موجودہ ٹرانسفارمرز - آپریشن اور درخواست کے اصول

توانائی کے نظام کے ساتھ کام کرتے وقت، یہ اکثر ضروری ہوتا ہے کہ بعض برقی مقداروں کو متناسب طور پر تبدیل شدہ قدروں کے ساتھ ان سے ملتے جلتے اینالاگ میں تبدیل کیا جائے۔ یہ آپ کو برقی تنصیبات میں بعض عملوں کی نقل کرنے اور محفوظ طریقے سے پیمائش کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

موجودہ ٹرانسفارمر (CT) کے آپریشن پر مبنی ہے برقی مقناطیسی انڈکشن کا قانونالیکٹرک اور میگنیٹک فیلڈز میں کام کرنا الٹرنیٹنگ سائنوسائیڈل میگنیٹیوڈس کے ہارمونکس کی شکل میں مختلف ہوتا ہے۔

یہ ماڈیولس تناسب اور عین زاویہ کی ترسیل کا احترام کرتے ہوئے، پاور سرکٹ میں بہنے والے موجودہ ویکٹر کی بنیادی قدر کو ایک ثانوی کم قیمت میں تبدیل کرتا ہے۔

موجودہ ٹرانسفارمر کے آپریشن کے اصول

ٹرانسفارمر کے اندر برقی توانائی کی تبدیلی کے دوران ہونے والے عمل کے مظاہرے کی وضاحت آریھ میں کی گئی ہے۔

موجودہ I1 پاور پرائمری وائنڈنگ سے گزرتا ہے جس میں موڑ کی تعداد W1 ہوتی ہے، اس کی رکاوٹ Z1 پر قابو پاتا ہے۔اس کنڈلی کے ارد گرد ایک مقناطیسی بہاؤ F1 بنتا ہے، جسے ویکٹر I1 کی سمت میں کھڑے مقناطیسی سرکٹ کے ذریعے پکڑا جاتا ہے۔ یہ واقفیت برقی توانائی کے کم سے کم نقصان کو یقینی بناتی ہے جب اسے مقناطیسی توانائی میں تبدیل کیا جاتا ہے۔

وائنڈنگ ڈبلیو2 کے کھڑے موڑ کو عبور کرتے ہوئے، فلوکس F1 ان میں ایک الیکٹرو موٹیو فورس E2 پیدا کرتا ہے، جس کے زیر اثر ثانوی وائنڈنگ میں ایک کرنٹ I2 پیدا ہوتا ہے، جو کوائل Z2 اور منسلک آؤٹ پٹ لوڈ Zn کی رکاوٹ پر قابو پاتا ہے۔ اس صورت میں، ایک وولٹیج ڈراپ U2 سیکنڈری سرکٹ کے ٹرمینلز پر بنتا ہے۔

مقدار K1 کہلاتی ہے، جس کا تعین ویکٹرز I1/I2 ٹرانسفارمیشن گتانک کے تناسب سے ہوتا ہے... اس کی قدر آلات کے ڈیزائن کے دوران سیٹ کی جاتی ہے اور اسے ریڈی میڈ ڈھانچے میں ماپا جاتا ہے۔ حقیقی ماڈلز کے اشارے اور حسابی قدروں کے درمیان فرق کا اندازہ موجودہ ٹرانسفارمر کی میٹرولوجیکل خصوصیت - درستگی کی کلاس سے کیا جاتا ہے۔

اصل آپریشن میں، کنڈلی میں کرنٹ کی قدریں مستقل اقدار نہیں ہوتیں۔ لہذا، تبدیلی کے گتانک کو عام طور پر برائے نام اقدار سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، اس کے ایکسپریشن 1000/5 کا مطلب ہے کہ 1 کلو ایمپیئر کے پرائمری آپریٹنگ کرنٹ کے ساتھ، 5 ایمپیئر کا بوجھ ثانوی موڑ میں کام کرے گا۔ یہ اقدار اس موجودہ ٹرانسفارمر کی طویل مدتی کارکردگی کا حساب لگانے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔

