પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ કેવી રીતે કામ કરે છે?
પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા વિદ્યુત ઉર્જાને સ્થાનાંતરિત કરે છે. એક વિન્ડિંગ પર લાગુ વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ વૈકલ્પિક ચુંબકીય પ્રવાહ સ્થાપિત કરે છે, જે તે પ્રવાહ દ્વારા જોડાયેલા અન્ય વિન્ડિંગમાં વોલ્ટેજને પ્રેરિત કરે છે. જ્યારે લોડ કનેક્ટ થાય છે, ત્યારે આઉટપુટ સર્કિટમાં પ્રવાહ વહે છે અને ટ્રાન્સફોર્મર તેના નુકસાન સાથે અનુરૂપ ઇનપુટ પાવર ખેંચે છે.
વિન્ડિંગ વળાંક સંબંધ મૂળભૂત વોલ્ટેજ ગુણોત્તર નક્કી કરે છે. તેનાથી વધારાની ઉર્જા ઉત્પન્ન થતી નથી. આ સમજૂતી તેના પ્રારંભિક બિંદુ તરીકે પરંપરાગત AC, બે-વાઇન્ડિંગ ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ કરે છે; પ્રાયોગિક ડિઝાઇનમાં ઇન્સ્યુલેશન, ઠંડક અને અન્ય સુવિધાઓ ઉમેરવામાં આવે છે જેથી તે પ્રક્રિયાને સાધનની ઇલેક્ટ્રિકલ અને થર્મલ મર્યાદામાં રાખવામાં આવે.
કેવી રીતે વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ મેગ્નેટિક ફ્લક્સ બનાવે છે
સ્ત્રોત સાથે જોડાયેલ વિન્ડિંગને પ્રાથમિક વિન્ડિંગ કહેવામાં આવે છે. જ્યારે AC વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ચુંબકીય પ્રવાહ સતત બદલાય છે. પરંપરાગત ટ્રાન્સફોર્મરમાં, ચુંબકીય કોર એક પાથ પ્રદાન કરે છે જે વિન્ડિંગ્સને જોડે છે અને તેમના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક જોડાણને સમર્થન આપે છે.
ક્રમને પ્રક્રિયા તરીકે સમજવામાં સરળ છે: એસી વોલ્ટેજ પ્રાથમિક પર લાગુ થાય છે, વૈકલ્પિક પ્રવાહ વિન્ડિંગ્સને જોડે છે, અને વોલ્ટેજ ગૌણમાં પ્રેરિત થાય છે. આ જોડાયેલ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અસરો છે, અલગ યાંત્રિક ક્રિયાઓ નથી. પરંપરાગત પાવર ટ્રાન્સફોર્મરની અંદર કોઈ ફરતું જનરેટર નથી.
મુખ્ય ભૂમિકા ચુંબકીય છે. તે પ્રાથમિક પ્રવાહને ગૌણ સર્કિટમાં વહન કરતો વાયર નથી. અલગ વિન્ડિંગ્સવાળા સામાન્ય ટ્રાન્સફોર્મરમાં, ચુંબકીય જોડાણ દ્વારા ઉર્જાનું ટ્રાન્સફર થાય છે જ્યારે ઇન્સ્યુલેશન સિસ્ટમ સર્કિટ વચ્ચે રચાયેલ અલગતા પૂરી પાડે છે.
અન્ય વિન્ડિંગમાં વોલ્ટેજ કેવી રીતે પ્રેરિત થાય છે
ચુંબકીય પ્રવાહને બદલીને જોડાયેલ વિન્ડિંગ પ્રેરિત વોલ્ટેજ વિકસાવે છે. તેથી ગૌણ વિન્ડિંગ તેના ટર્મિનલ્સ પર એક વોલ્ટેજ ધરાવે છે, તે પહેલાં પણ બાહ્ય ભાર તેમાંથી પ્રવાહ ખેંચે છે. યોગ્ય લોડને કનેક્ટ કરવાથી આઉટપુટ સર્કિટ પૂર્ણ થાય છે અને ટ્રાન્સફોર્મરને તે લોડને પાવર સપ્લાય કરવાની મંજૂરી આપે છે.
