વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર્સનો ઉપયોગ આજના ઉર્જા ઉદ્યોગમાં મૂળભૂત મૂલ્યો જાળવી રાખીને વિવિધ વિદ્યુત પરિમાણો બદલવા માટેના સાધનો તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે. સાધનસામગ્રીનું સંચાલન ઇન્ડક્શનના કાયદા પર આધારિત છે, જે ચુંબકીય અને વિદ્યુત ક્ષેત્રો માટે સુસંગત છે જે સાઇનસથી બદલાય છે. ટ્રાન્સફોર્મર કાચા ડેટાના પ્રમાણસર મોડ્યુલસ અને એન્ગલ ટ્રાન્સમિશનના સંદર્ભમાં વર્તમાનના પ્રાથમિક મૂલ્યને રૂપાંતરિત કરે છે. ઉપકરણોના ઉપયોગના અવકાશ અને કનેક્ટેડ ગ્રાહકોની સંખ્યાના આધારે સાધનો પસંદ કરવા જરૂરી છે.
સામગ્રી
વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર શું છે?
આ સાધનોનો ઉપયોગ ઉદ્યોગ, મ્યુનિસિપલ કોમ્યુનિકેશન્સ અને યુટિલિટીઝ, ઉત્પાદન અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ચોક્કસ ભૌતિક પરિમાણો સાથે કરંટ સપ્લાય કરવા માટે થાય છે. પ્રાથમિક વિન્ડિંગના કોઇલ પર વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, જ્યાં ચુંબકીય કિરણોત્સર્ગના પરિણામે વૈકલ્પિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે. સમાન કિરણોત્સર્ગ બાકીના કોઇલમાંથી પસાર થાય છે, જેના કારણે EMF દળોની હિલચાલ થાય છે, અને જ્યારે ગૌણ કોઇલ ટૂંકા થાય છે અથવા જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ સાથે જોડાયેલ હોય છે, ત્યારે સિસ્ટમમાં ગૌણ પ્રવાહ દેખાય છે.
આધુનિક વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર્સ આવા પરિમાણો સાથે ઉર્જાને રૂપાંતરિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે, જેથી તેનો ઉપયોગ સાધનોને નુકસાન ન થવા દે, જે તેના પર કાર્ય કરે છે. વધુમાં, તેઓ મશીનરી અને કર્મચારીઓ માટે મહત્તમ સલામતી સાથે વધેલા ભારને માપવાનું શક્ય બનાવે છે, કારણ કે પ્રાથમિક અને ગૌણ પંક્તિઓના કોઇલ એકબીજાથી વિશ્વસનીય ઇન્સ્યુલેશન ધરાવે છે.
ટ્રાન્સફોર્મર કયા માટે?
તમારે વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મરની જરૂર છે તે નિર્ધારિત કરવું એકદમ સરળ છે: એપ્લિકેશનના અવકાશમાં તમામ ઉદ્યોગોનો સમાવેશ થાય છે જેમાં ઊર્જાના જથ્થામાં પરિવર્તન થાય છે. આ ઉપકરણો સહાયક સાધનોમાંના એક છે, જેનો ઉપયોગ વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટના નિર્માણમાં માપન સાધનો અને રિલે સાથે સમાંતરમાં થાય છે. આ કિસ્સાઓમાં, ટ્રાન્સફોર્મર્સ પરિમાણોને સમજવામાં સરળ બનાવવા અથવા વિવિધ લાક્ષણિકતાઓવાળા ઉપકરણોને એક સર્કિટમાં જોડવા માટે ઊર્જાનું રૂપાંતર કરે છે.
