What Is Step Up Transformer

Step-up transformer एक प्रकार का ट्रांसफॉर्मर होता है जो ट्रांसफॉर्मर के प्राइमरी साइड से लो वोल्टेज (LV) और हाई करंट को ट्रांसफॉर्मर के सेकेंडरी साइड पर हाई वोल्टेज (HV) और लो करंट वैल्यू में कन्वर्ट करता है। इसका उल्टा step down transformer के रूप में जाना जाता है।

एक ट्रांसफॉर्मर स्थिर विद्युत उपकरण का एक piece है जो विद्युत ऊर्जा (प्राथमिक साइड वाइंडिंग से) को चुंबकीय ऊर्जा (ट्रांसफॉर्मर के चुंबकीय कोर में) और फिर से विद्युत ऊर्जा (द्वितीयक ट्रांसफार्मर की तरफ) में बदल देता है। एक स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर के विद्युत प्रणालियों और ट्रांसमिशन लाइनों में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोग होते हैं।

ऑपरेटिंग आवृत्ति और nominal power प्राथमिक और द्वितीयक ट्रांसफार्मर साइड पर लगभग बराबर होती है क्योंकि ट्रांसफार्मर उपकरण का एक बहुत ही efficient piece है - जबकि वोल्टेज और करंट मान आमतौर पर भिन्न होते हैं।

एक ट्रांसफार्मर विद्युत प्रणाली में galvanic isolation प्रदान करता है। इन दो मुख्य विशेषताओं के कारण, ट्रांसफार्मर विद्युत प्रणाली का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है और विद्युत ऊर्जा का किफायती और विश्वसनीय transmission और distribution प्रदान करता है।

ट्रांसफार्मर ऊर्जा को दोनों दिशाओं में, एचवी से एलवी की ओर और साथ ही विपरीत रूप से स्थानांतरित कर सकता है। यही कारण है कि यह वोल्टेज स्टेप-अप या स्टेप डाउन ट्रांसफार्मर के रूप में काम कर सकता है। दोनों प्रकार के ट्रांसफार्मर का डिज़ाइन और निर्माण समान होता है।

सैद्धांतिक रूप से, हम किसी भी ट्रांसफार्मर को स्टेप-अप के साथ-साथ स्टेप-डाउन प्रकार के रूप में संचालित कर सकते हैं। यह केवल ऊर्जा प्रवाह की दिशा पर निर्भर करता है।

एचवी वाइंडिंग में एलवी वाइंडिंग की तुलना में बड़ी संख्या में  turns होते हैं। LV वाइंडिंग साइड के तार में HV वाइंडिंग साइड के तार की तुलना में  क्रॉस-सेक्शन अधिक होता है 

क्योंकि LV की तरफ उच्च धरा मान प्रवाहित होता है। आमतौर पर, हम LV वाइंडिंग को ट्रांसफॉर्मर कोर के करीब रखते हैं, और उनके ऊपर, हम HV windings को wound करते हैं।

एक स्टेप अप ट्रांसफॉर्मर के लिए transformer turns ratio (n) का मान voltage ratio के लगभग आनुपातिक होता है :

यहां-

Vp=Primary side voltage

Vs=Secondary side voltage

Np= Primary side Number of turns

Ns= Secondary side Number of turns

स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर (LV साइड) के प्राइमरी साइड में सेकेंडरी साइड (HV साइड) की तुलना में कम संख्या में टर्न होते हैं।

इसका अर्थ है कि ऊर्जा LV से HV की ओर प्रवाहित होती है। वोल्टेज को प्राथमिक वोल्टेज (इनपुट वोल्टेज) से द्वितीयक वोल्टेज (आउटपुट वोल्टेज) तक stepped up किया जाता है।

इस समीकरण को आउटपुट वोल्टेज (अर्थात द्वितीयक वोल्टेज) के सूत्र के लिए पुनर्व्यवस्थित किया जा सकता है। इसे कभी-कभी स्टेप अप ट्रांसफॉर्मर फॉर्मूला के रूप में जाना जाता है:

एक ट्रांसफॉर्मर के transformer turns ratio की गणना करके किसी ट्रांसफार्मर की स्टेप अप या स्टेप डाउन ट्रांसफॉर्मर है या नहीं का आसानी से पता लगा सकते है।

स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर का सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग एक जनरेटर स्टेप-अप (GSU) ट्रांसफॉर्मर है जो सभी जेनरेटिंग प्लांट्स में उपयोग किया जाता है।

उन ट्रांसफॉर्मर में turns ratio का मान आमतौर पर ज्यादा होता  हैं। ऊर्जा उत्पादन में उत्पादित वोल्टेज के मान को स्टेप अप ट्रांसफार्मर के द्वारा बढ़ाया जाता है और लंबी दूरी की energy transmission के लिए भेजा जाता है।

Generating plant में उत्पादित ऊर्जा कम वोल्टेज और high current values पर होती है। Generating plant के प्रकार के आधार पर, जीएसयू ट्रांसफार्मर का nominal primary voltage मान 6 से 20 केवी तक होता है।

GSU सेकेंडरी साइड से जुड़ी ऊर्जा ट्रांसमिशन सिस्टम के आधार पर GSU सेकेंडरी साइड का नॉमिनल वोल्टेज मान 110 kV, 220 kV, 410 kV हो सकता है। 

primary GSU side पर current value  का मान आमतौर पर बहुत अधिक होता है और ये nominal transformer power के आधार पर 30000A  तक भी हो सकता है।

यह current value energy transmission के लिए व्यावहारिक नहीं है और ट्रांसमिशन पावर लॉस (R × I^2) के कारण इसे घटाना पड़ता है। 

इतनी हाई करंट पर Long-distance energy transmission संभव नहीं होगा। जीएसयू ट्रांसफार्मर के अलावा जनरेटर और विद्युत नेटवर्क के बीच galvanic isolation भी होता है।

स्टेप अप ट्रांसफॉर्मर एप्लीकेशन (Step Up Transformer Applications)

छोटे स्टेप-अप ट्रांसफार्मर का उपयोग ऐसे इलेक्ट्रॉनिक और विद्युत उपकरणों में किया जा सकता है जहां वोल्टेज बढ़ाने की आवश्यकता होती है। 

लेकिन आजकल आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, छोटे वजन और आयाम के कारण पावर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का अधिक उपयोग किया जाता है।

Electricity के efficient transmission के लिए उत्पन्न electricity को उच्च वोल्टेज स्तर तक ले जाने के लिए एक विशाल पावर स्टेप-अप ट्रांसफार्मर का उपयोग जनरेटिंग स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के रूप में किया जाता है।