कौन सा ट्रांसफॉर्मर आउटडोर पावर ट्रांसमिशन के लिए उपयुक्त होता है?

ट्रांसफॉर्मर सूट पर आर्द्रता, तापमान की चरम सीमा और प्रदूषण का प्रभाव

बाहर स्थापित ट्रांसफॉर्मर उच्च आर्द्रता वाले वातावरण से गंभीर चुनौतियों का सामना करते हैं, जहाँ आपेक्षिक आर्द्रता अक्सर 85% से अधिक हो जाती है, जो परावैद्युत इन्सुलेशन को प्रभावित कर सकती है। -40 डिग्री सेल्सियस से लेकर +50 डिग्री तक के तापमान में उतार-चढ़ाव होने से कोर लैमिनेशन पर भी अतिरिक्त तनाव पड़ता है। जब PM2.5 और अन्य औद्योगिक प्रदूषकों जैसे कणिकीय पदार्थ उपकरण की सतहों पर जमा हो जाते हैं, तो समस्या और बढ़ जाती है। 2023 की हालिया विफलता रिपोर्टों के अनुसार, सभी बाहरी ट्रांसफॉर्मर विफलताओं में से लगभग एक तिहाई इस तरह के प्रदूषण जमाव के कारण उत्पन्न इन्सुलेशन समस्याओं से जुड़े थे। इन पर्यावरणीय खतरों का मुकाबला करने के लिए, निर्माता अब विशेष जल प्रतिकारक कोटिंग्स और उन्नत श्वसन प्रणालियों को शामिल कर रहे हैं जो बदलती मौसम की स्थिति के आधार पर आंतरिक नमी स्तर को स्वचालित रूप से नियंत्रित करती हैं।

ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन में क्षरण, पराबैंगनी (यूवी) त्वचा सुरक्षा और तटीय जलवायु सहनशीलता

तटरेखा के साथ स्थापित उपकरणों के लिए समस्या बहुत अधिक बढ़ जाती है, जहाँ वातावरण में नमक (लगभग 2.5 मिग्रा प्रति घन मीटर या अधिक) के कारण क्षरण आंतरिक क्षेत्रों की तुलना में लगभग छह गुना तेज़ दर से होता है। कुछ नए सामग्री इस कठोर वातावरण के प्रति बेहतर प्रतिरोध दर्शाती हैं। उदाहरण के लिए PCTFE संयुक्त सामग्री और विशेष एल्यूमीनियम-जस्ता मिश्र धातुएँ जिनका हम हाल ही में परीक्षण कर रहे हैं, वे सामान्य कार्बन स्टील बॉक्स की तुलना में लगभग 85 प्रतिशत धीमी दर से घटती हैं। जब ज्वार के निकट वास्तव में कठिन स्थानों की बात आती है, तो IEC 60076-11 अनुपालन सुरक्षा उपकरण अब उपलब्ध हैं। ये प्रणाली नाइट्रोजन से भरे कक्षों और नमक के कणों को अंदर प्रवेश करने से रोकने वाले कई परतों वाले फ़िल्टरों का उपयोग करके काम करती हैं। सबसे अच्छी बात? वे अतिरिक्त सुरक्षा के बावजूद गर्मी को ठीक से बाहर निकलने देते हैं ताकि चीजें अधिक गर्म न हों।

आवरण प्रकार: वेंटिलेटेड, संवरित और पूर्णतः बंद गैर-वेंटिलेटेड समाधान

वेंटिलेटेड सूट लागत-प्रभावी शीतलन प्रदान करते हैं, लेकिन तिमाही धूल फ़िल्टर रखरखाव की आवश्यकता होती है। TENV मॉडल चरम वातावरण के लिए बाहरी वायु प्रवाह निर्भरता को समाप्त कर देते हैं, जिसमें वायुरोधी ढंग से सीलित वाइंडिंग और सिलिका जेल ब्रीथर का उपयोग होता है।

बाहरी ट्रांसफॉर्मर सूट में शीतलन प्रणाली और मौसम सुरक्षा

कठोर बाहरी वातावरण में काम करने वाले ट्रांसफॉर्मर सूट के लिए प्रभावी तापीय प्रबंधन और मौसमरोधीकरण महत्वपूर्ण है। आधुनिक शीतलन प्रणाली तापमान में उतार-चढ़ाव, नमी और प्रदूषण के दौरान स्थिर प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए ऊष्मा अपव्यय को पर्यावरणीय सहनशीलता के साथ संतुलित करती हैं।

