एक इनडोर सिंगल - फेज़ करंट ट्रांसफार्मर क्या है? यह कैसे काम करता है?

विद्युत प्रणालियों की पैमाइश, सुरक्षा और निगरानी में वर्तमान ट्रांसफार्मर अपरिहार्य मुख्य उपकरण हैं। चाहे फ़ैक्टरी वितरण कक्ष, सबस्टेशन, या भवन वितरण अलमारियाँ, वे लगभग हर जगह पाए जा सकते हैं जहां वर्तमान माप की आवश्यकता होती है। इनडोर एकल चरण ट्रांसफार्मर, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले प्रकार के रूप में, उपकरणों और रिले द्वारा सुरक्षित उपयोग के लिए उपयुक्त उच्च वोल्टेज लाइनों में बड़ी धाराओं को छोटी धाराओं में परिवर्तित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यह आलेख व्यवस्थित रूप से इनडोर सिंगल चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर की परिभाषा, संरचना और कार्य सिद्धांत को पेश करेगा, जिससे विद्युत पेशेवरों और शुरुआती लोगों को स्पष्ट समझ स्थापित करने में मदद मिलेगी।

करंट ट्रांसफार्मर (सीटी) एक विशेष माप और परिवर्तन उपकरण है। इसका मुख्य कार्य विद्युत प्रणाली में बड़ी धाराओं को आनुपातिक रूप से मानक छोटी धाराओं में परिवर्तित करना है। आमतौर पर, यह एक बड़े प्राथमिक करंट को सेकेंडरी साइड पर मानक 5A या 1A आउटपुट में परिवर्तित करता है, जिससे पावर मीटरिंग उपकरण, एमीटर, वॉटमीटर और रिले सुरक्षा उपकरणों जैसे सेकेंडरी उपकरणों का सुरक्षित उपयोग सुनिश्चित होता है।
यह रूपांतरण क्यों आवश्यक है? इसके दो कारण हैं: पहला, बिजली प्रणालियों में लाइन करंट अक्सर सैकड़ों या हजारों एम्पीयर तक पहुंच जाता है, जिससे सामान्य उपकरणों से सीधा संबंध असंभव हो जाता है। दूसरा, उच्च वोल्टेज लाइनों को सीधे मापने वाले उपकरणों से नहीं जोड़ा जा सकता है; अन्यथा, ऑपरेटरों को बिजली के झटके का खतरा झेलना पड़ेगा। वर्तमान ट्रांसफार्मर विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत के माध्यम से विद्युत अलगाव प्राप्त करते हैं, दोनों आनुपातिक रूप से वर्तमान को कम करते हैं और कम वोल्टेज माध्यमिक सर्किट से उच्च {{3} वोल्टेज पक्ष को पूरी तरह से अलग करते हैं, मूल रूप से मापने वाले कर्मियों और उपकरणों की सुरक्षा सुनिश्चित करते हैं।

इनडोर: यह एक ट्रांसफार्मर मॉडल को संदर्भित करता है जो विशेष रूप से इनडोर इंस्टॉलेशन वातावरण के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसकी इन्सुलेशन संरचना, बाड़े की सुरक्षा का स्तर और रेंगने की दूरी इनडोर स्थितियों के लिए डिज़ाइन की गई है और नमी, गंदे, या बारिश के संपर्क में आने वाले बाहरी वातावरण में सीधे उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है।
एकल -चरण: इसका मतलब है कि प्रत्येक ट्रांसफार्मर केवल एक चरण लाइन के वर्तमान को मापता है, जिसमें प्रति चरण एक इकाई कॉन्फ़िगर की जाती है। तीन - चरण प्रणाली में, यदि तीन {{3} चरण वर्तमान माप की आवश्यकता होती है, तो आमतौर पर दो या तीन एकल चरण ट्रांसफार्मर की आवश्यकता होती है (वायरिंग विधि के आधार पर)। तीन चरण एकीकृत वर्तमान ट्रांसफार्मर की तुलना में, एकल चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर छोटे और स्थापना में अधिक लचीले होते हैं, जिससे विभिन्न वितरण कैबिनेट, स्विचगियर और मीटरिंग बॉक्स में उनके प्लेसमेंट की सुविधा मिलती है।

