जब लोग आधुनिक बिजली प्रणालियों के बारे में बात करते हैं, तो ट्रांसफार्मर पर आमतौर पर विद्युत उद्योग के बाहर ज्यादा ध्यान नहीं दिया जाता है। लेकिन ईमानदारी से कहूं तो, वे पर्दे के पीछे भारी मात्रा में भारी काम कर रहे हैं। उनमें से, 220kV तेल डूबे हुए तीन {{4}चरण डबल {5}वाइंडिंग ट्रांसफार्मर ऑन {6} लोड टैप चेंजिंग (ओएलटीसी) क्षमता के साथ ग्रिड के वास्तविक वर्कहॉर्स में से एक है।
इन ट्रांसफार्मर का उपयोग मुख्य रूप से ट्रांसमिशन और वितरण नेटवर्क के विभिन्न हिस्सों के बीच वोल्टेज को ऊपर या नीचे करने के लिए किया जाता है। कई मामलों में, वे क्षेत्रीय आपूर्ति और औद्योगिक उपयोग के लिए 220kV ट्रांसमिशन वोल्टेज को 132kV, 66kV, 33kV या यहां तक कि 11kV जैसे निम्न स्तर तक कम कर देते हैं।
जो चीज उन्हें विशेष रूप से मूल्यवान बनाती है वह है ओएलटीसी प्रणाली। वोल्टेज को समायोजित करने के लिए ट्रांसफार्मर को बंद करने के बजाय, ऑपरेटर नल की स्थिति बदल सकते हैं जबकि ट्रांसफार्मर अभी भी सक्रिय है और लोड ले रहा है। यह एक छोटी सुविधा की तरह लग सकता है, लेकिन वास्तविक विश्व ग्रिड संचालन में, यह बहुत बड़ा अंतर पैदा करता है।
क्यों तेल में डूबे हुए ट्रांसफार्मर अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं
बाजार में नई तकनीकों के प्रवेश के साथ भी, तेल में डूबे हुए ट्रांसफार्मर कई उपयोगिताओं के लिए पसंदीदा विकल्प बने हुए हैं। कारण बिल्कुल स्पष्ट है: वे अच्छी तरह से काम करते हैं, वे लंबे समय तक चलते हैं, और वे गंभीर बिजली स्तरों को विश्वसनीय रूप से संभाल सकते हैं।
इन्सुलेशन तेल एक ही समय में दो महत्वपूर्ण उद्देश्यों को पूरा करता है। सबसे पहले, यह आंतरिक घटकों के बीच विद्युत इन्सुलेशन प्रदान करता है। दूसरा, यह ऑपरेशन के दौरान वाइंडिंग्स और कोर द्वारा उत्पन्न गर्मी को हटा देता है। उचित शीतलन के बिना, भारी भार की स्थिति में ट्रांसफार्मर बहुत जल्दी गर्म हो जाएंगे।
अधिकांश बड़ी 220kV इकाइयाँ ONAN (ऑयल नेचुरल एयर नेचुरल) या ONAF (ऑयल नेचुरल एयर फ़ोर्स्ड) जैसी शीतलन विधियों का उपयोग करती हैं। उच्च क्षमता वाले प्रतिष्ठानों में, गर्मी अपव्यय में सुधार के लिए मजबूर तेल परिसंचरण प्रणालियों का भी उपयोग किया जा सकता है।
ट्रांसफार्मर कोर आमतौर पर अनाज उन्मुख सिलिकॉन स्टील से बना होता है, जो ऊर्जा हानि को कम करने में मदद करता है। कॉपर वाइंडिंग्स का आमतौर पर उपयोग किया जाता है क्योंकि वे उत्कृष्ट चालकता और थर्मल प्रदर्शन प्रदान करते हैं। उपयोगिताएँ यहाँ दक्षता का बहुत ध्यान रखती हैं क्योंकि घाटे में थोड़ी सी कमी भी ट्रांसफार्मर के जीवन पर महत्वपूर्ण ऊर्जा बचा सकती है।
और ये इकाइयाँ लंबे समय तक चलने के लिए बनाई गई हैं। उचित रखरखाव के साथ, कई बड़ी समस्याओं के बिना 30 साल या उससे अधिक समय तक काम करते हैं।
ट्रांसमिशन नेटवर्क का एक प्रमुख हिस्सा
ट्रांसमिशन सिस्टम में, 220kV ट्रांसफार्मर वोल्टेज स्तरों के बीच कनेक्शन बिंदु के रूप में कार्य करते हैं। ट्रांसमिशन हानियों को कम करने के लिए बिजली संयंत्रों में उत्पन्न बिजली अक्सर बहुत उच्च वोल्टेज पर लंबी दूरी तय करती है। इससे पहले कि बिजली स्थानीय स्तर पर वितरित की जा सके, वोल्टेज को चरणों में कम करने की आवश्यकता है।
