बड़े पावर ट्रांसफार्मर दोष: निदान और विश्लेषण (100 एमवीए, 132/22 केवी) - भाग 3

1. उच्च वोल्टेज सिस्टम में ट्रांसफार्मर की खराबी क्यों मायने रखती है

 

 

100 एमवीए 132 केवी पावर ट्रांसफार्मरटिकटॉक डेटा सेंटर प्रोजेक्ट के लिए स्कोटेक इलेक्ट्रिकल द्वारा दिसंबर 2025 में मलेशिया में डिलीवरी की गई थी। स्कोटेक द्वारा तैयार किया गया यह आलेख, विशेष रूप से 100 एमवीए श्रेणी के उपकरणों में बड़े पावर ट्रांसफार्मर दोषों से निपटने वाले इंजीनियरों, ऑपरेटरों और निर्णय निर्माताओं के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो वास्तविक विश्व ट्रांसफार्मर दोष निदान, ट्रांसफार्मर समस्या निवारण, सुरक्षा व्यवहार और ट्रांसफार्मर विफलता विश्लेषण पर ध्यान केंद्रित करता है। स्थापना चरण संदर्भ के लिए संबंधित संदर्भ:प्री-इंस्टालेशन चेकलिस्ट गाइड

बड़े बिजली ट्रांसफार्मर, जैसे 100 एमवीए 132/22 केवी इकाइयां, महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे के घटक हैं। ऐसे सिस्टम में पावर ट्रांसफॉर्मर की खराबी के पूरे सिस्टम में परिणाम हो सकते हैं, जिसमें पावर रुकावट, डेटा सेंटर डाउनटाइम और गंभीर उपकरण क्षति शामिल है। चरम मामलों में, विफलताओं में आग के खतरे, विद्युत दोष, थर्मल अधिभार की स्थिति, इन्सुलेशन टूटना और ट्रांसफार्मर के सक्रिय भाग के भीतर यांत्रिक दोष शामिल हो सकते हैं।

यह आलेख बताता है कि वास्तविक सुरक्षा संकेतों और क्षेत्र संचालन प्रथाओं के आधार पर विशिष्ट ट्रांसफार्मर विफलता मोड की पहचान, विश्लेषण और प्रतिक्रिया कैसे करें।

2. ट्रांसफार्मर दोषों के सामान्य प्रकार

 

ट्रांसफार्मर विफलता विश्लेषण और ट्रांसफार्मर दोष का पता लगाने के लिए ट्रांसफार्मर विफलताओं को चार मुख्य तकनीकी डोमेन में समूहीकृत किया जा सकता है।

2.1 आंतरिक विद्युत दोष

ये दोष आमतौर पर गंभीर होते हैं और तत्काल ट्रांसफार्मर समस्या निवारण की आवश्यकता होती है।

विशिष्ट कारणों में शामिल हैं:

• वाइंडिंग शॉर्ट सर्किट (अंतर-मोड़ या चरण{{1}से-चरण)
• कोर ग्राउंडिंग दोष
• इन्सुलेशन प्रणाली के अंदर आंशिक निर्वहन

ये बिजली ट्रांसफार्मर की विफलता के कारणों से निकटता से संबंधित हैं और अक्सर विभेदक सुरक्षा प्रणालियों द्वारा इसका पता लगाया जाता है।

2.2 थर्मल दोष

2.3 इन्सुलेशन विफलताएँ

ट्रांसफॉर्मर दोष निदान में इन्सुलेशन गिरावट सबसे आम दीर्घकालिक विफलता तंत्रों में से एक है।

विशिष्ट कारण:

• तेल-कागज का पुराना होना
• नमी का प्रवेश
• विद्युत तनाव संचय

ये स्थितियां अक्सर डीजीए सिस्टम के माध्यम से ट्रांसफार्मर दोष का पता लगाने वाले अलार्म का कारण बनती हैं।

2.4 यांत्रिक और संरचनात्मक दोष

यांत्रिक समस्याएँ अक्सर परिवहन, कंपन, या दीर्घकालिक संचालन के कारण होती हैं।

उदाहरण:

• घुमावदार विस्थापन
• क्लैंपिंग ढीला होना
• संरचनात्मक कंपन असामान्यताएं

ये फ़ील्ड ट्रांसफार्मर समस्या निवारण में देखे गए ट्रांसफार्मर विफलता मोड का भी हिस्सा हैं।

3. सुरक्षा-आधारित ट्रांसफार्मर दोष निदान

 

ट्रांसफार्मर दोष निदान में सुरक्षा प्रणालियाँ पहली और सबसे महत्वपूर्ण रक्षा परत हैं। जब कोई सुरक्षा संकेत आता है, तो इंजीनियरों को यह निर्धारित करना होगा कि यह आंतरिक या बाहरी दोष है या नहीं।