इनडोर एकल -चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर में मुख्य रूप से बाहर से निम्नलिखित भाग शामिल होते हैं:
1. कोर
कोर ट्रांसफार्मर का चुंबकीय सर्किट कोर है, जो आम तौर पर उच्च पारगम्यता वाले सिलिकॉन स्टील शीट से बना होता है, जो एक बंद चुंबकीय प्रवाह लूप बनाता है। कोर की सामग्री और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र सीधे ट्रांसफार्मर की सटीकता वर्ग और त्रुटि विशेषताओं को प्रभावित करते हैं। मीटरिंग ट्रांसफार्मर को उच्च कोर पारगम्यता और कम हिस्टैरिसीस हानि की आवश्यकता होती है; सुरक्षा ट्रांसफार्मर उच्च धारा दोषों के तहत समय से पहले संतृप्ति को रोकने के लिए कोर की क्षमता को प्राथमिकता देते हैं।
2. प्राइमरी वाइंडिंग (प्राथमिक कुंडल)
प्राथमिक वाइंडिंग में बहुत कम मोड़ होते हैं, आमतौर पर केवल एक से कुछ मोड़ होते हैं, कभी-कभी सीधे कोर से गुजरने वाली बसबार या तांबे की छड़ से बनते हैं। प्राथमिक वाइंडिंग मापी गई विद्युत लाइन से श्रृंखला में जुड़ी होती है, और एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए बड़ी प्राथमिक धारा इस वाइंडिंग से प्रवाहित होती है।
3. सेकेंडरी वाइंडिंग (सेकेंडरी कॉइल) सेकेंडरी वाइंडिंग में अधिक घुमाव होते हैं और यह लोहे की कोर के चारों ओर लपेटा हुआ होता है। यह लौह कोर के चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से प्राथमिक वाइंडिंग के साथ विद्युत चुम्बकीय युग्मन प्राप्त करता है, जिससे द्वितीयक धारा उत्पन्न होती है। बाहरी उपकरण और रिले कनेक्शन के लिए द्वितीयक वाइंडिंग के दो टर्मिनलों को आमतौर पर S1 और S2 (या K1 और K2) के रूप में चिह्नित किया जाता है।
4. इंसुलेटर इंसुलेटर लोहे की कोर और वाइंडिंग के चारों ओर लपेटता है, उच्च {{1}वोल्टेज प्राथमिक सर्किट को कम {2}वोल्टेज माध्यमिक सर्किट से पूरी तरह से अलग करता है। इनडोर करंट ट्रांसफार्मर के लिए सामान्य इन्सुलेशन विधियों में एपॉक्सी रेजिन कास्टिंग (मोनोलिथिक कास्टिंग, अच्छा इन्सुलेशन, कॉम्पैक्ट संरचना) और वार्निश के साथ इंसुलेटिंग पेपर रैपिंग (पारंपरिक प्रक्रिया, बड़ी क्षमता वाले उत्पादों के लिए उपयुक्त) शामिल हैं।
5. आवास और माउंटिंग ब्रैकेट आवास आमतौर पर एक अखंड एपॉक्सी राल कास्टिंग या धातु आवास होता है। स्थापना विधियों में दीवार, पोस्ट और बुशिंग प्रकार शामिल हैं, स्थापना स्थान और सर्किट संरचना के आधार पर विभिन्न रूपों का चयन किया जाता है।

इनडोर एकल -चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर का कार्य सिद्धांत फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम पर आधारित है। इसका सार एक ट्रांसफार्मर के समान है, लेकिन परिचालन की स्थिति काफी भिन्न है। मूल कार्य प्रक्रिया इस प्रकार है:
जब प्राथमिक धारा I₁ परीक्षण के तहत सर्किट में प्राथमिक वाइंडिंग (N₁ मोड़) के माध्यम से बहती है, तो एम्पीयर के नियम के अनुसार, धारा लौह कोर में एक वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह Φ उत्पन्न करती है। यह वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह N₂ घुमावों के साथ द्वितीयक वाइंडिंग से होकर गुजरता है, और फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, द्वितीयक वाइंडिंग में एक द्वितीयक इलेक्ट्रोमोटिव बल प्रेरित होता है, इस प्रकार लोड (उपकरण आंतरिक प्रतिरोध) से जुड़े द्वितीयक सर्किट में एक द्वितीयक धारा I₂ उत्पन्न होता है।
एक वर्तमान ट्रांसफार्मर और एक ट्रांसफार्मर के बीच मुख्य अंतर यह है: एक ट्रांसफार्मर लगभग -नहीं-लोड या लोडेड स्थितियों के तहत काम करता है, और द्वितीयक वोल्टेज लोड के साथ बदलता रहता है; जबकि एक करंट ट्रांसफॉर्मर सामान्य रूप से अपने द्वितीयक पक्ष के साथ निकट {{2}शॉर्ट{3}सर्किट अवस्था (न्यूनतम उपकरण आंतरिक प्रतिरोध के साथ) में संचालित होता है, और द्वितीयक करंट का लोड आकार से स्वतंत्र, प्राथमिक करंट के साथ एक निश्चित आनुपातिक संबंध होता है। इस विशेषता के कारण, वर्तमान ट्रांसफार्मर के द्वितीयक पक्ष को कभी भी खुले सर्किट से संचालित नहीं किया जाना चाहिए। एक बार खुले {{6}सर्किट के बाद, द्वितीयक पक्ष पर विचुंबकीय एम्पीयर के नुकसान के कारण कोर के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह नाटकीय रूप से बढ़ जाएगा, जिससे कोर अधिक संतृप्त हो जाएगा और द्वितीयक पक्ष पर खतरनाक रूप से उच्च वोल्टेज (कई किलोवोल्ट तक) उत्पन्न हो जाएगा, जिससे उपकरण और कर्मियों की सुरक्षा को गंभीर खतरा होगा।

