Transformers MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Transformers - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

स्पष्टीकरण:

3-फेज ट्रांसफार्मर के परिचालन के दौरान संयोजन के विकल्प (choice of connection) को निम्नलिखित में से कौन-सा कारक प्रभावित नहीं करेगा?

ट्रांसफार्मर का श्रेणी परिचालन (Series operation of the transformer) को 3-फेज ट्रांसफार्मर के संयोजन के विकल्प को प्रभावित नहीं करता है।

विस्तृत समाधान:

जब हम 3-फेज ट्रांसफार्मर के संयोजन के विकल्पों पर विचार करते हैं, तो कई कारक होते हैं जो इस निर्णय को प्रभावित करते हैं। आइए इन कारकों को विस्तार से समझें:

1. फॉल्ट स्थिति में परिचालन (Operation under fault condition):

फॉल्ट स्थिति में ट्रांसफार्मर का प्रदर्शन महत्वपूर्ण होता है। यह ध्यान में रखना आवश्यक है कि कौन-सा संयोजन फॉल्ट स्थिति में ट्रांसफार्मर को सुरक्षित रख सकता है और फॉल्ट क्लियर करने में मदद कर सकता है। इस प्रकार, यह एक महत्वपूर्ण कारक है जो संयोजन के विकल्प को प्रभावित करता है।

2. आर्थिक कारण (Economic consideration):

ट्रांसफार्मर के संयोजन के विकल्प को चुनते समय लागत भी महत्वपूर्ण होती है। विभिन्न प्रकार के संयोजन के निर्माण और रखरखाव में विभिन्न लागतें शामिल हो सकती हैं। इसलिए, आर्थिक कारण भी एक महत्वपूर्ण कारक है जो इस निर्णय को प्रभावित करता है।

3. ट्रांसफार्मर का श्रेणी परिचालन (Series operation of the transformer):

ट्रांसफार्मर का श्रेणी परिचालन (Series operation) का संयोजन विकल्प पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। श्रेणी परिचालन में, कई ट्रांसफार्मर एक के बाद एक कनेक्ट किए जाते हैं, और इसका संयोजन के प्रकार से कोई सीधा संबंध नहीं होता है। इसलिए, यह कारक संयोजन के विकल्प को प्रभावित नहीं करता है।

4. ट्रांसफार्मर का समानांतर परिचालन (Parallel operation of the transformer):

समानांतर परिचालन में, ट्रांसफार्मर को समानांतर में कनेक्ट किया जाता है ताकि वे एक साथ काम कर सकें। यह सुनिश्चित करने के लिए कि ट्रांसफार्मर समानांतर में सही तरीके से काम करें, उनके संयोजन को सही ढंग से चुना जाना चाहिए। इसलिए, समानांतर परिचालन भी एक महत्वपूर्ण कारक है जो संयोजन के विकल्प को प्रभावित करता है।

Additional Information

3-फेज ट्रांसफार्मर के संयोजन के विकल्प को प्रभावित करने वाले अन्य महत्वपूर्ण कारक निम्नलिखित हैं:

• लोड की प्रकृति: संयोजन का प्रकार लोड की प्रकृति पर भी निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, संतुलित और असंतुलित लोड के लिए विभिन्न संयोजन उपयुक्त हो सकते हैं।
• वोल्टेज स्तर: विभिन्न वोल्टेज स्तरों के लिए विभिन्न प्रकार के संयोजन की आवश्यकता हो सकती है।
• सुरक्षा: संयोजन का प्रकार ट्रांसफार्मर और संबंधित उपकरणों की सुरक्षा को भी प्रभावित कर सकता है।

निष्कर्ष:

ट्रांसफार्मर का श्रेणी परिचालन (Series operation of the transformer) एकमात्र ऐसा कारक है जो 3-फेज ट्रांसफार्मर के संयोजन के विकल्प को प्रभावित नहीं करता है। अन्य कारक जैसे फॉल्ट स्थिति में परिचालन, आर्थिक कारण, और समानांतर परिचालन महत्वपूर्ण हैं और संयोजन के विकल्प को प्रभावित करते हैं।

DC जनरेटर के कोर को लैमिनेट करने से भंवर धारा हानि को काफी कम किया जा सकता है।

अवधारणा:

भंवर धारा हानि:

• जब किसी चुंबकीय पदार्थ पर प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र लगाया जाता है, तो फैराडे के विद्युत चुंबकीय प्रेरण के नियम के अनुसार पदार्थ में स्वयं एक ईएमएफ प्रेरित होता है।
• चूँकि चुंबकीय पदार्थ एक चालक पदार्थ है, ये ईएमएफ पदार्थ के निकाय के भीतर धारा का संचरण करते हैं। इन परिसंचारी धाराओं को भंवर धाराएँ कहा जाता है। ये तब उत्पन्न होती हैं जब चालक एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र का अनुभव करता है।
• लैमिनेशन की प्रक्रिया में कोर को पतली परतों में विभाजित करना शामिल है जो इन्सुलेट सामग्री द्वारा एक साथ रखी जाती हैं।
• लैमिनेशन के कारण प्रत्येक परत का प्रभावी अनुप्रस्थ काट क्षेत्र कम हो जाता है और इसलिए प्रभावी प्रतिरोध बढ़ जाता है।
• जैसे ही प्रभावी प्रतिरोध बढ़ता है, भंवर धारा हानि कम हो जाएगी।

गणितीय रूप से, भंवर धारा हानि इस प्रकार दी जाती है:

ट्रांसफॉर्मर में भंवर धारा हानि इस प्रकार दी जाती है:

Pe = Ke Bm2. t2. f2. V वाट

जहाँ;

K - भंवर धारा का गुणांक। इसका मान चुंबकीय पदार्थ की प्रकृति पर निर्भर करता है

Bm - Wb/m2 में फ्लक्स घनत्व का अधिकतम मान

t - मीटर में लैमिनेशन की मोटाई

f - हर्ट्ज में चुंबकीय क्षेत्र के उलट होने की आवृत्ति

V - m3 में चुंबकीय पदार्थ का आयतन

उपरोक्त सूत्र से, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि भंवर धारा हानि आवृत्ति के वर्ग के समानुपाती होती है।

अवलोकन:

चूँकि भंवर धारा हानि लैमिनेशन की मोटाई के वर्ग के समानुपाती होती है।

∴ ट्रांसफॉर्मर कोर में भंवर धारा हानि को लैमिनेशन की मोटाई कम करके कम किया जा सकता है।

अवधारणा:

भंवर धारा नुकसान:

• जब एक प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र को एक चुंबकीय पदार्थ पर लागू किया जाता है, तो emf फैराडे के विद्युतचुंबकीय प्रेरण के नियम के अनुसार स्वयं पदार्थ में प्रेरित होता है।
• चूँकि चुंबकीय पदार्थ एक संवाही पदार्थ है, इसलिए ये EMF पदार्थ के निकाय में धारा प्रसारित करते हैं। ये प्रसारण धाराएं भंवर धाराएं कहलाती है। वे तब उत्पादित होते हैं जब चालक एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र का अनुभव करता है।
• विपाटन की इस प्रक्रिया में अवरोधी पदार्थो को एकसाथ रखकर कोर को पतले परतों में विभाजित करना शामिल है।
• विपाटन के कारण प्रत्येक परत का प्रभावी अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल कम होता है और इसलिए प्रभावी प्रतिरोध बढ़ता है।
• चूँकि प्रभावी प्रतिरोध बढ़ता है, इसलिए भंवर धारा नुकसान कम होगा।

गणितीय रूप से भंवर धारा नुकसान निम्न दिया गया है:

ट्रांसफार्मर में भंवर धारा नुकसान निम्न दिया गया है:

Pe = Ke Bm2. t2. f2. V वाट

जहाँ;

K - भंवर धारा का गुणांक। इसका मान चुंबकीय पदार्थ की प्रकृति पर निर्भर करता है।

Bm - Wb/m2 में अभिवाह घनत्व का अधिकतम मान 

t - मीटर में विपाटन की मोटाई

f - Hz में चुंबकीय क्षेत्र के व्युत्क्रम की आवृत्ति

V - m3 में चुंबकीय पदार्थ का आयतन

उपरोक्त सूत्र से हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि भंवर धारा नुकसान आवृत्ति के समानुपाती होता है।

अवलोकन:

चूँकि भंवर धारा नुकसान विपाटन की मोटाई के वर्ग के समानुपाती होता है।

∴ ट्रांसफॉर्मर कोर में भंवर धारा नुकसान को विपाटन की मोटाई कम करके कम किया जा सकता है।

सही उत्तर विकल्प 4 है।

संकल्पना:

निष्क्रिय घटक वे घटक होते हैं जो किसी माध्यम से धारा को नियंत्रित नहीं कर सकते हैं, विद्युत संकेतों को निष्क्रिय उपकरण कहा जाता है।

