Tap Changer ও Voltage নিয়ন্ত্রণ

সন্ধ্যায় কারখানার Motor গরম হয়, আলো মিটমিট করে — LV 370 V। রাত দুটোয় একই Panel-এ 435 V, কয়েকটি Driver পুড়ে গেল। Transformer ঠিক আছে; বদলাচ্ছে Grid থেকে আসা HV। Tap changer এই সমস্যার প্রথম ও সবচেয়ে সস্তা সমাধান — যদি ঠিকভাবে, ঠিক দিকে, আর নিরাপদে বদলানো হয়।

Tap কী করে

Transformer-এর HV winding-এ কয়েকটি বাড়তি সংযোগ বিন্দু (Tap) থাকে। Tap changer বেছে দেয় HV winding-এর কতগুলো Turn কাজে লাগবে।

• HV-তে বেশি Turn → Ratio বাড়ে → LV কম।
• HV-তে কম Turn → Ratio কমে → LV বেশি।

Distribution transformer-এ সাধারণত পাঁচটি Position, প্রতিটি 2.5% (±2 × 2.5%)। Tap থাকে HV-তে কারণ সেখানে Current কম — ছোট Contact-এই চলে, আর HV winding বাইরে থাকায় সংযোগ বের করা সহজ (Lesson 3)।

কোন Position-এ কোন Voltage

উদাহরণ 11/0.415 kV Transformer-এর Tapping table (Position 1 = সবচেয়ে বেশি HV Turn):

নিয়ম মনে রাখুন: HV কম আসছে → যে Position-এর পাশে কম HV লেখা, সেটি বেছে নিন। Position নম্বর কোন দিকে বাড়ে, তা প্রস্তুতকারক অনুযায়ী উল্টো হতে পারে — সবসময় নিজের Transformer-এর Nameplate-এর Table দেখুন, নম্বরে ভরসা নয়।

হিসাব: LV (No-load) ≈ Rated LV × (আসল HV ÷ Rated HV) ÷ (1 + Tap%)। HV 10.45 kV, Tap −5%: 415 × 0.95 ÷ 0.95 = 415 V।

নিজে করে দেখুন

নিচের Simulation-এ দিনের Peak-এ (HV 10.4 kV) LV কম। চালু অবস্থায় Tap বদলাতে চেষ্টা করুন, তারপর নিয়মমতো বন্ধ করে সঠিক Tap বেছে নিন — আর দেখুন রাতে হালকা Load-এ একই Tap কী করে।

Interactive: Off-circuit Tap Changer

11/0.415 kV · Dyn11 · ±2 × 2.5%

HV Supply

10.40 kV

-5.5%

LV (Load-এ)

383 V

221 V phase · No-load 392 V

HVচালু

LVসীমায়

LVসীমার বাইরে

HV Supply (Grid থেকে আসা)

রাতে, হালকা Load · 11.6 kVস্বাভাবিক · 11 kVদিনের Peak · 10.4 kV

Load70%

Tap নির্বাচন (Transformer-এর গায়ে)

1+5%2+2.5%30%4−2.5%5−5%

১ = বেশি HV Turns → কম LV · ৫ = কম HV Turns → বেশি LV

ONHV SwitchOFFHV Switch

LV 383 V — সীমার মধ্যে

Supply আর Load বদলে দেখুন — একটি Tap কি দিন-রাত দুই অবস্থাতেই কাজ করে?

দিন-রাতের দ্বন্দ্ব

একটি Off-circuit tap সারা দিন-রাত একই থাকে, কিন্তু:

• দিনে বা সন্ধ্যায় Peak — Grid-এর HV কম, আর Load বেশি তাই Transformer-এর ভেতরে Voltage drop বেশি। দুটো মিলে LV সবচেয়ে কম।
• রাতে — HV বেশি, Load কম। LV সবচেয়ে বেশি।

তাই শুধু সবচেয়ে খারাপ সময়ে মেপে Tap বদলালে অন্য সময়ে উল্টো সমস্যা হতে পারে। সঠিক পদ্ধতি:

1. অন্তত কয়েক দিন LV-র Voltage রেকর্ড করুন (Power analyzer বা Data logger) — সর্বনিম্ন ও সর্বোচ্চ, কোন সময়ে।
2. এমন Tap বাছুন যাতে সর্বনিম্ন আর সর্বোচ্চ দুটোই গ্রহণযোগ্য সীমায় থাকে (সাধারণত 400 V-এর ±৫–৬%; যন্ত্রের সীমা দেখুন)।
3. সর্বনিম্ন আর সর্বোচ্চের পার্থক্য সীমার চেয়ে বড় হলে Tap দিয়ে সমাধান নেই — বিতরণ সংস্থাকে HV-র মান নিয়ে জানান, অথবা বড় স্থাপনায় On-load tap changer বা Voltage stabilizer বিবেচনা করুন।