આ તફાવત વિતરિત શક્તિથી વોલ્ટેજને અલગ કરે છે. કનેક્ટેડ લોડ વગરની ઊર્જાયુક્ત ગૌણમાં ઉપયોગી લોડ પાવર પહોંચાડ્યા વિના વોલ્ટેજ હાજર હોઈ શકે છે. તેને સલામત ગણવું જોઈએ નહીં કારણ કે કોઈ ઉપકરણ અથવા સર્કિટ વર્તમાન દોરતું નથી.
"પ્રાથમિક" અને "ગૌણ" સમજૂતીમાં ઇનપુટ અને આઉટપુટ ભૂમિકાઓને ઓળખે છે. તેઓ આપોઆપ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ અને નીચા વોલ્ટેજ અર્થ નથી. સ્ટેપ-અપ એપ્લિકેશનમાં, ઇનપુટ વિન્ડિંગ નીચલા વોલ્ટેજ પર કાર્ય કરે છે; સ્ટેપ-ડાઉન એપ્લિકેશનમાં, તે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પર કાર્ય કરે છે.
ટર્ન્સ રેશિયો વોલ્ટેજને કેવી રીતે બદલે છે
આદર્શ દ્વિ-વિન્ડિંગ મોડેલમાં, વિન્ડિંગ વોલ્ટેજ ગુણોત્તર વળાંકના ગુણોત્તરને અનુસરે છે:
V2 / વી1 = એન2 / એન1
V1 અને વી2 પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ વોલ્ટેજ છે; એન1 અને એન2 વળાંકની અનુરૂપ સંખ્યાઓ છે. વધુ ગૌણ વળાંક ઉચ્ચતર માધ્યમિક વોલ્ટેજ આપે છે. ઓછા ગૌણ વળાંક નીચા વોલ્ટેજ આપે છે.
સંપૂર્ણ દૃષ્ટાંતરૂપ આદર્શ ટ્રાન્સફોર્મર માટે, 2:1 પ્રાથમિક-થી-સેકન્ડરી વળાંક ગુણોત્તર પ્રાથમિક વિન્ડિંગમાં 200 V ઘટાડીને ગૌણમાં 100 V કરશે. આ એક શિક્ષણ ઉદાહરણ છે, JSGK ઉત્પાદન રેટિંગ અથવા ડિઝાઇન ભલામણ નથી.
સ્ટેપ-અપ અને સ્ટેપ-ડાઉન ઓપરેશન
| સંબંધ | વોલ્ટેજ પરિણામ | અર્થ |
|---|---|---|
| પ્રાથમિક વળાંક કરતાં વધુ ગૌણ વળાંક | ઉચ્ચતર માધ્યમિક વિન્ડિંગ વોલ્ટેજ | સ્ટેપ-અપ ઓપરેશન |
| પ્રાથમિક વળાંક કરતાં ઓછા ગૌણ વળાંક | લોઅર સેકન્ડરી વિન્ડિંગ વોલ્ટેજ | સ્ટેપ-ડાઉન ઓપરેશન |
| સમાન વારા | સમાન આદર્શ વિન્ડિંગ વોલ્ટેજ | આ સરળ મોડેલમાં કોઈ નોમિનલ વોલ્ટેજ ફેરફાર નથી |
વાસ્તવિક ટર્મિનલ વોલ્ટેજ અવબાધ, લોડિંગ અને ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે. ત્રણ-તબક્કાના ટ્રાન્સફોર્મર માટે, વિન્ડિંગ વોલ્ટેજ અને લાઇન વોલ્ટેજ વચ્ચેનો સંબંધ પણ વિન્ડિંગ કનેક્શન્સ પર આધારિત છે. કનેક્શન ગોઠવણીને તપાસ્યા વિના સીધી લાઇન-ટુ-લાઇન રેટિંગ પર સિંગલ-ફેઝ વિન્ડિંગ ફોર્મ્યુલા લાગુ કરશો નહીં.