ટ્રાન્સફોર્મર્સનું માપન કાર્ય પણ છે: તેઓ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સાથે ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ શરૂ કરવા માટે સેવા આપે છે, જેમાં તમે માપન સાધનોને કનેક્ટ કરવા માંગો છો, પરંતુ તે સીધું કરવું શક્ય નથી. આવા ટ્રાન્સફોર્મર્સનું મુખ્ય કાર્ય વર્તમાનના પરિમાણો વિશે મેળવેલ માહિતીને મેનીપ્યુલેશનને માપવા માટેના સાધનોમાં પ્રસારિત કરવાનું છે, જે ગૌણ વિન્ડિંગ સાથે જોડાયેલા છે. સાધનસામગ્રી સર્કિટમાં વર્તમાનને નિયંત્રિત કરવાની શક્યતા પણ આપે છે: જ્યારે રિલેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે અને મહત્તમ વર્તમાન પરિમાણો સુધી પહોંચી જાય છે, ત્યારે સુરક્ષા સક્રિય થાય છે, બર્નઆઉટ અને કર્મચારીઓને નુકસાન ટાળવા માટે સાધનોને બંધ કરીને.
ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત
આવા સાધનોની ક્રિયા ઇન્ડક્શનના કાયદા પર આધારિત છે, જે મુજબ વોલ્ટેજ પ્રાથમિક કોઇલને હિટ કરે છે અને વર્તમાન બનાવેલ વિન્ડિંગ પ્રતિકારને દૂર કરે છે, જે ચુંબકીય વાહકમાં સ્થાનાંતરિત ચુંબકીય પ્રવાહની રચનાનું કારણ બને છે. પ્રવાહ પ્રવાહને લંબરૂપ છે, જે નુકસાનને ઘટાડે છે, અને જ્યારે તે ગૌણ વિન્ડિંગના વળાંકને પાર કરે છે, ત્યારે EMF બળ સક્રિય થાય છે.સિસ્ટમમાં તેના પ્રભાવના પરિણામે ત્યાં એક પ્રવાહ છે જે કોઇલના પ્રતિકાર કરતા વધુ મજબૂત છે, જ્યારે ગૌણ કોઇલના આઉટપુટ પરનો વોલ્ટેજ ઓછો થાય છે.
તેથી, સૌથી સરળ ટ્રાન્સફોર્મર ડિઝાઇનમાં મેટલનો કોર અને વિન્ડિંગ્સની જોડીનો સમાવેશ થાય છે, જે એકબીજા સાથે જોડાયેલા નથી અને ઇન્સ્યુલેશન સાથે વાયરિંગના સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, લોડ ફક્ત પ્રાથમિક પર જાય છે અને ગૌણ વિન્ડિંગ્સ પર નહીં: આ કહેવાતા નિષ્ક્રિય મોડ છે. જો પાવર-વપરાશ કરતા સાધનો ગૌણ વિન્ડિંગ સાથે જોડાયેલા હોય, તો કોઇલમાંથી પ્રવાહ વહે છે, જે ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ બનાવે છે. EMF પરિમાણો વળાંકની સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. પ્રાથમિક અને ગૌણ વળાંકો માટે ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળનો ગુણોત્તર તેમની સંખ્યાના ગુણોત્તર દ્વારા ગણવામાં આવે છે, તે પરિવર્તન ગુણોત્તર તરીકે ઓળખાય છે. પ્રાથમિક અથવા ગૌણ વળાંકોની સંખ્યા બદલીને અંતિમ-વપરાશકર્તા વોલ્ટેજનું નિયમન કરવું શક્ય છે.
વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર્સનું વર્ગીકરણ
આવા સાધનોના ઘણા પ્રકારો છે, જે હેતુ, ઇન્સ્ટોલેશનની પદ્ધતિ, રૂપાંતરણ તબક્કાઓની સંખ્યા અને અન્ય પરિબળો સહિત સંખ્યાબંધ માપદંડો અનુસાર વિભાજિત કરવામાં આવે છે. વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર પસંદ કરતા પહેલા, તમારે આ પરિમાણો ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે:
- હેતુ. આ માપદંડ અનુસાર, ત્યાં માપન, મધ્યવર્તી અને રક્ષણાત્મક મોડલ છે. ઉદાહરણ તરીકે, રિલે પ્રોટેક્શન સિસ્ટમ્સ અને અન્ય સર્કિટ્સમાં કોમ્પ્યુટેશનલ ક્રિયાઓ માટે ઉપકરણોને કનેક્ટ કરતી વખતે મધ્યવર્તી પ્રકારનાં ઉપકરણોનો ઉપયોગ થાય છે. અલગથી ફાળવેલ લેબોરેટરી ટ્રાન્સફોર્મર્સ, જે સૂચકોની વધેલી ચોકસાઈ પ્રદાન કરે છે, તેમાં મોટી સંખ્યામાં રૂપાંતરણ ગુણાંક હોય છે.
- સ્થાપન પદ્ધતિ. બાહ્ય અને આંતરિક ઇન્સ્ટોલેશન માટે ટ્રાન્સફોર્મર્સ છે: તેઓ માત્ર અલગ જ દેખાતા નથી, પરંતુ બાહ્ય પ્રભાવો સામે પ્રતિકારના વિવિધ સૂચકાંકો પણ ધરાવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, આઉટડોર ઉપયોગ માટેના ઉપકરણોમાં વરસાદ અને તાપમાનના તફાવતો સામે રક્ષણ હોય છે).ઓવરહેડ અને પોર્ટેબલ ટ્રાન્સફોર્મર્સને પણ અલગ પાડો; બાદમાં પ્રમાણમાં ઓછા વજન અને પરિમાણો છે.
- વિન્ડિંગનો પ્રકાર. ટ્રાન્સફોર્મર્સ સિંગલ- અને મલ્ટિ-કોઇલ, કોઇલ, સળિયા, બસબાર હોઈ શકે છે. પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ્સ બંને અલગ અલગ હોઈ શકે છે, અને તફાવતો ઇન્સ્યુલેશન (સૂકા, પોર્સેલેઇન, બેકેલાઇટ, તેલ, સંયોજન, વગેરે) સાથે પણ સંબંધિત છે.
- પરિવર્તનના પગલાંનું સ્તર. સાધનો સિંગલ-સ્ટેજ અથવા બે-સ્ટેજ (કાસ્કેડ) હોઈ શકે છે, 1000 V ની વોલ્ટેજ મર્યાદા ન્યૂનતમ અથવા તેનાથી વિપરીત, મહત્તમ હોઈ શકે છે.
- ડિઝાઇન. આ માપદંડ મુજબ, વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર્સની બે જાતો છે - તેલ-પ્રકાર અને શુષ્ક-પ્રકાર. પ્રથમ કિસ્સામાં, વિન્ડિંગના વળાંક અને ચુંબકીય કોર ખાસ તેલયુક્ત પ્રવાહી ધરાવતા વાસણમાં હોય છે: તે ઇન્સ્યુલેશનની ભૂમિકા ભજવે છે અને માધ્યમના કાર્યકારી તાપમાનના નિયમનને મંજૂરી આપે છે. બીજા કિસ્સામાં, ઠંડક એર-કૂલ્ડ છે, આવી સિસ્ટમોનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક અને રહેણાંક ઇમારતોમાં થાય છે, કારણ કે આગના વધતા જોખમને કારણે ઓઇલ ટ્રાન્સફોર્મર્સ અંદર ઇન્સ્ટોલ કરી શકાતા નથી.
- વોલ્ટેજનો પ્રકાર. ટ્રાન્સફોર્મર્સ સ્ટેપ-ડાઉન અને સ્ટેપ-અપ હોઈ શકે છે: પ્રથમ કિસ્સામાં, પ્રાથમિક વિન્ડિંગ્સ પરનો વોલ્ટેજ ઓછો થાય છે, અને બીજામાં - વધારો થાય છે.