3.1 विभेदक संरक्षण संचालन

जब ट्रांसफॉर्मर डिफरेंशियल प्रोटेक्शन संचालित होता है, तो इसे आम तौर पर उच्च आत्मविश्वास वाला आंतरिक दोष संकेत माना जाता है।

विशिष्ट कारणों में शामिल हैं:

• इंटर{{0}टर्न या चरण{{1}से{{2}चरण वाइंडिंग दोष
• ट्रांसफार्मर टैंक के अंदर गंभीर इन्सुलेशन टूटना
• कोर ग्राउंडिंग या असामान्य कोर सर्कुलेशन करंट

अधिकांश बड़े बिजली ट्रांसफार्मर (जैसे डेटा सेंटर सबस्टेशनों में उपयोग की जाने वाली 100 एमवीए इकाइयां) में, अंतर सुरक्षा ऑपरेशन को एक महत्वपूर्ण शटडाउन स्थिति के रूप में माना जाता है।

 

फ़ील्ड प्रतिक्रिया तर्क:

• सुरक्षा सिग्नल संगति सत्यापित करें (रिले + निगरानी प्रणाली)
• बाहरी शॉर्ट-सर्किट साक्ष्य की जांच करें (गलत समन्वय को बाहर करने के लिए)
• तेल रिसाव, विकृति, या असामान्य शोर का निरीक्षण करें
• दोष रिकॉर्ड और तरंगरूप डेटा की समीक्षा करें

ज्यादातर मामलों में, तत्काल ट्रांसफार्मर अलगाव की आवश्यकता होती है।

3.2 बुखोल्ज़ रिले (गैस रिले)

बुखोल्ज़ रिले तेल में डूबे ट्रांसफार्मरों के लिए एक प्रमुख सुरक्षा उपकरण है, जिसे गैस संचय और तेल प्रवाह व्यवहार के माध्यम से प्रारंभिक चरण में आंतरिक दोषों का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

हल्की गैस अलार्म स्थितियों के लिए, फ़ील्ड डायग्नोस्टिक क्रियाओं में आमतौर पर संरचना विश्लेषण के लिए गैस का नमूना एकत्र करना, विघटित गैस विश्लेषण (डीजीए) करना और तेल स्तर और तापमान के रुझान की जांच करना शामिल है ताकि यह आकलन किया जा सके कि असामान्य स्थिति विकसित हो रही है या स्थिर है।

 

भारी गैस ट्रिप स्थितियों के लिए, ट्रांसफार्मर को तत्काल बंद करने की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। अलगाव के बाद, एक विस्तृत डीजीए किया जाना चाहिए, गैस संचय या असामान्य यांत्रिक व्यवहार के लिए रिले कक्ष का निरीक्षण किया जाना चाहिए, और आंतरिक गलती के प्रकार और गंभीरता को निर्धारित करने के लिए गलती गैस संरचना का पूरी तरह से विश्लेषण किया जाना चाहिए।

 

3.3 दबाव राहत उपकरण (पीआरडी)

दबाव राहत उपकरण तब संचालित होता है जब आंतरिक टैंक का दबाव सुरक्षित डिजाइन सीमा से अधिक तेजी से बढ़ता है। यह स्थिति आम तौर पर उच्च ऊर्जा आंतरिक दोषों से जुड़ी होती है, जैसे आंतरिक चाप दोष, वाइंडिंग या लीड शॉर्ट सर्किट, या तेजी से तेल अपघटन जो बड़ी मात्रा में गैस उत्पन्न करता है।

इंजीनियरिंग परिप्रेक्ष्य से, पीआरडी ऑपरेशन आमतौर पर गंभीर आंतरिक ट्रांसफार्मर विफलता का एक मजबूत संकेत है, खासकर बड़ी एमवीए इकाइयों में जहां गलती ऊर्जा रिलीज महत्वपूर्ण है।

 

फ़ील्ड अभ्यास में, घटना को संभावित गंभीर विफलता के रूप में माना जाना चाहिए। यह सत्यापित करना आवश्यक है कि क्या अन्य सुरक्षा प्रणालियाँ जैसे कि डिफरेंशियल प्रोटेक्शन या बुखोल्ज़ रिले भी संचालित हैं, और तेल निर्वहन, टैंक विरूपण, या यांत्रिक तनाव के संकेतों के लिए ट्रांसफार्मर का निरीक्षण करना आवश्यक है। आगे की क्षति या सुरक्षा जोखिमों को रोकने के लिए तत्काल शटडाउन और विद्युत अलगाव तैयार किया जाना चाहिए।

