পরিমাপের জন্য উচ্চ নির্ভুলতাসম্পন্ন ট্রান্সফরমার কীভাবে নির্বাচন করবেন?

ট্রান্সফরমার নির্ভুলতা শ্রেণি ও মানদণ্ড বোঝা

CT নির্ভুলতা শ্রেণি ব্যাখ্যা: IEC 61869-2 অনুযায়ী 0.1, 0.2 এবং 0.5

কারেন্ট ট্রান্সফরমারগুলি আইইসি ৬১৮৬৯-২ গাইডলাইনে নির্ধারিত মানক নির্ভুলতা রেটিংয়ের সাথে আসে। এই রেটিংগুলি মূলত ০.১, ০.২ এবং ০.৫ এর মতো সংখ্যা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা বিভিন্ন লোডে কারেন্ট পরিমাপ করার সময় কতটুকু ত্রুটি গ্রহণযোগ্য তা নির্দেশ করে। উদাহরণস্বরূপ, ক্লাস ০.১ চিহ্নিত একটি সিটি (CT) প্রায় প্লাস বা মাইনাস ০.১% এর মধ্যে নির্ভুলতা বজায় রাখে, অন্যদিকে ক্লাস ০.৫ সংস্করণটি উভয় দিকে সর্বোচ্চ আধা শতাংশ পর্যন্ত বিচ্যুত হতে পারে। সাধারণভাবে বলতে গেলে, সংখ্যাটি যত কম হবে, নির্ভুলতা তত বেশি হবে। ক্লাস ০.১ এর ইউনিটগুলি সাধারণত সেখানে ব্যবহার করা হয় যেখানে অর্থ সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এমনকি ছোট ত্রুটিগুলিও বিলিং গণনাকে সরাসরি প্রভাবিত করে। ক্লাস ০.২ গুরুত্বপূর্ণ সুরক্ষা সিস্টেমের জন্য যথেষ্ট নির্ভুলতা প্রদান করে যাতে খরচ অত্যধিক না হয়, অন্যদিকে ক্লাস ০.৫ দৈনন্দিন মনিটরিং কাজের জন্য ভালোভাবে কাজ করে। মানক অনুযায়ী, এই ডিভাইসগুলির পরীক্ষা করতে হবে তাদের নামকরণকৃত ক্ষমতার ৫% থেকে শুরু করে ১২০% পর্যন্ত সম্পূর্ণ পরিসরে, যাতে বাস্তব জগতের শর্তে এগুলি ঠিকমতো কাজ করে তা নিশ্চিত করা যায়। এছাড়াও তাদের শুধুমাত্র পরিমাপের নির্ভুলতা নয়, বরং অন্যান্য বিষয়গুলিও পরীক্ষা করতে হবে, যেমন— ফেজ কোণগুলি কতটা ভালোভাবে পরিচালনা করতে পারে এবং লোডের শর্ত পরিবর্তনের প্রতি কতটা সঠিকভাবে প্রতিক্রিয়া জানায়।