ثانوی کرنٹ I2 سے مقناطیسی بہاؤ F2 مقناطیسی سرکٹ میں بہاؤ F1 کی قدر کو کم کرتا ہے۔ اس صورت میں، اس میں بنائے گئے ٹرانسفارمر Ф سے بہاؤ کا تعین ویکٹرز Ф1 اور Ф2 کے جیومیٹرک سمیشن سے ہوتا ہے۔

موجودہ ٹرانسفارمر کے آپریشن کے دوران خطرناک عوامل

موصلیت کی ناکامی کی صورت میں ہائی وولٹیج کی صلاحیت سے متاثر ہونے کی صلاحیت

چونکہ TT کا مقناطیسی سرکٹ دھات سے بنا ہے، اچھی چالکتا ہے اور مقناطیسی طور پر موصل وائنڈنگز (بنیادی اور ثانوی) کو ایک دوسرے سے جوڑتا ہے، اگر موصلیت کی تہہ ٹوٹ جاتی ہے تو اہلکاروں یا آلات کو برقی جھٹکا لگنے کا خطرہ بڑھ جاتا ہے۔

اس طرح کے حالات کو روکنے کے لیے، ٹرانسفارمر کے ثانوی ٹرمینلز میں سے ایک کی گراؤنڈنگ کا استعمال حادثات کی صورت میں اس کے پار ہائی وولٹیج کی صلاحیت کو نکالنے کے لیے کیا جاتا ہے۔

یہ ٹرمینل ہمیشہ ڈیوائس کے ہاؤسنگ پر نشان زد ہوتا ہے اور کنکشن کے خاکوں پر اشارہ کیا جاتا ہے۔

ثانوی سرکٹ کی خرابی کی صورت میں ہائی وولٹیج کی صلاحیت سے متاثر ہونے کا امکان

ثانوی وائنڈنگ کے نتائج کو «I1» اور «I2» سے نشان زد کیا گیا ہے، لہٰذا بہنے والے دھاروں کی سمت قطبی ہے، جو تمام وائنڈنگز میں ملتی ہے۔ جب ٹرانسفارمر کام کر رہا ہو، تو انہیں ہمیشہ لوڈ سے منسلک ہونا چاہیے۔

اس کی وضاحت اس حقیقت سے ہوتی ہے کہ پرائمری وائنڈنگ سے گزرنے والے کرنٹ میں ایک اعلیٰ صلاحیت کی طاقت (S = UI) ہوتی ہے، جو کم نقصانات کے ساتھ ایک ثانوی سرکٹ میں تبدیل ہو جاتی ہے، اور جب اس میں خلل پڑتا ہے، تو موجودہ جزو تیزی سے قدروں تک کم ہو جاتا ہے۔ ماحول کے ذریعے رساو کا، لیکن ایک ہی وقت میں ڈراپ ٹوٹے ہوئے حصے میں دباؤ کو نمایاں طور پر بڑھاتا ہے۔

پرائمری لوپ میں کرنٹ گزرنے کے دوران ثانوی وائنڈنگ کے کھلے رابطوں کی صلاحیت کئی کلو وولٹ تک پہنچ سکتی ہے، جو بہت خطرناک ہے۔

لہذا، موجودہ ٹرانسفارمرز کے تمام ثانوی سرکٹس کو ہمیشہ محفوظ طریقے سے اسمبل کیا جانا چاہیے اور شنٹ شارٹ سرکٹس کو ہمیشہ وائنڈنگز یا کوروں پر نصب کیا جانا چاہیے جو سروس سے باہر ہیں۔

موجودہ ٹرانسفارمر سرکٹس میں استعمال ہونے والے ڈیزائن حل

ہر موجودہ ٹرانسفارمر، ایک برقی ڈیوائس کے طور پر، برقی تنصیبات کے آپریشن کے دوران بعض مسائل کو حل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ صنعت ان کی ایک بڑی درجہ بندی پیدا کرتی ہے۔ تاہم، بعض صورتوں میں، ڈھانچے کو بہتر بناتے وقت، ثابت شدہ ٹیکنالوجیز کے ساتھ ریڈی میڈ ماڈلز کو نئے ڈیزائن اور تیار کرنے کے بجائے استعمال کرنا آسان ہے۔