कार्य सिद्धांत को समझने के बाद, निम्नलिखित प्रमुख मापदंडों से परिचित होना भी आवश्यक है:
रेटेड वर्तमान अनुपात (परिवर्तन अनुपात): जैसे 100/5, 200/5, 400/5, आदि, जो प्राथमिक पक्ष पर रेटेड वर्तमान और द्वितीयक पक्ष पर रेटेड वर्तमान के अनुपात का प्रतिनिधित्व करता है, चयन के लिए प्राथमिक पैरामीटर है।
सटीकता वर्ग (सटीक ग्रेड): आमतौर पर 0.1, 0.2, 0.5 (मीटरिंग के लिए) और 5पी, 10पी (सुरक्षा के लिए) देखे जाते हैं। संख्या जितनी छोटी होगी, सटीकता उतनी अधिक होगी। अलग-अलग अनुप्रयोगों के लिए अलग-अलग ग्रेड का चयन किया जाना चाहिए।
रेटेड सेकेंडरी लोड (वीए): यह वर्तमान ट्रांसफार्मर के द्वितीयक पक्ष से जुड़े अधिकतम स्वीकार्य प्रतिबाधा के अनुरूप स्पष्ट शक्ति को संदर्भित करता है। सामान्य मान 5VA, 10VA, 15VA, 30VA आदि हैं। जुड़े उपकरणों की कुल प्रतिबाधा इस मान से अधिक नहीं होनी चाहिए; अन्यथा, त्रुटि बढ़ जाएगी.
रेटेड इन्सुलेशन वोल्टेज (उम): यह वर्तमान ट्रांसफार्मर के प्राथमिक पक्ष से जमीन तक और द्वितीयक पक्ष, जैसे 0.72kV, 3.6kV, 7.2kV, आदि के इन्सुलेशन वोल्टेज वर्ग को इंगित करता है।

परिदृश्य इनडोर एकल -चरण वर्तमान ट्रांसफार्मर निम्नलिखित अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं: फैक्ट्री बिजली वितरण प्रणालियों में मीटरिंग और सुरक्षा सर्किट; 10kV स्विचगियर और कम वोल्टेज वितरण कैबिनेट में वर्तमान का पता लगाना; मौजूदा

सबस्टेशन रिले सुरक्षा उपकरणों में नमूनाकरण; वितरण कक्षों के निर्माण में ऊर्जा मीटरिंग बक्से; और औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों में वर्तमान निगरानी सर्किट।

Q1: किसी करंट ट्रांसफार्मर का द्वितीयक भाग खुला क्यों नहीं हो सकता है?
ए: जब द्वितीयक पक्ष खुला होता है, तो लौह कोर में चुंबकीय प्रवाह द्वितीयक धारा के विचुंबकीय प्रभाव को खो देता है, जिससे चुंबकीय प्रवाह में तेज वृद्धि होती है। यह द्वितीयक पक्ष पर कई हजार वोल्ट का उच्च वोल्टेज उत्पन्न करता है, जिससे आसानी से वर्तमान ट्रांसफार्मर का इन्सुलेशन टूट सकता है और बिजली का झटका लग सकता है। उपकरण को अलग करने से पहले द्वितीयक पक्ष छोटा होना चाहिए।

Q2: क्या वर्तमान ट्रांसफार्मर के लिए बड़ा परिवर्तन अनुपात चुनना सुरक्षित है?
उत्तर: जरूरी नहीं. अत्यधिक बड़े परिवर्तन अनुपात के परिणामस्वरूप सामान्य भार के तहत अपर्याप्त माध्यमिक धारा, माप त्रुटियों में वृद्धि और गलत उपकरण रीडिंग होगी। वास्तविक अधिकतम लोड करंट के आधार पर एक उपयुक्त परिवर्तन अनुपात का चयन किया जाना चाहिए; आम तौर पर, रेटेड प्राथमिक करंट का 60% से 80% का सामान्य ऑपरेटिंग करंट बेहतर होता है।

Q3: क्या इनडोर करंट ट्रांसफार्मर को बाहर स्थापित किया जा सकता है?
उत्तर: नहीं। इनडोर करंट ट्रांसफार्मर की इन्सुलेशन संरचना और क्रीपेज दूरी स्वच्छ इनडोर वातावरण के लिए डिज़ाइन की गई है। बाहरी नमी, गंदा और पराबैंगनी वातावरण इन्सुलेशन की उम्र बढ़ने में तेजी लाएगा, जिससे क्रीपेज फ्लैशओवर या इन्सुलेशन टूट जाएगा। समर्पित आउटडोर करंट ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाना चाहिए।