amورفوس آلائیڈ ڈسٹریبیوشن ٹرانسفارمر کا میٹرو بجلی فراہمی نظام میں استعمال

ہالیاں میں، چین کے شہری ریل نقل و حمل کے پیمانے کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، میٹرو کے بجلی اور روشنی کے بوجھ کو تیزی سے بڑھایا گیا ہے، اور تقسیم کرنے والے ٹرانسفورمرز کے خود کھوئے ہوئے کھوئے ہوئے بجلی کا مسئلہ روشن ہو گیا ہے۔ ملک کی توانائی کشیدگی اور ماحولی حفاظت کے لئے فروغ کے پس منظر میں، جو میگنیٹک کانڈکٹیوٹی کے لئے عمدہ خصوصیات کے ساتھ امورفوس الائیڈ شپ کو استعمال کرتے ہیں، نسبتاً کم خالی لوڈ کھوئے ہوئے اور خالی کرنٹ کے ساتھ کام کرتے ہیں، اور اس طرح توانائی کشیدگی کے ٹرانسفورمرز کی ترقی کی رہنمائی کرتے ہیں۔ بیجنگ میٹرو کے لائن 14 کے پس منظر کو لیتے ہوئے، یہ مقالہ دبائش کے امورفوس الائیڈ کोئر ڈسٹریبوشن ٹرانسفورمرز (یہاں سے آگے "امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز" کے طور پر) کے بنیادی اصولوں، ڈھانچوں اور ٹیکنیکل خصوصیات سے شروع کرتا ہے، میدانی لاگو کرنے کے اثرات کا مختصر ذکر کرتا ہے، اور لمبے وقت کے کارکردگی کے لئے متعلقہ تجویزات پیش کرتا ہے، ٹرانسفورمرز کے انتخاب اور میٹروز میں لاگو کرنے کے لئے معیاری معلومات اور تجربات فراہم کرنے کے لئے۔
امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کا ڈھانچہ اور کام کرنے کا اصول
امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کا ڈھانچہ
امورفوس الائیڈ ڈسٹریبوشن ٹرانسفورمرز میگنیٹک مواد کے طور پر نرم میگنیٹک خصوصیات کے ساتھ امورفوس الائیڈ کا انتخاب کرتے ہیں۔ اس کی اعلیٰ میگنیٹک بھرپوری کی شدت، بہت کم کھوئے ہوئے، کم محرک کرنٹ، اور کم کوآرسیوٹی ہوتی ہے، اور یہ ایک توانائی کشیدگی اور ماحولی حفاظت کے لئے اچھا استحکام رکھنے والا ٹرانسفورمر ہے۔ امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز ایپوکسی کیسٹ ڈرائی ٹرانسفورمرز کی خصوصیات جیسے کم ہیلوجن مقدار، آگ روکنے کی قابلیت، کم دھواں پیدا کرنے کی صلاحیت، اور خود بخود آگ بھنجنے کی صلاحیت کے ساتھ امورفوس الائیڈ شپ کے کم کھوئے ہوئے فائدے کو جوڑتے ہیں، جس سے ان کی صلاحیت بہتر ہو جاتی ہے جیسے میٹرو کے جیسے عوامی ماحول کی ضروریات کو پورا کرنے کی۔

امورفوس الائیڈ شپ ایک قسم کی پتلا (تقریباً 0.03 ملی میٹر کے قطع کے ساتھ) اور کمزور میگنیٹک کانڈکٹیو مواد ہے۔ اس لئے، اس کو پیچھے کرنے والے کور کے ڈھانچے میں ڈیزائن کرنا مناسب ہے۔ حال ہی میں، ایپوکسی کیسٹ امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کے ڈھانچے کی دو قسمیں ہیں، جو کہ تین فیز تین ٹھنڈی ڈھانچہ اور تین فیز پانچ ٹھنڈی ڈھانچہ ہیں، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ تین فیز پانچ ٹھنڈی ڈھانچہ کا کور چار فریم کو جوڑ کر بنایا گیا ہے، جیسا کہ شکل 2 (a) میں دکھایا گیا ہے؛ تین فیز تین ٹھنڈی ڈھانچہ کا کور تین فریم کو جوڑ کر بنایا گیا ہے، جیسا کہ شکل 2 (b) میں دکھایا گیا ہے۔ کیونکہ امورفوس الائیڈ ٹرانسفورمرز کا کور کٹر کی شکل کا ہوتا ہے، اس لئے بالائی اور نیچے کی کoilن کو عام طور پر کٹر کی شکل کے ساتھ گول کرنے کی طرف سے ڈیزائن کیا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، امورفوس الائیڈ کور کی میگنیٹک فلکس ڈنسٹی اور لیمنیشن فیکٹر سلیکون سٹیل شیٹ کے مقابلے میں کم ہوتی ہے، امورفوس الائیڈ کور کا حجم ایک ہی صلاحیت کے سلیکون سٹیل شیٹ کور کے مقابلے میں بہت زیادہ ہوتا ہے۔ کسی مخصوص میٹرو لائن پر استعمال ہونے والے امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کو تین فیز پانچ ٹھنڈی کور کا ڈیزائن اختیار کیا گیا ہے، جس کے فائدے درج ذیل ہیں: اچھی گرمی کو ہٹانے کی صلاحیت، مضبوط کلیہ ڈھانچہ، اور نسبتاً کم حجم۔

امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کا کام کرنے کا اصول

امورفوس الائیڈ کور مواد، سلیکون سٹیل کے کریسٹلز کی ساخت اور خصوصیات کی وجہ سے میگنیٹائزیشن اور ڈیمیگنیٹائزیشن کے لئے زیادہ مساعد ہوتے ہیں۔ ایک معمولی امورفوس الائیڈ میں تقریباً 80 فیصد لوہا ہوتا ہے، دیگر اہم مصنوعات کے طور پر سلیکون اور بورن جیسے مواد ہوتے ہیں۔ کثیر تعداد میں ٹیسٹ نتائج کے مطابق، امورفوس الائیڈ کا کریسٹلائزیشن درجہ حرارت 550°C ہے، اور کیوری درجہ حرارت تقریباً 415°C ہے۔ ان درجات حرارت کو امورفوس الائیڈ کے پروسیسنگ، کور کے بننے کے بعد کے اینیلنگ، معمولی کارکردگی کا درجہ حرارت، اور کم کرنے کے دوران کے گرمی کے مستحکم درجہ حرارت کے لئے مطلوبات کو پورا کر سکتے ہیں، اس لئے امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کے لاگو کرنے میں کوئی مسئلہ نہیں ہے۔

تین فیز، چار فریم، پانچ ٹھنڈی کے امورفوس الائیڈ ڈسٹریبوشن ٹرانسفورمر کے طور پر مثال لیتے ہوئے، ہر وانڈنگ کو دو فریموں پر ڈالا جاتا ہے جن کے مستقل میگنیٹک سرکٹ ہوتے ہیں، ہر فریم کا میگنیٹک فلکس بنیادی موج کے میگنیٹک فلکس اور کچھ تیسری ہارمونک میگنیٹک فلکس سے ملتا ہے۔ تیسری ہارمونک کا بنیادی موج کے ساتھ تناسب مقررہ میگنیٹک فلکس کی شدت پر منحصر ہوتا ہے۔ لیکن، ایک وانڈنگ کے دو کور فریم میں موجود تیسری ہارمونک میگنیٹک فلکس کے متبادل طور پر اور مقدار کے مساوی ہوتے ہیں۔ اس لئے، ہر وانڈنگ میں تیسری ہارمونک میگنیٹک فلکس بردار صفر ہوتا ہے۔ جب بالائی کرنٹ کوائل کو ڈیلٹا (D) کی ترتیب میں جوڑا جاتا ہے تو، وانڈنگ میں تیسری ہارمونک کرنٹ کے لئے راستہ ہوتا ہے۔ اس کے نتیجے میں، عموماً معلوم کیے گئے دوسری جانب کی ولٹیج موج کے میں تیسری ہارمونک ولٹیج کے کوئی حصہ نہیں ہوتا۔ باوجود اس کے، ہر فریم میں خالی کرنے کا کھوئے ہوئے کرنٹ کے اندر موجود تیسری ہارمونک کرنٹ کے ذریعے متاثر ہوتا ہے۔ اس ڈھانچے کے دونوں سائیڈ یوکس میں میگنیٹک فلکس کے صفر کے حصہ یا اوپر کی ہارمونک کے لئے راستہ فراہم کرتے ہیں۔

امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کی اہم ٹیکنیکل خصوصیات
امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کی خصوصیات