سنگل ٹرن ٹی ٹی (پرائمری سرکٹ میں) بنانے کا اصول بنیادی ہے اور بائیں طرف تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

یہاں پرائمری وائنڈنگ، موصلیت سے ڈھکی ہوئی، ٹرانسفارمر کے مقناطیسی سرکٹ سے گزرنے والی سیدھی لائن بس L1-L2 سے بنی ہے، اور ثانوی اس کے گرد گھماؤ اور بوجھ سے جڑا ہوا ہے۔

دو کور کے ساتھ ملٹی ٹرن سی ٹی بنانے کا اصول دائیں طرف دکھایا گیا ہے۔ یہاں دو سنگل ٹرن ٹرانسفارمرز کو ان کے ثانوی سرکٹس کے ساتھ لیا جاتا ہے اور ان کے مقناطیسی سرکٹس کے ذریعے پاور وائنڈنگز کی ایک خاص تعداد میں موڑ گزرے جاتے ہیں۔ اس طرح نہ صرف طاقت میں اضافہ ہوتا ہے بلکہ آؤٹ پٹ سے منسلک سرکٹس کی تعداد میں مزید اضافہ ہوتا ہے۔

ان تینوں اصولوں کو مختلف طریقوں سے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک ہی مقناطیسی سرکٹ کے ارد گرد کئی ایک جیسی کنڈلیوں کا استعمال الگ الگ، آزاد ثانوی سرکٹس بنانے کے لیے وسیع پیمانے پر ہوتا ہے جو خود مختاری سے کام کرتے ہیں۔ ان کو نیوکلی کہتے ہیں۔ اس طرح مختلف مقاصد کے ساتھ سوئچز یا لائنوں (ٹرانسفارمرز) کا تحفظ ایک کرنٹ ٹرانسفارمر کے کرنٹ سرکٹس سے منسلک ہوتا ہے۔

ایک طاقتور مقناطیسی سرکٹ کے ساتھ مشترکہ موجودہ ٹرانسفارمرز، جو آلات کے ایمرجنسی موڈز میں استعمال ہوتے ہیں، اور عام طور پر، جو برائے نام نیٹ ورک پیرامیٹرز پر پیمائش کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں، بجلی کے آلات میں کام کرتے ہیں۔ریبار کے گرد لپیٹے ہوئے کنڈلیوں کو حفاظتی آلات چلانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جبکہ روایتی کنڈلی کا استعمال کرنٹ یا طاقت/مزاحمت کی پیمائش کے لیے کیا جاتا ہے۔

انہیں اس طرح کہا جاتا ہے:

• انڈیکس «P» (ریلے) کے ساتھ نشان زد حفاظتی کنڈلی؛

• پیمائش میٹرولوجیکل درستگی کلاس TT کے نمبروں سے ظاہر ہوتی ہے، مثال کے طور پر «0.5»۔

موجودہ ٹرانسفارمر کے عام آپریشن کے دوران حفاظتی وائنڈنگز 10% کی درستگی کے ساتھ بنیادی کرنٹ ویکٹر کی پیمائش فراہم کرتی ہیں۔ اس قدر کے ساتھ انہیں "دس فیصد" کہا جاتا ہے۔

پیمائش کی غلطیاں

ٹرانسفارمر کی درستگی کا تعین کرنے کا اصول آپ کو تصویر میں دکھائے گئے اس کے مساوی سرکٹ کا اندازہ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس میں، بنیادی مقداروں کی تمام اقدار مشروط طور پر ثانوی لوپس میں کارروائی کے لیے کم کر دی جاتی ہیں۔

مساوی سرکٹ کرنٹ I کے ساتھ کور کو میگنیٹائز کرنے پر خرچ ہونے والی توانائی کو مدنظر رکھتے ہوئے وائنڈنگز میں کام کرنے والے تمام عمل کو بیان کرتا ہے۔

اس کی بنیاد پر بنایا گیا ویکٹر ڈایاگرام (مثلث SB0) ظاہر کرتا ہے کہ موجودہ I2 I'1 کی قدروں سے مختلف ہے جس میں ہماری طرف I کی قدر (مقناطیس) ہے۔

