برقی نیٹ ورکس میں غیر متناسب طریقوں کی وجوہات

ایک سڈول تھری فیز وولٹیج سسٹم تینوں مراحل میں شدت اور فیز میں یکساں وولٹیجز کی خصوصیت رکھتا ہے۔ غیر متناسب طریقوں میں، مختلف مراحل میں وولٹیج برابر نہیں ہوتے ہیں۔

برقی نیٹ ورکس میں غیر متناسب طریقے درج ذیل وجوہات کی وجہ سے پیدا ہوتے ہیں:

1) مختلف مراحل میں ناہموار بوجھ،

2) نیٹ ورک میں لائنوں یا دیگر عناصر کا نامکمل آپریشن،

3) مختلف مراحل میں مختلف لائن پیرامیٹرز۔

اکثر وولٹیج کا عدم توازن فیز بوجھ کی عدم مساوات کی وجہ سے ہوتا ہے۔ چونکہ وولٹیج کے عدم توازن کی بنیادی وجہ فیز کا فرق (غیر متوازن بوجھ) ہے، اس لیے یہ رجحان 0.4 kV کے کم وولٹیج برقی نیٹ ورکس کی سب سے زیادہ خصوصیت ہے۔

0.4 kV کے شہری اور دیہی نیٹ ورکس میں، وولٹیج کی مطابقت بنیادی طور پر سنگل فیز لائٹنگ اور کم طاقت والے گھریلو برقی صارفین کے کنکشن کی وجہ سے ہوتی ہے۔ ایسے سنگل فیز پاور صارفین کی تعداد بہت زیادہ ہے اور عدم توازن کو کم کرنے کے لیے انہیں مرحلہ وار یکساں طور پر تقسیم کیا جانا چاہیے۔

ہائی وولٹیج نیٹ ورکس میں، ایک اصول کے طور پر، طاقتور سنگل فیز الیکٹریکل ریسیورز کی موجودگی، اور بعض صورتوں میں تین فیز برقی ریسیورز کی غیر مساوی فیز کھپت کی وجہ سے عدم توازن پیدا ہوتا ہے۔ مؤخر الذکر میں سٹیل کی پیداوار کے لیے آرک فرنس شامل ہیں۔ صنعتی نیٹ ورکس 0.38-10 kV میں توازن کے اہم ذرائع سنگل فیز تھرمل تنصیبات، ایسک تھرمل فرنس، انڈکشن پگھلنے والی بھٹی، مزاحمتی بھٹی اور مختلف حرارتی تنصیبات ہیں۔ اس کے علاوہ، غیر متناسب برقی ریسیورز مختلف طاقت کی ویلڈنگ مشینیں ہیں۔ الیکٹریفائیڈ اے سی ریلوے ٹرانسپورٹ کے ٹریکشن سب سٹیشن غیر متناسب ہونے کا ایک طاقتور ذریعہ ہیں، کیونکہ الیکٹرک انجن سنگل فیز الیکٹریکل ریسیورز ہیں۔ انفرادی سنگل فیز الیکٹرک ریسیورز کی طاقت فی الحال کئی میگاواٹ تک پہنچ جاتی ہے۔

اسمیت کی دو قسمیں ہیں: منظم اور احتمالی یا بے ترتیب۔ سیسٹیمیٹک عدم توازن کسی ایک مرحلے کی غیر یکساں مسلسل اوورلوڈنگ کی وجہ سے ہوتی ہے، امکانی عدم توازن غیر مستقل بوجھ کے مساوی ہے جس میں بے ترتیب عوامل (متواتر غیر متناسب) کی بنیاد پر مختلف مراحل مختلف اوقات میں اوورلوڈ ہوتے ہیں۔

نیٹ ورک عناصر کا نامکمل آپریشن شارٹ سرکٹ کے دوران ایک یا دو مرحلوں کے قلیل مدتی منقطع ہونے یا مرحلہ وار مرمت کے دوران طویل عرصے تک منقطع ہونے کی وجہ سے ہوتا ہے۔ ایک سنگل لائن فیزنگ کنٹرول ڈیوائسز سے لیس ہو سکتی ہے جو لائن کے ناقص فیز کو منقطع کر دیتی ہے ان صورتوں میں جہاں شارٹ سرکٹ کی وجہ سے خود کار طریقے سے دوبارہ بند ہونے کا عمل ناکام ہو جاتا ہے۔

زیادہ تر مستحکم شارٹ سرکٹس سنگل فیز ہیں۔اس صورت میں، تباہ شدہ مرحلے کی رکاوٹ آپریشن میں لائن کے دیگر دو مراحل کے تحفظ کی طرف جاتا ہے.

