ट्रांसफार्मर में एनजीआर का उपयोग क्यों किया जाता है?

ट्रांसफार्मर में न्यूट्रल ग्राउंडिंग रेसिस्टर (एनजीआर) का उपयोग करने का मुख्य उद्देश्य प्रत्यक्ष ग्राउंडिंग, अनग्राउंडिंग या आर्क कैंसिलिंग जैसे पारंपरिक ग्राउंडिंग तरीकों की सीमाओं को संबोधित करते हुए प्रतिरोध ग्राउंडिंग संतुलन उपकरण, सिस्टम सुरक्षा और बिजली निरंतरता आवश्यकताओं के माध्यम से सुरक्षा प्रदान करना है। यहां देखें क्यों:
1. ग्राउंड फॉल्ट करंट को सीमित करें और उपकरण सुरक्षा की रक्षा करें।
प्रत्यक्ष ग्राउंडिंग की कमियाँ:
यदि ट्रांसफार्मर के तटस्थ बिंदु को सीधे ग्राउंड किया जाता है, तो एकल {{0} चरण ग्राउंडिंग दोष (जैसे कि एकल {{1} चरण कंडक्टर जमीन को छूता है) से शॉर्ट सर्किट करंट में तेज वृद्धि हो सकती है, जो ट्रांसफार्मर वाइंडिंग, लोहे के कोर या तटस्थ इंसुलेटर को जला सकता है, या यहां तक ​​​​कि आग का कारण भी बन सकता है। उदाहरण के लिए, सीधे ग्राउंडेड 10kV सिस्टम में, फॉल्ट करंट हजारों एम्पीयर तक पहुंच सकता है, जो डिवाइस की सहन क्षमता से कहीं अधिक है।
एनजीआर समाधान:
तटस्थ बिंदु और जमीन के बीच प्रतिरोधों की एक श्रृंखला डालने से, दोष धारा को एक सुरक्षित सीमा (उदाहरण के लिए, दसियों से सैकड़ों एम्पीयर) तक सीमित कर दिया जाता है। उदाहरण के लिए:
10kV प्रणाली के लिए, NGR अवरोधक आमतौर पर दर्जनों ओम में होता है, जो उपकरण क्षति को रोकने के लिए फॉल्ट करंट को 100-400A तक सीमित करता है।
2. ओवरवॉल्टेज दमन, ओवरवॉल्टेज इन्सुलेशन और सुरक्षा प्रणाली
अनग्राउंडेड सिस्टम के ओवरवॉल्टेज जोखिम:
जब तटस्थ बिंदु को भूमिगत नहीं किया जाता है, तो एकल चरण ग्राउंडिंग दोष के कारण गैर-फ़ॉल्ट चरण वोल्टेज लाइन वोल्टेज (μ3 गुना चरण वोल्टेज) तक बढ़ सकता है, जिससे इन्सुलेशन टूट सकता है। इसके अलावा, फॉल्ट आर्क को बार-बार बुझाया जा सकता है और फिर से प्रज्वलित किया जा सकता है, जिससे ओवरवॉल्टेज को खत्म करने के लिए चरण वोल्टेज (उदाहरण के लिए चरण वोल्टेज का 6 गुना) से कई गुना अधिक चाप फ्लैश उत्पन्न होता है, जिससे उपकरण इन्सुलेशन को खतरा होता है।
सीमाएँ चाप दमन कुंडल ग्राउंडिंग:
आर्क अपव्यय लूप कैपेसिटिव करंट की भरपाई करता है और इंडक्टिव करंट द्वारा आर्क को बुझा देता है। हालाँकि, वे ओवरवॉल्टेज आयाम को सीमित नहीं कर सकते हैं और फेरोसोनेंस ओवरवॉल्टेज को प्रेरित कर सकते हैं।
एनजीआर दमन प्रभाव:
अवशिष्ट चार्ज डिस्चार्ज: फॉल्ट आर्क समाप्त होने के बाद, एनजीआर सिस्टम के ग्राउंड कैपेसिटेंस में अवशिष्ट चार्ज के लिए एक डिस्चार्ज पथ प्रदान करता है, जिससे आर्क पुनः स्थापित होने की संभावना कम हो जाती है। डंपिंग अनुनाद: डंपिंग तत्व के रूप में प्रतिरोध, हस्तक्षेप अनुनाद की स्थिति में, ओवरवॉल्टेज का आयाम चरण वोल्टेज के 2.5 गुना तक सीमित होता है, जिससे उपकरण की सेवा जीवन बढ़ जाता है।
3. बिजली आपूर्ति की निरंतरता में वृद्धि और बिजली कटौती के दायरे में कमी
मजबूत ग्राउंडिंग के शॉर्टकट:
सॉलिड {{0}स्टेट ग्राउंडिंग सिस्टम में, सिंगल -फेज ग्राउंडिंग फॉल्ट से सुरक्षा उपकरण तुरंत ट्रिप हो जाएगा, जिससे बड़े क्षेत्र में बिजली गुल हो जाएगी।
एनजीआर अनुकूलता:
एनजीआर एकल-चरण ग्राउंडिंग दोष की स्थिति में सिस्टम को थोड़े समय के लिए (मान लीजिए 1-2 घंटे) संचालित करने की अनुमति देता है, जिससे रखरखाव का समय कम हो जाता है। उदाहरण के लिए:
शहरी वितरण नेटवर्क: 10 केवी केबल नेटवर्क में एनजीआर की शुरूआत से गलती मुक्त क्षेत्रों में बिजली की आपूर्ति सुनिश्चित करते हुए गलती लाइनों को काटकर गलती लाइन का पता लगाने की सटीकता 95% से अधिक हो जाती है।
