Types of Transformer Cooling in Hindi

ट्रांसफार्मर (Types of Transformer Cooling in Hindi) की वाइंडिंग को आयरन और कॉपर हानि से बचाने के लिए कूलिंग की आवश्यकता होती है ट्रांसफार्मर विद्युत प्रणालियों में महत्वपूर्ण घटक हैं जिन्हें अपनी परिचालन दक्षता बनाए रखने और ओवरहीटिंग को रोकने के लिए प्रभावी शीतलन (Effective Cooling) की आवश्यकता होती है। ट्रांसफार्मर के लिए शीतलन प्रणाली ( Transformer Cooling in Hindi ) को सामान्य ऑपरेशन के दौरान उत्पन्न गर्मी को खत्म करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है। ट्रांसफार्मर के लिए शीतलन प्रणाली के निम्न प्रकार के होते है

ट्रांसफार्मर को ठंडा करने की आवश्यकता क्यों है?

ट्रांसफार्मर विद्युत उपकरण हैं जो विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के माध्यम से दो या दो से अधिक सर्किटों के बीच विद्युत ऊर्जा स्थानांतरित करते हैं। ट्रांसफार्मर के सामान्य संचालन के दौरान, विद्युत ऊर्जा के रूपांतरण और हस्तांतरण से जुड़े नुकसान होते हैं। जैसे आयरन और कॉपर हानि ये नुकसान मुख्य रूप से गर्मी के रूप में प्रकट होते हैं, और इस गर्मी को कम करना अत्यधिक आवश्यक है। नहीं तो इससे ट्रांसफार्मर की कार्यछमता , इन्सुलेशन टूटने और अंततः ट्रांसफार्मर जल सकती है।

प्राकृतिक रूप से शीतलित ट्रांसफार्मर (Naturally Cooled Transformer)

छोटे ट्रांसफॉर्मर लगभग 20kVA को ठंडा करने के लिए कोर का क्षेत्रफल अधिक रखा जाता है जिससे वे उत्पन्न ऊष्मा को अवशोषित कर लें। इसके अतिरिक्त ट्रांसफॉर्मर के बाहरी भाग में डक्ट (Duct) बनी होती है। जिससे प्राकृतिक वायु आती है और गर्मी कम कर देती है।

प्राकृतिक रूप से ठंडा ट्रांसफार्मर के फायदे

1. प्राकृतिक रूप से ठंडा किए गए ट्रांसफार्मर में कम चलने वाले हिस्सों के साथ एक सरल डिजाइन होता है, जिससे विश्वसनीयता बढ़ जाती है और रखरखाव की आवश्यकताएं कम हो जाती हैं।
2. पंखे या पंप के लिए कोई अतिरिक्त ऊर्जा खपत नहीं होती, जिससे वे अन्य तरल शीतलन प्रणालियों की तुलना में अधिक ऊर्जा-कुशल बन जाते हैं।
3. पंखे जैसे यांत्रिक घटकों की अनुपस्थिति के परिणामस्वरूप प्राकृतिक शीतलन विधियों का उपयोग करने वाले ट्रांसफार्मर की प्रारंभिक लागत कम होती है।
4. 4.कम बिजली रेटिंग वाले ट्रांसफार्मर के लिए उपयुक्त है जहां गर्मी अपव्यय आवश्यकताएं मामूली हैं।

प्राकृतिक रूप से ठंडा किए गए ट्रांसफार्मर के नुकसान

1. इसकी शीतलन क्षमता निम्न होती हैं, विशेष रूप से बड़े ट्रांसफार्मर में या उच्च तापमान वाले स्थान में।
2. ट्रांसफार्मर के भीतर एक समान तापमान रखना काफी चुनौतीपूर्ण होता है, जिससे ट्रांसफार्मर में गर्मी बढ़ सकती है
3. अत्यधिक लोड या परिचालन स्थितियों के अधीन होने पर ज़्यादा गरम होने का डर बना रहता है जिससे इन्सुलेशन में कमजोर हो सकती है।
4. अत्यधिक दूषित या संक्षारक वातावरणों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकता है जहां वैकल्पिक शीतलन विधियों को प्राथमिकता दी जाती है।

तेल द्वारा शीतलित ट्रांसफार्मर (Oil Cooled Transformer)