જ્યારે લોડ જોડાયેલ હોય ત્યારે શું ફેરફાર થાય છે?
જ્યારે ગૌણ ભાર પૂરો પાડે છે, ત્યારે ગૌણ પ્રવાહ ચુંબકીય અસર ઉત્પન્ન કરે છે જેનો પ્રાથમિક પ્રવાહના વધારાના ઘટક દ્વારા વિરોધ કરવામાં આવે છે. ટ્રાન્સફોર્મર તેના રેટિંગ્સ અને ઓપરેટિંગ શરતોને આધીન, લોડ સપ્લાય કરવા માટે જરૂરિયાત મુજબ વધુ ઇનપુટ પ્રવાહ ખેંચે છે.
લોડ નક્કી કરે છે કે કેટલી વર્તમાનની વિનંતી કરવામાં આવે છે; ટ્રાન્સફોર્મરનું નેમપ્લેટ રેટિંગ ચોક્કસ શરતો હેઠળની મર્યાદા છે, તે દરેક કનેક્ટેડ સર્કિટમાં દબાણ કરે છે તે વર્તમાન નથી. થોડું લોડ થયેલું ટ્રાન્સફોર્મર તેનું સંપૂર્ણ રેટેડ આઉટપુટ સતત વિતરિત કરતું નથી.
| શરત | ગૌણ બાજુ | પ્રાથમિક બાજુ |
|---|---|---|
| કોઈ બાહ્ય ભાર વિના ઉત્સાહિત | કોઈ બાહ્ય લોડ વર્તમાન સાથે, વોલ્ટેજ હાજર હોઈ શકે છે | ઉત્તેજના વર્તમાન અને વાસ્તવિક નો-લોડ નુકસાન રહે છે |
| લોડ પુરવઠો | કનેક્ટેડ સર્કિટ અનુસાર લોડ કરંટ વહે છે | ઇનપુટ વર્તમાનમાં લોડ સપ્લાય કરવા માટે જરૂરી માંગનો સમાવેશ થાય છે |
શા માટે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વધારાની શક્તિ બનાવતું નથી
આદર્શ ટ્રાન્સફોર્મરમાં ઇનપુટ અને આઉટપુટ પાવર બેલેન્સ. વોલ્ટેજમાં વધારો એ સમાન સ્થાનાંતરિત પાવર અને તુલનાત્મક પાવર-ફેક્ટર પરિસ્થિતિઓ માટે નીચા પ્રવાહને અનુરૂપ છે. વાસ્તવિક આઉટપુટ પાવર ઇનપુટ પાવર કરતાં ઓછો છે કારણ કે વાસ્તવિક ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં નુકસાન હોય છે.
ટ્રાન્સફોર્મરની ક્ષમતા સામાન્ય રીતે kVA અથવા MVA માં દર્શાવવામાં આવે છે, જે દેખીતી શક્તિનું વર્ણન કરે છે. પાવર ફેક્ટરને ધ્યાનમાં લીધા વિના આ મૂલ્યોને kW અથવા MW સમાન ગણવા જોઈએ નહીં. પ્રોજેક્ટની જરૂરી ટ્રાન્સફોર્મર ક્ષમતાની ગણતરી કરવા માટે એકલો વોલ્ટેજ ગુણોત્તર અપૂરતો છે.
શા માટે વાસ્તવિક ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં નુકસાન અને તાપમાનની મર્યાદા હોય છે
વિન્ડિંગ પ્રતિકાર દ્વારા વહેતો પ્રવાહ ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. વૈકલ્પિક ચુંબકીય પ્રવાહ હિસ્ટેરેસિસ અને એડી-કરન્ટ અસરો સહિત મુખ્ય નુકસાન પણ પેદા કરે છે. અન્ય નુકસાન ડિઝાઇન અને ઓપરેટિંગ શરતો પર આધાર રાખે છે.
