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इम्पीडेंस प्रतिशत (Z%) प्रत्येक ट्रांसफॉर्मर की नेमप्लेट पर अंकित होता है, फिर भी कई इंजीनियर इसे द्वितीयक विनिर्देश मानते हैं। यह एकल मान—वितरण ट्रांसफॉर्मरों के लिए आमतौर पर 4% से 8% के बीच—सीधे नियंत्रित करता है कि शॉर्ट-सर्किट के दौरान कितना दोष धारा प्रवाहित होती है, लोड के तहत वोल्टेज कितनी गंभीर रूप से गिरता है, और क्या समानांतर ट्रांसफॉर्मर धारा को ठीक से साझा करते हैं या हानिकारक परिसंचारी धाराओं के साथ एक-दूसरे से संघर्ष करते हैं।.
Z% उस रेटेड प्राथमिक वोल्टेज के अंश को दर्शाता है जो शॉर्ट-सर्किट की गई द्वितीयक वाइंडिंग में रेटेड धारा प्रवाहित करने के लिए आवश्यक होता है। 6% प्रतिबाधा वाले 10 kV/0.4 kV ट्रांसफॉर्मर को शॉर्ट की गई द्वितीयक में पूर्ण-भार धारा प्रवाहित करने के लिए अपनी प्राथमिक टर्मिनलों पर 600 V लागू करना पड़ता है। यह माप वाइंडिंग प्रतिरोध और चुंबकीय फ्लक्स लीकेज—दोनों भौतिक घटनाओं—से उत्पन्न संयुक्त प्रतिरोध को दर्शाता है, जो प्रत्येक ट्रांसफॉर्मर में धारा प्रवाह को सीमित करती हैं।.
यह समझना कि यह प्रतिशत भौतिक रूप से क्या दर्शाता है, Z% को एक अमूर्त नाममात्र मान से एक ऐसा डिज़ाइन चर बना देता है जिसे आप नियंत्रित करते हैं।.
ट्रांसफॉर्मर प्रतिबाधा दो अलग-अलग घटकों से मिलकर बनती है जो वेक्टर संयोजन में कार्य करते हैं। प्रतिरोध (R%) वाइंडिंग्स में तांबे के नुकसान—यानी वह I²R हीटिंग—को दर्शाता है जो तब होती है जब चालक से धारा प्रवाहित होती है। वितरण ट्रांसफॉर्मरों के लिए, R% आमतौर पर कुल प्रतिबाधा का 5–15% योगदान करता है, जो चालक की सामग्री (तांबा बनाम एल्यूमीनियम) और वाइंडिंग ज्यामिति के आधार पर बदलता रहता है।.
500 kVA से ऊपर के ट्रांसफॉर्मरों में प्रतिक्रिया प्रतिबाधा (X%) प्रमुख होती है, जो कुल प्रतिबाधा का आमतौर पर 85–95% हिस्सा होती है। यह घटक एक वाइंडिंग द्वारा उत्पन्न चुंबकीय प्रवाह से उत्पन्न होता है जो दूसरी वाइंडिंग के साथ युग्मित नहीं हो पाता। ऊर्जा हस्तांतरित करने के बजाय, यह “लीकेज फ्लक्स” स्व-इंडक्टेंस उत्पन्न करता है जो धारा परिवर्तनों का विरोध करता है।.
इम्पीडेंस संबंध निम्न प्रकार है: Z% = √(R%² + X%²), जहाँ Z% को नाममात्र वोल्टेज के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया गया है। 1,600 kVA वितरण ट्रांसफॉर्मर के लिए, जिसमें Z% = 6% है, रेटेड प्राइमरी वोल्टेज का 6% (उदाहरण के लिए, 10 kV प्राइमरी पर 600 V) लगाने पर शॉर्ट-सर्किट करने पर सेकेंडरी में पूर्ण-लोड धारा प्रवाहित होती है।.
निर्माता वाइंडिंग परतों के बीच रेडियल दूरी को बदलकर X% को समायोजित करते हैं। दूरी बढ़ाने से लीकेज रिएक्टेंस—और इसलिए Z%—बढ़ता है, जो दोष धारा को सीमित करता है लेकिन लोड के तहत वोल्टेज ड्रॉप को बढ़ा देता है। यह मौलिक संतुलन हर ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन निर्णय को आकार देता है।.
IEC 60076-1 के अनुसार, निर्माताओं को दो-वाइंडिंग ट्रांसफॉर्मरों के लिए ±10% की सहनशीलता के साथ प्रतिबाधा मान घोषित करने होते हैं। यह मानकीकरण विभिन्न आपूर्तिकर्ताओं के बीच सुरक्षा समन्वय गणनाओं को वैध बनाए रखता है, हालांकि समानांतर संचालन के लिए ट्रांसफॉर्मर निर्दिष्ट करने वाले इंजीनियरों को कड़ी सहनशीलता की मांग करनी चाहिए।.

[विशेषज्ञ अंतर्दृष्टि: प्रतिबाधा घटकों पर क्षेत्र अवलोकन]
ट्रांसफॉर्मर का प्रतिबाधा सीधे शॉर्ट-सर्किट के दौरान प्रवाहित हो सकने वाली अधिकतम दोष धारा को निर्धारित करता है। यह व्युत्क्रम संबंध सुरक्षा प्रणाली के समन्वय की नींव है: कम Z% का अर्थ है अधिक दोष धारा, जिससे अधिक मजबूत स्विचगियर और केबलों की आवश्यकता होती है।.
द्वितीयक टर्मिनलों पर बोल्टेड दोष के दौरान, केवल ट्रांसफॉर्मर का आंतरिक प्रतिबाध ही धारा प्रवाह को सीमित करता है। गणना सरल भौतिकी पर आधारित है।.
शॉर्ट-सर्किट धारा का सूत्र: Iएससी = (S × 100) ÷ (√3 × U)L × Z%)
जहाँ S = ट्रांसफॉर्मर रेटिंग (kVA), UL = लाइन वोल्टेज (V), Z% = प्रतिरोधकता प्रतिशत
2500 kVA, 20/0.4 kV ट्रांसफॉर्मर के लिए जिसमें Z% = 6.25%:
यह 57.7 kA दोष धारा सर्किट ब्रेकर की विच्छेदन क्षमता, बसबार ब्रेसिंग आवश्यकताओं और केबल शॉर्ट-सर्किट रेटिंग्स को निर्धारित करती है। 4% प्रतिबाधा वाला एक ट्रांसफॉर्मर समान परिस्थितियों में 90 kA उत्पन्न करेगा—जिसके लिए काफी महंगे सुरक्षा उपकरणों की आवश्यकता होगी।.
अनंत बस धारणा—अपस्ट्रीम आपूर्ति को शून्य प्रतिबाधा वाला मानना—सुरक्षित न्यूनतम मान प्रदान करती है। वास्तविक इंस्टॉलेशनों में यूटिलिटी ट्रांसफॉर्मर, केबल और नेटवर्क विन्यास के कारण सीमित स्रोत प्रतिबाधा होती है। स्रोत प्रतिबाधा को शामिल करने से गणना किए गए दोष स्तर कम हो जाते हैं:
Z_कुल% = Z_स्रोत% + Z_परिवर्तक%
250 MVA स्रोत पर 2 MVA ट्रांसफॉर्मर के लिए, स्रोत केवल 0.81 TP3T समतुल्य प्रतिबाधा (2/250 × 100) का योगदान देता है। 61 TP3T ट्रांसफॉर्मर प्रतिबाधा के साथ मिलकर, कुल Z% 6.81 TP3T हो जाता है—अनंत बस गणना की तुलना में दोष धारा को लगभग 121 TP3T तक कम कर देता है।.
[मानक सत्यापित करें: IEC 60909 शॉर्ट-सर्किट गणनाओं के लिए विस्तृत कार्यप्रणाली प्रदान करता है, जिसमें जनरेटर योगदानों और तापमान प्रभावों के लिए सुधार कारक शामिल हैं]
IEC 60076-5 के अनुसार तेल-डूबे ट्रांसफॉर्मरों को बिना क्षति के 2 सेकंड तक सममित शॉर्ट-सर्किट धाराओं का सामना करना चाहिए। चरम विषमध्रुवीय धारा—आमतौर पर सममित मान का 2.5 गुना—बसबार और सर्किट ब्रेकर की गतिशील सहन क्षमता निर्धारित करती है। गणना की गई दोष स्तरों के साथ समन्वय के लिए सुरक्षा उपकरण निर्दिष्ट करते समय, निर्माता के मार्गदर्शन का संदर्भ लें। वैक्यूम सर्किट ब्रेकर.

उच्च प्रतिबाधा लोड स्पाइक्स के दौरान अधिक वोल्टेज गिरावट का कारण बनती है—यह मोटर स्टार्टिंग आवश्यकताओं या संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक लोड वाली इंस्टॉलेशनों के लिए एक महत्वपूर्ण चिंता का विषय है। वोल्टेज ड्रॉप की गणना यह दर्शाती है कि पावर फैक्टर प्रदर्शन को नाटकीय रूप से कैसे प्रभावित करता है।.
ΔV% ≈ (लोड अंश) × [R% × cos(φ) + X% × sin(φ)]
1,000 kVA के ट्रांसफॉर्मर के लिए जिसमें R% = 1.1% और X% = 5.64% (कुल Z% = 5.75%) है, पूर्ण भार पर वोल्टेज ड्रॉप पावर फैक्टर के साथ नाटकीय रूप से बदलता है:
0.8 पावर फैक्टर लैगिंग पर: ΔV% = 1.0 × [1.1 × 0.8 + 5.64 × 0.6] = 4.26%
एकता पावर फैक्टर पर: ΔV% = 1.0 × [1.1 × 1.0 + 5.64 × 0] = 1.1%
यह चारगुना अंतर बताता है कि पावर फैक्टर सुधार कैपेसिटर वोल्टेज प्रोफाइल को क्यों बेहतर बनाते हैं। ये धारा कोण को बदलकर वोल्टेज ड्रॉप में प्रमुख X% योगदान को कम करते हैं।.
वोल्टेज नियमन—नो-लोड से पूर्ण-लोड वोल्टेज में प्रतिशत के रूप में व्यक्त परिवर्तन—सीधे प्रतिबाधा विशेषताओं को दर्शाता है। निम्न Z% कसकर विनियमन प्रदान करता है लेकिन उच्च दोष धाराओं की अनुमति देता है। अनुप्रयोग इष्टतम संतुलन निर्धारित करता है:
| आवेदन | आम Z% | चयन का तर्क |
|---|---|---|
| शहरी वितरण | 4–61टीपी3टी | वोल्टेज गुणवत्ता को प्राथमिकता, पर्याप्त दोष सीमांकन |
| औद्योगिक फीडर | 5–71टीपी3टी | मोटर स्टार्टिंग सहनशीलता, उच्च दोष सीमांकन |
| जनरेटर स्टेप-अप | 8–12% | जनरेटर दोष योगदान को सीमित करें |
| आर्क भट्टी आपूर्ति | 10–151टीपी3टी | धारा के उतार-चढ़ाव की परिमाण को नियंत्रित करें |
के लिए व्यापक मार्गदर्शन ट्रांसफॉर्मर विनिर्देशन और खरीद, विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए इम्पीडेंस चयन सहित, XBRELE इंजीनियरिंग पोर्टल देखें।.

[विशेषज्ञ की अंतर्दृष्टि: वोल्टेज विनियमन का क्षेत्रीय अनुभव]
सबस्टेशन पर लोड वृद्धि अक्सर एकल ट्रांसफॉर्मर की क्षमता से अधिक होती है। काम कर रहे यूनिट को बदलने के बजाय, इंजीनियर समानांतर में दूसरा ट्रांसफॉर्मर जोड़ते हैं—जिससे रिडंडेंसी, आंशिक-लोड दक्षता में सुधार, और चरणबद्ध पूंजी निवेश प्राप्त होता है। हालांकि, समानांतर संचालन के लिए परिसंचारी धाराओं को रोकने हेतु समान विशेषताओं की आवश्यकता होती है।.
चार शर्तें पूरी होनी चाहिए:
1. समान वोल्टेज अनुपात: टर्न अनुपात में 0.5% का अंतर मिसमैच को प्रतिबाधाओं के योग से विभाजित करके बराबर का परिसंचारी धारा उत्पन्न करता है। 0.5% अनुपात अंतर वाले दो 5% इम्पीडेंस ट्रांसफॉर्मरों के लिए: I_circ = 0.5% / (5% + 5%) = 5% नाममात्र धारा—लगातार बहती, हानियाँ जोड़ती, उपलब्ध क्षमता कम करती।.
2. समान वेक्टर समूह: ट्रांसफॉर्मरों को समान फेज विस्थापन साझा करना चाहिए (Dyn11 को Dyn11 के साथ, Dyn11 को Dyn1 के साथ नहीं)। असंगत वेक्टर समूह फेज विस्थापन उत्पन्न करते हैं, जो नाममात्र धारा से अधिक परिसंचारी धाराएँ उत्पन्न कर सकते हैं।.
3. मिलान प्रतिबाधा प्रतिशत: समानांतर ट्रांसफॉर्मर अपनी प्रतिबाधाओं के व्युत्क्रमानुपात में भार साझा करते हैं। Z% = 4% और Z% = 6% वाले दो 1,000 kVA ट्रांसफॉर्मर 2,000 kVA का भार साझा कर रहे हैं:
4% यूनिट संयुक्त क्षमता का उपयोग होने से पहले ओवरलोड हो जाती है। उद्योग दिशानिर्देश संतोषजनक समानांतर संचालन के लिए ±10% के भीतर इम्पीडेंस मिलान की सिफारिश करते हैं।.
4. सही ध्रुवीयता: गलत ध्रुवीयता ऊर्जाकरण के समय समानांतर पथ के माध्यम से मृत शॉर्ट उत्पन्न करती है।.
मौजूदा समानांतर बैंकों के लिए प्रतिस्थापन ट्रांसफॉर्मर प्राप्त करते समय, स्पष्ट सहनशीलता के साथ लक्षित प्रतिबाधा निर्दिष्ट करें। शिपिंग से पहले फैक्टरी परीक्षण सत्यापन का अनुरोध करें, और समानांतर करने से पहले वास्तविक मापे गए Z% मानों की पुष्टि करें। संबंधित स्विचिंग तकनीक ट्रांसफार्मर सुरक्षा परिपथों में उपयोग, XBRELE तकनीकी ज्ञान आधार देखें।.
Z% निर्धारित करने के लिए मानक फैक्टरी परीक्षण में एक वाइंडिंग पर कम वोल्टेज लागू किया जाता है जबकि दूसरी को शॉर्ट-सर्किट किया जाता है। यह शॉर्ट-सर्किट परीक्षण प्रक्रिया IEC 60076-1 की आवश्यकताओं का पालन करती है:
इम्पीडेंस वोल्टेज (V_z) को रेटेड वोल्टेज के प्रतिशत के रूप में Z% के बराबर माना जाता है। मापी गई शक्ति लोड हानियों का प्रतिनिधित्व करती है—दोनों वाइंडिंग्स में I²R हीटिंग, जो लोड के तहत दक्षता निर्धारित करती है।.
तापमान सुधार नाममात्र मानों के साथ सटीक तुलना के लिए यह आवश्यक है। प्रतिरोध चालक के तापमान के साथ बदलता है, जिसके लिए संदर्भ स्थितियों के अनुसार समायोजन आवश्यक है:
Rसुधारित = आरमापा हुआ × [(235 + Tसंदर्भ) / (235 + T)मापा हुआ)]संदर्भ तापमान: 75°C (IEC मानक), 85°C (IEEE मानक)
तापमान के साथ प्रतिक्रियाशीलता मूलतः स्थिर रहती है, इसलिए केवल R% घटक को समायोजित करने की आवश्यकता होती है। समानांतर संचालन के लिए निर्धारित ट्रांसफॉर्मरों के लिए, समानांतर में ऊर्जा देने से पहले इकाइयों के बीच मापे गए Z% मानों की तुलना करें—नामपट्टिका सहनशीलता के कारण वास्तविक असंगतियाँ स्वीकार्य सीमाओं से अधिक हो सकती हैं।.
मापे गए प्रतिबाधा मानों का दस्तावेजीकरण भविष्य के सुरक्षा समन्वय अध्ययनों और प्रतिस्थापन ट्रांसफार्मर विनिर्देशों के लिए आवश्यक संदर्भ डेटा प्रदान करता है। के लिए स्विचगियर घटक जो ट्रांसफार्मर इंस्टॉलेशनों की रक्षा करते हैं, XBRELE तकनीकी कैटलॉग देखें।.

Z% निर्णय प्रतिस्पर्धी आवश्यकताओं के बीच संतुलन बनाता है। कम प्रतिबाधा वोल्टेज नियमन और मोटर स्टार्टिंग क्षमता में सुधार करती है, लेकिन दोष धारा बढ़ाती है—जिसके लिए अधिक महंगे सुरक्षा उपकरणों की आवश्यकता होती है। उच्च प्रतिबाधा दोष ऊर्जा को सीमित करती है, लेकिन गतिशील भारों के तहत वोल्टेज में अधिक उतार-चढ़ाव उत्पन्न करती है।.
निर्णय रूपरेखा:
| प्राथमिकता | अनुशंसित Z% | आम अनुप्रयोग |
|---|---|---|
| वोल्टेज नियमन | 4–51टीपी3टी | डेटा सेंटर, सेमीकंडक्टर सुविधाएँ, सटीक विनिर्माण |
| दोष धारा सीमितकरण | 6–81टीपी3टी | शहरी सबस्टेशन, सीमित ब्रेकर रेटिंग वाली रेट्रोफिट इंस्टॉलेशन |
| मोटर स्टार्टिंग | 4–51टीपी3टी | बड़े इंडक्शन मोटर्स वाले औद्योगिक संयंत्र, खनन संचालन |
| समांतर संचालन | मौजूदा ±10% से मेल करें | क्षमता विस्तार, अतिरेक उन्नयन |
गैर-मानक प्रतिबाधा का अनुरोध करने पर आमतौर पर प्रति यूनिट लागत में 3–8% की वृद्धि होती है। निर्माता निर्दिष्ट मान प्राप्त करने के लिए वाइंडिंग के अंतराल और चालक व्यवस्था में संशोधन करते हैं—खरीद विनिर्देशों को अंतिम रूप देने से पहले इसकी क्षमता की पुष्टि करें।.
निर्दिष्ट प्रतिबाधा मिलान वाले इंजीनियर किए गए ट्रांसफार्मर समाधानों के लिए, XBRELE की तकनीकी टीम से संपर्क करें। ट्रांसफॉर्मर विनिर्देशन और खरीद पोर्टल।.