امورفوس الائیڈ شپ بہت زیادہ دباؤ کے لئے بہت حساس ہیں۔ اگر کوئی نقصان ہو جائے تو، اس کو دوبارہ قائم نہیں کیا جا سکتا۔ اس لئے، تیار کرنے کے عمل کے دوران، نیچے دی گئی دو باتیں یقینی بنانی چاہئیں: پہلی، کور صرف اپنے وزن کو ڈھانچے کے ساتھ ڈالتا ہے، اور بالائی اور نیچے کی کoilن کا وزن فولادی ڈھانچے کے حصوں کی طرف سے، جیسے کہ بیس، اوپر اور نیچے کے کلیپنگ گذاری کے ذریعے سپورٹ کیا جاتا ہے۔ دوسری، میزبان ڈیزائن کے ذریعے کور کی کم کرنے کے تحمل کی صلاحیت بہتر کی جاتی ہے۔

امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کی کٹر ساخت کی کoilن کے مقام پر گول کoilن کی طرح منظم طور پر دباؤ کا سامنا نہیں ہوتا۔ جب ٹرانسفورمر کم کرنے کے کرنٹ کا سامنا کرتا ہے تو، لمبائی کی طرف زیادہ ڈیفارمیشن کا خطرہ ہوتا ہے۔ اصلی پروڈکشن میں، بالائی کرنٹ کوائل کو ایپوکسی ریزن کے ساتھ ڈھالا گیا ہوتا ہے اور ریزن کے لیئے محفوظ کیا جاتا ہے۔ ڈائنامک اور گرمی کی استحکام کے حسابات اور عملی محاکات کا ثبوت ہے کہ بالائی کرنٹ کوائل کم کرنے کے دوران الیکٹروڈائنامک فورس کو تحمل کر سکتے ہیں۔

نیچے کی کoilن کو عام طور پر کپر فويل کے ساتھ گھومنے کے ساتھ گرمی کے ذریعے کیور کی جاتی ہے اور ایپوکسی ریزن کے اوپر کے حصے کے ساتھ محفوظ کیا جاتا ہے، جس کی ریجنیٹی کچھ کم ہوتی ہے۔ وہ کم کرنے کے دوران ڈیفارمیشن کے خطرے کا سامنا کرتے ہیں، جس سے امورفوس الائیڈ شپ کو دباؤ کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ اس لئے، ڈیزائن کے دوران، نیچے کی کoilن کی لمبائی کے درمیان کا نسبتاً بڑا تناسب سے بچا جانا چاہئے۔ علاوہ ازیں، ایسیبلی کے دوران، کور اور نیچے کی کoilن کے درمیان سپورٹنگ اسپیسروں کو رکھا جانا چاہئے تاکہ کم کرنے کے تحمل کی صلاحیت کو بہتر بنایا جا سکے۔

ٹرانسفورمر کا شور میگنیٹک کور کی میگنوسترکشن سے آتا ہے۔ امورفوس الائیڈ کی میگنوسترکشن سلیکون سٹیل شیٹ کے مقابلے میں تقریباً 10 فیصد زیادہ ہوتی ہے۔ قومی معیار "JB/T 10088 - 2004 Sound Levels for 6 kV - 500 kV Power Transformers" اور "GB/T 22072 - 2008 Technical Parameters and Requirements for Dry - type Amorphous Alloy Core Distribution Transformers" کے درمیان موازنہ کرتے ہوئے، دیکھا جا سکتا ہے کہ قومی معیار میں امورفوس الائیڈ کور ڈرائی ٹرانسفورمرز کے لئے شور کی درکاریاں سلیکون سٹیل شیٹ کور ڈسٹریبوشن ٹرانسفورمرز کے لئے جیسی ہی ہیں۔

اس سے امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کی تیاری کی مشکل بڑھ جاتی ہے۔ لیکن، امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کے ڈھانچے کی معقول ڈیزائن کے ذریعے، شور کو قومی معیار کے حدود کے اندر کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ میگنیٹک فلکس کی شدت امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کے شور کو متاثر کرنے کا ایک اہم عنصر ہے۔

ہر 0.05 T کی میگنیٹک فلکس کی شدت کی اضافے کے ساتھ، خالی کرنے کا شور تقریباً 2 dB(A) اور ٹرانسفورمر کا شور 5 dB(A)[1] بڑھ جاتا ہے۔ اس لئے، امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کی میگنیٹک فلکس کی شدت کو معقول طور پر منتخب کیا جانا چاہئے تاکہ شور کو کم کیا جا سکے۔ عام طور پر، امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کے لئے 1.25 T سے کم میگنیٹک فلکس کی شدت کافی ہوتی ہے۔