কিভাবে সঠিকতা শ্রেণী নির্ধারিত শর্তে সর্বোচ্চ অনুমোদিত ত্রুটি নির্ধারণ করে

সঠিকতা শ্রেণি মূলত আমাদের বলে যে, পরীক্ষাগারের আদর্শ পরিবেশে সবকিছু নিখুঁত হলে সর্বোচ্চ সম্ভাব্য ত্রুটি (অনুপাত ও ফেজ ত্রুটি উভয়ের সমষ্টি) কতটা হতে পারে। এখানে আমরা রেটেড ফ্রিকোয়েন্সিতে, প্রমাণ তাপমাত্রা অর্থাৎ প্রায় ২০ ডিগ্রি সেলসিয়াসে এবং সেকেন্ডারি লোড (বার্ডেন) যখন তার নির্দিষ্ট মানের সাথে সঠিকভাবে মিলে যায়, সেই পরিমাপগুলির কথা বলছি। উদাহরণস্বরূপ, একটি ক্লাস ০.২ সিটি (CT) নেওয়া যাক। এই যন্ত্রটি কেবলমাত্র তখনই ০.২ শতাংশ ত্রুটির মধ্যে থাকবে, যখন এটি পূর্ণ রেটেড কারেন্টে চালিত হবে এবং এর নির্দিষ্ট বার্ডেন লেভেলের প্লাস বা মাইনাস ২৫ শতাংশের মধ্যে থাকবে। তবে বাস্তব জগতের বিভিন্ন প্রভাব কাজে লাগলে ব্যাপারগুলো দ্রুতই বিঘ্নিত হতে শুরু করে। লোড, বার্ডেন সেটিং বা পরিবেশের তাপমাত্রায় পরিবর্তন হলে, আদর্শ অবস্থা থেকে যতটুকু ছোট পার্থক্যই হোক না কেন, সেগুলো যন্ত্রটিকে তার ঘোষিত শ্রেণির স্পেসিফিকেশনের বাইরে কাজ করতে বাধ্য করতে পারে। যদি বার্ডেন গ্রহণযোগ্য সহনশীলতার সীমা অতিক্রম করে, তবে সমগ্র শ্রেণিবিভাগ অকার্যকর হয়ে যায় এবং বাস্তব ক্ষেত্র অপারেশনের সময় পরিমাপ ত্রুটি ০.৫ শতাংশের বেশি হয়ে যেতে পারে।

বাস্তব জগতে ট্রান্সফরমারের নির্ভুলতা নির্ধারণকারী প্রধান বৈদ্যুতিক পরামিতিসমূহ

লোড মিলান এবং দ্বিতীয়ক ইম্পিড্যান্স: নির্ভুলতা হ্রাস প্রতিরোধ

ট্রান্সফরমার নিয়ে আলোচনা করার সময় লোড (ভার) সঠিকভাবে নির্ধারণ করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সেকেন্ডারি ওয়াইন্ডিং-এর উপর চাপ (লোড) সাধারণত ব্যবহারের ক্ষেত্রে আমরা যেসব অসুবিধাজনক নির্ভুলতা সংক্রান্ত সমস্যা দেখি, তার প্রধান কারণ হলো এই লোড। যদি প্রকৃত লোড VA এককে নির্ধারিত রেটিং-এর চেয়ে বেশি হয়, তবে তৎক্ষণাৎ সমস্যা শুরু হয়ে যায়। কোর স্যাচুরেট হয়ে যায়, ফলে অনুপাত এবং ফেজ অ্যাঙ্গেল উভয় পরিমাপই বিকৃত হয়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ, একটি ক্লাস ০.৫ কারেন্ট ট্রান্সফরমার নিয়ে বিবেচনা করুন। এটিকে ৪০% অতিরিক্ত লোডে চালালে এটি হঠাৎ করে একটি ০.৮ ক্লাস ইউনিটের মতো আচরণ করতে শুরু করে। সেকেন্ডারি ইম্পিড্যান্সের ব্যাপারটিও ভুলে যাবেন না। ইম্পিড্যান্স বৃদ্ধি পেলে সংযোগকারী তারগুলো এবং রিলে কয়েলগুলোর মধ্য দিয়ে ভোল্টেজ ড্রপ বৃদ্ধি পায়, যা সিগন্যালের গুণগত মানকে বিকৃত করে। আমরা এমন কয়েকটি ক্ষেত্রে দেখেছি যেখানে মাত্র ২০% মিসম্যাচ ঘটলে বিলিং মিটারগুলোতে প্রায় ০.৪% ত্রুটি দেখা দেয়। এই ধরনের বিচ্যুতি ক্লাস ০.২ সামঞ্জস্যতা সম্পূর্ণরূপে বাতিল করে দেয়। যাঁদের জন্য উচ্চ নির্ভুলতা অত্যাবশ্যক, তাঁদের জন্য লোড ম্যাচিং সঠিকভাবে করা এখন শুধু ভালো অনুশীলন নয়— এটি একেবারে অপরিহার্য, যাতে তাঁদের সরঞ্জামগুলো সাধারণ পরিচালনা অবস্থায় IEC 61869-2 মানদণ্ডের মধ্যে থাকে।

