ট্রান্সফরমার প্রেসার রিলিফ এবং ফল্ট ডিটেকশন সিস্টেম

​​​​​​​

 

1. ভূমিকা

 

তেলে-নিমজ্জিত ট্রান্সফরমারে, অভ্যন্তরীণ চাপ পরিবর্তনগুলি অপারেশনের একটি স্বাভাবিক অংশ। লোডিং চক্রের সময় ট্রান্সফরমার তেল গরম এবং ঠান্ডা হওয়ার সাথে সাথে ট্যাঙ্কের ভিতরে সিল করা গ্যাসের স্থানটি প্রসারিত হয় এবং সংকুচিত হয়, যার ফলে ট্রান্সফরমার ঘেরের মধ্যে ধীরে ধীরে চাপের ওঠানামা হয়। স্বাভাবিক অপারেটিং অবস্থার অধীনে, এই চাপ পরিবর্তনগুলি ধীরে ধীরে ঘটে এবং প্রধানত পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার তারতম্য এবং ট্রান্সফরমার লোডিংয়ের সাথে সম্পর্কিত।

যাইহোক, অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক ত্রুটিগুলি সম্পূর্ণ ভিন্ন চাপের আচরণ তৈরি করে। ঘূর্ণায়মান ব্যর্থতা বা অভ্যন্তরীণ আর্কিংয়ের মতো ঘটনাগুলি দ্রুত নিরোধক তেলকে গ্যাসে পরিণত করতে পারে, ট্যাঙ্কের ভিতরে হঠাৎ চাপের তরঙ্গ তৈরি করে। যেহেতু এই ত্রুটিগুলি-উত্পন্ন চাপ বৃদ্ধি মিলিসেকেন্ডের মধ্যে ঘটে, তাই ট্রান্সফরমারগুলির জন্য শুধুমাত্র চাপ ত্রাণ যন্ত্রের প্রয়োজন হয় না, বরং বিপর্যয়কর ট্যাঙ্কের ব্যর্থতা ঘটার আগে অস্বাভাবিক চাপের আচরণ শনাক্ত করতে সক্ষম ডেডিকেটেড ফল্ট সনাক্তকরণ ব্যবস্থারও প্রয়োজন হয়।

এই কারণে, আধুনিক ট্রান্সফরমার সুরক্ষা ব্যবস্থাগুলি সাধারণত দুটি প্রধান বিভাগে বিভক্ত:

• চাপ ত্রাণ সিস্টেম
• ত্রুটি সনাক্তকরণ সিস্টেম

এই স্তরযুক্ত সুরক্ষা দর্শন ব্যাপকভাবে IEEE C57 মান এবং IEC 60076 ট্রান্সফরমার ডিজাইন অনুশীলনে প্রতিফলিত হয়।

 

2. চাপ উপশম বনাম ফল্ট সনাক্তকরণ

 

যদিও ট্রান্সফরমার শিল্পে "চাপ ত্রাণ" এবং "চ্যুতি সনাক্তকরণ" শব্দগুলি কখনও কখনও একে অপরের সাথে ব্যবহার করা হয়, তারা মৌলিকভাবে বিভিন্ন কাজ করে।

ট্রান্সফরমার ট্যাঙ্কের যান্ত্রিক বিকৃতি বা ফেটে যাওয়া রোধ করার জন্য একটি ট্রান্সফরমার চাপ রিলিফ ডিভাইস শারীরিকভাবে অতিরিক্ত ট্যাঙ্কের চাপ ছেড়ে দেওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এই ডিভাইসগুলি প্রাথমিকভাবে চাপের মাত্রায় সাড়া দেয় এবং ট্রান্সফরমার চাপ সুরক্ষা সিস্টেমের ভিত্তি তৈরি করে।

অন্যদিকে, ত্রুটি সনাক্তকরণ ডিভাইসগুলি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক ত্রুটিগুলির সাথে সম্পর্কিত চাপ পরিবর্তনের গতি বা বৈশিষ্ট্যগুলি নিরীক্ষণ করে। চাপ ছাড়ার পরিবর্তে, তারা পাওয়ার সিস্টেম থেকে ট্রান্সফরমারকে বিচ্ছিন্ন করতে অ্যালার্ম বা ট্রিপ সিগন্যাল তৈরি করে।