औद्योगिक उपयोगकर्ता: पेट्रोकेमिकल्स, खदानों और अन्य उद्योगों को बिजली आपूर्ति निरंतरता की उच्च निरंतरता की आवश्यकता होती है। एनजीआर बिजली के आर्क को आग या विस्फोट होने से रोक सकता है, और पूरे संयंत्र में बिजली कटौती को रोक सकता है।
4. रिले सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करना
सुरक्षात्मक उपकरण संचालन आवश्यकताएँ:
रिले सुरक्षा उपकरणों को दोषों की पहचान करने और उन्हें खत्म करने के लिए ग्राउंडिंग धाराओं का पता लगाना चाहिए। यदि करंट बहुत कम है (उदाहरण के लिए, कोई ग्राउंडिंग सिस्टम नहीं), तो सुरक्षा काम नहीं कर सकती है, और यदि करंट बहुत अधिक है (उदाहरण के लिए, डायरेक्ट ग्राउंडिंग सिस्टम), तो सुरक्षा विफल हो सकती है।
एनजीआर का संतुलन कार्य:
प्रतिरोध मान को समायोजित करके, तेज़ और सटीक संचालन सुनिश्चित करने के लिए फ़ॉल्ट करंट को रिले सुरक्षा उपकरण की संवेदनशीलता सीमा (उदाहरण के लिए, 10-100A) के भीतर नियंत्रित किया जाता है। उदाहरण के लिए:
शून्य {{0}अनुक्रम वर्तमान सुरक्षा: एनजीआर गलती लाइनों की पहचान करने के लिए सुरक्षा उपकरण के लिए एक स्थिर शून्य -अनुक्रम वर्तमान सिग्नल प्रदान करता है।
विभेदक सुरक्षा: आंतरिक ट्रांसफार्मर विफलता की स्थिति में एनजीआर विभेदक सुरक्षा के सामान्य संचालन को प्रभावित नहीं करता है।
विभिन्न कैपेसिटेंस वर्तमान आवश्यकताओं प्रणाली को अनुकूलित करें।
कैपेसिटिव करंट का प्रभाव:
सिस्टम कैपेसिटेंस करंट (IC) केबल की लंबाई के साथ बढ़ता है। जब IC एक निश्चित मान से अधिक हो जाता है (उदाहरण के लिए AA 10kV सिस्टम में 30A से अधिक), तो आर्क को बुझाना मुश्किल होता है और करंट को सीमित करने के लिए NGR की आवश्यकता होती है।
एनजीआर का लचीलापन:
विभिन्न स्थितियों की जरूरतों को पूरा करने के लिए प्रतिरोध मान को सिस्टम के कैपेसिटिव करंट के अनुसार समायोजित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए:
कम कैपेसिटिव वर्तमान प्रणाली: वर्तमान सीमित और ओवरवॉल्टेज दमन दोनों को प्राप्त करने के लिए कम प्रतिरोध मान का चयन करें। उच्च - कैपेसिटेंस वर्तमान सिस्टम: उच्च प्रतिरोध चुनें, अतिप्रवाह के कारण अधिक गरम होना।
6. अंतरराष्ट्रीय मानकों और सुरक्षा नियमों का अनुपालन
मानक आवश्यकताएँ:
आईईईई, आईईसी और अन्य मानक एनजीआर के लिए डिजाइन, परीक्षण और स्थापना आवश्यकताओं को परिभाषित करते हैं।
तापमान रेटिंग: अवरोधक को गलती धाराओं (उदाहरण के लिए, 10 सेकंड के लिए 760 डिग्री) द्वारा उत्पन्न गर्मी का सामना करने में सक्षम होना चाहिए।
सुरक्षा प्रमाणपत्र:
अत्यधिक परिचालन स्थितियों में विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए एनजीआर उत्पादों को सीएसए, यूएल और अन्य संगठनों द्वारा प्रमाणित किया जाना चाहिए।
7. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस सत्यापन
पावर प्लांट मामले का अध्ययन:
50MW जनरेटर सेट तटस्थ बिंदुओं पर एनजीआर का उपयोग करता है, दोष धाराओं को 5-25A तक सीमित करता है, इन्सुलेशन से वाइंडिंग की रक्षा करता है और कोर संतृप्ति को रोकता है।
शहरी वितरण नेटवर्क का केस अध्ययन:
10kV केबल नेटवर्क आर्क {{1}फ़ॉल्ट ग्राउंडिंग ओवरवॉल्टेज को रेटेड मूल्य से 2.5 गुना से कम करने के लिए नियंत्रित करने के लिए एनजीआर तकनीक का उपयोग करता है, जिससे फॉल्ट दर 60% कम हो जाती है और बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता में काफी सुधार होता है।