4. विशिष्ट दोष परिदृश्य और फ़ील्ड समस्या निवारण

 

4.1 ट्रांसफार्मर में आग लगने की घटना

ट्रांसफार्मर में आग लगना बिजली प्रणालियों में सबसे गंभीर आपातकालीन स्थितियों में से एक है। यह आर्क इग्निशन के साथ आंतरिक शॉर्ट सर्किट दोषों, लीक हुए इंसुलेटिंग तेल के बाहरी इग्निशन, या गंभीर बुशिंग और टर्मिनल विफलताओं के कारण उत्पन्न हो सकता है जिसके कारण निरंतर आर्किंग हो सकती है।

व्यवहार में, ट्रांसफार्मर में आग लगने की घटनाओं को पूर्ण सिस्टम आपात स्थिति के रूप में माना जाना चाहिए। ट्रांसफार्मर के सभी किनारों को तत्काल अलग करने की आवश्यकता है, इसके बाद शीतलन प्रणाली की सहायक बिजली आपूर्ति को काट दिया जाना चाहिए। आग के प्रसार को नियंत्रित करने के लिए स्प्रे या नाइट्रोजन इंजेक्शन जैसी आग दमन प्रणालियों को बिना किसी देरी के सक्रिय किया जाना चाहिए। निकटवर्ती उपकरणों में आग फैलने से रोकने पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। गंभीर मामलों में, आग के स्थान और संरचनात्मक जोखिम के आधार पर नियंत्रित तेल निकासी का मूल्यांकन किया जा सकता है।

 

4.2 बुशिंग विफलता या विस्फोट

 

4.3 शीतलन प्रणाली की विफलता

शीतलन प्रणाली की विफलता सीधे ट्रांसफार्मर वाइंडिंग और इन्सुलेट तेल की थर्मल स्थिरता को प्रभावित करती है। जब शीतलन प्रदर्शन कम हो जाता है या खो जाता है, तो तेल का तापमान तेजी से बढ़ता है, इन्सुलेशन की उम्र बढ़ने में तेजी आती है, और उच्च भार की स्थिति में, थर्मल रनवे हो सकता है।

फ़ील्ड प्रतिक्रिया को पहले शीतलन प्रणाली की बिजली आपूर्ति और अतिरेक स्थिति को सत्यापित करना चाहिए, फिर पंखे और पंप के संचालन की पुष्टि करनी चाहिए, और लगातार घुमावदार तापमान के रुझान की निगरानी करनी चाहिए। यदि लोड अधिक रहने पर दोनों शीतलन प्रणालियाँ विफल हो जाती हैं, तो ट्रांसफार्मर को ओवरहीटिंग से बचाने के लिए तत्काल लोड स्थानांतरण या शटडाउन पर विचार किया जाना चाहिए।

 

4.4 असामान्य शोर

ट्रांसफार्मर का ध्वनिक व्यवहार एक महत्वपूर्ण गैर-आक्रामक निदान संकेतक है। ध्वनि पैटर्न में परिवर्तन अक्सर आंतरिक विद्युत या यांत्रिक असामान्यताओं को दर्शाते हैं।

ह्यूम में निरंतर वृद्धि आमतौर पर अधिभार या वोल्टेज में उतार-चढ़ाव से जुड़ी होती है। चटकने या चटकने जैसी आवाजें आंशिक निर्वहन गतिविधि का संकेत दे सकती हैं, जबकि उबलने जैसी आवाजें अक्सर इन्सुलेशन के अधिक गर्म होने या नमी संदूषण से संबंधित होती हैं। अनियमित यांत्रिक शोर कोर ढीलेपन या संरचनात्मक कंपन समस्याओं का सुझाव दे सकता है।

विद्युत विफलता होने से पहले प्रारंभिक चेतावनी पद्धति के रूप में ट्रांसफार्मर दोष निदान में ध्वनिक निगरानी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

 

4.5 तेल तापमान में असामान्य वृद्धि

तेल के तापमान के रुझान का हमेशा लोड स्थितियों, परिवेश के तापमान और शीतलन प्रणाली के प्रदर्शन के साथ विश्लेषण किया जाना चाहिए। धीरे-धीरे तापमान में वृद्धि आम तौर पर अधिभार या कम शीतलन दक्षता का संकेत देती है, जबकि तेजी से तापमान वृद्धि आंतरिक दोष गतिविधि या गंभीर शीतलन प्रणाली विफलता का संकेत दे सकती है।

परिचालन तनाव और विकासशील दोष स्थितियों के बीच अंतर करने के लिए ट्रांसफार्मर समस्या निवारण अभ्यास में निरंतर निगरानी और प्रवृत्ति तुलना आवश्यक है।

 

