परिचय

ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर (ZCTs) विद्युत पावर सिस्टम में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो ज़मीन पर होने वाले दोषों का पता लगाकर पावर नेटवर्क्स के सुरक्षित और स्थिर संचालन को सुनिश्चित करते हैं। वे सुरक्षा रिले और निगरानी सिस्टम के साथ मिलकर ज़मीन पर दोष या असंतुलित लोड्स के कारण उत्पन्न ज़ीरो-सीक्वेंस करंट का पता लगाते हैं। सटीक दोष पहचान प्रदान करके, ZCTs विद्युत उपकरणों को नुकसान से बचाने में मदद करते हैं और पावर वितरण की विश्वसनीयता को बढ़ाते हैं।

यह लेख ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर्स के कार्य करने के सिद्धांत, पावर सिस्टम सुरक्षा में उनकी भूमिका, स्थापना विधियाँ, और ZCTs और पारंपरिक करंट ट्रांसफॉर्मर्स के बीच अंतर को समझाता है।

कार्य सिद्धांत ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर्स का

ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर का संचालन किर्चहॉफ के करंट कानून पर आधारित है, जो कहता है कि किसी भी नोड पर प्रवेश करने वाली सभी धाराओं का सांकेतिक योग शून्य के बराबर होता है।

• सामान्य परिस्थितियों में, जब तीन-फेज सिस्टम संतुलित होता है (यानी, कोई ग्राउंड फॉल्ट या महत्वपूर्ण लीक करंट नहीं होता), तीन-फेज धाराओं का वेक्टर योग शून्य होता है:
  Ia + Ib + Ic = 0
  फलस्वरूप, ZCT के कोर में कोई चुम्बकीय प्रवाह उत्पन्न नहीं होता है, और द्वितीयक विंडिंग कोई आउटपुट सिग्नल उत्पन्न नहीं करती है।
• जब सिस्टम में एक असंतुलित लोड होता है, तो असंतुलन के कारण एक छोटी सी ज़ीरो-सीक्वेंस करंट उत्पन्न होती है। यह करंट, जिसे IN के रूप में दर्शाया जाता है, तीन-फेज सिस्टम में आदर्श संतुलन से विचलन को दर्शाता है।
• ग्राउंड फॉल्ट के मामले में, एक फॉल्ट करंट Id फॉल्टेड फेज से ज़मीन तक प्रवाहित होता है। इससे एक मापने योग्य ज़ीरो-सीक्वेंस करंट उत्पन्न होती है, जिसे:
  Io = IN + Id
  यहाँ, Io असंतुलित करंट और ग्राउंड फॉल्ट करंट का योग है। ZCT की द्वितीयक विंडिंग में उत्पन्न यह करंट फिर सुरक्षा रिले द्वारा प्रोसेस की जाती है ताकि अलार्म ट्रिगर हो सके या दोषपूर्ण सर्किट को डिस्कनेक्ट किया जा सके।

ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर्स के सुरक्षा अनुप्रयोग

ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर्स का उपयोग विद्युत सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। उनके मुख्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

1. ग्राउंड फॉल्ट सुरक्षा न्यूट्रल-ग्राउंडेड सिस्टम्स में

• TN ग्राउंडिंग सिस्टम्स में, एक ग्राउंड फॉल्ट एक महत्वपूर्ण ज़ीरो-सीक्वेंस करंट उत्पन्न करता है। ZCT इस करंट का पता लगाता है और सुरक्षा रिले को सिग्नल भेजता है, जो दोषपूर्ण सर्किट को आइसोलेट करता है ताकि अधिक नुकसान से बचा जा सके।
• TN-S और TN-C-S सिस्टम्स में कम इम्पीडेंस ग्राउंडिंग पथ होते हैं, जो ज़ीरो-सीक्वेंस सुरक्षा को अत्यधिक प्रभावी बनाते हैं।
• TT ग्राउंडिंग सिस्टम्स में, ग्राउंड फॉल्ट करंट कम होते हैं क्योंकि ग्राउंडिंग प्रतिरोध उच्च होता है, जिससे ZCT के लिए दोषों का पता लगाना कठिन हो जाता है।