ऑयल-कूल्ड ट्रांसफार्मर एक प्रकार का ट्रांसफार्मर है जो अपने संचालन के दौरान उत्पन्न गर्मी को खत्म करने के लिए शीतलन माध्यम के रूप में तेल का उपयोग करता है। तेल दो कार्यो के उद्देश्य को पूरा करता है: यह एक इन्सुलेट सामग्री और शीतलन प्रक्रिया दोनों के रूप में कार्य करता है। तेल द्वारा शीतलित ट्रांसफार्मर मुख्यतः दो प्रकार के होते है

प्राकृतिक रूप से तेल द्वारा शीतलन (Natural Oil Cooling)

अधिक KVA के ट्रांसफॉर्मरों में यह विधि अपनायी जाती है। तेल से भरे टैंक में ट्रांसफॉर्मर को जिसमें लेमीनेटेड कोर व वाइन्डिंग होती है, रख दिया जाता है। तेल वाइन्डिंग के नजदोक गर्म हो जाता है। वह गर्म तेल टैंक की दीवार की ओर जाता है।

इस प्रकार तेल के ठण्डा होने की प्रक्रिया चलती रहती है। बड़े-बड़े ट्रांसफॉर्मरों में चित्रानुसार ट्यूबों का प्रयोग किया जाता है। ट्यूबों व ट्रांसफॉर्मर का जितना अधिक क्षेत्रफल होगा उतनी ही शीघ्रता से तेल ठंडा होकर वाइन्डिंग कोर को ठंडा रखता है।

ऑयल ब्लास्ट शीतलन (Oil Blast Cooling)

इस शीतलन विधि का उपयोग 500kVA से अधिक क्षमता वाले ट्रांसफॉर्मर में किया जाता है। इस विधि में ट्रांसफॉर्मर के टैंक के साथ एक ‘रेडिएटर’ टैंक भी जुड़ा होता है। रेडिएटर में एक वायु पम्प (Air pump) की सहायता से वायु के प्रवाह के द्वारा तेल को ठण्डा किया जाता है। ठण्डा किया गया तेल, रेडिएटर टैंक से पुनः मुख्य टैंक में पहुंचा दिया जाता है। यह सारा कार्य दो पम्पों की सहायता से पूरा किया जाता है।

ऑयल-कूल्ड ट्रांसफार्मर के फायदे

1. तेल में अच्छा ताप रोकने का गुण होते हैं, जो ट्रांसफार्मर के संचालन के दौरान उत्पन्न गर्मी के अच्छे तरीके से काम करती है |
2. ट्रांसफार्मर में तेल वाइंडिंग और अन्य आंतरिक घटकों के बीच इन्सुलेशन प्रदान करता है, विद्युत लॉस को रोकता है और ट्रांसफार्मर की कुचालकता शक्ति को बढ़ाता है।
3. तेल का उपयोग पूरे ट्रांसफार्मर में समान तापमान प्राप्त करने में मदद करता है, जिससे हॉट स्पॉट का खतरा कम हो जाता है।
4. ऑयल-कूल्ड ट्रांसफार्मर आमतौर पर उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों और बड़े विद्युत प्रणालियों में उपयोग किए जाते हैं जहां पर्याप्त गर्मी अपव्यय की आवश्यकता होती है।
5. तेल यांत्रिक कंपन को कम करने और ऑपरेशन के दौरान ट्रांसफार्मर द्वारा उत्पन्न शोर को कम करने में मदद करता है।
6. उचित रूप से ठंडा और इंसुलेटेड ट्रांसफार्मर का परिचालन जीवनकाल लंबा होता है, जो विद्युत प्रणाली की समग्र विश्वसनीयता में योगदान देता है।

ऑयल-कूल्ड ट्रांसफार्मर के नुकसान

1. तेल की गुणवत्ता और इंसुलेशन की ताकत सुनिश्चित करने के लिए नियमित रखरखाव आवश्यक है। समय-समय पर परीक्षण और, यदि आवश्यक हो, तो तेल को बदलने की आवश्यकता होती है।
2. ऑयल-कूल्ड ट्रांसफार्मर रिसाव या रिसाव की स्थिति में पर्यावरणीय चिंताएँ पैदा करते हैं। पर्यावरण प्रदूषण को रोकने के लिए विशेष सावधानियां और उपाय किये जाते हैं।
3. ऑयल-कूल्ड ट्रांसफार्मर की तेल रोकथाम प्रणाली, रेडिएटर और संबंधित उपकरणों की आवश्यकता के कारण शुष्क प्रकार के ट्रांसफार्मर की तुलना में अधिक प्रारंभिक लागत हो सकती है।
4. तेल ठंडा करने के लिए आवश्यक अतिरिक्त उपकरण, जैसे रेडिएटर या कूलिंग ट्यूब, अधिक जगह ले सकते हैं, जिससे वे कम स्थान वाले जगह के लिए उपयुक्त नहीं होते है
5. जबकि तेल ज्वलनशील नहीं है, परन्तु बाहरी रूप से प्रज्वलित होने पर यह ईंधन स्रोत के रूप में कार्य कर सकता है। आग के जोखिम को कम करने के लिए अग्नि शमन प्रणाली जैसे उचित सुरक्षा उपाय आवश्यक हैं।

