ট্রান্সফরমারের বড় পরিবারে,একক-ফেজ ট্রান্সফরমারসবচেয়ে মৌলিক এবং প্রাচীনতম সদস্যদের এক. শুধুমাত্র একটি লোহার মূল স্তম্ভ এবং দুটি উইন্ডিং (প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক) সহ এর গঠন এবং নীতিটি সহজ - বলে মনে হতে পারে, তবে এটি আবাসিক আলো থেকে রেলপথের ট্র্যাকশন, নির্ভুল যন্ত্র থেকে নতুন শক্তি উৎপাদন পর্যন্ত বিস্তৃত চাহিদা সমর্থন করে। যাইহোক, বেশিরভাগ লোকের ধারণায়,তিন-ফেজ ট্রান্সফরমারশিল্প এবং পাওয়ার গ্রিডের জন্য মূলধারার পছন্দ। সুতরাং, কোন নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে একক-ফেজ ট্রান্সফরমার এখনও একটি অপরিবর্তনীয় ভূমিকা পালন করে? তিনটি-ফেজ ট্রান্সফরমারের তুলনায় এর অনন্য সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি কী কী? যখন একটি প্রকল্পের জন্য একক-ফেজ পাওয়ার সাপ্লাই প্রয়োজন হয়, তখন নির্বাচন প্রক্রিয়ায় কোন প্রযুক্তিগত বিবরণ এবং সার্টিফিকেশনের প্রয়োজনীয়তা বিবেচনা করা উচিত?
মৌলিক নীতিতে, কএকক-ফেজ ট্রান্সফরমারএকটি স্থির বৈদ্যুতিক ডিভাইস যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন নীতি ব্যবহার করে কাজ করে। যখন একটি ওয়াইন্ডিং একটি এসি পাওয়ার উত্সের সাথে সংযুক্ত থাকে, তখন লোহার কোরে একটি বিকল্প চৌম্বকীয় প্রবাহ উৎপন্ন হয়, যা একই সাথে সেকেন্ডারি উইন্ডিংয়ের মধ্য দিয়ে যায় এবং একটি ইলেক্ট্রোমোটিভ বল প্ররোচিত করে, যার একটি ভোল্টেজ অনুপাত টার্ন অনুপাতের সমান। কাঠামোগতভাবে, একক-ফেজ ট্রান্সফরমারের সাধারণত মুখের আকৃতির (কোর টাইপ) বা শেল টাইপ আয়রন কোর থাকে, উচ্চ এবং নিম্ন ভোল্টেজের উইন্ডিংগুলি আয়রন কোর কলামের চারপাশে ঘনীভূত হয়। পর্যায়গুলির সংখ্যার উপর নির্ভর করে, একক-ফেজ ট্রান্সফরমারগুলি পৃথকভাবে বা তিনটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমার সমন্বিত একটি তিন-ফেজ সিস্টেমে ব্যবহার করা যেতে পারে। "তিনটি একক-ফেজ উপাদান যা একটি তিন-ফেজ গঠন করে" এর এই স্কিমটির নির্দিষ্ট উচ্চ-ভোল্টেজ এবং উচ্চ-ক্ষমতার পরিস্থিতিতে অনন্য সুবিধা রয়েছে।
একক-ফেজ ট্রান্সফরমারগুলির সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য সুবিধা হল তাদের নমনীয়তা এবং অর্থনীতিতে। যে পরিস্থিতিতে ধারণক্ষমতার চাহিদা বেশি নয়, যেমন আবাসিক এলাকায় এক পরিবারের এক মিটার বিদ্যুৎ সরবরাহ, রাস্তার আলো, ছোট বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম এবং গৃহস্থালীর যন্ত্রপাতিগুলিতে পাওয়ার অ্যাডাপ্টার, সিঙ্গেল-ফেজ ট্রান্সফরমারগুলি সিঙ্গেল-ফেজ 220V বা 110V পাওয়ার গ্রিডগুলি থেকে সরাসরি বিদ্যুৎ আঁকতে পারে। তাদের একটি সহজ গঠন এবং কম খরচ আছে। অপারেশনাল স্তরে, একবার একটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমার ব্যর্থ হলে, সম্পূর্ণ তিনটি-ফেজ গ্রুপে অন্য দুটি পর্যায়কে প্রভাবিত না করে শুধুমাত্র সরঞ্জামগুলিকে প্রতিস্থাপন করতে হবে৷ রেলওয়ে ট্র্যাকশন পাওয়ার সাপ্লাই এবং রিমোট এরিয়া পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশনে এটি অত্যন্ত মূল্যবান। এছাড়াও, একই ক্ষমতার তিনটি ফেজ ট্রান্সফরমারের তুলনায় একক-ফেজ ট্রান্সফরমারের ভলিউম এবং ওজন কম থাকে, যা তাদের পরিবহন এবং ইনস্টল করা সহজ করে, বিশেষ করে ওভারহেড লাইনে কলাম ইনস্টলেশনের জন্য উপযুক্ত।
যাইহোক, একক-ফেজ ট্রান্সফরমারেরও প্রাকৃতিক সীমাবদ্ধতা রয়েছে। একই ক্ষমতার অধীনে, একক-ফেজ ট্রান্সফরমারগুলির উপাদান ব্যবহারের হার সাধারণত তিন-ফেজ ট্রান্সফরমারের তুলনায় কম, কারণ তিনটি-ফেজ ট্রান্সফরমারের আয়রন কোর এবং ওয়াইন্ডিং চৌম্বকীয় সার্কিটকে ভাগ করতে পারে, যার ফলে লোহার মূল উপাদানগুলি সংরক্ষণ করা যায় এবং ক্ষতি হ্রাস করা যায়। অতএব, শিল্প উচ্চ-শক্তি বিতরণ এবং পাওয়ার গ্রিড ব্যাকবোন নেটওয়ার্কে, তিনটি-ফেজ ট্রান্সফরমার হল পরম মূলধারা। উপরন্তু, যদি বিপুল সংখ্যক একক-ফেজ লোড একটি নির্দিষ্ট ধাপে কেন্দ্রীভূত হয়, তাহলে এটি তিন-ফেজ পাওয়ার গ্রিডে ভারসাম্যহীনতার কারণ হতে পারে, যার ফলে নিরপেক্ষ বিন্দু অফসেট এবং শূন্য সিকোয়েন্স কারেন্ট বৃদ্ধির মতো সমস্যা দেখা দিতে পারে। অতএব, বৃহৎ-একক-ফেজ বিতরণে যুক্তিসঙ্গত লোড বন্টন প্রয়োজন।
সুতরাং, একক-ফেজ ট্রান্সফরমারগুলির সাধারণ প্রয়োগের দৃশ্যগুলি কী কী? বিদ্যুতায়িত রেলওয়ে ট্র্যাকশন পাওয়ার সাপ্লাই হল একক-ফেজ ট্রান্সফরমারের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগক্ষেত্রগুলির মধ্যে একটি। রেলওয়ে ওভারহেড যোগাযোগ ব্যবস্থা একক-ফেজ এসি পাওয়ার সাপ্লাই গ্রহণ করে (25kV বা 2 × 25kV), এবং ট্র্যাকশন ট্রান্সফরমার তিনটি-ফেজ হাই-পাওয়ার গ্রিডের ভোল্টেজ বিদ্যুৎকে একক-ফেজ বিদ্যুতে রূপান্তর করে ট্রেন পরিচালনার জন্য উপযুক্ত। দুটি সাধারণ সমাধান রয়েছে: একটি হল একটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমার ব্যবহার করে সরাসরি তিন-ফেজ পাওয়ার গ্রিড থেকে একটি ফেজ সরবরাহ করা, কিন্তু এই পদ্ধতিটি গুরুতর তিন-ফেজ ভারসাম্যহীনতার কারণ হতে পারে; একটি আরও সাধারণ সমাধান হল স্কট বা ভিভি