ایک ارتھڈ نیوٹرل والے نیٹ ورک میں بجلی کی فراہمی ایک نامکمل مرحلے کے ساتھ ایک لائن پر قابل قبول ہوسکتا ہے اور آپ کو لائن پر دوسرے سرکٹ کی تعمیر کو ترک کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ٹرانسفارمرز کے بند ہونے کے ساتھ ہاف فیز موڈ بھی ہو سکتے ہیں۔

بعض صورتوں میں، سنگل فیز ٹرانسفارمرز پر مشتمل گروپ کے لیے، ایک فیز کے ہنگامی بند ہونے کی صورت میں، دو فیز کی فراہمی قابل قبول ہو سکتی ہے۔ اس صورت میں، اسپیئر فیز کی تنصیب کی ضرورت نہیں ہے، خاص طور پر اگر سب اسٹیشن ٹرانسفارمرز میں سنگل فیز کے دو گروپ ہیں۔

فیز لائنوں کے پیرامیٹرز کی عدم مساوات واقع ہوتی ہے، مثال کے طور پر، لائنوں یا اس کے توسیعی چکروں کے ساتھ ٹرانسپوزیشن کی عدم موجودگی میں۔ ٹرانسپوز سپورٹ ناقابل اعتبار ہیں اور کریش کا ذریعہ ہیں۔ لائن کے ساتھ ٹرانسپوزیشن سپورٹ کی تعداد کو کم کرنا اس کے نقصان کو کم کرتا ہے اور بھروسے میں اضافہ کرتا ہے۔ اس صورت میں، لکیری مرحلے کے پیرامیٹرز کی سیدھ بگڑ جاتی ہے، جس کے لیے عام طور پر ٹرانسپوزیشن کا اطلاق ہوتا ہے۔

وولٹیج اور موجودہ عدم توازن کا اثر

ریورس اور صفر ترتیب U2, U0, I2, I0 کے وولٹیجز اور کرنٹ کی ظاہری شکل اضافی بجلی اور توانائی کے نقصانات کے ساتھ ساتھ نیٹ ورک میں وولٹیج کے نقصانات کا باعث بنتی ہے، جو اس کے آپریشن کے طریقوں اور تکنیکی اور اقتصادی اشاریوں کو خراب کرتی ہے۔ معکوس اور صفر ترتیب I2, I0 کے کرنٹ نیٹ ورک کی طول بلد شاخوں میں نقصانات کو بڑھاتے ہیں، اور انہی ترتیبوں کے وولٹیجز اور کرنٹ - ٹرانسورس شاخوں میں۔

U2 اور U0 کی سپرپوزیشن مختلف مراحل میں مختلف اضافی وولٹیج کے انحراف کا باعث بنتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، وولٹیج حد سے باہر ہو سکتے ہیں۔I2 اور I0 کی سپرپوزیشن نیٹ ورک عناصر کے انفرادی مراحل میں کل کرنٹ میں اضافے کا باعث بنتی ہے۔ ایک ہی وقت میں، ان کے حرارتی حالات خراب ہو جاتے ہیں اور پیداواری صلاحیت کم ہو جاتی ہے۔

عدم توازن برقی مشینوں کو گھومنے کی آپریشنل اور تکنیکی اقتصادی خصوصیات کو منفی طور پر متاثر کرتا ہے۔ اسٹیٹر میں مثبت تسلسل پیدا کرتا ہے۔ مقناطیسی میدانروٹر کی گردش کی سمت میں ہم وقت ساز تعدد کے ساتھ گردش۔ اسٹیٹر میں منفی تسلسل کے دھارے ایک مقناطیسی میدان بناتے ہیں جو روٹر کی نسبت دوہری سنکرونس فریکوئنسی پر گردش کی مخالف سمت میں گھومتا ہے۔ ان دو فریکوئنسی کرنٹ کی وجہ سے برقی مشین میں برقی مقناطیسی ٹارک اور اضافی ہیٹنگ، بنیادی طور پر روٹر کی، ہوتی ہے، جو موصلیت کی زندگی میں کمی کا باعث بنتی ہے۔