রেটেড বনাম প্রকৃত কারেন্ট রেঞ্জ: মাপন ট্রান্সফরমারগুলিতে লিনিয়ারিটি এবং কম-লোড ত্রুটি

ট্রান্সফরমারগুলি তাদের সুবিধাজনক কারেন্ট পরিসরের বাইরে কাজ করলে সাধারণত অ-রৈখিক হয়ে ওঠে। যখন কারেন্ট তাদের রেটেড মানের প্রায় ৫% এর নীচে হয়, তখন কোর এক্সাইটেশন যথেষ্ট হয় না, যার ফলে উল্লেখযোগ্য ত্রুটি দেখা দেয়। এমনকি সেই উচ্চ-মানের ক্লাস ০.৫ ট্রান্সফরমারগুলিও হালকা লোডে চলার সময় কখনও কখনও ১% এর বেশি ত্রুটি দেখায়। উচ্চ প্রান্তেও অবস্থা আরও খারাপ হয়। যখন আমরা রেটেড ক্ষমতার ১২০% এর বেশি চাপ দিই, তখন চৌম্বকীয় স্যাচুরেশন শুরু হয় এবং রৈখিকতা সম্পূর্ণভাবে বিঘ্নিত হয়, যার ফলে সাধারণত বিচ্যুতি ২% এর উপরে লাফিয়ে যায়। ধরুন, একটি সাধারণ সিটি (CT) যার রেটিং ১০০ অ্যাম্পিয়ার। এটি প্রায় ১০ অ্যাম্পিয়ার থেকে ১২০ অ্যাম্পিয়ার পর্যন্ত ভালোভাবে কাজ করে, কিন্তু যদি কারেন্ট ৫ অ্যাম্পিয়ারে নেমে যায়, তবে হঠাৎ করে ত্রুটি ২% এর উপরে চলে যায়। নির্ভুলতা বজায় রাখতে, প্রকৌশলীদের ট্রান্সফরমার নির্বাচন করতে হয় যার বাস্তব জগতের কার্যকরী কারেন্ট রেটেড পরিসরের মধ্যে সুবিধাজনকভাবে অবস্থিত হয়— শুধুমাত্র ন্যূনতম ও সর্বোচ্চ মানের মধ্যে যেকোনো জায়গায় নয়। এই পদ্ধতি হালকা লোডের কারণে হওয়া ত্রুটিগুলি এড়াতে সাহায্য করে এবং সিগন্যাল ইন্টিগ্রিটি নষ্ট করে দেওয়া স্যাচুরেশন সমস্যা রোধ করে।

ট্রান্সফরমারের কার্যকারিতা প্রভাবিত করে এমন পরিবেশগত ও সিস্টেম-স্তরীয় উপাদানসমূহ

তাপমাত্রা, ফ্রিক uয়েন্সি এবং হারমোনিক্স: আদর্শ নির্ভুলতা থেকে বিচ্যুতির পরিমাণগত মূল্যায়ন