प्रतिरोधक, संधारित्र, प्रेरक और परिणामित्र सभी को निष्क्रिय उपकरण माना जाता है।

परिणामित्र और सिलिकॉन-नियंत्रित दिष्टकारी (SCR) जैसे सक्रिय घटक विद्युत को नियंत्रित करने के लिए विद्युत धारा का उपयोग करते हैं।

• डेल्टा-स्टार संयोजन प्रकार के तीन-फेज वाले ट्रांसफार्मर का प्रयोग अधिक और निम्न वोल्टेज रेटिंग दोनों ट्रांसफार्मर के लिए किया जाता है।
• डेल्टा-स्टार ट्रांसफार्मर का प्रयोग वोल्टेज स्तरों को ऊपर ले जाने के लिए वितरण प्रणाली के जनरेटर पक्ष पर किया जाता है और स्टार-डेल्टा ट्रांसफार्मर का प्रयोग वोल्टेज स्तरों को नीचे ले जाने के लिए वितरण प्रणाली के भार पक्ष पर किया जाता है।
• स्टार-स्टार संयोजन प्रकार के ट्रांसफार्मर का प्रयोग निम्न, उच्च वोल्टेज ट्रांसफार्मर के लिए किया जाता है।
• डेल्टा-डेल्टा संयोजन प्रकार के ट्रांसफार्मर का प्रयोग अधिक, निम्न वोल्टेज ट्रांसफार्मर के लिए किया जाता है।

• एक पृथक्कारी ट्रांसफाॅर्मर वह ट्रांसफाॅर्मर है जिसका उपयोग विद्युत स्त्रोत को शक्ति उपकरण से पृथक करते समय प्रत्यावर्ती धारा (AC) स्त्रोत से विद्युत शक्ति को किसी उपकरण या डिवाइस में स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है
• पृथक्कारी ट्रांसफाॅर्मर गैल्वेनिक पृथक्करण प्रदान करते हैं और इसका उपयोग बिजली के झटके से बचाने के लिए, संवेदशील उपकरणों में विद्युत शोर को कम करने के लिए किया जाता है, या दो परिपथ के बीच शक्ति स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है, जो आपस में जुडे हुए नहीं होने चाहिए
• पृथक्कारी ट्रांसफाॅर्मर एक परिपथ से दूसरे में DC घटक के संचरण को अवरुद्ध करता है परंतु सिग्नल में AC घटकों को पारित करने की अनुमति देता है
• ट्रांसफाॅर्मर जिनमें प्राथमिक से द्वितीयक कुंडलियों के बीच घुमाव का अनुपात 1 से 1 होता है उनका उपयोग द्वितीयक परिपथ और ऊर्जित चालक और भू-संपर्कन के बीच के लगने वाले बिजली के झटके से व्यक्तियों को सुरक्षित रखने के लिए किया जाता है

डेल्टा-स्टार संयोजन प्रकार के तीन-फेज वाले ट्रांसफार्मर का प्रयोग अधिक और निम्न वोल्टेज रेटिंग दोनों ट्रांसफार्मर के लिए किया जाता है।

डेल्टा-स्टार ट्रांसफार्मर का प्रयोग निम्न वोल्टेज वितरण प्रणाली में किया जाता है।

स्टार-स्टार संयोजन प्रकार के ट्रांसफार्मर का प्रयोग निम्न, उच्च वोल्टेज ट्रांसफार्मर के लिए किया जाता है।

सिलिकॉन इस्पात का प्रयोग विद्युतीय ट्रांसफार्मर कोर के लिए निम्न कारणों से किया जाता है:

1) इससे हिस्टैरिसीस हानि कम होती है

2) उच्च पारगम्यता

3) उच्च प्रतिरोध

4) वस्तुतः जरण समाप्ति

5) विपाटन की न्यूनतम मोटाई

संकल्पना:

एक ट्रांसफार्मर में,वोल्टेज और घुमाव की संख्या निम्न प्रकार से एक दूसरे से संबंधित होते हैं।

\(\frac{{{V}_{1}}}{{{V}_{2}}}=\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\)

जहाँ,

 V₁ = ट्रांसफार्मर के प्राथमिक पक्ष में वोल्टेज 

V₂ = ट्रांसफार्मर के द्वितीयक पक्ष में वोल्टेज 

N₁ = ट्रांसफार्मर के प्राथमिक पक्ष में घुमावों की संख्या

N₂ = ट्रांसफार्मर के द्वितीयक पक्ष में घुमावों की संख्या

गणना:

V₁ = 2000

V₂ = 200

N₂ = 100

\(\frac{2000}{200}=\frac{{{N}_{1}}}{100}\)

