानीय अत्यधिक तापन या असमान शीतलन के क्षेत्रों की सीधे पहचान की जा सकती है।
- विशिष्ट संकेतकों के लिए विशेषज्ञता आधारित परीक्षण:
जब शीतलन संबंधी समस्या का संदेह हो, तो अधिक विस्तृत परीक्षण किए जा सकते हैं, जैसे कि वाइंडिंग के तापीय प्रतिरोध को मापकर वाइंडिंग के औसत तापमान में वृद्धि की गणना करना, या सबसे महत्वपूर्ण हॉट स्पॉट तापमान को सीधे मापने के लिए ऑप्टिकल फाइबर सेंसर स्थापित करना।
इन व्यवस्थित मूल्यांकन विधियों के माध्यम से ट्रांसफॉर्मर की शीतलन स्थिति को व्यापक रूप से समझा जा सकता है, जिससे समस्याओं का समय पर पता लगाया जा सके और रखरखाव उपायों को लागू किया जा सके।
जियांगसू यूनिटा इलेक्ट्रिकल उपकरण कं., लिमिटेड (JSZONMA) प्रत्येक ट्रांसफॉर्मर को उत्पादन में डालने से पहले एक व्यापक गुणवत्ता निरीक्षण प्रणाली लागू की जाती है। इसमें तापमान वृद्धि परीक्षण और विद्युत रोधन प्रदर्शन परीक्षण कारखाना निरीक्षण के मुख्य अनिवार्य आइटम हैं, जिनका उद्देश्य उत्पाद की तापीय स्थिरता और विद्युत सुरक्षा की कड़ाई से पुष्टि करना है, ताकि प्रत्येक तेल-आधारित ट्रांसफॉर्मर लंबे समय तक विद्युत शक्ति जाल में सुरक्षित, विश्वसनीय और स्थिर रूप से संचालित हो सके।