- વર્ગીકરણ માટેનો બીજો વિકલ્પ પાવર દ્વારા વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મરની પસંદગી છે. આ પરિમાણ સાધનોના હેતુ, કનેક્ટેડ ગ્રાહકોની સંખ્યા, તેમની મિલકતો પર આધારિત છે.
પરિમાણો અને લાક્ષણિકતાઓ
આવા સાધનો પસંદ કરતી વખતે, તમારે એપ્લિકેશન અને ખર્ચની શ્રેણીને અસર કરતા મુખ્ય તકનીકી પરિમાણોને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. મુખ્ય ગુણો છે:
- નોમિનલ લોડ, અથવા પાવર: આ માપદંડ અનુસાર પસંદગી ટ્રાન્સફોર્મરની લાક્ષણિકતાઓના તુલનાત્મક કોષ્ટકનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે.પરિમાણનું મૂલ્ય અન્ય વર્તમાન લાક્ષણિકતાઓને નિર્ધારિત કરે છે, કારણ કે તે સખત પ્રમાણિત છે અને પસંદ કરેલ ચોકસાઈ વર્ગમાં સાધનોની સામાન્ય કામગીરીને નિર્ધારિત કરવા માટે સેવા આપે છે.
- હાલમાં ચકાસેલુ. આ પરિમાણ નિર્ધારિત કરે છે કે નિર્ણાયક તાપમાનને વધુ ગરમ કર્યા વિના ઉપકરણ કેટલા સમય સુધી કાર્ય કરી શકે છે. ટ્રાન્સફોર્મર સાધનો, એક નિયમ તરીકે, હીટિંગના સ્તર પર નક્કર અનામત ધરાવે છે, 18-20% સુધી ઓવરલોડિંગના કિસ્સામાં કામગીરી સામાન્ય છે.
- વિદ્યુત્સ્થીતિમાન. વિન્ડિંગ ઇન્સ્યુલેશનની ગુણવત્તા માટે આ પરિમાણ મહત્વપૂર્ણ છે, તે સાધનની મુશ્કેલી-મુક્ત કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરે છે.
- ભૂલ. આ ઘટના ચુંબકીય પ્રવાહની અસરને કારણે થાય છે, ભૂલ મૂલ્ય ચોક્કસ પ્રાથમિક અને ગૌણ વર્તમાન ડેટા વચ્ચેનો તફાવત છે. ટ્રાન્સફોર્મર કોરમાં ચુંબકીય પ્રવાહમાં વધારો એ ભૂલમાં પ્રમાણસર વધારો કરવા માટે ફાળો આપે છે.
- રૂપાંતર ગુણોત્તર, જે પ્રાથમિક વળાંકમાં ગૌણ વળાંકમાં વર્તમાનનો ગુણોત્તર છે. ગુણાંકનું વાસ્તવિક મૂલ્ય ઉર્જા રૂપાંતરણ નુકશાનની ડિગ્રીની સમાન રકમ દ્વારા નજીવા કરતાં અલગ પડે છે.
- ગુણાકારની મર્યાદા, વાસ્તવિક પ્રાથમિક પ્રવાહના ગુણોત્તર અને નામાંકન તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
- ગૌણ પ્રકારના વિન્ડિંગના વળાંકમાં થતા પ્રવાહની ગુણાકાર.
વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મરનો મુખ્ય ડેટા અવેજી ડાયાગ્રામ દ્વારા નિર્ધારિત કરવામાં આવે છે: તે તમને નો-લોડથી ફુલ-લોડ સુધીના વિવિધ મોડ્સમાં સાધનોની લાક્ષણિકતાઓનો અભ્યાસ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
મુખ્ય સૂચકાંકો ઉપકરણના શરીર પર વિશિષ્ટ માર્કિંગના સ્વરૂપમાં ચિહ્નિત થયેલ છે. તેમાં સાધનોને ઉપાડવા અને માઉન્ટ કરવાની પદ્ધતિ, ગૌણ વિન્ડિંગ્સ (350 વોલ્ટથી વધુ) પર ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વિશે ચેતવણીની માહિતી, ગ્રાઉન્ડિંગ પેડની હાજરી વિશેની માહિતી પણ શામેલ હોઈ શકે છે. એનર્જી કન્વર્ટર માર્કિંગ સ્ટીકરના રૂપમાં અથવા પેઇન્ટ સાથે લાગુ કરવામાં આવે છે.