જ્યારે ટ્રાન્સફોર્મર ઓછા અથવા ઓછા ભાર સાથે ઉર્જાયુક્ત હોય ત્યારે કેટલાક નુકસાન રહે છે; અન્ય લોડિંગ સાથે વધે છે. આથી જ વ્યવહારુ ટ્રાન્સફોર્મરને માત્ર આદર્શ વોલ્ટેજ-ગુણોત્તર સમીકરણ દ્વારા દર્શાવી શકાતું નથી.
ઠંડક ગરમીને દૂર કરે છે જેથી સાધન તેની નિર્દિષ્ટ તાપમાન મર્યાદામાં કામ કરી શકે. તે ઇલેક્ટ્રિકલ નુકસાનને દૂર કરતું નથી અથવા અમર્યાદિત લોડિંગ શક્ય બનાવતું નથી. માન્ય ડ્યુટી વાસ્તવિક ટ્રાન્સફોર્મર, તેની ઠંડકની વ્યવસ્થા અને તેના પર્યાવરણ પર આધારિત છે. દરેક પાવર ટ્રાન્સફોર્મર પર કોઈ એક કાર્યક્ષમતા અથવા તાપમાનમાં વધારો આંકડો લાગુ પડતો નથી.
શુ ડ્રાય-ટાઈપ અને ઓઈલમાં ડૂબેલા ટ્રાન્સફોર્મર્સ અલગ રીતે કામ કરે છે?
બંને પરિવારો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો ઉપયોગ કરે છે. તેમના મહત્વના તફાવતો વોલ્ટેજ બદલવાની અલગ મૂળભૂત પદ્ધતિને બદલે સક્રિય એસેમ્બલી કેવી રીતે ઇન્સ્યુલેટેડ, ઠંડુ અને ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે તેની ચિંતા કરે છે.
ડ્રાય-ટાઈપ ટ્રાન્સફોર્મર તેના નિર્દિષ્ટ સોલિડ-ઇન્સ્યુલેશન અને એર-સંબંધિત ઠંડક વ્યવસ્થાનો ઉપયોગ કરે છે. તેલમાં ડૂબેલી ડિઝાઇન ગરમીને સ્થાનાંતરિત કરવાના ડિઝાઇન-વિશિષ્ટ માધ્યમ સાથે ઘન ઇન્સ્યુલેશનની સાથે ઇન્સ્યુલેટીંગ પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરે છે. મંજૂર તકનીકી દસ્તાવેજોમાં ચોક્કસ સામગ્રી, બિડાણ અને ઠંડકના સાધનોની તપાસ કરવી આવશ્યક છે.
આ JSGK ટ્રાન્સફોર્મર વિહંગાવલોકન સંકલિત વિદ્યુત પ્રોજેક્ટ માટે સહાયક સાધનો તરીકે ડ્રાય-ટાઈપ અને તેલમાં ડૂબેલા પરિવારોનો સંદર્ભ આપે છે. આ સંદર્ભો પસંદગીની ચર્ચા તૈયાર કરવામાં મદદ કરે છે; તે સ્ટેન્ડઅલોન JSGK ટ્રાન્સફોર્મર મેન્યુફેક્ચરિંગ મોડલ્સની ચકાસાયેલ સૂચિ નથી.
સબસ્ટેશન પ્રોજેક્ટ માટે આનો અર્થ શું છે
પ્રક્રિયાને સમજવાથી પ્રોજેક્ટ સ્પષ્ટીકરણો વોલ્ટેજ, આવર્તન, ક્ષમતા, કનેક્શન વ્યવસ્થા અને ઠંડકની સ્થિતિ શા માટે પૂછે છે તે સમજાવવામાં મદદ કરે છે. દરેક જરૂરી ઓપરેટિંગ ડ્યુટીના અલગ ભાગનું વર્ણન કરે છે.
- ઇનપુટ અને આઉટપુટ વોલ્ટેજ: દરેક બાજુ પર ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્ટરફેસ વ્યાખ્યાયિત કરો.