یہ انحرافات جتنے بڑے ہوں گے، موجودہ ٹرانسفارمر کی درستگی اتنی ہی کم ہوگی۔ CT پیمائش کی غلطیوں کو مدنظر رکھنے کے لیے، درج ذیل تصورات پیش کیے گئے ہیں:

• فی صد کے طور پر ظاہر کی نسبت موجودہ خرابی؛

• قوس کی لمبائی AB سے ریڈینز میں شمار کی جانے والی کونیی غلطی۔

بنیادی اور ثانوی کرنٹ ویکٹر کے انحراف کی مطلق قدر کا تعین AC سیگمنٹ سے ہوتا ہے۔

موجودہ ٹرانسفارمرز کے عام صنعتی ڈیزائن 0.2 کی خصوصیات سے بیان کردہ درستگی کی کلاسوں میں کام کرنے کے لیے تیار کیے جاتے ہیں۔ 0.5; 1.0; 3 اور 10٪۔

موجودہ ٹرانسفارمرز کا عملی اطلاق

ان کے ماڈلز کی متنوع تعداد چھوٹے چھوٹے الیکٹرانک آلات میں اور انرجی ڈیوائسز دونوں میں دیکھی جا سکتی ہے جو کئی میٹر کے اہم طول و عرض پر قابض ہیں۔ انہیں آپریشنل خصوصیات کے مطابق تقسیم کیا گیا ہے۔

موجودہ ٹرانسفارمرز کی درجہ بندی

معاہدے کے مطابق، وہ تقسیم ہوتے ہیں:

• پیمائش، پیمائش کے آلات میں کرنٹ کی منتقلی؛
• محفوظ، موجودہ حفاظتی سرکٹس سے منسلک؛
• لیبارٹری، اعلی درجے کی درستگی کے ساتھ؛
• دوبارہ تبادلوں کے لیے استعمال ہونے والے انٹرمیڈیٹس۔

جب آپریٹنگ سہولیات، TT استعمال کیا جاتا ہے:

• بیرونی بیرونی تنصیب؛

• بند تنصیبات کے لیے؛

• بلٹ میں سامان؛

• اوپر سے - آستین ڈالیں؛

• پورٹیبل، آپ کو مختلف جگہوں پر پیمائش کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

TT آلات کے آپریٹنگ وولٹیج کی قدر کے مطابق یہ ہیں:

• ہائی وولٹیج (1000 وولٹ سے زیادہ)؛

• 1 کلو وولٹ تک برائے نام وولٹیج کی قدروں کے لیے۔

نیز، موجودہ ٹرانسفارمرز کی درجہ بندی موصلیت کے مواد کے طریقہ کار، تبدیلی کے مراحل کی تعداد اور دیگر خصوصیات کے مطابق کی جاتی ہے۔

کام مکمل ہو گئے۔

بیرونی ماپنے والے موجودہ ٹرانسفارمرز برقی توانائی کی پیمائش، پیمائش اور لائنوں یا پاور آٹوٹرانسفارمرز کے تحفظ کے لیے برقی سرکٹس کے آپریشن کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔

نیچے دی گئی تصویر لائن کے ہر مرحلے کے لیے ان کا مقام اور پاور آٹوٹرانسفارمر کے لیے 110 kV سوئچ گیئر کے ٹرمینل باکس میں سیکنڈری سرکٹس کی تنصیب کو دکھاتی ہے۔

یہی کام بیرونی سوئچ گیئر-330 kV کے موجودہ ٹرانسفارمرز انجام دیتے ہیں، لیکن زیادہ وولٹیج کے آلات کی پیچیدگی کو دیکھتے ہوئے، ان کے طول و عرض بہت زیادہ ہیں۔

بجلی کے آلات پر، موجودہ ٹرانسفارمرز کے ایمبیڈڈ ڈیزائن اکثر استعمال کیے جاتے ہیں، جو براہ راست پاور پلانٹ کے کیسنگ پر رکھے جاتے ہیں۔