સંભવિત ખામીઓ
અન્ય કોઈપણ સાધનોની જેમ, ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં સમયાંતરે ખામી સર્જાય છે અને નિદાન સાથે નિષ્ણાતની સેવાની જરૂર પડે છે.તમે એકમ તપાસો તે પહેલાં, તમારે જાણવાની જરૂર છે કે કયા ભંગાણ થાય છે અને કયા સંકેતો તેમને અનુરૂપ છે:
- બિડાણની અંદર અસમાન અવાજ, કર્કશ. આ ઘટના સામાન્ય રીતે ગ્રાઉન્ડિંગ એલિમેન્ટના ભંગાણ, વિન્ડિંગ ટર્નથી કેસમાં ઓવરલેપ અથવા ચુંબકીય કોર માટે સેવા આપતી શીટ્સનું છૂટક દબાણ સૂચવે છે.
- કેસની અતિશય ગરમી, ગ્રાહક બાજુએ વર્તમાનમાં વધારો. ઇન્સ્યુલેશન લેયરના વસ્ત્રો અથવા યાંત્રિક નુકસાનને કારણે વિન્ડિંગ શોર્ટ સર્કિટ, શોર્ટ સર્કિટના પરિણામે વારંવાર ઓવરલોડ થવાને કારણે સમસ્યા આવી શકે છે.
- ક્રેક્ડ ઇન્સ્યુલેટર, સ્લાઇડિંગ ડિસ્ચાર્જ. તેઓ ઓપરેશનની શરૂઆત પહેલાં, વિદેશી વસ્તુઓ અને વિવિધ મૂલ્યોના તબક્કાના ઇનપુટ્સ વચ્ચે ઓવરલેપ થતાં પહેલાં શોધાયેલ ઉત્પાદન ખામીના કિસ્સામાં દેખાય છે.
- તેલ ઉત્સર્જન કે જે દરમિયાન એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રક્ચરનો ડાયાફ્રેમ નાશ પામે છે. આ સમસ્યા ઇન્સ્યુલેશન વેઅર, ઓઇલ લેવલમાં ઘટાડો, વોલ્ટેજ ડ્રોપ અથવા થ્રુ-ટાઇપ શોર્ટ-સર્કિટની ઘટનામાં ઓવરકરન્ટ ઘટનાને કારણે ઇન્ટર-ફેઝ શોર્ટ-સર્કિટિંગને કારણે છે.
- ગાસ્કેટની નીચેથી અથવા ટ્રાન્સફોર્મરના નળમાંથી તેલનો પ્રવાહી લીક થાય છે. મુખ્ય કારણો ઘટકોની ખામીયુક્ત વેલ્ડીંગ, નબળા સીલ, નાશ પામેલા ગાસ્કેટ અથવા અનરબ્ડ ટેપ પ્લગ છે.
- ગેસ પ્રોટેક્શન રિલેનું સક્રિયકરણ. આ ઘટના ત્યારે થાય છે જ્યારે વિન્ડિંગ ફોલ્ટ, સર્કિટ તૂટવા, સ્વીચના સંપર્કો બર્ન આઉટ અથવા ટ્રાન્સફોર્મર હાઉસિંગમાં શોર્ટ સર્કિટના કિસ્સામાં તેલનું વિઘટન થાય છે.
- ગેસ પ્રોટેક્શન રિલે ટ્રિપિંગ. તબક્કાની નિષ્ફળતા, આંતરિક અથવા બાહ્ય ઓવરવોલ્ટેજ અથવા કહેવાતા "સ્ટીલ ફાયર" ને કારણે તેલના પ્રવાહીનું સક્રિય વિઘટન સમસ્યાનું કારણ બને છે.