ট্রান্সফরমারগুলি প্রায়শই পরিবেশগত ও সিস্টেম-সম্পর্কিত চাপের মুখোমুখি হলে তাদের নির্ভুলতা হারায়, যা ল্যাবরেটরি পরীক্ষায় নির্দিষ্ট মানের চেয়ে অনেক বেশি। তাপমাত্রা পরিবর্তন হলে এটি কোরের পারমেবিলিটি এবং উইন্ডিংয়ের রেজিস্ট্যান্স—উভয়কেই প্রভাবিত করে। উদাহরণস্বরূপ, যদি তাপমাত্রা স্বাভাবিক কার্যকরী পরিসরের চেয়ে মাত্র ৮ ডিগ্রি সেলসিয়াস বৃদ্ধি পায়, তবে এটি ইনসুলেশনের বয়স বৃদ্ধির হারকে ত্বরান্বিত করে এবং IEC 60076-7 (২০২৩) অনুযায়ী পরিমাপের অনুপাতে লক্ষণীয় পরিবর্তন ঘটায়। আরেকটি সমস্যা হল গ্রিড ফ্রিক uency অস্থিতিশীলতা, যা দুর্বল গ্রিড বা বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে বেশ সাধারণ। এটি কোর স্যাচুরেশন ত্রুটির দিকে নিয়ে যায়, বিশেষ করে যখন ফ্রিকুয়েন্সি স্বাভাবিক স্তরের নীচে নামে। হারমোনিক বিকৃতি আরেকটি জটিল সমস্যা সৃষ্টি করে। ১০% এর বেশি মোট হারমোনিক বিকৃতির ক্ষেত্রে তৃতীয় ও পঞ্চম ক্রমের হারমোনিকগুলি তরঙ্গরূপের আকৃতিকে এমনভাবে বিকৃত করে যে, স্ট্যান্ডার্ড নির্ভুলতা রেটিংগুলি এই প্রভাবগুলি হিসাবের মধ্যে ধরে নেয় না। ডিসি অফসেট কারেন্টগুলি কোরে অবশিষ্ট চৌম্বকত্ব সৃষ্টি করে, যা তরঙ্গরূপের শূন্য বিন্দু অতিক্রমের সময় সনাক্তকরণের ক্ষমতাকে ব্যাহত করে। বাস্তব বিশ্বের পরীক্ষায় একটি আকর্ষণীয় বিষয় লক্ষ্য করা যায়: নিয়ন্ত্রিত ল্যাবরেটরি পরিবেশে ক্লাস ০.৫ মান পূরণ করা ট্রান্সফরমারগুলি সাধারণত এই সমস্ত একত্রিত চাপ—যেমন তাপ, হারমোনিক এবং ফ্রিকুয়েন্সি পরিবর্তন—এর মুখোমুখি হলে মাত্র প্রায় ১.০ স্তরের নির্ভুলতা অর্জন করে। এই সমস্যাগুলি মোকাবেলার জন্য প্রকৌশলীদের উচিত উচ্চ তাপমাত্রার স্থাপনের ক্ষেত্রে লোড ক্ষমতা প্রায় ১৫ থেকে ২০ শতাংশ কমিয়ে দেওয়া এবং মোট হারমোনিক বিকৃতি ৮ শতাংশের বেশি হলে হারমোনিক ফিল্টার স্থাপন করা।

গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উচ্চ-নির্ভুলতা ট্রান্সফরমারগুলির যাচাইকরণ ও স্পেসিফিকেশন

কেস স্টাডি: কেন একটি ক্লাস ০.২ কারেন্ট ট্রান্সফরমার সাবস্টেশন এনার্জি মিটারিংয়ে ০.৫-লেভেল নির্ভুলতা প্রদান করেছিল