সংযোগ ট্রান্সফরমার ব্যবহার করে তিন-ফেজ বিদ্যুতকে দুটি একক-ফেজ বিদ্যুতের উত্সে রূপান্তরিত করা যার একটি ফেজ পার্থক্য 90 ডিগ্রি, যা যথাক্রমে ওভারহেড এবং ওভারহেড যোগাযোগ নেটওয়ার্কগুলিতে শক্তি সরবরাহ করে, এইভাবে লোড ব্যালেন্সিং অর্জন করে। উদাহরণ হিসেবে চীনের উচ্চ-স্পিড রেলকে নিলে, উচ্চ গতির ট্রেনের উচ্চ-শক্তি এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা পাওয়ার সাপ্লাই চাহিদা মেটাতে AT পাওয়ার সাপ্লাইয়ের সাথে একত্রে প্রচুর পরিমাণে একক-ফেজ ট্র্যাকশন ট্রান্সফরমার ব্যবহার করা হয়। আবাসিক এবং বাণিজ্যিক আলোতে, একক-ফেজ পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশন সর্বব্যাপী হয় - পরিবারের মিটার বাক্সে মাইক্রো ট্রান্সফরমার থেকে একক-ফেজ পোল মাউন্ট করা ট্রান্সফরমার থেকে আবাসিক বিতরণ কক্ষে, তারা 10kV উচ্চ ভোল্টেজ কমিয়ে 210V বা দৈনিক 210V বিদ্যুতের জন্য কম করে দেয়। পরিবারগুলি নতুন শক্তির ক্ষেত্রে, কিছু পরিবারের ফটোভোলটাইক ইনভার্টার এবং এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমগুলিও গৃহস্থালী পাওয়ার গ্রিডের সাথে নিরাপদ বিচ্ছিন্নতা এবং ভোল্টেজের মিল করার জন্য-একক-ফেজ ট্রান্সফরমার তৈরি করেছে। এছাড়াও, একক-ফেজ আইসোলেশন ট্রান্সফরমারগুলি নিরাপদ বিচ্ছিন্নতা এবং হস্তক্ষেপ বিরোধী ফাংশন প্রদানের জন্য শিল্প নিয়ন্ত্রণ, যন্ত্র, যোগাযোগ শক্তি সরবরাহ এবং চিকিৎসা সরঞ্জামগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
তিনটি-ফেজ ট্রান্সফরমারের সাথে তুলনা করে, একক-ফেজ ট্রান্সফরমার নির্বাচনের নিজস্ব বৈশিষ্ট্য রয়েছে। ক্ষমতা প্রকাশের পরিপ্রেক্ষিতে, একটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমারের রেটেড ক্ষমতা একটি একক ইউনিটের ক্ষমতাকে বোঝায় (কেভিএ-তে), যেখানে একটি তিন-ফেজ ট্রান্সফরমারের রেট করা ক্ষমতা তিনটি ধাপের সমষ্টিকে বোঝায়। যখন তিনটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমার একটি তিন-ফেজ সিস্টেমে একটি তিন-ফেজ গ্রুপ তৈরি করতে ব্যবহার করা হয়, তখন প্রতিটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমারের ক্ষমতা মোট তিন-ফেজ ক্ষমতার এক-তৃতীয়াংশ হওয়া উচিত (ওয়্যারিং পদ্ধতিতে সামান্য পার্থক্য বিবেচনা করে)। এই "তিনটি একক-ফেজ পরিবর্তে একটি তিন-ফেজ" সমাধান কিছু পরিস্থিতিতে আরও সুবিধাজনক: উদাহরণস্বরূপ, অতি-উচ্চ ভোল্টেজ এবং বড় ধারণক্ষমতার সাবস্টেশনে, পরিবহনের আকার এবং ওজনের সীমাবদ্ধতার কারণে, একটি তিন-ফেজ ট্রান্সফরমার এটিকে