গঠন ও Cooling: Core, Winding, Oil, Conservator, Breather

Transformer-এর আয়ু মূলত একটি জিনিসের আয়ু — Winding-এর Paper insulation। Paper নষ্ট হয় তিনটি কারণে: তাপ, আর্দ্রতা আর অক্সিজেন। Transformer-এর প্রায় প্রতিটি অংশের কাজ এই তিনটিকে দূরে রাখা। এই চোখে দেখলে গঠন বোঝা সহজ।

Core

Core-এর কাজ Flux-এর জন্য সহজ পথ দেওয়া। এটি তৈরি হয় CRGO (Cold Rolled Grain Oriented) সিলিকন স্টিলের খুব পাতলা পাত দিয়ে, প্রতিটি পাতের গায়ে অন্তরক প্রলেপ।

• কেন পাতলা পাত (Lamination)? নিরেট লোহা হলে পরিবর্তনশীল Flux লোহার ভেতরেই ঘূর্ণি Current (Eddy current) তৈরি করত — Core গরম হতো। পাতলা অন্তরিত পাতে এই Current-এর পথ ছোট হয়, Loss কমে।
• কেন সিলিকন স্টিল? বারবার চুম্বকায়নে কম শক্তি নষ্ট হয় (Hysteresis loss কম)।
• Core-কে Tank-এর সাথে একটিমাত্র বিন্দুতে Earth করা থাকে। দুই জায়গায় Earth হলে Core-এর ভেতর দিয়ে Current ঘোরে, Core গরম হয় — Oil-এর DGA পরীক্ষায় তা ধরা পড়ে (Lesson 8)।

Winding

• LV winding Core-এর কাছে (ভেতরে), HV winding বাইরে। কারণ: Core Earth-এর সাথে যুক্ত, তাই কম Voltage-এর Winding কাছে রাখলে Insulation কম লাগে; আর Tap থাকে HV-তে, বাইরে থাকলে Tap-এর তার বের করা সহজ।
• পরিবাহী তামা (Copper) বা অ্যালুমিনিয়াম। LV-তে বড় Current, তাই মোটা পাত (Foil) বা চ্যাপ্টা তার; HV-তে সরু তার, অনেক Turn।
• Turn-এর মাঝে Paper insulation, Winding-এর মাঝে Pressboard-এর ব্যারিয়ার আর তেলের প্রবাহের জন্য ফাঁক (Duct)।
• Short circuit-এর সময় Winding-এ প্রচণ্ড যান্ত্রিক বল পড়ে; তাই শক্ত করে বাঁধা (Clamping) থাকে। বারবার Fault-এ Winding নড়ে গেলে পরীক্ষায় তা ধরা যায়।

Oil: অন্তরক আর শীতলকারক

Transformer oil (সাধারণত Mineral oil) একসাথে দুই কাজ করে:

1. Insulation — Paper-কে ভিজিয়ে রাখে, বাতাসের ফাঁক দূর করে, HV ও Earth-এর মাঝে অন্তরক।
2. Cooling — Winding আর Core-এর তাপ নিয়ে Radiator-এ ছেড়ে দেয়।

তেলের মান ভালো থাকা মানে Paper ভালো থাকা। আর্দ্রতা তেলের অন্তরক ক্ষমতা (BDV) অনেক কমিয়ে দেয় — Lesson 8।

Tank ও Radiator

• Tank — ইস্পাতের, ভেতরে Core-Winding ও তেল।
• Radiator / Fin — তেলের তাপ বাতাসে ছাড়ার জন্য বড় পৃষ্ঠ। গরম তেল ওপরে ওঠে, Radiator দিয়ে নিচে নামতে নামতে ঠান্ডা হয় — Pump ছাড়াই প্রবাহ (Thermosiphon)।
• Radiator-এর গায়ে ধুলা, পাখির বাসা, লতাপাতা বা পাশে দেওয়াল থাকলে Cooling কমে। Radiator-এর Valve বন্ধ থাকলে (যেমন পরিবহনের পর খোলা হয়নি) Transformer অল্প Load-এই গরম হয়।

Conservator ও Breather

Load আর তাপমাত্রার সাথে তেল প্রসারিত ও সংকুচিত হয়। এই পরিবর্তন সামলাতে দুটি পদ্ধতি:

Conservator-যুক্ত (Free breathing)

Tank-এর ওপরে একটি ছোট ড্রাম (Conservator) — মূল Tank সবসময় তেলে পূর্ণ থাকে, শুধু Conservator-এ তেলের স্তর ওঠানামা করে। তেল কমলে বাইরের বাতাস ঢোকে — সেই বাতাস যায় Silica gel breather দিয়ে:

• নিচে একটি Oil cup — বাতাস তেলের ভেতর দিয়ে যায়, ধুলা আটকায়, আর Breather-এর Silica gel সারাক্ষণ বাইরের বাতাস টানে না।
• ভেতরে Silica gel — বাতাসের আর্দ্রতা শুষে নেয়। শুকনো অবস্থায় এক রং (যেমন কমলা বা নীল), ভেজা হলে রং বদলায় (যেমন সবুজ বা গোলাপি) — প্রস্তুতকারকের রং-নির্দেশ দেখুন।
• রং বদলানো অংশ বেশিরভাগ (সাধারণত দুই-তৃতীয়াংশ) হলে বদলান। খুব দ্রুত রং বদলালে Oil cup-এ তেল নেই বা Breather-এর জোড়ায় লিক।
• Breather নেই, বা পুরো ভেজা — মানে আর্দ্র বাতাস সরাসরি তেলে। Transformer-এর আয়ু কমানোর সবচেয়ে সহজ উপায়।

Conservator আর মূল Tank-এর মাঝের পাইপে বসানো থাকে Buchholz relay — Tank-এর ভেতরের গ্যাস বা তেলের হঠাৎ প্রবাহ ধরে (Lesson 7)। Conservator-এ থাকে Oil level gauge (MOG), কম তেলে Alarm।

Hermetically sealed

ছোট ও মাঝারি Distribution transformer-এ প্রায়ই Conservator থাকে না। Tank পুরো বন্ধ, তেলের প্রসারণ সামলায় ঢেউ খেলানো (Corrugated) Tank-এর দেয়াল, যা একটু ফুলে-চুপসে যায়। বাইরের বাতাস ঢোকে না, তাই Breather লাগে না, তেল দীর্ঘদিন ভালো থাকে। সুরক্ষার জন্য থাকে PRV (Pressure relief valve) আর কখনো একটি সমন্বিত Gas-pressure-temperature যন্ত্র।

বাইরের অন্যান্য অংশ

• HV ও LV Bushing — Porcelain বা Resin; Tank-এর গা থেকে অন্তরিত অবস্থায় Winding-এর সংযোগ বাইরে আনে। ফাটল, ময়লা, তেল চুইয়ে পড়া দেখুন। বাইরের HV Bushing-এ Arcing horn থাকতে পারে।
• Tap changer-এর হাতল — Tank-এর ওপরে বা পাশে, Locking pin সহ (Lesson 5)।
• OTI ও WTI — Oil ও Winding temperature indicator, Alarm ও Trip contact সহ।
• PRV — ভেতরে চাপ হঠাৎ বাড়লে খুলে তেল বের করে দেয়, Tank ফাটা রোধ করে।
• Drain, Filter ও Sampling valve — তেল নেওয়া ও Filtration-এর জন্য।
• Earthing terminal — Tank-এর Body earth; LV Neutral-এর আলাদা Bushing (Lesson 10)।
• Rating plate (Lesson 2)।

Dry-type (Cast resin) Transformer

ভবনের ভেতরে, হাসপাতাল, শপিং মল বা বহুতলে আগুনের ঝুঁকি কমাতে তেলবিহীন Cast resin Transformer ব্যবহার হয়। Winding Epoxy resin-এ ঢালাই করা, Cooling বাতাস দিয়ে।

• তেল নেই, তাই Oil test, Breather, Buchholz নেই — কিন্তু ধুলা ও আর্দ্রতা বড় শত্রু; নিয়মিত পরিষ্কার, Room-এ ভালো বায়ুচলাচল।
• Winding-এর তাপমাত্রা মাপে PT100 sensor, আর একটি Temperature relay Fan চালু ও Alarm/Trip দেয়।
• চালু অবস্থায় Winding-এর গা ছোঁয়া যাবে না — Resin-এর বাইরের পৃষ্ঠেও Voltage থাকতে পারে।

Cooling-এর কোড

চার অক্ষর: প্রথম দুটি ভেতরের মাধ্যম ও তার প্রবাহ, পরের দুটি বাইরের মাধ্যম ও প্রবাহ।

• ONAN — তেল ও বাতাস দুটোই প্রাকৃতিক। প্রায় সব Distribution transformer।
• ONAF — Radiator-এ Fan। Fan চালু হলে বেশি Rating, তাই Nameplate-এ দুই Rating (যেমন ONAN/ONAF 10/12.5 MVA)।
• OFAF / ODAF — Pump ও Fan, বড় Power transformer।
• Dry-type-এ AN (প্রাকৃতিক বাতাস) বা AF (Fan)।

ONAF Transformer-এ Fan নষ্ট মানে ONAN Rating-এর বেশি Load দেওয়া যাবে না — Fan-এর Supply আর Fan-এর Alarm নিয়মিত দেখুন।

সংক্ষেপে

• Paper insulation-এর শত্রু তাপ, আর্দ্রতা, অক্সিজেন — গঠনের প্রায় সব অংশ এদের ঠেকায়।
• Core পাতলা CRGO পাতে — Eddy ও Hysteresis loss কম; Core একটিমাত্র বিন্দুতে Earth।
• LV ভেতরে, HV বাইরে; Tap HV-তে।
• Oil = Insulation + Cooling।
• Conservator-যুক্তে Silica gel breather আর Oil cup জরুরি; Hermetically sealed-এ Breather নেই।
• Radiator পরিষ্কার ও Valve খোলা; ONAF-এ Fan কাজ করছে কিনা দেখুন।
• Cast resin: তেল নেই, কিন্তু ধুলা ও আর্দ্রতা থেকে রক্ষা।

পরের Lesson: Vector group ও Dyn11।