ভুল সমাধান: Cable-এর দোষ Tap দিয়ে ঢাকা

Transformer-এ LV 410 V, কিন্তু 300 m দূরের Pump house-এ 365 V — এটা Tap-এর সমস্যা নয়, Cable-এর Voltage drop। Tap বাড়ালে দূরের Voltage একটু বাড়ে, কিন্তু Transformer-এর কাছের সব যন্ত্রে, বিশেষ করে রাতে, Overvoltage। সমাধান মোটা Cable, আলাদা Feeder, বা Load-এর কাছে Capacitor। Cable-এর হিসাব: Cable Voltage Drop Calculator।

Off-circuit tap বদলানোর ধাপ

1. পরিকল্পনা — কেন বদলাচ্ছেন, কোন Position-এ যাবেন (রেকর্ড দেখে), Shutdown-এর অনুমতি ও সময়, ব্যবহারকারীদের জানানো।
2. LV Load বন্ধ — LV Main breaker খুলুন।
3. HV বন্ধ ও Isolate — HV-র Breaker/Load break switch/Fuse খুলুন, Isolator খুলুন। LV দিকেও Generator বা অন্য উৎস থেকে Backfeed-এর পথ বন্ধ করুন।
4. LOTO — প্রতিটি Isolation point-এ নিজের Lock ও Tag।
5. Test for dead — HV-তে উপযুক্ত HV Voltage detector দিয়ে, LV-তে Meter দিয়ে।
6. Earth — HV ও LV Terminal-এ Portable earth।
7. Tap বদল — Locking pin খুলুন, হাতল নির্ধারিত Position-এ ঘুরিয়ে Click শুনুন বা অনুভব করুন, Pin আবার লাগান। হাতল দুই Position-এর মাঝে রেখে দেবেন না — একটি Winding অংশ খোলা থাকলে চালুর সাথে সাথে বড় Fault। অনেক প্রস্তুতকারক কয়েক বছর পরপর পুরো Range-এ কয়েকবার ঘুরিয়ে Contact পরিষ্কার করতে বলেন — নির্দেশিকা দেখুন।
8. পরীক্ষা (সম্ভব হলে) — Winding resistance বা Ratio মেপে নিশ্চিত হন যে Contact ঠিকভাবে বসেছে (Lesson 9)।
9. Earth সরান, LOTO খুলুন, চালু — প্রথমে HV, Load ছাড়া; LV-র তিন Phase-এর Voltage মাপুন; তারপর Load।
10. রেকর্ড — তারিখ, পুরোনো ও নতুন Position, আগে-পরে Voltage। হাতলের পাশে নতুন Position লিখে রাখুন।

On-load tap changer (OLTC) ও AVR relay

33/11 kV-এর মতো বড় Power transformer-এ Load চলা অবস্থায় Tap বদলানো যায় — On-load tap changer।

• ভেতরে একটি Diverter switch মুহূর্তের জন্য একটি Resistor বা Reactor দিয়ে দুই Tap জুড়ে রাখে, যাতে Current কখনো ভাঙে না; তারপর নতুন Tap-এ সরে যায়। এই Switching-এ Arc হয়, তাই Diverter-এর আলাদা তেলের কক্ষ থাকে, যার তেল দ্রুত কালো হয় — আলাদা রক্ষণাবেক্ষণ লাগে।
• Tap সাধারণত অনেক বেশি (যেমন ±10% ছোট ছোট ধাপে, ১৭–১৯টি Position)।
• AVR relay (ANSI 90) নিজে থেকে LV Bus-এর Voltage মেপে Tap বাড়ায়-কমায়। দুটি Setting জরুরি:
  • Bandwidth — Target-এর চারপাশে কতটুকু পার্থক্য সহ্য করবে। খুব সরু হলে Tap বারবার নড়ে (Hunting), Contact দ্রুত ক্ষয় হয়।
  • Time delay — Voltage সীমার বাইরে কতক্ষণ থাকলে Tap বদলাবে। মুহূর্তের Motor starting-এর Dip-এ যেন না নড়ে।
• Operation counter দেখে নির্দিষ্ট সংখ্যক Operation-এর পর Diverter-এর রক্ষণাবেক্ষণ।
• Parallel transformer-এর OLTC-কে একসাথে চলতে হয় (Master-follower), নইলে Tap ভিন্ন হয়ে Circulating current (Lesson 4)।

সংক্ষেপে

• HV-তে বেশি Turn → LV কম; কম Turn → LV বেশি।
• HV কম আসছে → কম HV লেখা Position; Nameplate-এর Table দেখুন, নম্বরে ভরসা নয়।
• Off-circuit tap শুধু পুরো Isolate, LOTO, Test, Earth করার পর; হাতল মাঝে রাখবেন না।
• কয়েক দিনের Voltage রেকর্ড দেখে এমন Tap বাছুন যা দিন ও রাত দুই অবস্থায় সীমায় থাকে।
• দূরের Voltage কম মানে প্রায়ই Cable-এর সমস্যা — Tap দিয়ে ঢাকবেন না।
• OLTC চালু অবস্থায় বদলায়; AVR relay-এর Bandwidth ও Time delay ঠিক রাখুন।

পরের Lesson: Loading, Loss ও Efficiency।