वर्तमान ट्रांसफार्मर का घुटना बिंदु वोल्टेज (केपीवी) एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो सीटी की चुंबकीय विशेषता के रैखिक और संतृप्त क्षेत्रों के बीच की सीमा को परिभाषित करता है। यह अधिकतम माध्यमिक वोल्टेज का प्रतिनिधित्व करता है जिस पर सीटी लागू वोल्टेज और उत्तेजना धारा के बीच काफी रैखिक संबंध बनाए रखते हुए काम कर सकता है। घुटने के बिंदु से परे, वोल्टेज में छोटी वृद्धि से उत्तेजना धारा में बड़ी वृद्धि होती है, और धारा को सटीक रूप से बदलने की सीटी की क्षमता गंभीर रूप से प्रभावित होती है।
घुटने के बिंदु वोल्टेज को औपचारिक रूप से उस वोल्टेज के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर लागू वोल्टेज में 10% की वृद्धि से द्वितीयक धारा में 30% से 50% की वृद्धि होती है। यह परिभाषा आईईसी मानकों में निर्दिष्ट है और संतृप्ति की शुरुआत को चिह्नित करने के लिए एक मानकीकृत विधि प्रदान करती है। आईईसी मानक के अनुसार, घुटने के बिंदु को उस बिंदु के रूप में परिभाषित किया गया है जिस पर 10% की वोल्टेज वृद्धि से वर्तमान में 50% की वृद्धि होती है। यह परिभाषा इंजीनियरों को लगातार आधार पर विभिन्न निर्माताओं से सीटी की तुलना करने की अनुमति देती है।
घुटने बिंदु वोल्टेज सीटी कोर के चुंबकीय गुणों और माध्यमिक घुमावों की संख्या से निर्धारित होता है। उच्च संतृप्ति प्रवाह घनत्व और अधिक माध्यमिक घुमाव वाले बड़े कोर में उच्च घुटने बिंदु वोल्टेज होगा। घुटने बिंदु वोल्टेज को आम तौर पर प्राथमिक ओपन सर्किट के साथ द्वितीयक वाइंडिंग पर एक वैरिएबल एसी वोल्टेज लागू करके और प्रत्येक वोल्टेज स्तर पर उत्तेजना वर्तमान को रिकॉर्ड करके मापा जाता है। परिणामी उत्तेजना वक्र कम वोल्टेज पर एक रैखिक क्षेत्र, एक संक्रमण क्षेत्र (घुटना), और उच्च वोल्टेज पर एक संतृप्त क्षेत्र दिखाता है।
सुरक्षा अनुप्रयोगों में, घुटने के बिंदु वोल्टेज का विशेष महत्व है। सुरक्षा सीटी को गलती की स्थिति के दौरान अपनी सटीकता बनाए रखनी चाहिए जब प्राथमिक धाराएं रेटेड मूल्य से कई गुना तक पहुंच सकती हैं। किसी दोष के दौरान द्वितीयक वोल्टेज द्वितीयक धारा और कुल द्वितीयक भार के उत्पाद द्वारा निर्धारित होता है। यदि यह वोल्टेज घुटने के बिंदु वोल्टेज से अधिक है, तो सीटी संतृप्त हो जाएगी और द्वितीयक धारा प्राथमिक दोष धारा का सटीक प्रतिनिधित्व नहीं करेगी। इसके कारण सुरक्षात्मक रिले संचालित होने में विफल हो सकते हैं या अत्यधिक देरी से संचालित हो सकते हैं।
सुरक्षा अनुप्रयोग के लिए आवश्यक नी पॉइंट वोल्टेज विशिष्ट सुरक्षा योजना और सिस्टम मापदंडों पर निर्भर करता है। विभेदक सुरक्षा के लिए, घुटने के बिंदु का वोल्टेज इतना अधिक होना चाहिए कि गलती की स्थिति के दौरान स्थिरता सुनिश्चित हो सके। आवश्यक घुटने बिंदु वोल्टेज की गणना आम तौर पर सूत्र का उपयोग करके की जाती है: वीके 2 × वीएस से अधिक या उसके बराबर, जहां वीएस स्थिर वोल्टेज है। यह सुनिश्चित करता है कि सीटी बाहरी दोष के दौरान स्थिर रहते हुए आंतरिक दोष के दौरान रिले सर्किट के माध्यम से आवश्यक धारा चला सकता है।