तेल-निर्मग्न शीतलन प्रणाली और उनकी बाहरी दृढ़ता

बाहरी उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों के मामले में, तेल में डूबे ट्रांसफार्मर अधिकांश स्थापनाओं के लिए अभी भी पसंदीदा विकल्प हैं क्योंकि वे ऊष्मा को बहुत बेहतर ढंग से संभालते हैं और समय के साथ संक्षारण के प्रति प्रतिरोधी होते हैं। इन ट्रांसफार्मरों के अंदर का तेल एक साथ दो मुख्य उद्देश्यों की पूर्ति करता है—यह प्रणाली को ठंडा करता है और साथ ही विद्युत रोधन का काम भी करता है। 2023 में एनर्जीज़ द्वारा किए गए अध्ययनों से पता चलता है कि वास्तव में गर्म मौसम की स्थिति के दौरान, इन तेल से भरी इकाइयों का तापमान उनके ड्राई-टाइप विकल्पों की तुलना में लगभग 15 से 25 डिग्री सेल्सियस तक कम रहता है। इन्हें इतना कुशल बनाने का क्या कारण है? खैर, ये प्रणाली आमतौर पर अपनी अधिकतम लोड क्षमता के लगभग 85% पर संचालित होने के दौरान भी 92% से 95% तक की दक्षता स्तर पर काम करती हैं। और यदि हम उपयोग किए जाने वाले विभिन्न प्रकार के तेलों को विशेष रूप से देखें, तो खनिज तेल वाले संस्करण उन क्षेत्रों में काफी बेहतर प्रदर्शन करते हैं जहाँ तापमान में उतार-चढ़ाव बार-बार होता है, जैसे तटीय क्षेत्र। वे उन बायोडिग्रेडेबल एस्टर विकल्पों की तुलना में लगभग 30% से 40% तक सुधरी हुई तापीय स्थिरता प्रदान करते हैं।

उच्च-वोल्टेज संचरण के लिए वायु-शीतल बनाम तरल-शीतल ट्रांसफॉर्मर सूट

स्थान की सीमा के कारण शहरी उपस्थानों में वायु-शीतल सूट को वरीयता दी जाती है, जबकि रेगिस्तान और आर्कटिक ग्रिड में तरल-शीतल मॉडल उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं, जहाँ ट्रांसफॉर्मर विफलता के 85% मामले तापीय तनाव के कारण होते हैं (पोनेमन 2023)

सीलिंग, गैस्केटिंग और नमी प्रवेश रोकथाम तकनीक

तीन परतों वाले सिलिकॉन गैस्केट्स के साथ-साथ यूवी प्रतिरोधी ईपीडीएम सील्स का उपयोग पुरानी रबर की सील्स की तुलना में लगभग 78% तक आंतरिक नमी के प्रवेश को कम करता है। कैबिनेट निर्माताओं ने हाल ही में कुछ काफी उल्लेखनीय अपग्रेड भी लॉन्च किए हैं। वे अब बुशिंग पर जल-प्रतिकूल नैनो कोटिंग्स लगा रहे हैं, टर्मिनल कक्षों को सूखा रखने के लिए दबाव वाली नाइट्रोजन गैस से भर रहे हैं, और स्वचालित ड्रेनेज लौवर्स भी जोड़ रहे हैं जिनमें अंतर्निहित कण फिल्टर भी होते हैं। परिणाम? ट्रांसमिशन नेटवर्क ऑपरेटरों के अनुसार, उपकरण विफलताएं इन दिनों बहुत कम होती हैं। 2020 के आसपास से तटीय क्षेत्रों में, जहां नमी हमेशा समस्या रहती है, विफलता के बीच का औसत समय लगभग 42% तक बढ़ गया है।

सुरक्षा मानक, आग का खतरा और पर्यावरणीय अनुपालन

आउटडोर पावर ट्रांसफॉर्मर सूट्स के लिए अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा मानक

खुले में उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए ट्रांसफॉर्मर आवास IEC 60076 और IEEE C57.12.00 दिशानिर्देशों का पालन करने के लिए आवश्यक होते हैं। इन उद्योग मानकों में ऐसे आवरणों की आवश्यकता होती है जो क्षरण के प्रति प्रतिरोधी हों और प्रदूषण स्तर III या IV वर्गीकृत क्षेत्रों में उजागर होने पर भी प्रदर्शन बनाए रखें। सामग्री को लंबे समय तक धूप और तटीय क्षेत्रों से आने वाली नमकीन हवा जैसी चीजों के खिलाफ सहनशील होना चाहिए, जहाँ अक्सर ट्रांसफॉर्मर स्थापित किए जाते हैं। Doble Engineering द्वारा 2022 में प्रकाशित शोध के अनुसार, इन मानकों का पालन करने से नमी के स्तर में लगातार उच्चता रहने वाले स्थानों पर अप्रत्याशित खराबी में लगभग 40 प्रतिशत की कमी आती है। इससे रखरखाव दलों के लिए वास्तविक अंतर आता है, जिन्हें अन्यथा उपकरणों के कहीं अधिक बार प्रतिस्थापन का सामना करना पड़ता।

