কেন আপনার স্ট্যান্ডার্ড ট্রান্সফরমার একটি আধুনিক বিল্ডিংয়ে অতিরিক্ত গরম হয়: হারমোনিক্স এবং কে-ফ্যাক্টর

ভূমিকা — এটা কি এবং এটা কি জন্য

একটি জল প্রধান হিসাবে একটি বিতরণ ট্রান্সফরমার চিন্তা করুন. একটি সুস্থ, রৈখিক লোড - একটি মোটর বা একটি হিটার - একটি মসৃণ, অবিচলিত প্রবাহ হিসাবে কারেন্ট টানে যা ভোল্টেজ তরঙ্গের সাথে মেলে। আধুনিক ইলেকট্রনিক্স এর বিপরীত কাজ করে। সুইচ-মোড পাওয়ার সাপ্লাই কম্পিউটার, LED ড্রাইভার, ভেরিয়েবল-ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ (VFDs), এবং UPS রেকটিফায়ারগুলি প্রতিটি ভোল্টেজের শিখরের কাছে সংক্ষিপ্ত, তীক্ষ্ণ স্পন্দনগুলিকে গলপ করে। ট্রান্সফরমারের কাছে এটি হিংসাত্মক বিস্ফোরণের মধ্য দিয়ে একই গড় পানির প্রবাহকে বাধ্য করার মতো: অ্যামিটারে গড় থ্রুপুট স্বাভাবিক দেখায়, তবুও পাইপের দেয়ালগুলি যতটা উচিত তার চেয়ে অনেক বেশি গরম হয়।

কে-ফ্যাক্টর ট্রান্সফরমারটি বেঁচে থাকার জন্য উদ্ভাবিত হয়েছিল সেই লুকানো হিটিং সমস্যা।

নীতি এবং প্রকার

এই ডালগুলি একক ফ্রিকোয়েন্সি নয়। ফুরিয়ার বিশ্লেষণের মাধ্যমে একটি বিকৃত কারেন্ট হল 60 Hz ফান্ডামেন্টাল প্লাস পূর্ণসংখ্যা গুণে হারমোনিক স্রোতের স্তুপ - 180 Hz-এ 3য়, 300 Hz-এ 5ম, 420 Hz-এ 7ম এবং আরও অনেক কিছু। বিপদ হল কিভাবে তাপ ক্রম সঙ্গে দাঁড়িপাল্লা. উইন্ডিং এডি-কারেন্ট (স্ট্রে) হারমোনিক অর্ডারের বর্গক্ষেত্রের সাথে মোটামুটিভাবে বৃদ্ধি পায়, তাই একটি 5ম-হারমোনিক উপাদান তামাকে একই RMS কারেন্টের তুলনায় প্রায় 25 গুণ বেশি শক্ত করে এবং একটি 13তম হারমোনিক প্রায় 169 বার গরম করে। শুধুমাত্র এর নেমপ্লেট কেভিএ-এর জন্য একটি ট্রান্সফরমার মাপিত আরএমএস কারেন্ট কখনই রেটিং অতিক্রম না করলেও অতিরিক্ত গরম হতে পারে, এর নিরোধক বয়স হতে পারে এবং তাড়াতাড়ি ব্যর্থ হতে পারে।

একটি পরিমাপ করা হারমোনিক স্পেকট্রামকে ক্রয় সংখ্যায় পরিণত করতে, IEEE C57.110 এবং UL 1561 K-ফ্যাক্টরকে সংজ্ঞায়িত করে:

K = Σ (I_h² · h²) / Σ (I_h²)

যেখানে I_h হল সুরেলা ক্রম h এ RMS কারেন্ট। একটি বিশুদ্ধভাবে সাইনোসয়েডাল লোড K = 1 দেয়। হারমোনিক্সের মাত্রা এবং ক্রম যত বেশি হবে, K তত বড় হবে। UL 1561 স্থির ক্লাসগুলিকে স্বীকৃতি দেয় — K-1, K-4, K-9, K-13, K-20, K-30, K-40, K-50 — এবং আপনি গণনা করা মানের ঠিক উপরে ক্লাস নির্বাচন করেন।

অ্যাপ্লিকেশন উদাহরণ - সঠিক রেটিং নির্বাচন করা

একটি আধুনিক অফিস ফ্লোর বা একটি স্কুল বিবেচনা করুন: 100টি ওয়ার্কস্টেশন মানে 70-80% নন-লিনিয়ার লোড। একটি স্ট্যান্ডার্ড (কার্যকরভাবে K-1) ড্রাই-টাইপ ট্রান্সফরমারকে তাপমাত্রা বৃদ্ধির মধ্যে থাকার জন্য নেমপ্লেটের প্রায় 70% ডিরেটেড করতে হতে পারে। অফিস, স্কুল এবং হাসপাতালের (ভারী মিশ্র ইলেকট্রনিক্স) জন্য K-13 এবং ডেটা সেন্টার এবং ঘন সার্ভার রুমের জন্য K-20 ব্যবহারিক নিয়ম।

আরও একটি ফাঁদ: ট্রিপলেন হারমোনিক্স (3য়, 9ম, 15 তম…) একটি 4-ওয়্যার ওয়াই সিস্টেমের তিনটি পর্যায়েই রয়েছে, তাই বাতিল করার পরিবর্তে তারা নিউট্রালে যুক্ত করে — যা ফেজ কারেন্টের প্রায় 200% পর্যন্ত বহন করতে পারে। এই কারণেই কে-রেটেড ড্রাই-টাইপ ইউনিটগুলি সম্পূর্ণ-লোড কারেন্টের কমপক্ষে 200% রেটযুক্ত একটি নিরপেক্ষ বাস দিয়ে তৈরি করা হয়।

সাধারণ ভুল ধারণা এবং মজার ঘটনা

সবচেয়ে সাধারণ ভুল ধারণা হল একটি কে-রেটেড ট্রান্সফরমার হারমোনিক্সকে "ফিক্স করে"। এটা হয় না . এটি একটি রুক্ষ ট্রান্সফরমার যা অতিরিক্ত তাপ সহ্য করার জন্য তৈরি করা হয়েছে — পাতলা কোর ল্যামিনেশন, একাধিক ট্রান্সপোজড/সমান্তরাল কন্ডাক্টর, নিম্ন প্রবাহের ঘনত্ব, ক্লাস H (180 °C) বা R (220 °C) নিরোধক, একটি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক শিল্ড, এবং বড় আকারের নিরপেক্ষ। এটি তরঙ্গরূপ পরিষ্কার করে না; আসলে হারমোনিক্স কমাতে আপনার ফিল্টার বা হারমোনিক-মিটিগেটিং ট্রান্সফরমার প্রয়োজন।

মজার — এবং প্রশান্ত — অংশ: যেহেতু প্রতি 10 °C এর রেটিং-এর উপরে অন্তরণ জীবন মোটামুটিভাবে অর্ধেক হয়ে যায়, নন-লিনিয়ার লোড দ্বারা চালিত একটি স্ট্যান্ডার্ড ইউনিট কয়েক মাস বা কয়েক বছরে ব্যর্থ হতে পারে, যখন সঠিকভাবে নির্দিষ্ট করা K-রেটেড ট্রান্সফরমার 20+ বছর চলবে বলে আশা করা হচ্ছে। অ্যামিটারটি "স্বাভাবিক" বলে — উইন্ডিংগুলি একমত নয়।