غیر مطابقت پذیر موٹروں میں، اسٹیٹر میں اضافی نقصانات ہوتے ہیں۔ کچھ معاملات میں، ڈیزائن میں، بجلی کی موٹروں کی درجہ بندی کی طاقت کو بڑھانے کے لئے ضروری ہے، اگر وولٹیج کو متوازن کرنے کے لئے کوئی خاص اقدامات نہیں کیے جاتے ہیں.

ہم وقت ساز مشینوں میں، اسٹیٹر اور روٹر کے اضافی نقصانات اور ہیٹنگ کے علاوہ، خطرناک کمپن شروع ہوسکتی ہے۔ عدم توازن کی وجہ سے، ٹرانسفارمر موصلیت کی سروس لائف مختصر ہو جاتی ہے، ہم وقت ساز موٹریں اور کپیسیٹر بینک ری ایکٹیو پاور جنریشن کو کم کر دیتے ہیں۔

لائٹنگ لوڈ کے سپلائی سرکٹ میں وولٹیج کا عدم توازن اس حقیقت کی طرف لے جاتا ہے کہ ایک فیز (مرحلوں) کے لیمپ کا برائٹ فلکس کم ہو جاتا ہے، اور دوسرے مرحلے میں بڑھتا ہے، اور لیمپ کی زندگی کم ہو جاتی ہے۔ عدم توازن وولٹیج کے انحراف کے طور پر سنگل فیز اور دو فیز برقی ریسیورز کو متاثر کرتا ہے۔

صنعتی نیٹ ورکس میں عدم توازن کی وجہ سے ہونے والے عام نقصانات میں بجلی کے اضافی نقصانات کی لاگت، سرمائے کی لاگت سے تزئین و آرائش میں کٹوتیوں میں اضافہ، تکنیکی نقصان، کم وولٹیج کے ساتھ مراحل پر نصب لیمپوں کے روشن بہاؤ میں کمی سے ہونے والا نقصان، اور بجلی کی کمی شامل ہیں۔ بڑھتی ہوئی وولٹیج کے ساتھ مراحل پر نصب لیمپ کی زندگی، کیپسیٹر بینکوں اور ہم وقت ساز موٹروں کے ذریعے پیدا ہونے والی رد عمل کی طاقت میں کمی کی وجہ سے ناکامی۔

وولٹیج کے عدم توازن کی خصوصیت وولٹیجز کے منفی تسلسل کے گتانک اور وولٹیجز کے صفر تناسب سے ہوتی ہے، جس کی عام اور زیادہ سے زیادہ قابل اجازت قدریں 2 اور 4% ہیں۔

نیٹ ورک وولٹیج کو متوازن کرنا منفی ترتیب کرنٹ اور وولٹیج کے معاوضے پر آتا ہے۔

بوجھ کے ایک مستحکم وکر کے ساتھ، نیٹ ورک میں سسٹم وولٹیج کے عدم توازن میں کمی فیز کے بوجھ کو مساوی کرکے بوجھ کے کچھ حصے کو اوورلوڈ شدہ فیز سے ان لوڈ شدہ فیز میں تبدیل کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔

بوجھ کی عقلی دوبارہ تقسیم ہمیشہ وولٹیج کے عدم توازن کو قابل قبول قدر تک کم کرنے کی اجازت نہیں دیتی ہے (مثال کے طور پر، جب طاقتور سنگل فیز الیکٹرک ریسیورز کا کچھ حصہ ٹیکنالوجی کے مطابق ہر وقت کام نہیں کرتا ہے، نیز احتیاطی اور بڑی مرمت کے دوران)۔ ان صورتوں میں، یہ خصوصی گببارے استعمال کرنے کے لئے ضروری ہے.