2. ग्राउंड फॉल्ट डिटेक्शन आइसोलेटेड और हाई-इम्पीडेंस ग्राउंडेड सिस्टम्स में

• IT ग्राउंडिंग सिस्टम्स का उपयोग आमतौर पर औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां विद्युत आपूर्ति की निरंतरता महत्वपूर्ण होती है। इन सिस्टम्स में, पहला ग्राउंड फॉल्ट तुरंत डिस्कनेक्शन का कारण नहीं बनता है, लेकिन एक लीक करंट उत्पन्न करता है जिसे पता लगाया जाना चाहिए।
• ZCT इस लीक करंट की निगरानी करता है और अलार्म ट्रिगर करता है, जिससे ऑपरेटर को इंसुलेशन दोषों का पता लगाने और दूसरे दोष के होने से पहले उन्हें ठीक करने का अवसर मिलता है।

3. रेसिडुअल करंट सुरक्षा विद्युत सुरक्षा के लिए

• ZCTs का उपयोग लीक करंट सुरक्षा (रिजीड्यूल करंट डिवाइसेस, RCDs) में किया जाता है ताकि भूमि की ओर अवांछित करंट पथों का पता लगाया जा सके, और यह मनुष्यों को विद्युत सदमे से बचाता है।
• जब लीक करंट एक पूर्वनिर्धारित सीमा से अधिक हो जाता है, तो ZCT सर्किट ब्रेकर को सक्रिय करता है और आपूर्ति को डिस्कनेक्ट करता है।

4. सुरक्षा वितरण नेटवर्क्स और औद्योगिक उपकरणों की

• ZCTs का उपयोग मीडियम-वोल्टेज और लो-वोल्टेज स्विचगियर में किया जाता है ताकि ग्राउंड फॉल्ट का पता लगाया जा सके और जब आवश्यक हो सुरक्षा रिले को ट्रिप किया जा सके।
• औद्योगिक अनुप्रयोगों में, इलेक्ट्रिक मोटर्स, जनरेटर और ट्रांसफॉर्मर्स को ZCTs द्वारा सुरक्षित किया जाता है ताकि ग्राउंड फॉल्ट के कारण इंसुलेशन का टूटना रोका जा सके।

ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर्स की स्थापना विधियाँ

ZCTs की सही स्थापना सटीक पहचान और विश्वसनीय प्रणाली संचालन के लिए महत्वपूर्ण है। सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर ZCTs की स्थापना के लिए विभिन्न तरीके होते हैं।

1. तीन-फेज प्रणाली व्यक्तिगत करंट ट्रांसफॉर्मर्स के साथ

• प्रत्येक चरण को एक अलग करंट ट्रांसफॉर्मर (CT) से लैस किया जाता है।
• ZCT व्यक्तिगत चरण धाराओं का योग करके ज़ीरो-सीक्वेंस करंट का निर्धारण करता है।

2. तीन-फेज कंडक्टरों के लिए एकल ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर

• व्यक्तिगत CTs का उपयोग करने के बजाय, सभी तीन-फेज कंडक्टरों को एकल ZCT से पास किया जाता है।
• यह तरीका स्थापना को सरल बनाता है और ज़ीरो-सीक्वेंस धाराओं का सटीक पता लगाने को सुनिश्चित करता है।

3. ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर का न्यूट्रल कंडक्टर पर स्थापना

• कुछ सिस्टमों में, ZCT न्यूट्रल कंडक्टर (N) के चारों ओर स्थापित किया जाता है।
• यह कॉन्फ़िगरेशन उन प्रणालियों में उपयोगी है जहां ग्राउंड फॉल्ट ट्रांसफॉर्मर के न्यूट्रल प्वाइंट पर होते हैं।

ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर स्थापना प्रक्रिया

सटीक और विश्वसनीय संचालन के लिए, ZCTs को सही तरीके से स्थापित किया जाना चाहिए। स्थापना प्रक्रिया इस बात पर निर्भर करती है कि इंटीग्रल (बंद-कोर) ZCT या स्प्लिट-कोर (ओपन-कोर) ZCT का उपयोग किया जाता है।