- ટ્રીપ્ડ વિભેદક રક્ષણ. આ ખામી ત્યારે થાય છે જ્યારે લીડ કેસ પર બ્રેકડાઉન થાય છે, જ્યારે તબક્કાઓ વચ્ચે ઓવરલેપ થાય છે અથવા અન્ય કિસ્સાઓમાં.
ઉપકરણની કાર્યક્ષમતાને મહત્તમ કરવા માટે, થર્મલ ઇમેજિંગ કેમેરા સાથે નિયમિત માપાંકન જરૂરી છે: સાધન તમને સંપર્ક ગુણવત્તામાં ઘટાડો અને ઓપરેટિંગ તાપમાનમાં ઘટાડોનું નિદાન કરવાની મંજૂરી આપે છે. ચકાસણી દરમિયાન નિષ્ણાતો મેનિપ્યુલેશન્સની નીચેની શ્રેણી કરે છે:
- વોલ્ટેજ અને વર્તમાન પર રીડિંગ લેવું.
- બાહ્ય સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરીને લોડ તપાસી રહ્યું છે.
- ઓપરેટિંગ સર્કિટમાં પરિમાણોનું નિર્ધારણ.
- પરિવર્તન ગુણોત્તરની ગણતરી, સૂચકોની તુલના અને વિશ્લેષણ.
ટ્રાન્સફોર્મરની ગણતરી
આ ઉપકરણનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત સૂત્ર દ્વારા વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે U1/U2=n1/n2, જેનાં તત્વો નીચે પ્રમાણે ડિસિફર કરવામાં આવે છે:
- U1 અને U2 એ પ્રાથમિક અને ગૌણ વળાંકોના વોલ્ટેજ છે.
- n1 અને n2 અનુક્રમે પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ્સ પર તેમની સંખ્યા છે.
કોરનો ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર નક્કી કરવા માટે, અન્ય સૂત્રનો ઉપયોગ થાય છે: S=1,15 * √Pજ્યાં પાવર વોટ અને વિસ્તાર ચોરસ સેન્ટિમીટરમાં માપવામાં આવે છે. જો સાધનમાં વપરાતો કોર Sch અક્ષરના આકારમાં હોય, તો મધ્ય કોર માટે ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તારની ગણતરી કરવામાં આવે છે. પ્રાથમિક સ્તરના વિન્ડિંગમાં વળાંક નક્કી કરતી વખતે, સૂત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે n=50*U1/S, આ કિસ્સામાં ઘટક 50 અવિચલ નથી, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દખલગીરીની ઘટનાને રોકવા માટે ગણતરીમાં, તેના બદલે 60 નું મૂલ્ય મૂકવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. બીજું સૂત્ર છે d=0,8*√Iજેમાં d એ વાયર ક્રોસ-સેક્શન છે અને I વર્તમાન તાકાત અનુક્રમણિકા છે; તેનો ઉપયોગ કેબલ વ્યાસની ગણતરી કરવા માટે થાય છે.
ગણતરીમાં મેળવેલા આંકડાઓને ગોળાકાર કરવામાં આવે છે (દા.ત. 37.5 W ની ગણતરી કરેલ શક્તિને 40 સુધી ગોળાકાર કરવામાં આવે છે). રાઉન્ડિંગને ફક્ત ઉપરની તરફ જ મંજૂરી છે. આ તમામ સૂત્રોનો ઉપયોગ 220 V નેટવર્કમાં કામ કરતા ટ્રાન્સફોર્મર્સની પસંદગી માટે થાય છે; ઉચ્ચ-આવર્તન રેખાઓના નિર્માણમાં અન્ય પરિમાણો અને ગણતરી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ થાય છે.
સંબંધિત લેખો:
