इनरश करंट और परेशान करने वाले ट्रिप: इनके कारण और रोकथाम

ट्रांसफॉर्मर का ऊर्जाकरण मध्यम-वोल्टेज वितरण प्रणालियों में सबसे आम नुकीला ट्रिप स्थिति उत्पन्न करता है। चुंबकीय कोर को वोल्टेज लागू होते ही फ्लक्स स्थापित करना होता है, और यदि स्विचिंग वोल्टेज के शून्य-क्रॉसिंग के पास होती है, तो फ्लक्स तरंगरूप असममित हो जाता है—जिससे कोर गहरी संतृप्ति में चला जाता है। चुंबकीय धारा सामान्य 0.5-2% रेटेड लोड से बढ़कर 8-15× ट्रांसफॉर्मर की पूर्ण-लोड धारा तक पहुंच जाती है, जो 0.1-0.5 सेकंड तक बनी रहती है और फिर घातीय रूप से घट जाती है। यह क्षणिक घटना खराब समन्वित ओवरकरंट रिले की पिकअप थ्रेशोल्ड से अधिक हो जाती है, जिससे ब्रेकर उन काल्पनिक “त्रुटियों” पर ट्रिप हो जाते हैं जो वास्तव में सामान्य भौतिकी होती हैं।.

समस्या स्वचालित ट्रांसफर स्विच (ATS) अनुप्रयोगों में और भी जटिल हो जाती है जहाँ ट्रांसफॉर्मर बार-बार ऊर्जा प्राप्त करते हैं, या ऐसे सिस्टमों में जहाँ कई ट्रांसफॉर्मर होते हैं और क्रमिक स्विचिंग से सहानुभूतिपूर्ण इनरश होता है।तीन 2000 kVA के ट्रांसफॉर्मरों वाली किसी सुविधा में केवल इनरश के कारण ही प्रति वर्ष 15–20 अवांछित ट्रिप हो सकती हैं—प्रत्येक ट्रिप उत्पादन में रुकावट, बार-बार स्विचिंग से उपकरणों पर तनाव, और “विद्युत दोषों” की जांच के लिए रखरखाव कॉल का कारण बनती है, जिन्हें परीक्षण कभी दोहरा नहीं पाता।.

यह मार्गदर्शिका ट्रांसफॉर्मर इनरश भौतिकी, उन कारकों का अध्ययन करती है जो कुछ ट्रांसफॉर्मरों को दूसरों की तुलना में अधिक समस्याग्रस्त बनाते हैं, और उन सुरक्षा सेटिंग्स तथा हार्डवेयर समाधानों को प्रस्तुत करती है जो दोष पहचान से समझौता किए बिना इनरश-संबंधित झूठी ट्रिपों को 90%+ तक समाप्त कर देते हैं।.

ट्रांसफॉर्मर का इनरश धारा सामान्य चुम्बकीयकरण धारा से अधिक क्यों होती है

स्थिर-अवस्था संचालन के दौरान, ट्रांसफॉर्मर का चुम्बकीयकरण धारा छोटा होता है—आमतौर पर वितरण ट्रांसफॉर्मरों के लिए यह नाममात्र भार का 0.5–2% होता है। यह धारा फैराडे के नियम के माध्यम से वोल्टेज रूपांतरण के लिए आवश्यक चुम्बकीय प्रवाह स्थापित करती है। जब आप ट्रांसफॉर्मर को विद्युत्-विहीन करते हैं, तो कोर में कुछ चुम्बकीय प्रवाह फँसा रहता है (अवशिष्ट चुम्बकीयकरण), जो कोर स्टील की गुणधर्मों पर निर्भर करते हुए चरम परिचालन प्रवाह का 30–80% होता है।.

पुनः ऊर्जाकरण सबसे खराब इनरश तब उत्पन्न करता है जब:

1. शेष प्रवाह उच्च है (Φ_max का 80%)
2. तत्काल स्विचिंग वोल्टेज शून्य-पार होने पर होता है
3. धारा-ध्रुवीयता शेष और लागू वोल्टेज संरेखित (परिमाणीय) हैं।

इन परिस्थितियों में, कुल फ्लक्स की मांग पहुँचती है:
Φ_कुल = φ_{लागू किया गया} + फाई_शेष ≈ 1.0 + 0.8 = 1.8 p.u.

कोर संतृप्ति लगभग 1.2–1.3 p.u. पर होती है, इसलिए यह 1.8 p.u. की मांग कोर को गहराई से संतृप्ति में धकेल देती है। संतृप्ति में पारगम्यता ढह जाती है—फ्लक्स और धारा के बीच का संबंध गैर-रेखीय हो जाता है, और आवश्यक फ्लक्स प्राप्त करने के लिए धारा में भारी वृद्धि करनी पड़ती है।

चरम इनरश परिमाणआमतौर पर वितरण ट्रांसफॉर्मरों (200 kVA–2500 kVA) के लिए पूर्ण-लोड धारा का 8–12 गुना। उच्च शक्ति वाले ट्रांसफॉर्मर (>10 MVA) उच्च कोर गुणवत्ता (कम हानि, उच्च अवशिष्ट चुंबकीय प्रवाह प्रतिधारण) के कारण 15–20 गुना तक पहुँच सकते हैं।.

क्षय समय स्थिरांक: वोल्टेज विनियमन और कोर हानि द्वारा नियंत्रित। छोटे ट्रांसफॉर्मर तेज़ी से क्षीण हो जाते हैं (50–200 मिलीसेकंड) क्योंकि प्रति इकाई उच्च प्रतिरोध क्षणिक प्रतिक्रिया को दबा देता है। बड़े ट्रांसफॉर्मर इनरश को अधिक समय तक बनाए रखते हैं (200–500 मिलीसेकंड)।.

समझना ट्रांसफॉर्मर प्रतिबाधा Z% यह संदर्भ प्रदान करने में मदद करता है कि इनरश व्यवहार शॉर्ट-सर्किट धारा से क्यों भिन्न होता है—इनरश एक चुंबकीय घटना है जबकि फॉल्ट धारा पूरी तरह से प्रतिरोधी/प्रतिक्रियाशील होती है।.

हार्मोनिक सामग्री: भेदभाव की कुंजी

इनरश करंट में 30–70% हर्ट्ज़ की द्वितीय हार्मोनिक (50 हर्ट्ज़ सिस्टम में 100 हर्ट्ज़, 60 हर्ट्ज़ सिस्टम में 120 हर्ट्ज़) होती है क्योंकि फ्लक्स वेवफ़ॉर्म विषम है—यह एक अर्ध-चक्र में संतृप्त हो जाता है लेकिन दूसरे अर्ध-चक्र में रैखिक रूप से काम करता है। यह हार्मोनिक संकेत इनरश को वास्तविक दोष धारा से अलग करता है, जो मुख्यतः मूल आवृत्ति की होती है।.

आम इनरश का हार्मोनिक विश्लेषण:

• मूलभूत (50/60 हर्ट्ज़): 100% (संदर्भ)
• द्वितीय हार्मोनिक: 30-70% (प्रमुख विशेषता)
• तृतीय हार्मोनिक: 10-20%
• उच्च हार्मोनिक्स: <5%

दोष धारा का हार्मोनिक संघटन:

• मूलभूत: 100%
• द्वितीय हार्मोनिक: <5% (अप्रमाण्य)

यह अंतर सक्षम बनाता है हार्मोनिक प्रतिबंध रिले इनरश के दौरान ट्रिपिंग को रोकने के लिए। रिले दूसरे हार्मोनिक और मूल धारा के अनुपात को मापता है। यदि यह अनुपात एक सीमा (आमतौर पर 15–20%) से अधिक हो जाता है, तो रिले इस स्थिति को इनरश के रूप में पहचानता है और निर्धारित अवधि (0.5–2 सेकंड) के लिए ट्रिपिंग को रोक देता है।.

हार्मोनिक प्रतिबंध तर्क (सरलीकृत):
यदि (मैं_{दूसरा हार्मोनिक} / मैं_{मौलिक}) > 0.18 तब
  तत्काल यात्रा अवरुद्ध करें (50/51)
  0.5-1.0 सेकंड तक विलंबित ओवरकरंट ट्रिप करें
अन्यथा
  सामान्य सुरक्षा संचालन
अंत यदि

95 वितरण सबस्टेशनों पर परीक्षणों से पता चला कि हार्मोनिक प्रतिबंध ने ट्रांसफॉर्मर इनरश से होने वाली अनावश्यक ट्रिपों को साधारण समय-विलंबित ओवरकरंट की तुलना में 85–95% तक कम कर दिया—बिना वास्तविक शॉर्ट सर्किटों के दोष-समाधान प्रदर्शन को प्रभावित किए।.

व्यापक ट्रांसफार्मर सुरक्षा समन्वय के लिए देखें वीसीबी इनरश सेटिंग्स के साथ ट्रांसफॉर्मर संरक्षण.

इनरश को बढ़ाने वाले कारक: ट्रांसफॉर्मर का डिज़ाइन और प्रणाली की स्थितियाँ

सभी ट्रांसफॉर्मर समान इनरश नहीं दिखाते। गंभीरता को छह कारक नियंत्रित करते हैं:

1. मुख्य सामग्री की गुणवत्ता

• अनाज-उन्मुख सिलिकॉन स्टील (सीआरजीओ): उच्च पारगम्यता, कम हानि → 60-80% अवशिष्ट प्रवाह बनाए रखता है → अधिक तीव्र इनरश
• अकार्बनिक धातु के मूल: निम्न अवशिष्ट प्रवाह (30-50%) → कम इनरश लेकिन उच्च लागत

2. ट्रांसफॉर्मर रेटिंग

• बड़े ट्रांसफॉर्मर (>2500 kVA) की प्रति इकाई प्रतिरोधकता कम होती है → दीर्घ क्षय समय स्थिरांक → निरंतर इनरश

3. डी-एनर्जाइज़ेशन पर अवशिष्ट प्रवाह

• प्राकृतिक डी-एनर्जाइज़ेशन (ब्रेकर यादृच्छिक रूप से खुलता है): अवशिष्ट फ्लक्स 30–80% तक परिवर्तित होता है।
• नियंत्रित रुकावट (शून्य धारा पर खुलना): अवशिष्ट चुम्बकीय प्रवाह ~80% (सबसे खराब स्थिति)

4. स्रोत प्रतिबाधा

• कठोर स्रोत (निम्न प्रतिबाधा, बड़े उपयोगिता ट्रांसफॉर्मर): इनरश पीक केवल ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन द्वारा सीमित → उच्च पीक
• कमजोर स्रोत (लंबा फीडर, छोटा यूटिलिटी ट्रांसफॉर्मर): स्रोत प्रतिबाधा इनरश को दबाती है → कम शिखर लेकिन लंबी अवधि

5. स्विचिंग कोण

• वोल्टेज शून्य-पारगमनअधिकतम विषम प्रवाह → सबसे खराब इनरश
• वोल्टेज शिखर: सममित फ्लक्स संचय → न्यूनतम इनरश (1-2× रेटेड धारा)

6. पिछला परिचालन इतिहास

• ट्रांसफॉर्मर को डी-एनर्जाइज़ेशन से पहले भारी लोड पर संचालित किया गया: उच्च अवशिष्ट चुंबकीय प्रवाह
• शून्य-भार पर ट्रांसफार्मर की आइडलिंग: निम्न अवशिष्ट चुम्बकीय प्रवाह

उपद्रव यात्राओं को रोकने के लिए सुरक्षा समन्वय रणनीतियाँ

पाँच दृष्टिकोण इनरश-संबंधित यात्राओं को समाप्त करते हैं, जिन्हें सबसे सरल (लेकिन सबसे कम चयनात्मक) से लेकर सबसे परिष्कृत तक सूचीबद्ध किया गया है:

रणनीति 1: समय-विलंबित अतिप्रवाह

ओवरकरंट रिले पर समय विलंब को अधिकतम इनरश क्षय अवधि से अधिक होने तक बढ़ाएँ। 1000–2500 kVA ट्रांसफॉर्मरों के लिए निश्चित समय विलंब को 0.5–1.0 सेकंड पर सेट करें।.

लाभ:

• लागू करना सरल (सभी संख्यात्मक रिले निश्चित-समय का समर्थन करते हैं)
• कोई हार्मोनिक मापन आवश्यक नहीं
• किसी भी ट्रांसफॉर्मर पर काम करता है

सीमाएँ:

• वास्तविक खराबी भी 0.5-1.0 सेकंड तक विलंबित होती है (वितरण के लिए स्वीकार्य, लेकिन महत्वपूर्ण भारों के लिए समस्याग्रस्त)
• इनरश और निरंतर ओवरलोड में अंतर नहीं करता।

अनुशंसित सेटिंग्स:

• पिकअप: 1.3–1.5× ट्रांसफॉर्मर रेटेड करंट
• विलंब: 0.8-1.2 सेकंड (निश्चित-समय)

रणनीति 2: हार्मोनिक प्रतिबंध (स्वचालित प्रणालियों के लिए वरीय)

आधुनिक रिले (SEL-387, ABB REF615, Schneider Sepam) द्वितीय हार्मोनिक ब्लॉकिंग को शामिल करते हैं। जब I_2nd / I_fundamental > 18% होता है, तो रिले प्रोग्राम की गई अवधि के लिए ट्रिपिंग को रोक देता है।.

आम हार्मोनिक प्रतिबंध सेटिंग्स (SEL-387):
87P = 0.25 पु (डिफरेंशियल पिकअप, 25% की ट्रांसफॉर्मर रेटिंग)
87S = 35% (दरार के पार प्रतिबंध के लिए ढलान)
पीसीटी2 = 181टीपी3टी (द्वितीय-हार्मोनिक अवरोधक सीमा)
INHST = 5.0 चक्र (ब्लॉक करने के लिए हार्मोनिक्स 100 मिलीसेकंड से अधिक समय तक बने रहना चाहिए)

लाभ:

• त्रुटियों से इनरश को अलग करता है (वास्तविक शॉर्ट सर्किट के लिए कोई देरी नहीं)
• बार-बार स्विचिंग के लिए उपयुक्त (एटीएस, लोड ट्रांसफर)

सीमाएँ:

• हार्मोनिक मापन क्षमता की आवश्यकता है (रिले की लागत बढ़ जाती है)
• कुछ ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइनों (विशेषकर पुराने यूनिट्स) में <15% द्वितीय हार्मोनिक दिखाई देता है।

मैदानी प्रदर्शनहमने प्रतिदिन 4–6 ट्रांसफॉर्मर ऊर्जाकरण वाली सुविधाओं में केवल समय-विलंब की तुलना में 92% उपद्रव यात्राओं में कमी को मापा।.

रणनीति 3: नियंत्रित स्विचिंग (पॉइंट-ऑन-वेव)

शून्य-क्रॉसिंग के बजाय वोल्टेज शिखर पर ब्रेकर बंद करें। फ्लक्स सममित रूप से बढ़ता है, जिससे संतृप्ति टल जाती है → इनरश धारा रेटेड धारा का 1–2 गुना तक कम हो जाती है।.

अमल:

• समकालिक समापन नियंत्रक (एबीबी स्विचसिंक, सीमेंस पोसा)
• वोल्टेज चरण मापें, इष्टतम कोण पर क्लोज कमांड जारी करें।
• निरंतर बंद होने के समय (±2 मिलीसेकंड पुनरावृत्ति) वाले वैक्यूम सर्किट ब्रेकर की आवश्यकता है।

लाभ:

• ट्रांसफॉर्मर के डिज़ाइन की परवाह किए बिना इनरश को 85–95% तक कम करता है।
• हार्मोनिक सामग्री की समस्या को समाप्त करता है

सीमाएँ:

• उच्च लागत (प्रति ब्रेकर कंट्रोलर $5,000-$15,000)
• सटीक समयन के साथ VCB की आवश्यकता (चुंबकीय की तुलना में वसंत तंत्र अधिक सुसंगत)
• पुराने ब्रेकर्स में रेट्रोफिट नहीं किया जा सकता।

के लिए सर्वोत्तम: बड़े ट्रांसफॉर्मर (>5 MVA), बार-बार स्विचिंग वाले अनुप्रयोग, डाउनस्ट्रीम में संवेदनशील उपकरण

रणनीति 4: पूर्व-प्रवेश प्रतिरोधक

ऊर्जाकरण के दौरान अस्थायी रूप से प्रतिरोध डालें ताकि इनरश धारा सीमित हो सके, फिर कोर फ्लक्स के स्थिर होने (50–100 मिलीसेकंड) के बाद बाईपास कर दें।.

परिपथ: श्रृंखला प्रतिरोधक के साथ मुख्य ब्रेकर → 50–100 मिलीसेकंड की देरी → बाईपास कॉन्टैक्टर प्रतिरोधक को शॉर्ट करता है

प्रतिरोधक का आकार निर्धारण:
आर = वी_{शिखर, चरम, परम, उत्कर्ष, उत्तम, सर्वोच्च, परम उत्कर्ष, पर} / मैं_{प्रवाह,अधिकतम}
12 kV प्रणाली के लिए, इनरश को 2× रेटेड तक सीमित करना (उदाहरण के लिए, 1000 kVA ट्रांसफॉर्मर के लिए 100 A):
R = 16,970 V / 100 A = 170 ओम
शक्ति रेटिंग: अल्पकालिक ऊर्जा = I² × R × t = (100)² × 170 × 0.050 = ८५ किलोजूल

सीमाएँ:

• वर्धित जटिलता (बाईपास तंत्र, समय नियंत्रण)
• रेज़िस्टर की विफलता का मोड ओपन-सर्किट होना चाहिए (शॉर्ट नहीं)।

रणनीति 5: विलंब के साथ क्रमिक ऊर्जा संवर्धन

मल्टी-ट्रांसफॉर्मर इंस्टॉलेशन के लिए, एक बार में एक ट्रांसफॉर्मर को 30–60 सेकंड के अंतराल पर ऊर्जा दें। पहला ट्रांसफॉर्मर इनरश का अनुभव करता है; बाद के ट्रांसफॉर्मर स्थिर बस वोल्टेज में ऊर्जा प्राप्त करते हैं।.

आलोचनात्मक: समानांतर ट्रांसफॉर्मरों को एक साथ ऊर्जा न दें—चुंबकीय कप्लिंग के कारण संयुक्त इनरश प्रत्येक के व्यक्तिगत इनरश का 1.5 गुना तक पहुँच सकता है।.

सहानुभूतिकी आवेश: जब एक ट्रांसफॉर्मर को ऊर्जा देने पर अन्य ट्रांसफॉर्मर ट्रिप हो जाते हैं।

जब एक ट्रांसफॉर्मर ऊर्जा प्राप्त करता है जबकि अन्य उसी बस पर समानांतर रूप से काम कर रहे होते हैं, तो इनरश करंट बस पर वोल्टेज गिरावट उत्पन्न करता है। यह गिरावट पहले से ऊर्जा प्राप्त ट्रांसफॉर्मरों को फ्लक्स बनाए रखने के लिए अतिरिक्त चुंबकीय धारा प्रदान करने के लिए मजबूर करती है—जिससे पहले से चल रहे ट्रांसफॉर्मरों में “सहानुभूतिपूर्ण इनरश” उत्पन्न होता है।.

संप्रेरक इनरश तंत्र:
1. ट्रांसफॉर्मर A ऊर्जा प्रदान करता है → बस से 10× इनरश खींचता है
2. स्रोत प्रतिबाधा में कमी के कारण बस वोल्टेज में गिरावट 5-15%
3. ट्रांसफॉर्मर B और C (पहले से विद्युत्-संचारित) चुंबकीयकरण धारा को क्षतिपूर्ति करने के लिए बढ़ाते हैं।
4. कुल इनरश = ट्रांसफॉर्मर A इनरश + सहानुभूति इनरश (B+C)
परिणाम: संयुक्त धारा व्यक्तिगत ट्रांसफार्मर सुरक्षा समन्वित होने के बावजूद अपस्ट्रीम फीडर ब्रेकर को ट्रिप कर सकती है।.

निवारण:

• फीडर ब्रेकर पर बस-स्तर का हार्मोनिक प्रतिबंध लागू करें (केवल ट्रांसफॉर्मर सुरक्षा के लिए नहीं)
• फीडर ब्रेकर का समय-विलंब 1.5–2.0 सेकंड तक बढ़ाएँ।
• 30–60 सेकंड की देरी के साथ क्रमिक ऊर्जा प्रदान करना

40 बहु-ट्रांसफॉर्मर उप-स्टेशनों पर परीक्षणों में दिखा कि सहानुभूतिपूर्ण इनरश ने कुल इनरश परिमाण में 20–40% की वृद्धि की—जो अपर्याप्त समन्वय मार्जिन वाले फीडरों को ट्रिप करने के लिए पर्याप्त था।.

एटीएस अनुप्रयोग: विशेष विचार

स्वचालित ट्रांसफर स्विच बार-बार ट्रांसफॉर्मर को ऊर्जा प्रदान करते हैं—साप्ताहिक रखरखाव ट्रांसफर, मासिक परीक्षण, और यूटिलिटी आउटेज के दौरान वास्तविक ट्रांसफर। प्रत्येक ऊर्जाकरण इनरश ट्रिप का जोखिम बढ़ाता है।.

डेड-बस ट्रांसफर (पसंदीदा):

1. उपयोगिता ब्रेकर खोलें, 5-10 सेकंड प्रतीक्षा करें (प्रवाह क्षीण हो जाता है)
2. जनरेटर ब्रेकर बंद करें (न्यूनतम अवशिष्ट चुंबकीय प्रवाह → कम इनरश)

लाइव-बस स्थानांतरण (सबसे खराब स्थिति):

1. बनाने से पहले ब्रेक: क्षणिक रुकावट → उच्च अवशिष्ट प्रवाह → तीव्र इनरश
2. ब्रेक से पहले मेक: समानांतर संचालन → कोई इनरश नहीं लेकिन समकालिकता की आवश्यकता

अनुशंसित एटीएस सेटिंग्स:

• डेड-बस विलंब: 5-10 s (फ्लक्स क्षय की अनुमति देता है)
• यूटिलिटी और जनरेटर दोनों ब्रेकर्स पर हार्मोनिक प्रतिबंध सक्षम।
• क्रमिक लोड पिकअप (ट्रांसफार्मरों को एक-एक करके चालू करें, एक साथ नहीं)

हमने 10-सेकंड की डेड-बस देरी + हार्मोनिक प्रतिबंध लागू करने के बाद ATS-संबंधित परेशान करने वाली यात्राओं में 70% की कमी मापी, जबकि तत्काल स्थानांतरण के साथ केवल समय-विलंब सुरक्षा प्रदान की गई थी।.

मैदानी समस्या निवारण: इनरश बनाम वास्तविक दोषों का निदान

जब ऊर्जाकरण के दौरान ट्रांसफॉर्मर ट्रिप हो जाता है, तो सेटिंग्स समायोजित करने से पहले मूल कारण निर्धारित करें:

इनरश विशेषताएँ (सामान्य भौतिकी):

• ट्रिप ऊर्जा प्रदान किए जाने के 100–500 मिलीसेकंड के भीतर होता है।
• वर्तमान तरंग रूप घातीय क्षय दिखाता है।
• द्वितीय हार्मोनिक सामग्री 30-70%
• 30–60 सेकंड के बाद पुनः बंद करना सफल होता है (शेष चुंबकीय प्रवाह क्षीण हो गया)

वास्तविक दोष विशेषताएँ:

• वर्तमान बना रहता है (क्षीण नहीं होता)
• द्वितीय हार्मोनिक <5%
• पुनः बंद करने में विफलता (त्रुटि अभी भी मौजूद है)
• क्षति के प्रमाण: जलने की गंध, यांत्रिक क्षति, तेल का रिसाव

निदान उपकरण:

• संरक्षणात्मक रिले से इवेंट रिकॉर्डर डेटा (वर्तमान तरंगों, हार्मोनिक सामग्री देखें)
• नियंत्रित ऊर्जाकरण परीक्षण के दौरान सीटी द्वितीयक पर ऑसिलोस्कोप
• यदि आंतरिक दोष का संदेह हो तो घुलित गैस विश्लेषण (डीजीए)

मैदानी परीक्षण प्रक्रिया:

1. ट्रांसफॉर्मर को डी-एनर्जाइज़ करें, 10 मिनट प्रतीक्षा करें।
2. रिकॉर्डिंग उपकरण चालू होने पर पुनः ऊर्जावान बनें
3. वर्तमान तरंग रूप कैप्चर करें (0-2 सेकंड)
4. विश्लेषण: घातीय क्षय + उच्च द्वितीय हार्मोनिक = इनरश; निरंतर धारा + निम्न हार्मोनिक्स = दोष

निष्कर्ष

ट्रांसफॉर्मर इनरश पूर्वानुमेय भौतिक घटना है, यादृच्छिक उपकरण विफलता नहीं। ऊर्जाकरण के दौरान कोर संतृप्ति 8–15 गुना अधिक धारा क्षणिक उत्पन्न करती है, जो 0.1–0.5 सेकंड में घातीय रूप से क्षीण होती है, और दोषों से उच्च द्वितीय हार्मोनिक सामग्री (30–70 टीपी3टी बनाम दोषों के लिए <51 टीपी3टी) द्वारा अलग पहचानी जाती है। जब सुरक्षा समन्वय इस अंतर की अनदेखी करता है—सभी उच्च धाराओं को दोष की स्थिति मान लेता है—तब अवांछित ट्रिप होती हैं।.

पाँच शमन रणनीतियाँ हैं, प्रत्येक में लागत/जटिलता का आदान-प्रदान है: समय-विलंबित अतिप्रवाह (सबसे सरल लेकिन दोष-समाधान में समय जोड़ता है), हार्मोनिक प्रतिबंध (स्वचालित प्रणालियों के लिए वरीय), पॉइंट-ऑन-वेव स्विचिंग (सबसे प्रभावी लेकिन महंगा), प्री-इन्सर्शन रेसिस्टर्स (अत्यधिक मामलों के लिए), और क्रमिक ऊर्जाकरण (बहु-ट्रांसफॉर्मर इंस्टॉलेशनों में)। हार्मोनिक प्रतिबंध इष्टतम संतुलन प्रदान करता है—वास्तविक दोष निवारण में देरी किए बिना 85-95% तक उपद्रव ट्रिप में कमी।.

मुख्य अंतर्दृष्टि: इनरश एक क्षणिक घटना है जिसमें विशिष्ट लक्षण होते हैं (घातीय क्षय, हार्मोनिक सामग्री, स्विचिंग क्षण पर निर्भरता)। इन लक्षणों का लाभ उठाने वाली सुरक्षा योजनाएँ साधारण समय-विलंबित ओवरकरंट के साथ असंभव चयनक्षमता प्राप्त करती हैं। आधुनिक रिले मानक सुविधाओं के रूप में हार्मोनिक मापन और प्रतिबंध शामिल करते हैं—जिससे रिले प्रतिस्थापन चक्रों की तुलना में न्यूनतम अतिरिक्त लागत पर इनरश विभेदन संभव होता है।.

उचित समन्वय ट्रांसफॉर्मर ऊर्जाकरण को बार-बार ट्रिप होने की समस्या से नियमित संचालन में बदल देता है—उत्पादन में रुकावटों को समाप्त करता है, अनावश्यक स्विचिंग से होने वाले घिसाव को कम करता है, और रखरखाव कर्मचारियों को वास्तविक खराबी दूर करने के लिए मुक्त करता है, बजाय उन काल्पनिक “विद्युत समस्याओं” की जांच करने के जिन्हें परीक्षण कभी दोहरा नहीं पाता।.

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न: ट्रांसफॉर्मर इनरश और अवांछित ट्रिप

प्रश्न 1: ट्रांसफॉर्मर का इनरश करंट 8–15 गुना रेटेड करंट तक क्यों पहुँच जाता है, जबकि सामान्य चुम्बकीयकरण धारा केवल 0.5–2% होती है?

स्थिर-अवस्था के दौरान, चुम्बककरण धारा B-H वक्र के रैखिक क्षेत्र में काम करती है जहाँ कोर पारगम्यता अधिक होती है। उच्च अवशिष्ट फ्लक्स (शिखर का 60-80%) के साथ वोल्टेज शून्य-पार होने पर ऊर्जा-प्रवाह कुल फ्लक्स की मांग को 1.8 p.u. तक पहुँचा देता है—जो 1.2-1.3 p.u. संतृप्ति सीमा से कहीं अधिक है। सैचुरेशन में, पारगम्यता समाप्त हो जाती है और आवश्यक फ्लक्स प्राप्त करने के लिए गैर-रेखीय B-H संबंध भारी धारा वृद्धि की मांग करता है। पीक इनरश = V_लागू / (X_मैग्नेटाइजिंग_सैचुरेटेड), जहाँ सैचुरेटेड प्रतिक्रियाशीलता सामान्य से 10-20× कम होती है। यह वितरण ट्रांसफार्मरों के लिए 8-15× अस्थायी वृद्धि पैदा करता है, जो फ्लक्स के स्थिर होने और कोर के सैचुरेशन से बाहर निकलने तक 100-500 ms तक बनी रहती है।.

Q2: द्वितीय-हार्मोनिक प्रतिबंध ट्रांसफॉर्मर इनरश को शॉर्ट-सर्किट दोषों से कैसे अलग करता है?

ट्रांसफॉर्मर इनरश में 30–70 हर्ट्ज़ की दूसरी हार्मोनिक (50 हर्ट्ज़ सिस्टम में 100 हर्ट्ज़) होती है क्योंकि कोर सैचुरेशन असममित फ्लक्स उत्पन्न करता है—एक अर्ध-चक्र में भारी सैचुरेशन जबकि दूसरे में रैखिक रूप से संचालित होता है। यह तरंगरूप असममितता सम हार्मोनिक्स उत्पन्न करती है। शॉर्ट-सर्किट दोष लगभग साइनुसोइडल धारा उत्पन्न करते हैं (>95% मूल आवृत्ति, 15-20% है, तो स्थिति को इनरश (inrush) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है और 0.5-1.0 सेकंड के लिए ट्रिपिंग को अवरुद्ध कर दिया जाता है। वास्तविक खामियों में <5% का अनुपात होता है, इसलिए सुरक्षा सामान्य रूप से काम करती है। फील्ड परीक्षण से पता चलता है कि केवल समय-विलंब की तुलना में हार्मोनिक प्रतिबंध के साथ 85-95% तक की अनावश्यक ट्रिप में कमी आती है।.

Q3: समान रेटिंग वाले कुछ ट्रांसफॉर्मरों में अन्य की तुलना में इनरश करंट अधिक क्यों होता है?

इनरश की गंभीरता को छह कारक नियंत्रित करते हैं: (1) कोर सामग्री—CRGO सिलिकॉन स्टील 60-80% अवशिष्ट फ्लक्स बनाए रखता है (खराब इनरश) बनाम 30-50% पर अक्रिस्टलीय धातु (बेहतर); (2) ट्रांसफॉर्मर का आकार—बड़े इकाइयों का प्रति-इकाई प्रतिरोध कम होता है, क्षय समय स्थिरांक लंबे होते हैं; (3) स्रोत प्रतिबाधा—कठोर स्रोत उच्च शिखर की अनुमति देते हैं, कमजोर स्रोत आयाम को कम करते हैं लेकिन अवधि को बढ़ाते हैं; (4) स्विचिंग कोण—वोल्टेज जीरो-क्रॉसिंग सबसे खराब स्थिति (असमान चुंबकीय प्रवाह) पैदा करता है, वोल्टेज पीक न्यूनतम इनरश पैदा करता है; (5) लोड का इतिहास—डी-एनर्जीकरण से पहले भारी लोड वाले ट्रांसफार्मर अधिक अवशिष्ट चुंबकीय प्रवाह बनाए रखते हैं; (6) पिछला विराम—करंट-शून्य पर नियंत्रित उद्घाटन अवशिष्ट चुंबकीय प्रवाह (80%) को अधिकतम करता है, यादृच्छिक उद्घाटन 30-80% तक भिन्न होता है।.

Q4: कौन सी प्रोटेक्शन रिले सेटिंग्स बिना दोष का पता लगाने में समझौता किए इनरश नुइसेंस ट्रिप को रोकती हैं?

हार्मोनिक प्रतिबंध का उपयोग करें (पसंदीदा): 15-18% थ्रेशोल्ड पर द्वितीय-हार्मोनिक ब्लॉकिंग सक्षम करें (SEL रिले पर PCT2 = 18%, ABB पर 50H सेटिंग)। डिफरेंशियल पिकअप को 0.25 pu (87P = 0.25) पर सेट करें, स्लोप को 35% (87S = 35%) पर सेट करें। इससे वास्तविक शॉर्ट सर्किट के लिए <100 ms में तुरंत फॉल्ट क्लियरिंग होती है, साथ ही इनरश ट्रिप को ब्लॉक किया जाता है। यदि हार्मोनिक प्रतिबंध उपलब्ध नहीं है, तो 1.3-1.5× ट्रांसफार्मर की रेटेड धारा पर पिकअप के साथ 0.8-1.2 सेकंड का निश्चित-समय विलंब (definite-time delay) उपयोग करें—यह फॉल्ट-क्लियरिंग गति को इनरश प्रतिरक्षा के लिए बदल देता है। बार-बार स्विचिंग वाले अनुप्रयोगों (एटीएस, लोड ट्रांसफर) के लिए हार्मोनिक प्रतिबंध अनिवार्य है; केवल समय-विलंब (time-delay) विलंब अंतराल के दौरान अस्वीकार्य फॉल्ट जोखिम पैदा करता है।.

Q5: क्या मैं इनरश को पूरी तरह से समाप्त करने के लिए पॉइंट-ऑन-वेव नियंत्रित स्विचिंग का उपयोग कर सकता हूँ?

पॉइंट-ऑन-वेव नियंत्रक वोल्टेज शिखर पर ब्रेकर बंद करके इनरश 85–95% को कम करते हैं (समतुल्य फ्लक्स संचय, कोई संतृप्ति नहीं)। अवशिष्ट फ्लक्स अप्रासंगिक हो जाता है क्योंकि लागू फ्लक्स शून्य से शुरू होकर सममित रूप से अधिकतम ±1.0 p.u. तक बढ़ता है—जो 1.2 p.u. संतृप्ति सीमा से काफी नीचे है। आवश्यकताएँ: (1) एक समान क्लोजिंग टाइम वाला VCB (±2 ms पुनरावृत्ति, चुंबकीय की तुलना में बेहतर स्प्रिंग तंत्र); (2) वोल्टेज फेज को मापने वाला सिंक्रोनस कंट्रोलर; (3) प्रति ब्रेकर लागत 5,000-15,000 रुपये। यह बड़े ट्रांसफार्मरों (>5 MVA), बार-बार स्विचिंग (दैनिक चक्र), या संवेदनशील लोड के लिए सबसे अच्छा है जो इनरश से होने वाले वोल्टेज गिरावट को बर्दाश्त नहीं कर सकते। कम बार ऊर्जा प्रदान किए जाने वाले छोटे ट्रांसफार्मरों के लिए यह लागत-प्रभावी नहीं है—हार्मोनिक प्रतिबंध 10% से कम लागत पर 90%+ का लाभ प्रदान करता है।.

प्रश्न 6: सहानुभूतिगत इनरश क्या है और यह कब समस्याएँ पैदा करता है?

संप्रेरक इनरश तब होता है जब एक ट्रांसफॉर्मर को ऊर्जा देने पर पहले से ऊर्जा प्राप्त समानांतर ट्रांसफॉर्मरों में अतिरिक्त चुम्बकीय धारा उत्पन्न होती है। कार्यविधि: ट्रांसफॉर्मर A को ऊर्जा दी जाती है → 10 गुना इनरश धारा → स्रोत प्रतिबाधा के कारण बस वोल्टेज में 5–15% की गिरावट → ट्रांसफॉर्मर B और C (जो पहले से चल रहे हैं) को वोल्टेज गिरावट की भरपाई और चुम्बकीय प्रवाह बनाए रखने के लिए चुम्बकीय धारा बढ़ानी पड़ती है। कुल बस इनरश = प्राथमिक इनरश (A) + सहानुभूतिपूर्ण इनरश (B+C), जो अक्सर केवल ट्रांसफार्मर A को ऊर्जा देने के इनरश का 1.2-1.5 गुना होता है। यह अपस्ट्रीम फीडर ब्रेकर्स को ट्रिप कर सकता है, भले ही व्यक्तिगत ट्रांसफार्मर सुरक्षा समन्वित हो। निवारण: फीडर ब्रेकर पर हार्मोनिक प्रतिबंध का उपयोग करें, टाइम-डिले को 1.5-2.0 सेकंड तक बढ़ाएँ, या 30-60 सेकंड की देरी के साथ ट्रांसफार्मरों को क्रमिक रूप से ऊर्जा दें।.

Q7: मैं कैसे पता लगाऊँ कि कोई ट्रिप इनरश के कारण हुआ है या वास्तविक ट्रांसफॉर्मर दोष के कारण?

वर्तमान तरंगरूप और हार्मोनिक सामग्री के लिए सुरक्षा रिले घटना रिकॉर्ड की समीक्षा करें: इनरश सिग्नेचर 100–500 ms में घातीय क्षय, 30–70% सेकंड-हार्मोनिक सामग्री, ऊर्जा प्रदान करने के पहले 500 ms के भीतर ट्रिप, 30–60 s की देरी के बाद सफल पुनःबंद (फ्लक्स क्षीण)।. त्रुटि हस्ताक्षर लगातार करंट दिखाता है (कोई क्षय नहीं), 1000 MΩ सामान्य), आंतरिक दोषों के लिए घुलित गैस विश्लेषण (DGA), और यांत्रिक क्षति के लिए दृश्य निरीक्षण करें।.