সুইচ-অন সার্জ: ট্রান্সফরমার ম্যাগনেটাইজিং ইনরাশ কারেন্ট বোঝা

ভূমিকা

একটি ট্রান্সফরমারের সুইচটি ফ্লিপ করুন - এমনকি এর আউটপুটের সাথে সংযুক্ত কিছুই না থাকলেও - এবং কয়েক সেকেন্ডের জন্য এটি তার স্বাভাবিক রেটেড কারেন্টের 6 থেকে 12 গুণ গলপ করতে পারে। এই ক্ষণস্থায়ীকে বলা হয় ম্যাগনেটাইজিং ইনরাশ কারেন্ট , এবং নাটক হওয়া সত্ত্বেও এটি সম্পূর্ণ স্বাভাবিক। এটি বোঝা গুরুত্বপূর্ণ কারণ একই ঢেউ ব্রেকার, ব্লো ফিউজ এবং ট্রান্সফরমারটি ব্যর্থ হয়েছে এমন ধারণায় মূর্খ সুরক্ষা রিলে ট্রিপ করতে পারে।

এটা কি, সহজ ভাষায় (শিশুদের জন্য)

একটি ট্রান্সফরমার কোরের কথা ভাবুন যেমন একটি সুইং যা ইতিমধ্যেই আংশিক উপরে। আয়রন কোরের ভিতরের চৌম্বকীয় প্রবাহ তাত্ক্ষণিকভাবে পরিবর্তন করতে পারে না ; এটিকে তার নতুন বিশ্রামের অবস্থান পর্যন্ত "সুইং" করতে হবে। আপনি যদি সবচেয়ে খারাপ মুহুর্তে সুইচটি বন্ধ করেন — যখন AC ভোল্টেজ শূন্য অতিক্রম করে — স্থির হওয়ার আগে সুইংটি উল্টে যায়। যে ওভারশুট হল ইনরাশ কারেন্ট। কয়েক সাইকেল থেকে কয়েক সেকেন্ডের পর, ফ্লাক্স স্থির হয়ে যায় এবং কারেন্ট একটি ছোট স্থির হুমতে নেমে যায় ( রেটেড কারেন্টের প্রায় 1-2% , স্বাভাবিক "চৌম্বকীয়" কারেন্ট যা কেবল কোরকে চুম্বকীয় রাখে)।

নীতি (প্রকৌশলীদের জন্য)

ইনরাশ ফ্যারাডে এর সূত্র থেকে সরাসরি অনুসরণ করে: ফ্লাক্স Φ(t) হল প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের সময়-অখণ্ড , এটির একটি অনুলিপি নয়। যখন ব্রেকার বন্ধ হয়ে যায়, শেষ শাটডাউন থেকে রাখা কোরটি অবশিষ্ট ফ্লাক্স (রিমেনেন্স, সাধারণত 50-80% রেটেড পিক) থেকে ফ্লাক্স শুরু হয়, তারপর ∫v(t)dt অনুসরণ করে। ভোল্টেজ জিরো-ক্রসিং -এ ক্লোজিং সর্বোচ্চ ডিসি অফসেট যোগ করে, তাই প্রথম শিখরটি মোটামুটি 2·Φm + Φr-এ পৌঁছায় — কোরকে গভীর স্যাচুরেশনে নিয়ে যায় (শস্য-ভিত্তিক সিলিকন স্টিলের জন্য ~2.0 T-এর বেশি)। স্যাচুরেটেড কোর ব্যাপ্তিযোগ্যতা বাতাসের দিকে ধসে পড়ে, তাই উইন্ডিং প্রায় একটি খালি কুণ্ডলীর মতো দেখায় এবং শুধুমাত্র ফুটো বিক্রিয়া এবং ঘূর্ণন প্রতিরোধের দ্বারা সীমিত একটি বিশাল কারেন্ট আঁকে।

মূল ইঞ্জিনিয়ারিং নম্বর (IEEE C37.91, ABB RER670, এবং Siemens SIPROTEC রেফারেন্স প্রতি):

• পিক ইনরাশ: 6-12× রেট করা বর্তমান (চরম ক্ষেত্রে ~15-20× পর্যন্ত)।
• তরঙ্গরূপ: অত্যন্ত অপ্রতিসম (নিকট-ইউনিপোলার) ক্ষয়কারী ডাল।
• সময়কাল: ছোট ইউনিটের জন্য ~0.1 সেকেন্ড থেকে বড় পাওয়ার ট্রান্সফরমারের জন্য কয়েক সেকেন্ড ।
• হারমোনিক স্বাক্ষর: 2য় হারমোনিক সমৃদ্ধ (মৌলিক 15-65%) — বৈশিষ্ট্য ডিফারেনশিয়াল রিলে একটি বাস্তব অভ্যন্তরীণ ত্রুটি (2য়-হারমোনিক সংযম, সাধারণত একটি 15-20% থ্রেশহোল্ড) থেকে প্রবেশ করতে ব্যবহার করে।

অ্যাপ্লিকেশন উদাহরণ

একটি 20 MVA, 33/11 kV ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফরমারকে শক্তিশালী করার কথা বিবেচনা করুন। 11 kV দিকে পূর্ণ-লোড কারেন্ট হল ≈1050 A, তবুও প্রথম-সাইকেল ইনরাশ 10,000 A ছাড়িয়ে যেতে পারে। যদি তাত্ক্ষণিক ওভারকারেন্ট (50) উপাদান বা ডিফারেনশিয়াল (87) রিলে সুরেলা সংযম বা অল্প বিলম্বের সাথে সেট না করা হয় তবে এটি একটি সম্পূর্ণ সুস্থ ইউনিট ট্রিপ করবে। নিয়ন্ত্রিত পয়েন্ট-অন-ওয়েভ সুইচিং (ABB XENCPOW, Siemens SIPROTEC) অবশিষ্ট ফ্লাক্সের সাথে মেলানোর জন্য ভোল্টেজের শিখরের কাছাকাছি প্রতিটি মেরু বন্ধ করে দেয় এবং 80% বা তার বেশি ইনরাশ কাটাতে পারে; NTC inrush limiters ছোট SMPS ডিজাইনে একই কাজ করে।

সাধারণ ভুল ধারণা / মজার ঘটনা

মিথ: "একটি বড় স্টার্টআপ কারেন্ট মানে ট্রান্সফরমার ত্রুটিপূর্ণ বা ওভারলোড।" বাস্তবে, ইনরাশ একটি নো-লোড প্রপঞ্চ — সেকেন্ডারি সম্পূর্ণরূপে উন্মুক্ত হতে পারে। আসল বিপদটি নিজেই ঢেউ নয় বরং এর ক্রমবর্ধমান যান্ত্রিক টোল: প্রতিটি শক্তিকরণ শর্ট-সার্কিট শক্তির ~45% পর্যন্ত উইন্ডিংকে চাপ দেয় এবং বছরের পর বছর শত শত সুইচ-অন নিরোধককে ক্লান্ত করতে পারে। ঢেউ সেকেন্ড স্থায়ী হয়; কয়েক দশক ধরে পরিধান জমে।