ان میں ثانوی وائنڈنگز ہوتی ہیں جن میں لیڈز ہوتی ہیں جو سیل بند ہاؤسنگ میں ہائی وولٹیج بشنگ کے ارد گرد رکھی جاتی ہیں۔ CT کلیمپس سے کیبلز کو یہاں منسلک ٹرمینل بکس تک پہنچایا جاتا ہے۔

اندرونی ہائی وولٹیج کرنٹ ٹرانسفارمرز اکثر خصوصی ٹرانسفارمر آئل کو بطور انسولیٹر استعمال کرتے ہیں۔ اس طرح کے ڈیزائن کی ایک مثال تصویر میں TFZM سیریز کے موجودہ ٹرانسفارمرز کے لیے دکھائی گئی ہے جو 35 kV پر کام کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں۔

باکس کی تیاری میں 10 kV تک اور اس میں شامل، ٹھوس ڈائی الیکٹرک مواد کو وائنڈنگز کے درمیان موصلیت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

KRUN میں استعمال ہونے والے موجودہ ٹرانسفارمر TPL-10 کی ایک مثال، بند سوئچ گیئر اور سوئچ گیئر کی دیگر اقسام۔

110 kV سرکٹ بریکر کے لیے REL 511 پروٹیکشن کور میں سے کسی ایک کے سیکنڈری کرنٹ سرکٹ کو جوڑنے کی مثال ایک آسان خاکہ کے ساتھ دکھائی گئی ہے۔

موجودہ ٹرانسفارمر کی خرابیاں اور انہیں کیسے تلاش کیا جائے۔

لوڈ سے منسلک ایک کرنٹ ٹرانسفارمر تھرمل اوور ہیٹنگ، حادثاتی مکینیکل اثرات یا ناقص تنصیب کی وجہ سے وائنڈنگز کی موصلیت یا ان کی چالکتا کی برقی مزاحمت کو توڑ سکتا ہے۔

آپریشنل آلات میں، موصلیت کو اکثر نقصان پہنچایا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں وائنڈنگز کی باری باری شارٹ سرکیٹنگ (منتقلی طاقت میں کمی) یا تصادفی طور پر بنائے گئے شارٹ سرکٹ سرکٹس کے ذریعے لیکیج کرنٹ کا واقعہ ہوتا ہے۔

پاور سرکٹ کے ناقص معیار کی تنصیب کی جگہوں کی نشاندہی کرنے کے لیے، تھرمل امیجرز کے ساتھ ورکنگ سرکٹ کا معائنہ وقتاً فوقتاً کیا جاتا ہے۔ان کی بنیاد پر، ٹوٹے ہوئے رابطوں کے نقائص کو فوری طور پر ہٹا دیا جاتا ہے، سامان کی زیادہ گرمی کو کم کیا جاتا ہے.

ریلے پروٹیکشن اور آٹومیشن لیبارٹریز کے ماہرین کی طرف سے باری باری بند ہونے کی غیر موجودگی کی جانچ پڑتال کی جاتی ہے:

• موجودہ وولٹیج کی خصوصیت لینا؛

• بیرونی ذریعہ سے ٹرانسفارمر کو چارج کرنا؛

• ورکنگ اسکیم میں اہم پیرامیٹرز کی پیمائش۔

وہ تبدیلی کے گتانک کی قدر کا بھی تجزیہ کرتے ہیں۔

تمام کاموں میں، بنیادی اور ثانوی کرنٹ ویکٹر کے درمیان تناسب کا اندازہ شدت سے لگایا جاتا ہے۔ میٹرولوجیکل لیبارٹریوں میں موجودہ ٹرانسفارمرز کو چیک کرنے کے لیے استعمال کیے جانے والے اعلی درستگی والے مرحلے کی پیمائش کرنے والے آلات کی کمی کی وجہ سے ان کے زاویہ سے انحراف نہیں کیا جاتا ہے۔

ڈائی الیکٹرک خصوصیات کے ہائی وولٹیج ٹیسٹ انسولیشن سروس لیبارٹری کے ماہرین کو تفویض کیے گئے ہیں۔