একটি সাবস্টেশনে একটি শক্তি মিটারিং প্রকল্পে গুরুতর সমস্যা দেখা দিয়েছিল যখন একটি ক্লাস ০.২ কারেন্ট ট্রান্সফরমার (সিটি) শুধুমাত্র ০.৫ স্তরের নির্ভুলতায় কাজ করছিল। ব্যাপারটি পরীক্ষা করার পর আমরা বুঝতে পেরেছিলাম যে, কারখানায় ক্যালিব্রেশনের সময় যা বিবেচনা করা হয়নি, তা ক্ষেত্রে আসলে তিনটি আলাদা সমস্যা ছিল। প্রথমত, অনেকগুলি অ-রৈখিক লোডের কারণে হারমোনিক বিকৃতির মাত্রা ১৫% টিএইচডি-এর চেয়ে অনেক বেশি হয়ে গিয়েছিল, যা ফেজ অ্যাঙ্গেল ত্রুটি সৃষ্টি করেছিল—যা সাধারণ অনুপাত ত্রুটি পরীক্ষায় সম্পূর্ণভাবে ধরা পড়েনি। দ্বিতীয়ত, তাপমাত্রা সংক্রান্ত সমস্যাও ছিল। সরঞ্জামটিকে -১০ ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে ৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত তাপমাত্রার পরিবর্তনের মুখোমুখি হতে হয়েছিল, যা কোর পারমিয়াবিলিটিতে পরিবর্তন ঘটিয়েছিল এবং ইতিমধ্যে নির্দিষ্ট অনুপাত ত্রুটির উপর অতিরিক্ত ০.১% অনুপাত ত্রুটি যোগ করেছিল। এবং অবশেষে, সেকেন্ডারি বার্ডেন ৪.৫ ভিএ হয়েছিল, যা সিটি-এর ৩.২ ভিএ রেটিং-এর চেয়ে ৪০% বেশি। এই অসামঞ্জস্যের ফলে ফেজ বিস্থাপন ০.৩ ডিগ্রি বৃদ্ধি পেয়েছিল এবং সামগ্রিক নির্ভুলতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে ক্ষতিগ্রস্ত করেছিল। এই সমস্ত কারণে মোট ত্রুটি ০.২% সীমার বাইরে চলে গিয়েছিল। এটি আমাদের যা শেখায়, তা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ: কোনো কিছু ল্যাব পরীক্ষায় পাস করলেই তা বাস্তব পরিবেশে নিখুঁতভাবে কাজ করবে—এমনটা নয়। গুরুত্বপূর্ণ বিদ্যুৎ পরিমাপের ক্ষেত্রে বিশেষকরণগুলি বাস্তব হারমোনিক প্রোফাইল, বাস্তবসম্মত তাপমাত্রা পরিসর এবং বাস্তব বার্ডেন পরিমাপকে বিবেচনায় নিতে হবে, শুধুমাত্র সরঞ্জামের লেবেলে মুদ্রিত তথ্যের উপর নির্ভর করা যাবে না।

FAQ

সিটি নির্ভুলতা শ্রেণি কী?
সিটি নির্ভুলতা শ্রেণি, যেমন ০.১, ০.২ এবং ০.৫, আইইসি ৬১৮৬৯-২ মান অনুযায়ী কারেন্ট ট্রান্সফরমারগুলির সর্বোচ্চ অনুমোদিত ত্রুটি নির্দেশ করে। সংখ্যাটি যত কম হবে, পরিমাপটি তত নির্ভুল হবে।

ট্রান্সফরমারগুলির জন্য লোড মিলানো কেন গুরুত্বপূর্ণ?
লোড মিলানো নিশ্চিত করে যে ট্রান্সফরমারের সেকেন্ডারি ওয়াইন্ডিংয়ের লোড এর রেটেড ক্ষমতার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা কোর স্যাচুরেশন রোধ করে এবং নির্ভুলতা বজায় রাখে।

পরিবেশগত উৎসগুলি ট্রান্সফরমারের নির্ভুলতাকে কীভাবে প্রভাবিত করে?
তাপমাত্রা পরিবর্তন, ফ্রিক uency অস্থিরতা এবং হারমোনিক বিকৃতির মতো বিভিন্ন উৎস কোর পারমেবিলিটি এবং ওয়াইন্ডিং রেজিস্ট্যান্স পরিবর্তন করে ট্রান্সফরমারের নির্ভুলতা হ্রাস করতে পারে।