यहीं पर ये ट्रांसफार्मर आते हैं।
उदाहरण के लिए, एक सबस्टेशन 400kV या 500kV पर बिजली प्राप्त कर सकता है और इसे 220kV तक कम कर सकता है। फिर एक अन्य ट्रांसफार्मर क्षेत्रीय वितरण नेटवर्क के लिए इसे और कम कर देता है।
इन स्थितियों में वोल्टेज विनियमन विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है क्योंकि ट्रांसमिशन लोड लगातार बदल रहा है। चरम मांग अवधि के दौरान, लंबी लाइनों पर वोल्टेज काफी कम हो सकता है। दूसरी ओर, हल्के लोड वाले सिस्टम में कभी-कभी वोल्टेज वृद्धि की समस्या का अनुभव होता है।
ओएलटीसी यह सब स्वचालित रूप से संतुलित करने में मदद करता है। वास्तविक समय में ट्रांसफार्मर टर्न अनुपात को समायोजित करके, सिस्टम आपूर्ति में बाधा डाले बिना वोल्टेज स्तर को स्वीकार्य सीमा के भीतर रखता है।
सीधे शब्दों में कहें तो, ट्रांसफार्मर पर्दे के पीछे ग्रिड को लगातार "ठीक-ट्यूनिंग" कर रहा है।
शहरों और शहरी बिजली की मांग का समर्थन करना
शहरी सबस्टेशन एक अन्य प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्र हैं।
बड़े शहर हर दिन भारी मात्रा में बिजली की खपत करते हैं, और मांग का पैटर्न बहुत तेजी से बदल सकता है। एयर कंडीशनिंग भार, वाणिज्यिक भवन, परिवहन प्रणालियाँ और आवासीय खपत सभी दिन भर उतार-चढ़ाव पैदा करते हैं।
एक सामान्य शहरी सबस्टेशन समानांतर में काम करने वाले कई 220/66kV या 220/33kV ट्रांसफार्मर का उपयोग कर सकता है। उनके ओएलटीसी सिस्टम डाउनस्ट्रीम उपभोक्ताओं के लिए स्थिर वोल्टेज बनाए रखने के लिए मिलकर काम करते हैं।
यदि वोल्टेज बहुत कम हो जाता है, तो उपकरण का प्रदर्शन प्रभावित होता है। यदि यह बहुत ऊपर उठता है, तो संवेदनशील उपकरण क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। जाहिर है, कोई भी स्थिति आदर्श नहीं है।
भीड़भाड़ वाले महानगरीय क्षेत्रों में जहां भूमि सीमित है, उपयोगिताएं अक्सर सबस्टेशन पदचिह्न को कम करने के लिए इन ट्रांसफार्मरों को जीआईएस (गैस इंसुलेटेड स्विचगियर) सिस्टम के साथ जोड़ती हैं। यह अधिक सघन व्यवस्था है और घने शहरी परिवेश में अच्छी तरह काम करती है।
नवीकरणीय ऊर्जा एकीकरण
नवीकरणीय ऊर्जा परियोजनाओं ने बिजली प्रणालियों के संचालन के तरीके को बदल दिया है, और ट्रांसफार्मर अब पहले से भी बड़ी भूमिका निभाते हैं।
बड़े पवन फार्म और सौर संयंत्र आमतौर पर 33kV या 66kV जैसे मध्यम वोल्टेज स्तर पर बिजली उत्पन्न करते हैं। इससे पहले कि बिजली ट्रांसमिशन नेटवर्क में कुशलतापूर्वक प्रवेश कर सके, इसे 220kV तक बढ़ाने की आवश्यकता है।
लेकिन नवीकरणीय उत्पादन पूरी तरह से स्थिर नहीं है। हवा की गति बदल जाती है. बादलों का आवरण सौर उत्पादन को प्रभावित करता है। बिजली का प्रवाह पूरे दिन, कभी-कभी बहुत तेज़ी से उतार-चढ़ाव कर सकता है।
यह परिवर्तनशीलता ग्रिड ऑपरेटरों के लिए वोल्टेज चुनौतियाँ पैदा करती है।