इन विचारों के बावजूद, तेल-ठंडा ट्रांसफार्मर विभिन्न अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, खासकर जहां उच्च शक्ति रेटिंग और कुशल गर्मी अपव्यय महत्वपूर्ण हैं। प्रौद्योगिकी में प्रगति ने पारंपरिक खनिज तेल से जुड़ी कुछ चिंताओं को दूर करते हुए पर्यावरण के अनुकूल और आग प्रतिरोधी ट्रांसफार्मर तेलों का विकास किया है।

जल द्वारा शीतलन ट्रांसफॉर्मर (Water Cooled Transformer)

अधिक क्षमता (KVA) के ट्रांसफॉर्मर वाटर कूल्ड होते हैं। इनमें टैंक बड़ा होता है। वाइन्डिंग के चारों ओर पानी के पाइप लिपटे रहते है (कई बार पृथक से पाइप को ऊपरी भाग में लगाया जाता है, नीचे टैंक में तेल भरा रहता है। गर्म तेल को ठंडा करने हेतु पानी की ट्यूब की ठंडक उसे ठंडा रखती है। एक सिरे से पाइप में ठंडा पानी भेजा जाता है व दूसरे सिरे से पानी गर्म होकर बाहर निकल जाता है।

वाटर-कूल्ड ट्रांसफार्मर के फायदे

1.पानी में उत्कृष्ट गर्मी को अवशोषित गुण होते हैं, जो ट्रांसफार्मर संचालन के दौरान उत्पन्न गर्मी के कुशल और प्रभावी ढंग से कम करता है

2. वाटर-कूल्ड ट्रांसफार्मर में अक्सर एयर-कूल्ड ट्रांसफार्मर की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट डिज़ाइन होता है, जो उन्हें सीमित स्थान वाले इंस्टॉलेशन के लिए उपयुक्त बनाता है।
3. वाटर-कूल्ड सिस्टम पूरे ट्रांसफार्मर में लगातार और समान शीतलन प्रदान करते हैं, जिससे गर्म स्थानों का खतरा कम होता है और समान तापमान वितरण बना रहता है।
   4.शीतलन माध्यम के रूप में पानी का उपयोग यांत्रिक कंपन को कम करने और ऑपरेशन के दौरान ट्रांसफार्मर द्वारा उत्पन्न शोर को कम करने में मदद करता है।
   5.जल-ठंडा ट्रांसफार्मर आमतौर पर उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों और औद्योगिक सेटिंग्स में उपयोग किए जाते हैं जहां कुशल गर्मी अपव्यय महत्वपूर्ण है।

वाटर-कूल्ड ट्रांसफार्मर के नुकसान

1.जल-शीतलन प्रणाली के भीतर जंग और स्केलिंग जैसी समस्याओं को रोकने के लिए नियमित रखरखाव आवश्यक है। समय-समय पर निरीक्षण और सफाई की आवश्यकता हो सकती है।

2. जल-ठंडा ट्रांसफार्मर पानी के उपयोग और संभावित प्रदूषण के संदर्भ में पर्यावरणीय चिंताओं को बढ़ा सकते हैं। पर्यावरणीय प्रभाव को रोकने के लिए उचित उपाय किये जाने चाहिए।
3. जल आपूर्ति और संबंधित बुनियादी ढांचे, जैसे पंप और कूलिंग टावरों की आवश्यकता, स्थापना में जटिलता को बढाती है और इंस्टालेशन समय में वृद्धि करती है।
4. पानी के उपयोग से लीक का खतरा होता है, जिससे ट्रांसफार्मर को नुकसान हो सकता है या सुरक्षा के लिए खतरा पैदा हो सकता है। इस जोखिम से निपटने के लिए उचित सुरक्षा उपाय और निगरानी प्रणालियाँ आवश्यक हैं।
   5.जल परिसंचरण के लिए आवश्यक अतिरिक्त बुनियादी ढांचे के कारण एयर-कूल्ड ट्रांसफार्मर की तुलना में वाटर-कूल्ड ट्रांसफार्मर की प्रारंभिक लागत अधिक होती है।