- આવર્તન: સાધનની ઇચ્છિત ઓપરેટિંગ શરતો સાથે મેળ ખાતી હોવી જોઈએ.
- ક્ષમતા: ચોક્કસ શરતો હેઠળ જરૂરી લોડ ડ્યુટી સ્થાપિત કરે છે.
- જોડાણો: ત્રણ તબક્કાના સંબંધો સહિત સિસ્ટમ ઇન્ટરફેસને અસર કરે છે.
- ઠંડક અને પર્યાવરણ: મંજૂર થર્મલ ઓપરેટિંગ ડ્યુટીને પ્રભાવિત કરે છે.
જેએસજીકેની બોક્સ-પ્રકાર સબસ્ટેશન ગોઠવણી ઉચ્ચ અને ઓછા-વોલ્ટેજ કેબિનેટ્સ, બિડાણ અને સહાયક સિસ્ટમો સાથે ટ્રાન્સફોર્મરની આવશ્યકતાઓ મૂકે છે. ટ્રાન્સફોર્મર વોલ્ટેજ સ્તરો વચ્ચે ઊર્જા પરિવહન કરે છે; આસપાસના સાધનો તેના પોતાના સ્વિચિંગ, રક્ષણ અને વિતરણ કાર્યો પૂરા પાડે છે.
વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો
શું પરંપરાગત પાવર ટ્રાન્સફોર્મર સ્ટેડી ડીસી પર કામ કરી શકે છે?
તે તેના રેટેડ એસી સપ્લાયની જેમ સ્થિર ડીસી સાથે સપ્લાય કરી શકાતું નથી. સ્ટેડી ડીસી સામાન્ય કામગીરી માટે જરૂરી સતત વૈકલ્પિક પ્રવાહ પ્રદાન કરતું નથી અને નુકસાનકારક પ્રવાહનું કારણ બની શકે છે. આનો અર્થ એ નથી કે ટ્રાન્સફોર્મર-આધારિત ઇલેક્ટ્રોનિક કન્વર્ટર ડીસી સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરી શકતા નથી; આવા કન્વર્ટર સ્વિચિંગ સર્કિટરી દ્વારા બદલાતા વેવફોર્મ બનાવે છે.
શું ટ્રાન્સફોર્મર ફ્રીક્વન્સીમાં ફેરફાર કરે છે?
પરંપરાગત એસી ટ્રાન્સફોર્મર સપ્લાય ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટ કરતું નથી. વોલ્ટેજ રૂપાંતર આવર્તન રૂપાંતરથી અલગ છે.
શું બધા ટ્રાન્સફોર્મર્સ ઇલેક્ટ્રિકલી અલગ છે?
નં. અલગ-વાઇન્ડિંગ ડિઝાઇન અને ઓટોટ્રાન્સફોર્મર્સ અલગ-અલગ સર્કિટ વ્યવસ્થા ધરાવે છે. એકલા "ટ્રાન્સફોર્મર" શબ્દ પરથી ગેલ્વેનિક આઇસોલેશનનું અનુમાન ન કરો; વાસ્તવિક ડિઝાઇન તપાસો.
સિદ્ધાંતને આવશ્યક ફરજ સાથે જોડો
પાવર ટ્રાન્સફોર્મર બદલાતા પ્રવાહ, પ્રેરિત વોલ્ટેજ અને લોડ-આધારિત ઊર્જા ટ્રાન્સફર દ્વારા કામ કરે છે. તેનું વાસ્તવિક પ્રદર્શન ડિઝાઇન અને ઓપરેટિંગ શરતો પર આધારિત છે. એકીકૃત વિતરણ પ્રોજેક્ટ માટે, JSGK સાથે તમારા વોલ્ટેજ, ક્ષમતા અને સિસ્ટમ-ઈંટરફેસ આવશ્યકતાઓની ચર્ચા કરો પ્રોજેક્ટ સિંગલ-લાઇન ડાયાગ્રામ અને મંજૂર તકનીકી આવશ્યકતાઓનો ઉપયોગ કરીને.