ओएलटीसी {{0}सुसज्जित ट्रांसफार्मर ग्रिड कनेक्शन बिंदु पर वोल्टेज को स्वचालित रूप से विनियमित करके इन उतार-चढ़ाव को सुचारू करने में मदद करते हैं। जिन परियोजनाओं में बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ शामिल हैं, ट्रांसफार्मर द्विदिशात्मक बिजली प्रवाह का भी समर्थन करते हैं, जो आधुनिक स्मार्ट ग्रिड में तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा है।
ईमानदारी से कहें तो, उन्नत ट्रांसफार्मर विनियमन के बिना, बड़ी मात्रा में नवीकरणीय ऊर्जा को एकीकृत करना बहुत कठिन होगा।
औद्योगिक अनुप्रयोग
भारी उद्योग भी 220kV ट्रांसफार्मर पर बहुत अधिक निर्भर हैं।
इस्पात संयंत्र, खनन कार्य, पेट्रोकेमिकल सुविधाएं और बड़े विनिर्माण स्थल भारी मात्रा में विद्युत ऊर्जा की खपत करते हैं। इनमें से कई सुविधाएं सीधे उच्च वोल्टेज नेटवर्क से जुड़े अपने स्वयं के समर्पित सबस्टेशन संचालित करती हैं।
औद्योगिक भार बहुत अधिक मांग वाला हो सकता है। बड़ी मोटरें, आर्क फर्नेस और वैरिएबल {{1}स्पीड ड्राइव अक्सर अचानक वोल्टेज में गिरावट और लोड में उतार-चढ़ाव पैदा करते हैं। संवेदनशील उत्पादन उपकरण अस्थिर बिजली स्थितियों पर अच्छी प्रतिक्रिया नहीं देते हैं।
इसीलिए औद्योगिक वातावरण में वोल्टेज विनियमन इतना महत्वपूर्ण है।
ओएलटीसी ट्रांसफार्मर बदलती लोड स्थितियों के दौरान आपूर्ति को स्थिर करने में मदद करते हैं, जिससे उपकरण ट्रिप और उत्पादन में रुकावट का जोखिम कम होता है। सतत प्रक्रिया उद्योगों में, एक संक्षिप्त रुकावट से भी बड़े पैमाने पर वित्तीय नुकसान हो सकता है, इसलिए विश्वसनीयता बिल्कुल महत्वपूर्ण है।
रखरखाव और भविष्य का विकास
हालांकि ये ट्रांसफार्मर बेहद विश्वसनीय हैं, फिर भी इन्हें नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है। संभावित समस्याओं का शीघ्र पता लगाने के लिए उपयोगिताएँ नियमित रूप से तेल की स्थिति, घुमावदार तापमान, नमी की मात्रा और घुली हुई गैसों की निगरानी करती हैं।
आधुनिक निगरानी प्रणालियाँ अब सेंसर और डिजिटल डायग्नोस्टिक्स के माध्यम से वास्तविक समय स्थिति का आकलन करने की अनुमति देती हैं। केवल निर्धारित निरीक्षणों पर निर्भर रहने के बजाय, ऑपरेटर विफलता होने से पहले ही समस्याओं का अनुमान लगा सकते हैं।
आगे देखते हुए, ट्रांसफार्मर प्रौद्योगिकी का विकास जारी है। निर्माता मुख्य सामग्रियों में सुधार कर रहे हैं, पर्यावरण के अनुकूल इन्सुलेट तरल पदार्थ विकसित कर रहे हैं, और स्मार्ट निगरानी क्षमताओं को जोड़ रहे हैं। डिजिटल सबस्टेशन और ग्रिड ऑटोमेशन ट्रांसफार्मर को अधिक बुद्धिमान और कनेक्टेड संपत्ति बनने की ओर धकेल रहे हैं।
फिर भी, मूल मिशन वही है।
220kV तेल डूबे हुए तीन {22 चरण डबल {33वाइंडिंग OLTC ट्रांसफार्मर आधुनिक विद्युत बुनियादी ढांचे के रीढ़ घटकों में से एक के रूप में काम करना जारी रखता है। चाहे वह ट्रांसमिशन नेटवर्क का समर्थन करना हो, शहरों को बिजली देना हो, नवीकरणीय ऊर्जा को एकीकृत करना हो, या भारी उद्योग की आपूर्ति करना हो, ये ट्रांसफार्मर दिन-ब-दिन, साल-दर-साल चुपचाप बिजली को वहां पहुंचाते रहते हैं जहां इसकी जरूरत होती है।
