تین فیز سنگل فیز نیٹ ورکس

زراعت میں، برقی توانائی کو تین فیز نیٹ ورکس میں تقسیم کیا جاتا ہے جس کا وولٹیج، قاعدہ کے طور پر، ٹرانسفارمر کنزیومر پوائنٹس کے ساتھ 10 kV ہوتا ہے۔ یہ تقسیم کا نظام چھوٹے شہروں اور مضافات میں کم بلندی والی عمارتوں کے ساتھ بجلی کی فراہمی کے لیے یوٹیلیٹی پریکٹس میں نمایاں تبدیلیوں کے بغیر اپنایا گیا تھا۔ تاہم، دیہی حالات میں بجلی کے بوجھ کی کثافت شہروں کے مقابلے میں بہت کم ہے، اور اس وجہ سے بجلی کی تقسیم کا جدید نظام بہت سے معاملات میں تاروں کی دھات کے بہت زیادہ اخراجات کا باعث بنتا ہے۔

اس کا سنگین نقصان 380 V کے وولٹیج والے بھاری نیٹ ورکس ہیں۔ ٹرانسفارمر سٹیشنوں کی نسبتاً بڑی صلاحیت (اوسط 63 - 100 kVA) کی وجہ سے، ہر ٹرانسفارمر ایک اہم جگہ پر کام کرتا ہے، جس کے لیے بڑے کراس والی تاروں کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔ -380 V کے وولٹیج والے نیٹ ورکس میں سیکشن۔ اس کے اوپری حصے میں، تار دھات عام طور پر 10 kV نیٹ ورکس کے مقابلے میں 2 - 3 گنا زیادہ استعمال ہوتی ہے۔

کم وولٹیج نیٹ ورکس میں تار کی کھپت کو ٹرانسفارمر سٹیشنوں کی تعداد میں اضافہ اور ان کی اوسط پاور اور سروس کے رداس کو کم کر کے کم کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، تھری فیز ٹرانسفارمر سٹیشن ایک نسبتاً مہنگا تعمیر ہے، جس کی لاگت نصب ٹرانسفارمر کی طاقت میں کمی کے ساتھ قدرے کم ہو جاتی ہے۔ لہذا، تھری فیز نیٹ ورکس میں 40 یا 63 kVA سے کم ٹرانسفارمر اسٹیشن کی اوسط پاور کو کم کرنے سے ٹرانسفارمر اسٹیشنوں کی کل لاگت میں ضرورت سے زیادہ اضافہ ہوتا ہے۔ لہذا، کم وولٹیج نیٹ ورکس میں تاروں کی کھپت کو کم کرنے کا یہ طریقہ ہمیشہ اقتصادی نہیں ہوتا ہے۔

دوسری طرف، تھری فیز پاور ڈسٹری بیوشن میں، چھوٹے صارفین کو تین 10 kV نیٹ ورک کنڈکٹرز کی فراہمی اکثر ضروری ہوتی ہے۔ اس صورت میں، تاروں کے کراس سیکشن کو حالات کے لحاظ سے ضروری سے اوپر لیا جاتا ہے۔ وولٹیج کا نقصان, جیسا کہ وہ میکانکی طاقت کے لحاظ سے کم از کم قابل اجازت کے طور پر منتخب کیے گئے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، ہائی وولٹیج نیٹ ورک میں اضافی دھات کا استعمال کیا جاتا ہے.

موجودہ بجلی کی تقسیم کے نظام کی خامیوں کو دور کرنے کے لیے مخلوط تھری فیز سنگل فیز ڈسٹری بیوشن سسٹم۔

مخلوط پاور ڈسٹری بیوشن سسٹم کا جوہر حسب ذیل ہے۔

1. 10 kV کے وولٹیج والی مخلوط تھری فیز سنگل فیز لائنیں استعمال کی جاتی ہیں، جہاں مین لائنز تھری فیز ہوتی ہیں اور تمام بڑی، بشمول پاور، صارفین ان سے جڑے ہوتے ہیں۔ چھوٹے صارفین، بنیادی طور پر روشنی اور گھریلو بوجھ، سنگل فیز 10 kV برانچ لائنوں کے ذریعے فراہم کیے جاتے ہیں۔

2. کم طاقت والے سنگل فیز ٹرانسفارمر اسٹیشنوں کو سنگل فیز صارفین کی فراہمی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

مخلوط تھری فیز سنگل فیز سسٹم کے مطابق بنائے گئے ٹرانسفارمر سٹیشنوں کے ساتھ نیٹ ورک کا تخمینی خاکہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔

چاول۔ 1. مخلوط تھری فیز سنگل فیز نیٹ ورک کے خاکے کی مثال

جیسا کہ اس چارٹ سے دیکھا جا سکتا ہے، زیادہ تر کے ساتھ بڑے صارفین بجلی کا بوجھ تھری فیز پاور سپلائی ہے، اور چھوٹے صارفین، زیادہ تر رہائشی عمارتیں، سنگل فیز ٹرانسفارمر اسٹیشنوں سے چلتی ہیں۔ سنگل فیز ٹرانسفارمرز مراحل کے درمیان وولٹیج شامل ہے.