⇒ N₁ = 1000

ट्रांसफार्मर तेल की पारद्युतिक मजबूती मुख्य रूप से एसिड, पानी, और अन्य प्रदूषण की उपस्थिति से निर्धारित होती है। इसलिए ट्रांसफॉर्मर तेल को जितना संभव हो सके इस तरह के दूषित पदार्थों से मुक्त रखना महत्वपूर्ण है। तेल की पारद्युतिक मजबूती समय के साथ और सेवा की स्थितियों, जहां ट्रांसफॉर्मर स्थित होता है, के आधार पर कम हो जाएगी। ट्रांसफार्मर तेल की पारद्युतिक मजबूती 33 kV तक अपेक्षित है।

The correct answer is option 4
संकल्पना​:

एक ट्रांसफॉर्मर में मुख्य रूप से दो प्रकार के नुकसान होते हैं

• कोर नुकसान 
• तांबा नुकसान 

कोर नुकसान जिसे लौह नुकसान के रूप में भी संदर्भित किया जाता है, में शैथिल्य नुकसान और भंवर धारा नुकसान शामिल होता है।

यह दो नुकसान तब स्थिर होते हैं जब ट्रांसफार्मर आवेशित होता है। इसका अर्थ है कि इन नुकसानों की मात्रा ट्रांसफॉर्मर के द्वितीयक भार की स्थिति पर निर्भर नहीं करती है। सभी भारण स्थिति में ये निर्दिष्ट होते हैं। 

ताँबा नुकसान ट्रांसफार्मर पर भार के वर्ग के सीधे आनुपातिक हैं।

\({W_{cu}} = {x^2}{W_{cufl}}\)

यहाँ, x ट्रांसफार्मर के पूर्ण भार का प्रतिशत है।

Wcufl­ पूर्ण भार पर ताँबा नुकसान है।

गणना​:

दिया गया है कि, x = 50% = 0.5

पूर्ण भार पर ताँबा नुकसान = 400 W

पूर्ण भार के 25% पर ताँबा नुकसान = (0.5)2 × 400 = 100 W

ट्रांसफार्मर का निर्माण

• ट्रांसफार्मर में एक केंद्रीय क्रोड होता है जिस पर प्राथमिक और द्वितीयक कुंडलन होता है।
• कोश-प्रकार ट्रांसफॉर्मर का क्रोड लौह-चुंबकीय पदार्थ जैसे मृदु लोहा से बना होता है।
• अधिकांश प्रकार के ट्रांसफार्मर निर्माण में, केंद्रीय लौह क्रोड का निर्माण आमतौर पर पतली सिलिकॉन स्टील के पटलन से बने अत्यधिक पारगम्य पदार्थ से किया जाता है।
• न्यूनतम चुंबकीय क्षय के साथ आवश्यक चुंबकीय पथ प्रदान करने के लिए इन पतले पटलन को एक साथ इकट्ठा किया जाता है।
• स्टील शीट की प्रतिरोधकता स्वयं उच्च होती है, इस प्रकार पटलन को बहुत पतला बनाकर किसी भी भंवर धारा के क्षय को कम करता है।

ट्रांसफार्मर तब अधिकतम दक्षता प्रदान करेगा जब इसकी ताम्र हानि लौह हानि के समान होगी​।

ताम्र​ हानि:

एक ट्रांसफार्मर में वह हानि जो एक ट्रांसफार्मर के कुंडली प्रतिरोध में होती है, उसे ताम्र हानि के रूप में जाना जाता है।

ताम्र हानि = i2R

लौह हानि:

लौह हानि: भँवर धारा हानि + शैथिल्य हानि

भँवर धारा हानि = Ke t2 f2 B2

शैथिल्य हानि = Kh f B^η

दक्षता पूर्ण भार के कुछ भाग x पर अधिकतम होता है :

\(x = \sqrt {\frac{{{W_i}}}{{{W_{cu}}}}}\)

जहाँ Wi = लोहा नुकसान

Wcu = तांबा नुकसान

अधिकतम दक्षता पर भार = पूर्ण भार \(\times \sqrt {\frac{{{W_i}}}{{{W_{cu}}}}} = \)पूर्ण भार \({\rm{\;}} \times \sqrt {\frac{B}{A}}\)

अधिकतम दक्षता पर kVA को निम्न द्वारा ज्ञात किया जाता है,

\(kVA\;at\;{η _{max}} = full\;load\;kVA \times \sqrt {\frac{{{W_i}}}{{{W_{cu}}}}}\)