वायु दाब द्वारा शीतलित ट्रांसफॉर्मर (Forced Air Cooled Transformer)

इस प्रकार के ट्रांसफॉर्मरों में लेमीनेटेड कोर एवं प्राइमरी सैकण्डरी इन्डिंग को एक पंखे की सहायता से ठंडा किया जाता है। हवा के गुजरने के लिए इसमें एयर डक्ट बने होते हैं, जिससे हवा अच्छी तरह चारों ओर इन मार्गों से घूम सके। इस प्रकार की ठंडा होने वाली विधि वाले ट्रांसफॉर्मर सब स्टेशनों पर प्रयोग में लाए जाते हैं।

फोर्स्ड एयर-कूल्ड ट्रांसफार्मर के फायदे

1. फोर्स्ड वायु परिसंचरण गर्मी विसरण प्रक्रिया को बढ़ाता है, जिससे चुनौतीपूर्ण परिस्थितियों में भी ट्रांसफार्मर की कुशल शीतलन बनी रहती है।
2. फोर्स्ड एयर-कूल्ड ट्रांसफार्मर में अक्सर लिक्विड-कूल्ड ट्रांसफार्मर की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट डिज़ाइन होता है, जो उन्हें जगह की कमी वाले इंस्टॉलेशन के लिए उपयुक्त बनाता है।
3. फोर्स्ड एयर कूलिंग ट्रांसफार्मर प्लेसमेंट में लचीलापन प्रदान करती है, क्योंकि यह तरल शीतलन के लिए पानी की उपलब्धता या प्राकृतिक संवहन के लिए विशिष्ट परिवेश स्थितियों जैसे कारकों पर निर्भर नहीं है।
4. फोर्स्ड एयर-कूल्ड ट्रांसफार्मर में आमतौर पर लिक्विड-कूल्ड ट्रांसफार्मर की तुलना में कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। उन्हें समय-समय पर निगरानी और शीतलक तरल पदार्थों के प्रतिस्थापन की आवश्यकता नहीं होती है।
5. फोर्स्ड एयर-कूल्ड ट्रांसफार्मर का आमतौर पर ऑयल-कूल्ड ट्रांसफार्मर की तुलना में कम पर्यावरणीय प्रभाव होता है, क्योंकि इससे तेल फैलने या लीक होने का कोई खतरा नहीं होता है।

फोर्स्ड एयर-कूल्ड ट्रांसफार्मर के नुकसान:

1. फोर्स्ड एयर-कूल्ड ट्रांसफार्मर में तरल शीतलन विधियों की तुलना में अत्यधिक उच्च ताप भार को संभालने में सीमाएं हो सकती हैं, विशेष रूप से बड़े ट्रांसफार्मर या उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में।
2. फोर्स्ड एयर-कूल्ड ट्रांसफार्मर की प्रभावशीलता परिवेश तापमान स्थितियों से प्रभावित हो सकती है। बहुत अधिक परिवेश के तापमान में, इष्टतम शीतलन सुनिश्चित करने के लिए अतिरिक्त उपायों की आवश्यकता हो सकती है।
3. हवा प्रसारित करने के लिए पंखे या ब्लोअर के उपयोग से कुछ अन्य शीतलन विधियों की तुलना में शोर का स्तर बढ़ सकता है। शोर कम करने के उपाय आवश्यक हो सकते हैं।
4. फोर्स्ड एयर-कूल्ड ट्रांसफार्मर शीतलन से ट्रांसफार्मर बाहरी वातावरण के संपर्क में आ जाता है, और वायुजनित संदूषक संभावित रूप से ट्रांसफार्मर में प्रवेश कर सकते हैं। इस जोखिम को कम करने के लिए उचित फ़िल्टरिंग सिस्टम और रखरखाव आवश्यक है।
5. पंखे या ब्लोअर के संचालन के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जो सिस्टम की समग्र ऊर्जा खपत को बढ़ाती है। प्राकृतिक संवहन की तुलना में, मजबूर वायु शीतलन प्रणालियाँ कम ऊर्जा-कुशल हो सकती हैं।

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