بالون سرکٹس کی ایک بڑی تعداد معلوم ہوتی ہے، ان میں سے کچھ کو لوڈ وکر کی نوعیت کے لحاظ سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

سنگل فیز بوجھ کو متوازن کرنے کے لیے، ایک سرکٹ جس پر مشتمل ہے۔ inductance اور capacitance… اس کے ساتھ متوازی طور پر جڑے ہوئے بوجھ اور گنجائش لائن وولٹیج سے جڑے ہوئے ہیں۔ دیگر دو لائن وولٹیجز میں ایک انڈکٹینس اور دوسرا کپیسیٹینس شامل ہے۔

دو اور تین فیز کے غیر متوازن بوجھ کو متوازن کرنے کے لیے، ڈیلٹا میں جڑے کپیسیٹر بینکوں کی غیر مساوی گنجائش کا سرکٹ استعمال کیا جاتا ہے۔ بعض اوقات بالون کو خصوصی ٹرانسفارمرز کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے۔ آٹو ٹرانسفارمرز.

چونکہ بالون میں کیپسیٹر بینک ہوتے ہیں، اس لیے مناسب ہے کہ سرکٹس استعمال کریں جہاں موڈ متوازن ہو اور اس کی تلافی کرنے کے لیے Q پیدا ہو۔ بیک وقت موڈ بیلنسنگ اور Q معاوضہ کے لیے آلات تیار ہو رہے ہیں۔

0.38 kV کے چار تار والے سٹی نیٹ ورکس میں عدم توازن کی کمی کو صفر تسلسل کرنٹ I0 کو کم کرکے اور نیٹ ورک عناصر میں زیرو سیکوینس مزاحمت Z0 کو کم کر کے کیا جا سکتا ہے۔

صفر تسلسل موجودہ I0 کی کمی بنیادی طور پر بوجھ کی دوبارہ تقسیم سے حاصل کی جاتی ہے۔ لوڈ کی مساوات ایسے نیٹ ورکس کا استعمال کرکے حاصل کی جاتی ہے جس میں ٹرانسفارمرز کا تمام یا کچھ حصہ کم وولٹیج کی طرف متوازی طور پر کام کرتا ہے۔ 0.38 kV اوور ہیڈ لائنوں کے لیے صفر تسلسل مزاحمت Z0 کی کمی کو آسانی سے محسوس کیا جا سکتا ہے، جو عام طور پر کم بوجھ کثافت والے علاقوں میں بنتی ہیں۔ کیبل لائنوں کے لیے Z0 کو کم کرنے کے امکان، یعنی نیوٹرل کنڈکٹر کے کراس سیکشن کو بڑھانا، مناسب تکنیکی اور اقتصادی حسابات کے ساتھ خاص طور پر درست ہونا چاہیے۔

ڈسٹری بیوشن ٹرانسفارمر کے وائنڈنگز کی کنکشن اسکیم نیٹ ورک میں وولٹیج کے عدم توازن پر اہم اثر رکھتی ہے۔6-10/0.4 kV۔نیٹ ورکس میں نصب زیادہ تر ڈسٹری بیوشن ٹرانسفارمرز صفر (Y/Yo) کے ساتھ ستارے والے ستارے ہیں۔ اس طرح کے ڈسٹری بیوشن ٹرانسفارمرز سستے ہوتے ہیں، لیکن ان میں صفر تسلسل کی مزاحمت Z0 ہوتی ہے۔

ڈسٹری بیوشن ٹرانسفارمرز کی وجہ سے وولٹیج کے عدم توازن کو کم کرنے کے لیے صفر (D/Y) یا سٹار زیگ زیگ (Y/Z) کنکشن اسکیموں کے ساتھ اسٹار ڈیلٹا استعمال کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ عدم توازن کو کم کرنے کے لیے سب سے زیادہ سازگار U/Z اسکیم کا استعمال ہے۔ اس کنکشن کے ساتھ ڈسٹری بیوشن ٹرانسفارمرز زیادہ مہنگے اور تیاری کے لیے بہت محنت طلب ہیں۔ لہٰذا، انہیں بوجھ کی غیر متناسب ہونے اور لائنوں کی صفر تسلسل مزاحمت Z0 کی وجہ سے ایک بڑی توازن کے ساتھ استعمال کیا جانا چاہیے۔