जब एक पावर ट्रांसफॉर्मर विफल हो जाता है तो क्या होता है?

जब एक पावर ट्रांसफॉर्मर विफल हो जाता है, तो स्थिति बहुत गंभीर हो सकती है, जिसके परिणाम उपकरण को नुकसान से लेकर पूरे पावर ग्रिड के पतन तक, और यहां तक कि आग या विस्फोट जैसी सुरक्षा घटनाओं तक हो सकते हैं। वास्तव में क्या होता है यह दोष के प्रकार, उसकी गंभीरता, ट्रांसफॉर्मर के डिजाइन और सुरक्षा उपकरणों के कितनी जल्दी संचालित होने पर निर्भर करता है।

यहां कुछ संभावित परिदृश्य दिए गए हैं:

असामान्य घटनाएं (अवलोकन योग्य संकेत):

अति ताप: दोष बिंदु पर बड़ी मात्रा में गर्मी स्थानीय रूप से उत्पन्न होती है, जिससे तेल का तापमान या वाइंडिंग का तापमान तेजी से बढ़ जाता है। थर्मामीटर या थर्मल इमेजर अलार्म देगा।

असामान्य ध्वनि: अंदर मजबूत "गुंजन", "चटकने", "फटने" या यहां तक कि "गरजने" की आवाजें सुनाई देती हैं। यह आर्क डिस्चार्ज, इन्सुलेशन सामग्री के टूटने, ढीले कोर या गंभीर ओवरकरंट के कारण होने वाले मजबूत विद्युत चुम्बकीय कंपन के कारण होता है।

असामान्य तेल स्तर परिवर्तन: आंतरिक दोषों से उत्पन्न गैस या आर्क द्वारा इन्सुलेटिंग तेल के उच्च तापमान अपघटन से उत्पन्न बड़ी मात्रा में गैस असामान्य तेल स्तर में वृद्धि (बढ़ा हुआ दबाव) या कमी (रिसाव) का कारण बन सकती है।

तेल का छिड़काव या तेल का रिसाव: आंतरिक दबाव में तेज वृद्धि दबाव राहत वाल्व को तेल का छिड़काव करने का कारण बन सकती है, या तेल टैंक, पाइप, रेडिएटर और अन्य हिस्से अधिक गरम होने, दबाव या यांत्रिक तनाव के कारण फट सकते हैं और तेल का रिसाव हो सकता है।

धुआं और आग: उच्च तापमान और आर्क इन्सुलेटिंग तेल या ठोस इन्सुलेटिंग सामग्री को प्रज्वलित कर सकते हैं, जिससे ट्रांसफॉर्मर में धुआं या यहां तक कि आग लग सकती है।

गैस उत्पादन: इन्सुलेटिंग तेल उच्च तापमान और आर्क के तहत हाइड्रोजन, मीथेन, इथेन, एथिलीन, एसिटिलीन, कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड आदि जैसी गैसें उत्पन्न करने के लिए विघटित हो जाता है। (घुलित गैस विश्लेषण/डीजीए एक महत्वपूर्ण दोष निदान विधि है)। बड़ी मात्रा में गैस संचय दबाव में अचानक वृद्धि का कारण बन सकता है।

शेल विरूपण या टूटना: चरम मामलों में, भारी आंतरिक दबाव या आर्क ऊर्जा ट्रांसफॉर्मर टैंक को फूलने, विकृत होने या यहां तक कि फटने का कारण बन सकती है।

आंतरिक क्षति:

वाइंडिंग विफलता:

टर्न-टू-टर्न शॉर्ट सर्किट: एक ही वाइंडिंग में आसन्न घुमावों के बीच का इन्सुलेशन क्षतिग्रस्त हो जाता है, जिससे एक शॉर्ट-सर्किट लूप बनता है और स्थानीय अति ताप होता है।

इंटरलेयर शॉर्ट सर्किट: वाइंडिंग परतों के बीच का इन्सुलेशन क्षतिग्रस्त हो जाता है।

फेज-टू-फेज शॉर्ट सर्किट: विभिन्न फेज वाइंडिंग के बीच का इन्सुलेशन टूट जाता है।

वाइंडिंग शॉर्ट सर्किट टू ग्राउंड: वाइंडिंग और कोर या टैंक (ग्राउंड) के बीच का इन्सुलेशन टूट जाता है।

वाइंडिंग ओपन सर्किट: तार टूट जाता है या कनेक्शन बिंदु अनसोल्डर्ड हो जाता है।

वाइंडिंग विरूपण/विस्थापन: विशाल शॉर्ट-सर्किट इलेक्ट्रोमोटिव बल वाइंडिंग को यांत्रिक रूप से विकृत, ढीला या यहां तक कि ढहने का कारण बनता है।

कोर विफलता:

कोर मल्टी-पॉइंट ग्राउंडिंग: कोर को केवल एक विश्वसनीय ग्राउंडिंग बिंदु रखने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। यदि कोई अतिरिक्त ग्राउंडिंग बिंदु है, तो एक परिसंचारी धारा बनेगी, जिससे स्थानीय अति ताप या यहां तक कि कोर का पिघलना होगा।

कोर टुकड़ों के बीच शॉर्ट सर्किट: इन्सुलेटिंग पेंट को नुकसान एडी करंट लॉस में वृद्धि और अति ताप की ओर जाता है।

इन्सुलेशन सिस्टम विफलता:

ठोस इन्सुलेशन (कार्डबोर्ड, स्टे, आदि) का एजिंग, नमी और ब्रेकडाउन।

इन्सुलेटिंग तेल का एजिंग, नमी, संदूषण, कार्बनीकरण और कम ब्रेकडाउन शक्ति।

टैप स्विच विफलता: खराब संपर्क, संपर्क क्षरण, इन्सुलेशन ब्रेकडाउन, यांत्रिक जाम, या ड्राइव तंत्र विफलता।

बुशिंग विफलता: फ्लैशओवर, गंदा डिस्चार्ज, आंतरिक नमी या दरारें जिससे ब्रेकडाउन होता है, या सील विफलता और तेल का रिसाव।

कूलिंग सिस्टम विफलता: रेडिएटर ब्लॉकेज, फैन/ऑयल पंप बंद होना, कूलिंग पाइपलाइन रिसाव, जिसके परिणामस्वरूप खराब गर्मी अपव्यय, तापमान में वृद्धि, त्वरित इन्सुलेशन एजिंग या विफलता होती है।

विद्युत प्रणाली पर प्रभाव:

रिले सुरक्षा कार्रवाई: ट्रांसफॉर्मर कई सुरक्षाओं (विभेदक सुरक्षा, गैस सुरक्षा, ओवरकरंट सुरक्षा, दबाव रिलीज सुरक्षा, तापमान सुरक्षा, आदि) से लैस हैं। जब कोई दोष होता है, तो संबंधित सुरक्षा उपकरण तुरंत असामान्यता (वर्तमान असंतुलन, गैस उत्पादन, दबाव में वृद्धि, अत्यधिक तापमान) का पता लगाएंगे और कार्य करेंगे:

ट्रिप: ट्रांसफॉर्मर से जुड़े सर्किट ब्रेकर को डिस्कनेक्ट करें और दोषपूर्ण ट्रांसफॉर्मर को पावर ग्रिड से अलग करें। यह सबसे महत्वपूर्ण कड़ी है, जिसका उद्देश्य दुर्घटना को फैलने से रोकना है।

अलार्म: ध्वनि और प्रकाश संकेत या रिमोट अलार्म जानकारी भेजें।

वोल्टेज में उतार-चढ़ाव या गिरावट: दोष स्वयं या सुरक्षा ट्रिपिंग ट्रांसफॉर्मर से जुड़े बस वोल्टेज को तुरंत गिरा या उतार-चढ़ाव का कारण बनेगा, जिससे डाउनस्ट्रीम उपयोगकर्ताओं की बिजली आपूर्ति की गुणवत्ता प्रभावित होगी।

बिजली आपूर्ति में रुकावट: यदि दोषपूर्ण ट्रांसफॉर्मर बिजली आपूर्ति श्रृंखला में एक प्रमुख नोड है, तो इसकी ट्रिपिंग उस क्षेत्र में बड़े पैमाने पर बिजली कटौती का कारण बनेगी जो बिजली की आपूर्ति करता है।

सिस्टम स्थिरता के मुद्दे: एक बड़े मुख्य ट्रांसफॉर्मर दोष की ट्रिपिंग बिजली ग्रिड के बिजली संतुलन और स्थिरता को बाधित कर सकती है, और गंभीर मामलों में बड़े पैमाने पर बिजली कटौती या यहां तक कि सिस्टम पतन (कैस्केडिंग विफलता) का कारण बन सकती है।

शॉर्ट-सर्किट करंट शॉक: ट्रांसफॉर्मर के अंदर एक शॉर्ट-सर्किट दोष एक विशाल शॉर्ट-सर्किट करंट उत्पन्न करेगा, जो न केवल ट्रांसफॉर्मर को ही विनाशकारी नुकसान पहुंचाएगा, बल्कि बसबार, स्विचगियर, लाइनों आदि पर भारी इलेक्ट्रोमोटिव बल और थर्मल स्ट्रेस शॉक का कारण बनेगा।

सुरक्षा जोखिम:

आग और विस्फोट: छिड़का हुआ उच्च तापमान वाला ज्वलनशील इन्सुलेटिंग तेल हवा या इलेक्ट्रिक आर्क के संपर्क में आने पर आग लगने की बहुत संभावना है। एक सीमित स्थान में, तेल-गैस मिश्रण विस्फोट कर सकता है। यह सबसे खतरनाक स्थिति है।

विषैले पदार्थ का उत्सर्जन: जलता हुआ इन्सुलेटिंग तेल और इन्सुलेटिंग सामग्री जहरीले धुएं और गैस का उत्सर्जन करेगी।

उपकरण क्षति छींटाकशी: विस्फोट या तेल टैंक टूटने से उच्च तापमान वाला तेल, मलबा और पुर्जे छिटक सकते हैं, जिससे कर्मियों और आसपास के उपकरणों को नुकसान हो सकता है।

पर्यावरण प्रदूषण: बड़ी मात्रा में इन्सुलेटिंग तेल का रिसाव मिट्टी और पानी के स्रोतों को प्रदूषित करेगा।