యాక్టివ్, ఇండక్టివ్ మరియు కెపాసిటివ్ లోడ్ల కోసం పవర్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఆపరేషన్
ట్రాన్స్ఫార్మర్ అనేది ఒక వోల్టేజ్ యొక్క ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ను మరొక వోల్టేజ్ యొక్క ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్గా మార్చే విద్యుత్ యంత్రం. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క దృగ్విషయం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.
మొదటి ఎలక్ట్రికల్ పవర్ ట్రాన్స్మిషన్ నెట్వర్క్లు డైరెక్ట్ కరెంట్ను ఉపయోగించాయి. నెట్వర్క్లలోని వోల్టేజ్ ఉపయోగించిన పదార్థాల ఇన్సులేషన్ సామర్థ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు సాధారణంగా 110 V ఉంటుంది.
నెట్వర్క్ల ప్రసార శక్తి పెరుగుదలతో, వోల్టేజ్ నష్టాలు అనుమతించదగిన పరిమితుల్లో ఉండటానికి వైర్ల క్రాస్-సెక్షన్ను పెంచడం అవసరం.
మరియు ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ఆవిష్కరణ మాత్రమే పెద్ద పవర్ ప్లాంట్లలో ఆర్థికంగా విద్యుత్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడం, ఎక్కువ దూరాలకు అధిక వోల్టేజ్ వద్ద ప్రసారం చేయడం మరియు వినియోగదారులకు విద్యుత్తును అందించే ముందు వోల్టేజ్ను సురక్షిత విలువకు తగ్గించడం సాధ్యమైంది.
ట్రాన్స్ఫార్మర్లు లేకుండా, అధిక మరియు అల్ట్రా-హై, మీడియం మరియు తక్కువ వోల్టేజ్ స్థాయిలతో నేటి పవర్ గ్రిడ్ నిర్మాణాలు సాధ్యం కాదు. ట్రాన్స్ఫార్మర్లు సింగిల్-ఫేజ్ మరియు త్రీ-ఫేజ్ ఎలక్ట్రికల్ నెట్వర్క్లలో ఉపయోగించబడతాయి.
త్రీ-ఫేజ్ పవర్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ఆపరేషన్ అది ఏ లోడ్ను నిర్వహిస్తుందో-యాక్టివ్, ఇండక్టివ్ లేదా కెపాసిటివ్కు చాలా తేడా ఉంటుంది. వాస్తవ పరిస్థితులలో, ట్రాన్స్ఫార్మర్ లోడ్ అనేది యాక్టివ్-ఇండక్టివ్ లోడ్.
మూర్తి 1 - మూడు-దశల పవర్ ట్రాన్స్ఫార్మర్
1. యాక్టివ్ లోడ్ మోడ్
ఈ మోడ్లో, ప్రైమరీ వైండింగ్ వోల్టేజ్ నామమాత్రపు U1 = U1nomకి దగ్గరగా ఉంటుంది, ప్రైమరీ వైండింగ్ కరెంట్ I1 ట్రాన్స్ఫార్మర్ లోడ్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు ద్వితీయ కరెంట్ నామమాత్రపు ప్రస్తుత I2nom = P2 / U2nom ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.
కొలత డేటా ప్రకారం, ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సామర్థ్యం విశ్లేషణాత్మకంగా నిర్ణయించబడుతుంది:
సమర్థత = P2 / P1,
ఇక్కడ P1 అనేది ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక వైండింగ్ యొక్క క్రియాశీల శక్తి, P2 అనేది ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్ ద్వారా సరఫరా సర్క్యూట్కు సరఫరా చేయబడిన శక్తి.
ప్రైమరీ వైండింగ్ యొక్క సాపేక్ష కరెంట్పై ఆధారపడి ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సామర్థ్యం యొక్క ఆధారపడటం ఫిగర్ 2లో చూపబడింది.
మూర్తి 2 - ప్రాధమిక వైండింగ్ యొక్క సాపేక్ష ప్రవాహంపై ట్రాన్స్ఫార్మర్ సామర్థ్యం యొక్క ఆధారపడటం
క్రియాశీల లోడ్ మోడ్లో, సెకండరీ వైండింగ్ కరెంట్ వెక్టర్ ద్వితీయ వైండింగ్ వోల్టేజ్ వెక్టర్తో సహ-విస్తృతంగా ఉంటుంది, కాబట్టి లోడ్ కరెంట్లో పెరుగుదల ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సెకండరీ వైండింగ్ యొక్క టెర్మినల్స్ వద్ద వోల్టేజ్లో తగ్గుదలకు కారణమవుతుంది.
ఈ రకమైన ట్రాన్స్ఫార్మర్ లోడ్ కోసం కరెంట్లు మరియు వోల్టేజీల యొక్క సరళీకృత వెక్టార్ రేఖాచిత్రం మూర్తి 3లో చూపబడింది.
మూర్తి 3 - ట్రాన్స్ఫార్మర్ యాక్టివ్ లోడ్ ప్రవాహాలు మరియు వోల్టేజీల యొక్క సరళీకృత వెక్టార్ రేఖాచిత్రం
2. ప్రేరక లోడ్ కోసం ఆపరేటింగ్ మోడ్
ఇండక్టివ్ లోడ్ మోడ్లో, సెకండరీ వైండింగ్ కరెంట్ వెక్టర్ సెకండరీ వైండింగ్ వోల్టేజ్ వెక్టర్ను 90 డిగ్రీలు లాగ్ చేస్తుంది. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ మూసివేతకు అనుసంధానించబడిన ఇండక్టెన్స్ విలువలో తగ్గుదల లోడ్ కరెంట్ పెరుగుదలకు కారణమవుతుంది, ఫలితంగా ద్వితీయ వోల్టేజ్ తగ్గుతుంది.
ఈ రకమైన ట్రాన్స్ఫార్మర్ లోడ్ కోసం కరెంట్లు మరియు వోల్టేజీల యొక్క సరళీకృత వెక్టార్ రేఖాచిత్రం మూర్తి 4లో చూపబడింది.
మూర్తి 4 — ఇండక్టివ్ లోడ్ మోడ్లో ట్రాన్స్ఫార్మర్ కరెంట్లు మరియు వోల్టేజ్ల సరళీకృత వెక్టార్ రేఖాచిత్రం
3. కెపాసిటివ్ లోడ్తో ఆపరేషన్ మోడ్
కెపాసిటివ్ లోడ్ మోడ్లో, సెకండరీ వైండింగ్ యొక్క ప్రస్తుత వెక్టర్ 90 డిగ్రీల సెకండరీ వైండింగ్ యొక్క వోల్టేజ్ వెక్టర్ కంటే ముందుంది. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్కు అనుసంధానించబడిన కెపాసిటెన్స్ పెరుగుదల లోడ్ కరెంట్ పెరుగుతుంది, ఫలితంగా ద్వితీయ వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది.
ఈ రకమైన ట్రాన్స్ఫార్మర్ లోడ్ కోసం ప్రవాహాలు మరియు వోల్టేజీల యొక్క సరళీకృత వెక్టార్ రేఖాచిత్రం మూర్తి 5లో చూపబడింది.
మూర్తి 5 — ట్రాన్స్ఫార్మర్ కెపాసిటివ్ లోడ్ మోడ్ కరెంట్స్ మరియు వోల్టేజీల సరళీకృత వెక్టర్ రేఖాచిత్రం