घुटने के बिंदु वोल्टेज की गणना अनुभवजन्य सूत्रों का उपयोग करके सीटी के रेटेड डेटा से की जा सकती है। एक सामान्य सूत्र है: वीकेपी=(आर1 + प्रेटेड/इरेटेड) × एन × इरेटेड, जहां आर1 द्वितीयक वाइंडिंग प्रतिरोध है, प्रेटेड रेटेड बोझ है, इरेटेड रेटेड द्वितीयक धारा है, और एन सटीकता सीमा कारक है। यह सूत्र सीटी के नेमप्लेट डेटा के आधार पर घुटने बिंदु वोल्टेज का अनुमान प्रदान करता है और प्रारंभिक डिजाइन गणना के लिए इसका उपयोग किया जा सकता है।
15 वीए, 5पी10 रेटिंग के साथ एक विशिष्ट सुरक्षा सीटी के लिए, अनुमानित घुटने बिंदु वोल्टेज की गणना इस प्रकार की जा सकती है: वीके=(वीए × एएलएफ / इन) + (एएलएफ × इन × आरसीटी), जहां वीए रेटेड बोझ है, एएलएफ सटीकता सीमा कारक है, इन रेटेड सेकेंडरी करंट है, और आरसीटी सेकेंडरी वाइंडिंग प्रतिरोध है। इस उदाहरण से मानों का उपयोग करना: वीके=(15 × 10/5) + (10 × 5 × आरसीटी)=30 + 50 × आरसीटी। 0.5 Ω के द्वितीयक वाइंडिंग प्रतिरोध वाले CT के लिए, अनुमानित घुटना बिंदु वोल्टेज 30 + 25=55 V होगा।
घुटने के बिंदु का वोल्टेज सटीकता सीमा कारक (एएलएफ) से निकटता से संबंधित है। एएलएफ रेटेड प्राथमिक धारा के गुणक को निर्दिष्ट करता है जिस पर सीटी को अभी भी अपनी निर्दिष्ट सटीकता बनाए रखनी होगी। उच्च एएलएफ वाले सीटी में गलती की स्थिति के दौरान बहने वाले उच्च माध्यमिक प्रवाह का समर्थन करने के लिए एक उच्च घुटने बिंदु वोल्टेज होना चाहिए। एएलएफ और घुटने बिंदु वोल्टेज के बीच संबंध लगभग रैखिक है, निरंतर बोझ और घुमावदार प्रतिरोध मानते हुए।
व्यवहार में, घुटने के बिंदु वोल्टेज को सीटी परीक्षण के दौरान सत्यापित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सीटी अपने विनिर्देशों को पूरा करता है। परीक्षण में द्वितीयक वाइंडिंग में एक परिवर्तनीय वोल्टेज लागू करना और प्रत्येक वोल्टेज स्तर पर उत्तेजना धारा को मापना शामिल है। घुटने के बिंदु को उत्तेजना वक्र से उस बिंदु के रूप में पहचाना जाता है जहां वक्र रैखिकता से विचलित होना शुरू होता है। असामान्य रूप से कम घुटने बिंदु वोल्टेज वाला सीटी कोर क्षति, गलत कोर सामग्री, या घुमावदार समस्याओं का संकेत दे सकता है।
घुटने के बिंदु वोल्टेज का सीटी सुरक्षा पर भी प्रभाव पड़ता है। यदि प्राथमिक धारा प्रवाहित होने पर द्वितीयक सर्किट खोला जाता है, तो खुले माध्यमिक में वोल्टेज खतरनाक स्तर तक बढ़ सकता है, जो केवल घुटने के बिंदु वोल्टेज और कोर संतृप्ति विशेषताओं द्वारा सीमित होता है। यही कारण है कि प्राथमिक धारा प्रवाहित होने पर सीटी का द्वितीयक सर्किट कभी नहीं खोला जाना चाहिए। द्वितीयक टर्मिनलों पर दिखाई देने वाला उच्च वोल्टेज कर्मियों को खतरे में डाल सकता है और उपकरणों को नुकसान पहुंचा सकता है।
संक्षेप में, घुटने बिंदु वोल्टेज एक मौलिक पैरामीटर है जो वर्तमान ट्रांसफार्मर के संतृप्ति व्यवहार को दर्शाता है। यह रैखिक और संतृप्त संचालन के बीच की सीमा को परिभाषित करता है और यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि सुरक्षा सीटी गलती की स्थिति के दौरान विश्वसनीय रूप से प्रदर्शन करती है। विश्वसनीय सुरक्षा प्रणाली संचालन के लिए अनुप्रयोग आवश्यकताओं और सिस्टम मापदंडों के आधार पर घुटने बिंदु वोल्टेज का उचित चयन {{2} आवश्यक है।