ট্রান্সফরমারের আকার এবং ফল্ট এনার্জি লেভেল বৃদ্ধির সাথে সাথে এই পার্থক্যটি ক্রমশ গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে।

 

সারণী 1 - চাপ উপশম এবং ত্রুটি সনাক্তকরণের মধ্যে পার্থক্য

3. ট্রান্সফরমার প্রেসার রিলিফ ডিভাইস

 

3.1 প্রেসার রিলিফ ভালভ (PRV)​​​​​​​

প্রেসার রিলিজ ভালভ ট্রান্সফরমার ট্যাঙ্ককে অভ্যন্তরে অত্যধিক চাপের বিরুদ্ধে রক্ষা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। একবার ট্যাঙ্কের চাপ মুক্তির চাপে পৌঁছালে, চাপ নিরাপদ চাপে না আসা পর্যন্ত গ্যাসটি ছেড়ে দেওয়ার জন্য ভালভ স্বয়ংক্রিয়ভাবে খুলবে। উপরন্তু, যখনই প্রয়োজন, ব্যবহারকারীদের অভ্যন্তরীণ চাপ কমাতে অপারেটিং রিং টেনে ট্রান্সফরমার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে চাপ ত্রাণ ভালভ ম্যানুয়ালি পরিচালনা করার অনুমতি দেওয়া হয়।

IEEE অনুশীলনের অধীনে, একটি PRV ট্রান্সফরমার ডিজাইনের জন্য সাধারণ ক্র্যাকিং চাপ প্রায় 10 PSIG ±2 PSIG, যখন CSA অ্যাপ্লিকেশনগুলি প্রায়ই নিম্ন চাপের সেটিংস ব্যবহার করে। চাপ উপশম হওয়ার পরে, ট্রান্সফরমার সিস্টেমে চাপ ত্রাণ ভালভ স্বয়ংক্রিয়ভাবে ট্রান্সফরমার ট্যাঙ্কের অখণ্ডতা বজায় রাখার জন্য রিসিল হয়।

 

এর সহজ নির্মাণ এবং নির্ভরযোগ্য অপারেশনের কারণে, পিআরভি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়:

• মেরু-মাউন্ট করা ট্রান্সফরমার
• প্যাড-মাউন্ট করা ট্রান্সফরমার
• তেল-নিমজ্জিত বিতরণ ট্রান্সফরমার
• ছোট ইউনিট সাবস্টেশন

 

বৃহত্তর ট্রান্সফরমার পিআরডি সিস্টেমের সাথে তুলনা করে, পিআরভিগুলি সাধারণত নিম্ন কেভিএ ট্রান্সফরমারগুলির জন্য পছন্দ করা হয় যেখানে চাপ বৃদ্ধি তুলনামূলকভাবে মাঝারি এবং অনুমানযোগ্য। অনেক ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফরমার অ্যাপ্লিকেশনে, ট্রান্সফরমার ট্যাঙ্কের PRV ভালভ মৌলিক যান্ত্রিক চাপ সুরক্ষার সবচেয়ে সাধারণ রূপ হিসাবে রয়ে গেছে।

3.2 প্রেসার রিলিফ ডিভাইস (পিআরডি)

প্রেসার রিলিফ ডিভাইস (পিআরডি) মূলত চাপ রিলিফ ভালভ (PRVs) এর মতো একই উদ্দেশ্যে কাজ করে: তারা অতিরিক্ত অভ্যন্তরীণ চাপ থেকে ট্রান্সফরমার ট্যাঙ্ককে রক্ষা করে। যদিও বাস্তবে, পিআরডিগুলি সাধারণত বড় পাওয়ার রেটিংগুলির সাথে যুক্ত। আপনি সাধারণত প্রায় 1,500 kVA এর নিচের ট্রান্সফরমারগুলিতে PRD ইনস্টল দেখতে পান না, যদিও অ্যাপ্লিকেশনটির প্রয়োজন হলে ছোট ইউনিটে একটি ব্যবহার করার ক্ষেত্রে প্রযুক্তিগতভাবে কিছু ভুল নেই।