तेल में डूबे ट्रांसफॉर्मर स्थापनाओं में आग के जोखिम और उनका निवारण

खनिज तेल से भरे ट्रांसफार्मर सूट के लिए ऐसी संधारण प्रणाली की आवश्यकता होती है जो NFPA 850 अग्नि सुरक्षा मानकों को पूरा करती हो, ताकि दहनशीलता के जोखिम को कम किया जा सके। आधुनिक डिज़ाइन में दबाव-निरापत्ति उपकरण और दोष-धारा सीमक शामिल किए गए हैं, जो पुरानी प्रणालियों की तुलना में आर्क-फ्लैश घटनाओं की दर को 55% तक कम कर देते हैं (DNV GL Energy 2023)। थर्मल इमेजिंग निगरानी और 2,500°C तक के लिए रेट की गई फायरवॉल्स घातक विफलताओं के खिलाफ परतदार सुरक्षा प्रदान करते हैं।

पर्यावरण के अनुकूल विद्युतरोधी द्रव और कम पर्यावरणीय प्रभाव

आजकल सभी नए ट्रांसफॉर्मर्स में लगभग एक चौथाई को पारंपरिक खनिज तेलों के बजाय जैव-आधारित एस्टर द्रवों से भरा जा रहा है। 2023 में NREL के शोध के अनुसार, इस परिवर्तन से भूजल प्रदूषण के जोखिम में लगभग 90% की कमी आती है, और इसके महत्वपूर्ण विद्युत रोधन गुण भी बरकरार रहते हैं। तटरेखा के पास स्थित ट्रांसफॉर्मर्स के लिए, जहाँ नमकीन हवा उपकरणों पर कठोर प्रभाव डाल सकती है, सिंथेटिक एस्टर विशेष रूप से उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं। ऑक्सीजन के संपर्क में आने पर टूटने के प्रति उनकी प्रतिरोधक क्षमता के कारण उनका जीवनकाल लगभग 15 से 20 वर्ष अधिक तक रहता है। कई कंपनियों ने तेल रिसाव को रोकने संबंधी सख्त EPA आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विशेष रूप से कार्गिल के Envirotemp FR3 उत्पाद का उपयोग शुरू कर दिया है। दिलचस्प बात यह है कि पर्यावरणीय नियमों का पालन करने की आवश्यकता के बावजूद, ये द्रव अपने पारंपरिक समकक्षों के समान थर्मल रूप से प्रदर्शन करते हैं, कभी-कभी तो उससे भी बेहतर।

अनुप्रयोग और स्थान की आवश्यकताओं के अनुसार सही ट्रांसफॉर्मर सूट का चयन करना

वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों के लिए kVA रेटिंग, वोल्टेज और लोड मांग का मिलान करना

स्थिर ग्रिड और कुशल ऊर्जा वितरण चाहते हैं, तो काम के हिसाब से ट्रांसफॉर्मर सूट का चयन करना बहुत जरूरी है। पिछले साल प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, लगभग दो तिहाई शुरुआती ट्रांसफॉर्मर विफलताओं का कारण kVA रेटिंग का मिलान न होना या वोल्टेज आवश्यकता में कोई गलती होना है। जहां बिजली की आवश्यकता में काफी उतार-चढ़ाव होता है, ऐसे औद्योगिक स्थलों पर अपने अधिकतम अपेक्षित भार से लगभग 15 से 20 प्रतिशत अधिक रेटिंग वाले ट्रांसफॉर्मर पर विचार करना चाहिए। अचानक भार वृद्धि होने पर खतरनाक ओवरहीटिंग को रोकने में यह अतिरिक्त क्षमता मदद करती है। सूखे क्षेत्रों में काम कर रही कई उपयोगिता कंपनियां 33 kV रेटेड ट्रांसफॉर्मर सूट के साथ तेल निर्मगन शीतलन प्रणाली का चयन करती हैं। इसका कारण? इन क्षेत्रों में लंबी ट्रांसमिशन लाइनों के कारण वोल्टेज में काफी कमी आ सकती है, और यह विशेष सेटअप विकल्पों की तुलना में इन समस्याओं को बहुत बेहतर ढंग से संभालता है।