4.6 तेल स्तर की असामान्यता

 

4.7 बुशिंग रिसाव और आंशिक निर्वहन

आंशिक डिस्चार्ज उच्च वोल्टेज प्रणालियों में इन्सुलेशन में गिरावट का एक विशिष्ट अग्रदूत है और यह बुशिंग विफलता तंत्र से निकटता से संबंधित है। यह सतह कोरोना, श्रव्य निर्वहन शोर, या यूवी पहचान संकेतों के रूप में प्रकट हो सकता है।

इसके अलावा, विघटित गैस विश्लेषण (डीजीए) अक्सर प्रारंभिक चरण इन्सुलेशन गिरावट के दौरान असामान्य रुझान दिखाता है।

विशिष्ट सहायक संकेतकों में शामिल हैं:

• यूवी या इन्फ्रारेड डिटेक्शन सिग्नल
• प्रमुख डीजीए गैसों में वृद्धि
• स्थानीयकृत तापन या सतही निर्वहन के निशान

यह स्थिति प्रगतिशील इन्सुलेशन विफलता को इंगित करती है और यदि ठीक से प्रबंधित नहीं किया गया तो यह पूरी तरह से टूटने में बदल सकती है।

 

5. दोष निदान के लिए विघटित गैस विश्लेषण (डीजीए)।

 

विघटित गैस विश्लेषण (डीजीए) ट्रांसफार्मर दोष का पता लगाने और ट्रांसफार्मर विफलता विश्लेषण में सबसे महत्वपूर्ण उपकरणों में से एक है। यह इंसुलेटिंग तेल में गैस संरचना के आधार पर आंतरिक विद्युत और थर्मल दोष प्रकारों में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।

प्रमुख गैसें और व्याख्या

डीजीए प्रवृत्ति विश्लेषण एकल -बिंदु माप से अधिक महत्वपूर्ण है, क्योंकि तीव्र गैस वृद्धि दर अक्सर सक्रिय दोष प्रगति को इंगित करती है।

 

6. तत्काल शटडाउन की आवश्यकता वाली स्थितियाँ

 

निम्नलिखित में से कोई भी स्थिति होने पर ट्रांसफार्मर को तुरंत सेवा से हटा दिया जाना चाहिए:

ये स्थितियाँ गंभीर आंतरिक विफलता की उच्च संभावना का संकेत देती हैं और ट्रांसफार्मर प्रणाली को तत्काल अलग करने की आवश्यकता होती है।

 

7. ट्रांसफार्मर निरीक्षण और रखरखाव संबंधी विचार

 

गंभीर दोष स्थितियों के तहत, मूल कारण निर्धारित करने के लिए आंतरिक निरीक्षण की आवश्यकता हो सकती है। इस प्रक्रिया को नियंत्रित पर्यावरणीय परिस्थितियों में किया जाना चाहिए, जिसमें सीमित आर्द्रता, स्वच्छ कार्य वातावरण और सख्त ग्राउंडिंग प्रक्रियाएं शामिल हैं।

निरीक्षण में आमतौर पर वाइंडिंग विस्थापन, कोर स्थिति, इन्सुलेशन प्रतिरोध माप और टैंक के अंदर विदेशी वस्तुओं या यांत्रिक विरूपण की पहचान का मूल्यांकन शामिल होता है।

 

8. पर्यावरण और जीवनचक्र संबंधी विचार

 

ट्रांसफार्मर के पूरे जीवनचक्र में, नियमित रखरखाव परिचालन स्थिरता सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। शोर, उत्सर्जन और इन्सुलेशन तेल को नियामक आवश्यकताओं का पालन करना चाहिए, जबकि पर्यावरणीय प्रभाव को रोकने के लिए अंतिम जीवन ट्रांसफार्मर को प्रमाणित प्रक्रियाओं के माध्यम से उचित रूप से पुनर्चक्रित किया जाना चाहिए।

 

9. परियोजना स्थापना प्रगति

 

10. निष्कर्ष: दोष का पता लगाने से लेकर सिस्टम की विश्वसनीयता तक

 

ट्रांसफार्मर की खराबी को पूरी तरह से समाप्त नहीं किया जा सकता है, लेकिन उचित सुरक्षा प्रणाली व्याख्या, डीजीए निगरानी, ​​थर्मल विश्लेषण और संरचित रखरखाव रणनीति के माध्यम से उन्हें प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है।

उच्च वोल्टेज और डेटा सेंटर अनुप्रयोगों के लिए, ट्रांसफार्मर की विश्वसनीयता सीधे सिस्टम की निरंतरता को निर्धारित करती है, जिससे दोष निदान और निवारक रखरखाव परिचालन सुरक्षा के आवश्यक घटक बन जाते हैं।