تقابلی حساب سے پتہ چلتا ہے کہ مخلوط نظام کا استعمال روایتی تھری فیز سسٹم کے مقابلے ہائی اور کم وولٹیج کی تاروں میں دھات کی کھپت کو 25 - 35% تک کم کر سکتا ہے۔ موجودہ قیمتوں اور آلات کی اقسام پر نیٹ ورک کی ابتدائی لاگت کو مخلوط نظام کے استعمال سے صرف 5-10% تک کم کیا جا سکتا ہے۔

مخلوط نظام میں بنائے گئے ہائی وولٹیج نیٹ ورک میں، سنگل فیز ٹرانسفارمرز 6 یا 10 kV کے نیٹ ورک وولٹیج کے لیے ڈیلٹا سے منسلک ہوتے ہیں، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔

یہ ثابت ہوا ہے کہ غیر مساوی طور پر بھرے ہوئے تھری فیز نیٹ ورک میں، ان بوجھوں پر لکیری وولٹیج کے نقصانات کا مجموعہ مراحل کے درمیان بوجھ کی تقسیم سے قطع نظر کوئی تبدیلی نہیں ہوتی، یعنی dUab + dUbc + dUca = const۔

عملی طور پر، نیٹ ورک سے منسلک سنگل فیز بوجھ کی ایک خاص تعداد ہمیشہ ہوتی ہے۔ یہ بوجھ اس طرح تقسیم کیے جاسکتے ہیں کہ اختتامی نقطوں کو فیز ٹو فیز وولٹیج کے نقصانات تقریباً ایک دوسرے کے برابر ہوں: dUab ≈ dUbc ≈ dUca

اس صورت میں، ایک غیر یکساں طور پر بھری ہوئی لائن کی کارکردگی ایک ہی پیرامیٹرز کے ساتھ تین فیز یکساں طور پر بھری ہوئی لائن کی طرح ہے۔ دیگر تمام معاملات میں، کارکردگی کم ہے.

ظاہر ہے، مخلوط نظام کے لیے نیٹ ورک کو ڈیزائن کرتے وقت، اس کے مطابق بوجھ تقسیم کرکے، فیز ٹو فیز وولٹیج کے نقصانات کے درمیان برابری کی شرط کو حاصل کرنا ضروری ہے۔ اس صورت میں، تھری فیز لائن میں وولٹیج کے نقصانات کا تعین سڈول بوجھ کے فارمولوں سے کیا جاتا ہے اور ان کی ممکنہ قدر سب سے کم ہوتی ہے۔ اس معاملے میں حساب کتاب بہت آسان ہے۔

10 kV نیٹ ورک سے سنگل فیز برانچوں میں ایک ہی کراس سیکشن والی تھری فیز برانچز سے 2-6 گنا کم بینڈوتھ ہوتی ہے۔ تاہم، کم طاقت والے ٹرانسفارمر سٹیشنوں کے ساتھ، اکثر برانچ تاروں کے کراس سیکشن کا تعین میکانی وجوہات کی بناء پر کم از کم قابل اجازت کے حساب سے کیا جاتا ہے۔ اس صورت میں، وہ سنگل فیز ہیں، شاخوں میں تین کی بجائے ایک ہی کراس سیکشن کی دو تاریں ہیں، اور دھاتی تار کی معیشت 33% ہے۔

مخلوط نظام کے مطابق سنگل فیز کم وولٹیج نیٹ ورک ایک اوسط کنڈکٹر کے ساتھ تین تاروں پر مشتمل ہوتا ہے۔ درمیانی اور آخری تاروں کے درمیان وولٹیج 220 V (تصویر 2) ہے، اور آخری تاروں کے درمیان 440 V ہے۔ درمیانی تار اسی طرح گراؤنڈ کیا جاتا ہے جس طرح 380 V نظام میں نیوٹرل تار کو گراؤنڈ نیوٹرل کے ساتھ، اور سامان کے دھاتی حصے بھی اس سے جڑے ہوئے ہیں۔ روشنی کو درمیانی اور بیرونی تاروں کے درمیان اور بیرونی تاروں کے درمیان بجلی کو آن کیا جاتا ہے۔ چھوٹے 2 kVA ٹرانسفارمرز میں دو کم وولٹیج آؤٹ پٹ ہوتے ہیں — 220 یا 127 V۔

سنگل فیز ٹرانسفارمر اسٹیشنوں کو شکل 2 میں دکھائے گئے اسکیمیٹک ڈایاگرام کے مطابق لاگو کیا جاتا ہے۔

چاول۔ 2. سنگل فیز ٹرانسفارمر اسٹیشن کی اسکیم

ٹرانسفارمرز ایک سادہ 10 kV انٹرمیڈیٹ نیٹ ورک سپورٹ پر معطل ہیں۔وہ ملحقہ سپورٹ پر نصب ڈس کنیکٹر کے ذریعے ہائی وولٹیج نیٹ ورک سے جڑے ہوئے ہیں۔ ٹرانسفارمرز ہائی وولٹیج فیوز کے ساتھ شارٹ سرکٹ سے محفوظ ہیں۔