1. इंटीग्रल (बंद-कोर) ZCT स्थापना

• ट्रांसफॉर्मर को केबल बिछाने से पहले स्थापित किया जाना चाहिए।
• स्थापना के दौरान पावर केबल को ZCT से पास करना चाहिए।

2. स्प्लिट-कोर (ओपन-कोर) ZCT स्थापना

• ट्रांसफॉर्मर को पावर केबल बिछाने के बाद स्थापित किया जा सकता है।
• इस प्रक्रिया में शामिल है:
  1. टर्मिनल “K1′” और “K2′” से कनेक्शन प्लेट्स हटाना (गोल ZCTs के लिए आवश्यक नहीं)।
  2. कोर को सुरक्षित करने वाले स्क्रू को ढीला और हटा देना।
  3. केबल के चारों ओर ट्रांसफॉर्मर को रखकर उसे ठीक से सुरक्षित करना।
  4. संपर्क सतहों को साफ करना और एक पतली परत एंटी-कोरोज़न तेल लगाना।
  5. ट्रांसफॉर्मर के दोनों हिस्सों को संरेखित और सुरक्षित करना।
  6. आवश्यक होने पर “K1′” और “K2′” पर कनेक्शन प्लेट्स को फिर से लगाना।

120 मिमी से बड़े आंतरिक व्यास वाले ZCTs को क्षैतिज रूप से स्थापित करते समय गैर-चुंबकीय सहारा का उपयोग किया जाना चाहिए ताकि स्थिरता बनी रहे।

ज़ीरो-सीक्वेंस CTs और पारंपरिक CTs के बीच अंतर

ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर्स पारंपरिक करंट ट्रांसफॉर्मर्स (CTs) से कई मायनों में भिन्न होते हैं:

विशेषता	ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर (ZCT)	पारंपरिक करंट ट्रांसफॉर्मर (CT)
उद्देश्य	ज़ीरो-सीक्वेंस करंट (ग्राउंड फॉल्ट) का पता लगाना	मापने या सुरक्षा के लिए फेज करंट मापना
आउटपुट सिग्नल	तीन-फेज धाराओं का योग (Io)	एकल कंडक्टर में करंट के समानुपाती
आवेदन	ग्राउंड फॉल्ट सुरक्षा, लीक डिटेक्शन	ओवरकरंट सुरक्षा, फेज करंट मापना
स्थापना	सभी फेज कंडक्टरों या न्यूट्रल कंडक्टर को घेरता है	व्यक्तिगत फेज कंडक्टरों पर स्थापित किया जाता है

निष्कर्ष

ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर्स आधुनिक पावर सिस्टम्स में आवश्यक घटक हैं, जो ग्राउंड फॉल्ट्स का सटीक पता लगाने और विद्युत सुरक्षा सुनिश्चित करने की अनुमति देते हैं। ज़ीरो-सीक्वेंस करंट की निगरानी करके, ZCTs लीक करंट, इंसुलेशन टूटने और विद्युत दोषों के खिलाफ महत्वपूर्ण सुरक्षा प्रदान करते हैं। उनके अनुप्रयोग ग्राउंड फॉल्ट सुरक्षा, सिस्टम निगरानी और रेसिड्यूल करंट डिटेक्शन में उन्हें औद्योगिक और वाणिज्यिक पावर सिस्टम्स के लिए अपरिहार्य बनाते हैं।

ZCTs की प्रभावशीलता को अधिकतम करने के लिए, सही चयन, स्थापना और रखरखाव आवश्यक है। स्थापना के लिए उद्योग मानकों का पालन करना, उपकरणों का नियमित निरीक्षण करना और उच्च गुणवत्ता वाले ZCTs का उपयोग करना विश्वसनीय संचालन और सिस्टम सुरक्षा में वृद्धि सुनिश्चित करेगा। विद्युत सुरक्षा तकनीकी में प्रगति के साथ, ज़ीरो-सीक्वेंस करंट ट्रांसफॉर्मर्स विद्युत सुरक्षा और सिस्टम विश्वसनीयता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते रहेंगे।

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