রেলপথে থ্রি{1} রেলপথে সিঙ্গেল বা রেলপথে {1}টি স্থানান্তর করতে সক্ষম হতে পারে না। ট্রান্সফরমারগুলি সাইটে আলাদাভাবে পরিবহন এবং একত্রিত করা যেতে পারে। একই সময়ে, তিনটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমারের ব্যবহার N-1 রিডানডেন্সি - প্রদান করে যদি একটি ব্যর্থ হয়, "V-V" ওয়্যারিং পদ্ধতি সাময়িকভাবে ক্ষমতার দুই-তৃতীয়াংশে বিদ্যুৎ সরবরাহ চালিয়ে যেতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যাতে গুরুত্বপূর্ণ লোড না হয় তা নিশ্চিত করে৷ অবশ্যই, তিনটি একক-ফেজ সলিউশনের খরচ এবং ফুটপ্রিন্ট সাধারণত একটি তিন-ফেজ ট্রান্সফরমারের চেয়ে বেশি, তাই পরিবহন বা অপ্রয়োজনীয়তার জন্য বিশেষ প্রয়োজনীয়তা না থাকলে, তিন-ফেজ ট্রান্সফরমারগুলিকে সাধারণত পছন্দ করা হয়।
রপ্তানি শংসাপত্রের ক্ষেত্রে, একক-ফেজ ট্রান্সফরমারগুলিও IEC 60076 সিরিজ বা সংশ্লিষ্ট জাতীয় মান অনুসরণ করে। উত্তর আমেরিকার বাজারের জন্য, একক-ফেজ ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফরমারগুলিকে UL 1561 (শুষ্ক-টাইপ ইউনিভার্সাল ট্রান্সফরমার) বা UL 506 (বিশেষ ট্রান্সফরমার) মান পূরণ করতে হবে এবং NRTL পরীক্ষাগার দ্বারা প্রত্যয়িত হতে হবে। ইইউ বাজারের জন্য, একক-ফেজ ট্রান্সফরমারগুলিকে অবশ্যই নিম্ন ভোল্টেজ নির্দেশিকা (LVD) এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্য নির্দেশিকা (EMC) মেনে চলতে হবে, EN 61558 সিরিজ (নিরাপত্তা বিচ্ছিন্নতা ট্রান্সফরমার) বা EN 60076 (পাওয়ার ট্রান্সফরমার) এর উপর ভিত্তি করে মানদণ্ড সহ। উপরন্তু, শক্তি দক্ষতার প্রয়োজনীয়তা উপেক্ষা করা যাবে না: মার্কিন শক্তি বিভাগ (DOE) একক-ফেজ ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফরমার (10-833kVA এর মধ্যে ক্ষমতা সহ) এর জন্য বাধ্যতামূলক কোন-লোড এবং লোড ক্ষতির সীমা আছে, এবং EU ইআরপি নির্দেশিকাও ছোট শক্তির জন্য{12}} এবং ক্ষুদ্র শক্তির মাত্রা নির্ধারণ করে{1}} ট্রান্সফরমার মধ্যপ্রাচ্য, আফ্রিকা, দক্ষিণ-পূর্ব এশিয়া, ইত্যাদিতে রপ্তানি করা একক-ফেজ ট্রান্সফরমারগুলির জন্য, সাধারণত CB পরীক্ষার রিপোর্ট প্রদান করা বা স্থানীয় পরিদর্শন সংস্থাগুলির (যেমন SABER, SONCAP, PVoC, ইত্যাদি) থেকে কমপ্লায়েন্স সার্টিফিকেট প্রাপ্ত করা প্রয়োজন। উদ্ধৃতি দেওয়ার সময় বিদেশী বাণিজ্য কর্মীদের সর্বশেষ শক্তি দক্ষতার মান এবং লক্ষ্য দেশের সার্টিফিকেশন প্রক্রিয়াগুলি আগে থেকেই বোঝা উচিত এবং প্রকল্প পরিকল্পনায় সার্টিফিকেশন ফি এবং সময় অন্তর্ভুক্ত করা উচিত।