کم وولٹیج کی طرف، ایک چھوٹے باکس میں ایک سرکٹ بریکر اور فیوز لگے ہوئے ہیں۔

ایک مخلوط نظام کے ساتھ 1 kV تک وولٹیج والی لائنیں روایتی نیٹ ورکس کی طرح انجام دی جاتی ہیں۔ اگر راستے ایک دوسرے سے ملتے ہیں، تو ان کو ہائی وولٹیج لائنوں کے ساتھ ایک ہی سپورٹ پر لٹکانے کی سفارش کی جاتی ہے۔

مخلوط نظام کے زیادہ تر معاملات میں، تھری فیز انڈکشن موٹرز عام طور پر تھری فیز لائنوں سے کھلائی جاتی ہیں۔ کم طاقت والی سنگل فیز الیکٹرک موٹریں ایسی جگہوں پر استعمال ہوتی ہیں جہاں صرف سنگل فیز پاور دستیاب ہوتی ہے، مثال کے طور پر، فیلڈ مل میں پورٹیبل چولہے پر پنکھے کی موٹر، ​​ریلوے جنکشن پر پمپ موٹر وغیرہ۔ عام طور پر، ایسی موٹروں کی طاقت 1 - 2 kW اور شاذ و نادر ہی 3 - 4 kW ہوتی ہے۔

سنگل فیز نیٹ ورکس میں شروع ہونے والے کیپسیٹرز کے ساتھ خصوصی غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹرز استعمال کرنا بہتر ہے۔ اسپیشل موٹرز کی غیر موجودگی میں، آپ 380/220 V کے وولٹیج والی معیاری تھری فیز الیکٹرک موٹرز کا استعمال کر سکتے ہیں اور کیپسیٹرز کی شکل میں شروع ہونے والے آلات کے ساتھ یا فعال مزاحمت بھی۔

440 V کے وولٹیج پر ایکٹو اسٹارٹنگ ریزسٹنس والی موٹر کا اسٹارٹنگ ٹارک تھری فیز موڈ میں موٹر کے ریٹیڈ ٹارک کا تقریباً 0.4 ہے، جو سنگل فیز موڈ میں ریٹیڈ ٹارک کے 0.65-1.0 کے مساوی ہے۔

اگر کسی کام کرنے والی مشین کے لیے شروع ہونے والا ٹارک 0.5 Mn سے زیادہ ہونا چاہیے، تو بڑی طاقت والی موٹر کا انتخاب کیا جاتا ہے یا اسے صلاحیت کے سرکٹ کے مطابق جوڑا جاتا ہے۔جب شروع کرنے کی صلاحیت کو آن کیا جاتا ہے، تو موٹر ٹارک تین فیز موڈ میں ریٹیڈ ٹارک کے تقریباً برابر ہوتا ہے۔

جب 10 kVA ٹرانسفارمر سے کھلایا جائے تو 4.5 kW تک تھری فیز موڈ میں ریٹیڈ پاور والی موٹریں شروع کی جا سکتی ہیں۔

سنگل فیز موٹرز، دونوں خاص تعمیراتی اور تھری فیز موٹرز سے تبدیل ہوتی ہیں، ایک ہی پاور کی تھری فیز موٹرز سے 1.5-2 گنا زیادہ مہنگی ہوتی ہیں۔ تاہم، موٹروں کی لاگت میں اضافہ اس بچت کے مقابلے میں معمولی ہے جو بجلی کی مخلوط تقسیم کے نظام کا استعمال کرتے ہوئے نیٹ ورک کو بنانے اور چلانے میں حاصل کی جاتی ہے۔

ایک ہائی وولٹیج نیٹ ورک میں سنگل فیز اور تھری فیز پاور کے درمیان تناسب لوڈ کی نوعیت اور اس کی جگہ کے حالات پر منحصر ہے۔

زیادہ تر دیہی علاقوں کے لیے، 10 kV کے وولٹیج کے ساتھ سنگل فیز ہائی وولٹیج لائنیں بنیادی طور پر دو صورتوں میں غالب ہوتی ہیں:

1) بڑے دیہات کے مضافات میں جس میں رہائشی عمارتوں کا زیادہ بوجھ ہے،

2) چھوٹی بستیوں کی علیحدگی کے لیے شاخوں کے طور پر جہاں مستقبل قریب میں بجلی کی ترقی کا کوئی امکان نہیں ہے۔

سنگل فیز پاور کے استعمال کو اقتصادی طور پر اس وقت ممکن سمجھا جانا چاہیے جب نیٹ ورک کے اخراجات میں اضافہ کیے بغیر دھاتی تار میں نمایاں بچت حاصل کی جائے۔ یہ حالت، ایک اصول کے طور پر، ان صورتوں میں ممکن ہے جہاں سنگل فیز سرکٹ کا استعمال ہائی وولٹیج نیٹ ورک کی لمبائی میں نمایاں اضافہ کا باعث نہیں بنتا ہے۔

I. A. Budzko