বেশিরভাগ পিআরডি ট্রান্সফরমার ট্যাঙ্কের উপরে মাউন্ট করা হয়, যেখানে অভ্যন্তরীণ গ্যাস বা চাপ তৈরি করা ত্রুটির অবস্থায় দ্রুত মুক্তি পেতে পারে।

পরিভাষাটি বিভ্রান্তিকর হতে পারে কারণ "চাপ ত্রাণ যন্ত্র" প্রায়ই PRV এবং PRD উভয়ের জন্য একটি সাধারণ শিল্প শব্দ হিসাবে ব্যবহৃত হয়। বেশীরভাগ ক্ষেত্রে, পিআরভিগুলি ছোট ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফরমারগুলিতে ব্যবহার করা হয়, যখন পিআরডিগুলি বড় ইউনিট বা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে বেশি সাধারণ হয় যার জন্য দ্রুত চাপের প্রতিক্রিয়া এবং ত্রুটি নির্দেশের প্রয়োজন হয়।

একটি ট্রান্সফরমার প্রেসার রিলিফ ডিভাইস PRV - অত্যধিক অভ্যন্তরীণ চাপ উপশম করে - হিসাবে একই মৌলিক কার্য সম্পাদন করে তবে সাধারণত উচ্চ প্রবাহ ক্ষমতা, দ্রুত প্রতিক্রিয়া সময়, নির্ভরযোগ্য রিসিলিং কর্মক্ষমতা এবং ঐচ্ছিক অ্যালার্ম বা পর্যবেক্ষণ ফাংশনগুলির সাথে ডিজাইন করা হয়। উন্নত PRD ডিজাইন সঠিক খোলার চাপ, স্বল্প পরিচালন সময়, নির্ভরযোগ্য দীর্ঘ-মেয়াদী বহিরঙ্গন কর্মক্ষমতা, এবং আর্দ্রতা, ধূলিকণা এবং বায়ু প্রবেশের বিরুদ্ধে কার্যকর সিলিং প্রদান করে, যা ইতিবাচক ট্যাঙ্কের চাপ বজায় রাখতে এবং ট্রান্সফরমার অপারেশনাল নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করতে সহায়তা করে।

 

কভার-মাউন্ট করা PRD-এর একটি বড় সুবিধা হল পর্যবেক্ষণ ক্ষমতা। অনেক ট্রান্সফরমার চাপ ত্রাণ ডিভাইস সমাবেশ অন্তর্ভুক্ত:

• ভিজ্যুয়াল সেমাফোর বা অপারেশন সূচক
• দূরবর্তী অ্যালার্ম পরিচিতি
• SCADA-সামঞ্জস্যপূর্ণ পর্যবেক্ষণ আউটপুট

 

এটি পিআরডিগুলিকে বিশেষত ইউটিলিটি সাবস্টেশন এবং শিল্প পাওয়ার সিস্টেমগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে যেখানে দূরবর্তী পর্যবেক্ষণ প্রয়োজন।

PRD গুলি সাধারণত প্রয়োগ করা হয়:

• ইউনিট সাবস্টেশন ট্রান্সফরমার
• মাঝারি শক্তি ট্রান্সফরমার
• বড় পাওয়ার ট্রান্সফরমার
• ইউটিলিটি সাবস্টেশন ট্রান্সফরমার

 

বৃহত্তর ইউটিলিটি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, প্রকৌশলীরা প্রায়শই উচ্চতর অভ্যন্তরীণ ফল্ট শক্তি এবং তেলের পরিমাণের কারণে একটি ছোট পিআরভির পরিবর্তে একটি চাপ রিলিফ ডিভাইস ট্রান্সফরমার ব্যবস্থা নির্বাচন করেন।

3.3 ফাটল ডিস্ক

ফাটল ডিস্কগুলি সাধারণত উচ্চ-শক্তি ট্রান্সফরমার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে চূড়ান্ত জরুরী চাপ ত্রাণ ডিভাইস হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