ব্যবহারিক নির্বাচনের ক্ষেত্রে, গ্রাহকরা প্রায়শই একটি সংশয়ের সম্মুখীন হন: একক-ফেজ পাওয়ার সাপ্লাই পরিস্থিতিতে, তাদের কি একটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমার বেছে নেওয়া উচিত নাকি একটি তিন-ফেজ ট্রান্সফরমার থেকে একটি ফেজ ব্যবহার করা উচিত? উত্তরটি লোডের আকার এবং সিস্টেম কনফিগারেশনের উপর নির্ভর করে। যদি একক-ফেজ লোড ক্ষমতা বড় হয় (যেমন 100kVA-এর বেশি), তিন-ফেজ ট্রান্সফরমার থেকে একটি ফেজ নেওয়া তিনটি পর্যায়ের মধ্যে গুরুতর ভারসাম্যহীনতা সৃষ্টি করতে পারে। এই ক্ষেত্রে, একটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমার আলাদাভাবে কনফিগার করা উচিত বা তিনটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমার একটি সুষম পাওয়ার সাপ্লাই সিস্টেম তৈরি করতে ব্যবহার করা উচিত। যদি একক-ফেজ লোড ক্ষমতা ছোট এবং বিচ্ছুরিত হয়, এবং তিন-ফেজ ট্রান্সফরমারেরই পর্যাপ্ত ক্ষমতা মার্জিন থাকে, তাহলে তিন-ফেজ ট্রান্সফরমারের একটি ফেজ থেকে সরাসরি একক-ফেজ পাওয়ার সরবরাহ করা অর্থনৈতিকভাবে সম্ভব। এছাড়াও, গ্রাউন্ডিং সুরক্ষার বিষয়টি অবশ্যই বিবেচনা করা উচিত - একটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমারের সেকেন্ডারি সাইড গ্রাউন্ড করা দরকার এবং কোন গ্রাউন্ডিং পদ্ধতি ব্যবহার করতে হবে তা স্থানীয় বৈদ্যুতিক নিয়ম অনুসারে নির্ধারণ করা উচিত।
সংক্ষেপে, যদিও একক-ফেজ ট্রান্সফরমারগুলি বৃহৎ ক্ষমতা এবং দীর্ঘ-সঞ্চালনের ক্ষেত্রে তিন-ফেজ ট্রান্সফরমারকে পথ দিয়েছে, তবুও তারা এখনও বিদ্যুতায়িত রেলপথ, আবাসিক বিদ্যুৎ বিতরণ, শিল্প ও খনির উদ্যোগের জন্য স্থানীয় বিদ্যুৎ সরবরাহ এবং বিভিন্ন বিশেষ সরঞ্জামগুলিতে একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে। এর সরলতা, নমনীয়তা, এবং কম-খরচের বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে কম ভোল্টেজের স্তর এবং কম ধারণক্ষমতার প্রয়োজনীয়তার ক্ষেত্রে এখনও সেরা পছন্দ করে তোলে৷ যখন আপনার ক্লায়েন্টরা একটি ছোট প্রজেক্ট বা ডেডিকেটেড লোডের জন্য পাওয়ার সাপ্লাই সলিউশন খুঁজছেন, তখন তাদের এই চিন্তা করার জন্য গাইড করা সহায়ক হতে পারে: যন্ত্রপাতি কি একক-ফেজ লোড? পাওয়ার সাপ্লাই দূরত্ব এবং ভোল্টেজ ড্রপ কি গ্রহণযোগ্য সীমার মধ্যে? আপনার কি তিন-ফেজ লোডের ভারসাম্য বজায় রাখার শর্ত আছে? এই প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার প্রক্রিয়ায়, একক-ফেজ ট্রান্সফরমারের মান স্বাভাবিকভাবেই আবির্ভূত হবে।