प्रश्न: आप ट्रांसफॉर्मर के प्रतिबाध से शॉर्ट-सर्किट धारा की गणना कैसे करते हैं? A: 100 को इम्पीडेंस प्रतिशत से विभाजित करें, फिर ट्रांसफॉर्मर की रेटेड द्वितीयक धारा से गुणा करें। 5% इम्पीडेंस वाला 1,000 kVA, 400 V द्वितीयक ट्रांसफॉर्मर लगभग 28.9 kA सममितीय दोष धारा उत्पन्न करता है (1,443 A × 20)।.
प्रश्न: जब समानांतर ट्रांसफॉर्मरों के प्रतिबाधा मान भिन्न हों तो क्या होता है? A: निम्न प्रतिबाधक इकाई असमानुपातिक रूप से अधिक भार वहन करती है, जिससे संयुक्त बैंक क्षमता का उपयोग होने से पहले ही ओवरलोड हो सकती है। 10% प्रतिबाधक अंतर आमतौर पर इकाइयों के बीच 5–8% भार असंतुलन पैदा करता है।.
प्रश्न: पावर फैक्टर, केवल इम्पीडेंस प्रतिशत से सुझाए गए से अधिक वोल्टेज ड्रॉप को क्यों प्रभावित करता है? A: प्रतिक्रियाशील घटक (X%) वोल्टेज ड्रॉप समीकरण में sin(φ) से गुणा होता है। 0.8 पावर फैक्टर लैगिंग पर, X% वोल्टेज ड्रॉप में लगभग तीन गुना अधिक योगदान देता है, जबकि एकता पावर फैक्टर पर केवल छोटा R% घटक विनियमन को प्रभावित करता है।.
प्रश्न: क्या निर्माता कस्टम प्रतिबाधा मानों वाले ट्रांसफॉर्मर बना सकते हैं? A: हाँ, इम्पीडेंस वाइंडिंग ज्यामिति—विशेष रूप से प्राइमरी और सेकेंडरी कॉइल्स के रेडियल स्पेसिंग—के माध्यम से समायोजित किया जाता है। भौतिक सीमाओं के भीतर कस्टम Z% मान आमतौर पर इकाई लागत में 3–8% जोड़ते हैं और उत्पादन से पहले डिज़ाइन सत्यापन आवश्यक होता है।.
प्रश्न: फील्ड परीक्षण के दौरान मापी गई प्रतिबाधा पर तापमान कैसे प्रभाव डालता है? A: केवल प्रतिरोधक घटक तापमान के साथ बदलता है; प्रतिक्रियांक स्थिर रहता है। तांबे का प्रतिरोध प्रति डिग्री सेल्सियस लगभग 0.41 TP3T बढ़ता है, जिससे नामपट्टिका की सटीक तुलना के लिए 75°C (IEC) या 85°C (IEEE) संदर्भ के अनुसार सुधार करना आवश्यक होता है।.
प्रश्न: समानांतर संचालन के लिए कौन-सी प्रतिबाधा सहनशीलता निर्दिष्ट की जानी चाहिए? A: समानांतर बैंकों के लिए निर्दिष्ट ट्रांसफार्मरों का ऑर्डर करते समय ±5% सहनशीलता का अनुरोध करें। मानक निर्माण सहनशीलता ±10% के कारण इकाइयों के बीच अनुशंसित 10% मिलान सीमा से अधिक वास्तविक प्रतिबाधा भिन्नताएँ उत्पन्न हो सकती हैं।.
प्रश्न: क्या उच्च प्रतिबाधा का हमेशा बेहतर दोष सुरक्षा का मतलब होता है? A: उच्च Z% दोष धारा की तीव्रता को कम करता है, लेकिन लोड स्पाइक्स और मोटर स्टार्टिंग के दौरान वोल्टेज ड्रॉप को बढ़ा देता है। इष्टतम मान इस बात पर निर्भर करता है कि विशिष्ट स्थापना में दोष सीमित करना या वोल्टेज विनियमन को प्राथमिकता दी जाती है।.