পিআরভি বা স্ট্যান্ডার্ড পিআরডি-এর বিপরীতে, ফাটল ডিস্কগুলি হল নন-রিসেটযোগ্য ডিভাইস যা অভ্যন্তরীণ চাপ একটি গুরুতর সীমাতে পৌঁছলে তাৎক্ষণিকভাবে ফেটে যাওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। তাদের প্রাথমিক উদ্দেশ্য হল বিপর্যয়মূলক অভ্যন্তরীণ ত্রুটির ঘটনাগুলির সময় দ্রুত পূর্ণ-এলাকা বের করা।

 

যেহেতু ফাটল ডিস্কগুলি অপারেশনের পরে প্রতিস্থাপন করা আবশ্যক, সেগুলি সাধারণত এর জন্য সংরক্ষিত থাকে:

• বড় পাওয়ার ট্রান্সফরমার
• চুল্লি ট্রান্সফরমার
• ট্র্যাকশন ট্রান্সফরমার
• উচ্চ ফল্ট-স্তরের শিল্প ব্যবস্থা

ইঞ্জিনিয়ারিং অনুশীলনে, ফাটল ডিস্কগুলি যান্ত্রিক চাপ সুরক্ষার সর্বোচ্চ স্তরের প্রতিনিধিত্ব করে।

4. ট্রান্সফরমার ফল্ট ডিটেকশন ডিভাইস

 

4.1 ইন্টারনাল ফল্ট ডিটেক্টর (IFD)

অভ্যন্তরীণ ফল্ট ডিটেক্টর (IFDs) ব্যাপকভাবে পোল-মাউন্ট করা এবং প্যাড-মাউন্ট করা ট্রান্সফরমারে একটি সহজ কিন্তু অত্যন্ত কার্যকর ফিল্ড সেফটি ডিভাইস হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

একটি IFD ট্রান্সফরমার ট্যাঙ্কের ভিতরে আর্কিং ফল্টের কারণে হঠাৎ অভ্যন্তরীণ চাপ বৃদ্ধি শনাক্ত করে। সক্রিয় করা হলে, একটি উজ্জ্বল রঙের ভিজ্যুয়াল সূচক পপ আউট হয়, যা ইউটিলিটি ক্রুদের অবিলম্বে সনাক্ত করতে দেয় যে ট্রান্সফরমারটি একটি অভ্যন্তরীণ ত্রুটি অনুভব করেছে এবং এটিকে পুনরায় সক্রিয় করা উচিত নয়।

 

আধুনিক IFD সিস্টেমের একটি বড় সুবিধা হল যে অনেক ডিজাইন একই ডিভাইসে ট্রান্সফরমার অ্যাসেম্বলিতে একটি স্ট্যান্ডার্ড IEEE বা CSA অনুগত PRV একত্রিত করে, একত্রিত করে:

• চাপ উপশম
• দোষের ইঙ্গিত

একটি একক কম্প্যাক্ট কাঠামোর মধ্যে।

 

IFD সাধারণত ব্যবহৃত হয়:

• একক-ফেজ পোল-মাউন্ট করা ট্রান্সফরমার
• তিন-ফেজ পোল-মাউন্ট করা ট্রান্সফরমার
• প্যাড-মাউন্ট করা ট্রান্সফরমার
• ছোট সাবস্টেশন ট্রান্সফরমার

SPR সিস্টেমের সাথে তুলনা করে, IFD গুলি সহজ, আরও লাভজনক এবং বিশেষ করে ডিস্ট্রিবিউশন-স্তরের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত।

4.2 আকস্মিক চাপ রিলে (SPR / RPR)

 

এই সিস্টেমগুলি সাধারণত ব্যবহৃত হয়:

• মাঝারি শক্তি ট্রান্সফরমার
• বড় পাওয়ার ট্রান্সফরমার
• সংশোধনকারী ট্রান্সফরমার
• চুল্লি ট্রান্সফরমার
• ট্র্যাকশন ট্রান্সফরমার

 

IFD-এর সাথে তুলনা করে, দ্রুত চাপ বৃদ্ধি রিলে সুরক্ষা ব্যবস্থা দ্রুত বৈদ্যুতিক একীকরণ প্রদান করে এবং গুরুত্বপূর্ণ ইউটিলিটি এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আরও উপযুক্ত।