स्थल तैयारी, स्थापना मार्ग मुक्त करना और रखरखाव पहुंच योजना

पिछले साल के एनर्जी ग्रिड इनसाइट्स के अनुसार, उचित स्थल योजना विफलताओं को लगभग 40% तक कम कर सकती है। उपकरण स्थापित करते समय, एयर कूल्ड यूनिट्स के चारों ओर कम से कम तीन मीटर की जगह होनी चाहिए ताकि वे अधिक ताप पैदा न करें। तेल के नमूनों की जांच करते समय या बुशिंग पर काम करते समय आसान पहुंच सुनिश्चित करने के लिए रखरखाव मार्ग चारों ओर से घूमने चाहिए। इसके अलावा द्वितीयक तेल संधारण प्रणालियों को भी न भूलें, क्योंकि वे भूमि में प्रदूषकों के प्रवेश को रोकने में वास्तव में मदद करते हैं। तटरेखा के निकट स्थित स्थलों के लिए स्टेनलेस स्टील बोल्ट का उपयोग करना उचित होता है क्योंकि सामान्य धातु नमकीन वायु के खिलाफ सहन नहीं कर पाती। संक्षारण को शुरू होने से रोकने के लिए जल-प्रतिकूल लेप लगाना एक और समझदारी भरा कदम है। शहरी क्षेत्र भी अपनी विशेष चुनौतियां प्रस्तुत करते हैं। अधिकांश शहर 65 डेसीबेल से कम ध्वनि स्तर की आवश्यकता रखते हैं, जिसका अर्थ है कि उन कैप्सूलित डिज़ाइन के साथ जाना चाहिए जो स्वाभाविक रूप से शोर को कम करते हैं और साथ ही सुरक्षा मानकों का पालन भी करते हैं।

केस अध्ययन: तटीय और औद्योगिक ग्रिड के लिए ट्रांसफॉर्मर सूट का अनुकूलन

दक्षिणपूर्व एशिया के एक मानसून-प्रवण औद्योगिक क्षेत्र में, एक उपयोगिता कंपनी ने 12 पुराने ट्रांसफॉर्मर को नए ट्रांसफॉर्मर से बदल दिया, जिनमें संक्षारण का प्रतिरोध करने वाले विशेष एल्युमीनियम रेडिएटर, 2500 kVA क्षमता वाली इकाइयाँ जो 12.5% अतिभार सहन कर सकती हैं, और हर छह महीने में नियमित थर्मल इमेजिंग जांच शामिल थी। परिणाम उल्लेखनीय थे - तीन वर्षों में लगभग 92% कम बाधित समय। चिली में भी ऐसा ही कुछ हुआ, जहाँ खनिकों ने बाहरी तापमान 35 डिग्री सेल्सियस तक पहुँचने पर भी काम करने में सक्षम ठंडक प्रणाली स्थापित करने के बाद अपनी ऊर्जा बर्बादी लगभग 18% तक कम कर दी। ये वास्तविक दुनिया के सुधार दिखाते हैं कि विभिन्न वैश्विक वातावरण में उचित रखरखाव और आधुनिक उपकरणों का कितना अंतर पड़ सकता है।

सामान्य प्रश्न

बाहरी ट्रांसफॉर्मर सूट पर कौन से पर्यावरणीय कारक प्रभाव डालते हैं?

बाहरी परिवर्तक सूट उच्च आर्द्रता, चरम तापमान में उतार-चढ़ाव, प्रदूषण, नमकीन हवा से संक्षारण और पराबैंगनी (यूवी) त्वचा के संपर्क से प्रभावित होते हैं।

निर्माता इन पर्यावरणीय चुनौतियों से निपटने के लिए क्या करते हैं?

निर्माता पर्यावरणीय खतरों से परिवर्तकों की सुरक्षा के लिए उन्नत कोटिंग, श्वसन प्रणाली, विशिष्ट मिश्र धातुओं और सुरक्षात्मक उपकरणों का उपयोग करते हैं।

तेल-निर्मग्न शीतलन प्रणाली के उपयोग के क्या लाभ हैं?

तेल-निर्मग्न शीतलन प्रणाली परिवर्तकों को ठंडा करती है और उन्हें विद्युत रूप से अलग करती है, जो कार्यक्षम प्रदर्शन बनाए रखती है और शुष्क प्रकार के विकल्पों की तुलना में संक्षारण का बेहतर विरोध करती है।

हवा-शीतलित और तरल-शीतलित परिवर्तक सूट के बीच मुख्य अंतर क्या हैं?

स्थान की सीमा के कारण हवा-शीतलित सूट शहरी क्षेत्रों के लिए उपयुक्त होते हैं, जबकि तरल-शीतलित मॉडल बेहतर तापीय स्थिरता के साथ चरम तापमान में उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं।

क्या परिवर्तकों के लिए पर्यावरण के अनुकूल विद्युतरोधी तरल उपलब्ध हैं?

हां, जैव-आधारित एस्टर द्रव और सिंथेटिक एस्टर पारंपरिक खनिज तेलों के लिए पर्यावरण के अनुकूल विकल्प प्रदान करते हैं, जो प्रदर्शन को बनाए रखते हुए पर्यावरणीय प्रभाव को कम करते हैं।