सक्रिय, प्रेरक आणि कॅपेसिटिव्ह लोडसाठी पॉवर ट्रान्सफॉर्मर ऑपरेशन

ट्रान्सफॉर्मर हे एक विद्युत यंत्र आहे जे एका व्होल्टेजच्या पर्यायी प्रवाहाचे दुसर्‍या व्होल्टेजच्या वैकल्पिक प्रवाहात रूपांतर करते. ट्रान्सफॉर्मरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनच्या घटनेवर आधारित आहे.

प्रथम इलेक्ट्रिकल पॉवर ट्रान्समिशन नेटवर्कमध्ये थेट प्रवाह वापरला गेला. नेटवर्कमधील व्होल्टेज वापरलेल्या सामग्रीच्या इन्सुलेशन क्षमतेवर अवलंबून असते आणि सामान्यतः 110 V असते.

नेटवर्क्सच्या ट्रान्समिशन पॉवरमध्ये वाढ झाल्यामुळे, व्होल्टेजचे नुकसान अनुज्ञेय मर्यादेत राहण्यासाठी तारांचा क्रॉस-सेक्शन वाढवणे आवश्यक झाले.

आणि केवळ ट्रान्सफॉर्मरच्या शोधामुळे मोठ्या पॉवर प्लांट्समध्ये आर्थिकदृष्ट्या विद्युत उर्जा निर्माण करणे, लांब अंतरावर उच्च व्होल्टेजवर प्रसारित करणे आणि नंतर ग्राहकांना वीज वितरित करण्यापूर्वी व्होल्टेज सुरक्षित मूल्यापर्यंत कमी करणे शक्य झाले.

ट्रान्सफॉर्मर्सशिवाय, त्यांच्या उच्च आणि अति-उच्च, मध्यम आणि कमी व्होल्टेज पातळीसह आजच्या पॉवर ग्रिड संरचना शक्य होणार नाहीत. ट्रान्सफॉर्मर्स सिंगल-फेज आणि थ्री-फेज इलेक्ट्रिकल नेटवर्कमध्ये वापरले जातात.

थ्री-फेज पॉवर ट्रान्सफॉर्मरचे ऑपरेशन ते कोणत्या लोडवर चालते - सक्रिय, प्रेरक किंवा कॅपेसिटिव्ह यासाठी मोठ्या प्रमाणात बदलते. वास्तविक परिस्थितीत, ट्रान्सफॉर्मर लोड एक सक्रिय-प्रेरणात्मक भार आहे.

आकृती 1 — थ्री-फेज पॉवर ट्रान्सफॉर्मर

1. सक्रिय लोड मोड

या मोडमध्ये, प्राथमिक विंडिंग व्होल्टेज नाममात्र U1 = U1nom च्या जवळ आहे, प्राथमिक वळण प्रवाह I1 ट्रान्सफॉर्मर लोडद्वारे निर्धारित केला जातो आणि दुय्यम प्रवाह नाममात्र I2nom = P2 / U2nom द्वारे निर्धारित केला जातो.

मापन डेटानुसार, ट्रान्सफॉर्मरची कार्यक्षमता विश्लेषणात्मकपणे निर्धारित केली जाते:

कार्यक्षमता = P2 / P1,

जेथे P1 ही ट्रान्सफॉर्मरच्या प्राथमिक वळणाची सक्रिय शक्ती आहे, P2 ही ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम विंडिंगद्वारे पुरवठा सर्किटला पुरवलेली शक्ती आहे.

प्राथमिक वळणाच्या सापेक्ष प्रवाहावर अवलंबून ट्रान्सफॉर्मरच्या कार्यक्षमतेची अवलंबित्व आकृती 2 मध्ये दर्शविली आहे.

आकृती 2 — प्राथमिक वळणाच्या सापेक्ष प्रवाहावर ट्रान्सफॉर्मरच्या कार्यक्षमतेचे अवलंबन

सक्रिय लोड मोडमध्ये, दुय्यम वळण करंट वेक्टर दुय्यम वळण व्होल्टेज वेक्टरसह सह-विस्तृत आहे, म्हणून लोड करंटमध्ये वाढ झाल्यामुळे ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम वळणाच्या टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज कमी होते.

या प्रकारच्या ट्रान्सफॉर्मर लोडसाठी प्रवाह आणि व्होल्टेजचा एक सरलीकृत वेक्टर आकृती आकृती 3 मध्ये दर्शविला आहे.

आकृती 3 — ट्रान्सफॉर्मर सक्रिय लोड करंट आणि व्होल्टेजचे सरलीकृत वेक्टर आकृती

2. प्रेरक लोडसाठी ऑपरेटिंग मोड

प्रेरक लोड मोडमध्ये, दुय्यम वळण चालू वेक्टर दुय्यम वळण व्होल्टेज वेक्टरला 90 अंशांनी मागे टाकतो. ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम विंडिंगशी जोडलेल्या इंडक्टन्सच्या मूल्यात घट झाल्यामुळे लोड करंट वाढतो, परिणामी दुय्यम व्होल्टेज कमी होते.

या प्रकारच्या ट्रान्सफॉर्मर लोडसाठी प्रवाह आणि व्होल्टेजचा एक सरलीकृत वेक्टर आकृती आकृती 4 मध्ये दर्शविला आहे.

आकृती 4 - प्रेरक लोड मोडमध्ये ट्रान्सफॉर्मर प्रवाह आणि व्होल्टेजचे सरलीकृत वेक्टर आकृती

3. कॅपेसिटिव्ह लोडसह ऑपरेशनचा मोड

कॅपेसिटिव्ह लोड मोडमध्ये, दुय्यम वळणाचा वर्तमान वेक्टर दुय्यम वळणाच्या व्होल्टेज वेक्टरपेक्षा 90 अंशांनी पुढे आहे. ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम विंडिंगशी जोडलेल्या कॅपेसिटन्समध्ये वाढ झाल्यामुळे लोड करंट वाढतो, परिणामी दुय्यम व्होल्टेजमध्ये वाढ होते.

या प्रकारच्या ट्रान्सफॉर्मर लोडसाठी प्रवाह आणि व्होल्टेजचा एक सरलीकृत वेक्टर आकृती आकृती 5 मध्ये दर्शविला आहे.

आकृती 5 — ट्रान्सफॉर्मर कॅपेसिटिव्ह लोड मोड करंट्स आणि व्होल्टेजचे सरलीकृत वेक्टर आकृती