4.3 বুচহোলজ রিলে

বুখোলজ রিলে হল একটি গ্যাস- এবং তেল-প্রবাহ-চালিত ত্রুটি সনাক্তকরণ ডিভাইস যা কনজারভেটর-টাইপ ট্রান্সফরমারগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

SPR এবং IFD সিস্টেমের বিপরীতে, যা প্রাথমিকভাবে চাপের পরিবর্তনে সাড়া দেয়, বুখোলজ রিলে এর মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ ত্রুটি সনাক্ত করে:

• গ্যাস জমে
• তেল ঢেউ আন্দোলন

 

রিলে সাধারণত দুটি পর্যায়ে কাজ করে:

• প্রারম্ভিক ত্রুটির জন্য অ্যালার্ম
• গুরুতর অভ্যন্তরীণ ত্রুটির জন্য ট্রিপ

 

Buchholz রিলে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়:

• কনজারভেটর-টাইপ ইউনিট সাবস্টেশন
• মাঝারি শক্তি ট্রান্সফরমার
• বড় পাওয়ার ট্রান্সফরমার

 

ধীরে ধীরে বিকশিত নিরোধক ত্রুটিগুলি সনাক্ত করার ক্ষমতার কারণে, বুখোলজ রিলেগুলি বড় তেল ভর্তি ট্রান্সফরমারগুলির মধ্যে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ত্রুটি সনাক্তকরণ যন্ত্রগুলির মধ্যে একটি-।

 

5​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​. ইঞ্জিনিয়ারিং অনুশীলনে সুরক্ষা শ্রেণিবিন্যাস

 

বাস্তব ট্রান্সফরমার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, এই ডিভাইসগুলি সমস্ত ট্রান্সফরমার ক্লাসে সমানভাবে ব্যবহৃত হয় না। পরিবর্তে, ট্রান্সফরমারের আকার এবং ফল্ট শক্তি বৃদ্ধির সাথে সাথে সুরক্ষা ব্যবস্থাগুলি ক্রমশ আরও উন্নত হয়।

 

সারণি 2 - ট্রান্সফরমার ক্লাস দ্বারা সাধারণ সুরক্ষা ডিভাইস অ্যাপ্লিকেশন

এই স্তরযুক্ত কনফিগারেশনটি ইঞ্জিনিয়ারিং নীতিকে প্রতিফলিত করে যে ট্রান্সফরমার সুরক্ষা মৌলিক যান্ত্রিক চাপ থেকে বিকশিত হয় সমন্বিত যান্ত্রিক এবং বৈদ্যুতিক ত্রুটি সুরক্ষা ব্যবস্থার দিকে।

6. উপসংহার

 

আধুনিক ট্রান্সফরমার সুরক্ষা নকশা একটি একক ডিভাইসের উপর নির্ভর না করে চাপ উপশম এবং ত্রুটি সনাক্তকরণ সিস্টেমের সমন্বয়ের উপর ভিত্তি করে।

PRVs এবং PRDs স্বাভাবিক এবং অস্বাভাবিক অপারেটিং অবস্থার সময় নিয়ন্ত্রিত যান্ত্রিক চাপ উপশম প্রদান করে। বিপর্যয়মূলক ত্রুটির সময় ফাটল ডিস্ক চূড়ান্ত জরুরী সুরক্ষা প্রদান করে। IFD এবং আকস্মিক চাপ রিলে সিস্টেমগুলি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক ত্রুটির কারণে হঠাৎ চাপ বৃদ্ধি শনাক্ত করে, যখন বুখোলজ রিলে গ্যাস উত্পাদন এবং তেলের গতিবিধি নিরীক্ষণ করে যা নিরোধক ব্যর্থতার সাথে যুক্ত।

একসাথে, এই ডিভাইসগুলি একটি মাল্টি-স্তর ট্রান্সফরমার সুরক্ষা স্থাপত্য তৈরি করে যা বিতরণ, শিল্প এবং ইউটিলিটি পাওয়ার সিস্টেম জুড়ে অপারেশনাল নির্ভরযোগ্যতা, কর্মীদের নিরাপত্তা এবং ত্রুটি বিচ্ছিন্ন করার ক্ষমতা উন্নত করে।