لیکن، میٹروز میں زیادہ سفر کرنے والوں کی تیز رفتاری کی خاص صورتحال کو مد نظر رکھتے ہوئے، شور کو کم کرنا چاہئے، اور عام طور پر میگنیٹک فلکس کی شدت کو 1.2 T سے کم منتخب کیا جاتا ہے۔ علاوہ ازیں، امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کے شور کو ڈھانچے کی بہتری کے ذریعے کم کرنا چاہئے۔ مثال کے طور پر، کور اور کلیپنگ گذاری کے فریم کے درمیان مناسب جگہ چھوڑی جانی چاہئے تاکہ کور پر بہت زیادہ دباؤ سے بچا جا سکے اور کور کی تیز رفتاری کو کنٹرول کیا جا سکے۔ کور اور فریم کے درمیان صوت کش مواد رکھا جانا چاہئے تاکہ شور کو کامیابی سے کم کیا جا سکے۔

نقل و حمل اور نصب کے دوران، امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کو صرف کام کرنے کے عمل کے طریقوں کے مطابق کام کیا جانا چاہئے تاکہ کور کو دباؤ یا ٹھیس کا سامنا نہ کرنا پڑے۔

امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کا معاشی کارکردگی کا تجزیہ

امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کے واضح توانائی کشیدگی کے فوائد ہیں۔ نیچے SCBH15 - قسم کے امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز اور SCB10 - قسم کے سلیکون سٹیل شیٹ ڈسٹریبوشن ٹرانسفورمرز کے مختلف صلاحیتوں کے درمیان معاشی تجزیہ کیا گیا ہے۔ تفصیلات کا موازنہ امورفوس مواد اور سلیکون سٹیل شیٹ مواد کی قیمت، سالانہ بجلی کے کھرچ کی بچت، اضافی قیمت کو واپس کرنے کے سال کی تعداد، اور کل کی بچت کے لحاظ سے کیا گیا ہے، جیسا کہ جدول 1 میں دکھایا گیا ہے۔

جدول 1 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کے پاس توانائی کشیدگی کے لحاظ سے روایتی سلیکون سٹیل شیٹ ٹرانسفورمرز کے مقابلے میں زیادہ فوائد ہیں۔ اس کو کارکردگی کے کھرچ کے طور پر تبدیل کیا جائے تو، یہ بہت قابل ذکر ہے۔ اضافی قیمت کو واپس کرنے کے سال کی تعداد کا زیادہ سے زیادہ محدود 5 سال ہے، جس سے بہت اچھے لاگو کرنے کی منظر کشی ہوتی ہے۔

امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کا میٹروز میں لاگو کرنے اور اثرات
امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کا میٹروز میں لاگو کرنے

امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کے ڈھانچے اور اصول کے تفصیل سے بیان کرنے اور معاشی کارکردگی کے تجزیہ کے ساتھ، بیجنگ میٹرو کے لائن 14 کے انجینئرنگ کی صورتحال کے ساتھ مل کر، امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کے لاگو کرنے کے منصوبے کے لئے، امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کی کم کرنے کے تحمل کی صلاحیت، شور کے کنٹرول، کھوئے ہوئے اشاریہ، اور نصب کے منصوبے جیسے ٹیکنیکل جہات پر مبنی کلیدی تحقیقات کی جانی چاہئے، تاکہ امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کی اچھی توانائی کشیدگی کی صلاحیت کو پورا کیا جا سکے اور میٹروز کی توانائی کشیدگی کا سطح بہتر بنایا جا سکے۔

میدانی لاگو کرنے کا اثر

میٹرو کے لائن 14 پر لاگو کرنے والے SCBH15 - 800/10/0.4 امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمر کے طور پر مثال لیتے ہوئے، SCB10 - 800/10.0.4 ڈرائی ٹرانسفورمر کے مقابلے میں، ΔP0 = 1.05 kW; ΔPk = 0۔ ایک یونٹ کی سالانہ بجلی کی کمی کا حساب کچھ یوں کیا جا سکتا ہے:

ΔWk = 8 760×(1.05 + 0.62×0) = 9 198 kW·h

حساب کتاب کے ذریعے، دیکھا جا سکتا ہے کہ امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کا توانائی کشیدگی کا اثر واضح ہے۔

لمبے وقت کے آن لائن کارکردگی کے لئے متعلقہ تجویزات

میٹرو لائن پر امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کے لمبے وقت کے کارکردگی کے لئے، ان کا ڈیزائن، تیاری، صيانہ، اور اوورہال کو ان کی منفرد خصوصیات کے مطابق دقت سے کیا جانا چاہئے۔ مصنف نیچے دی گئی تجویزات پیش کرتا ہے:

• امورفوس الائیڈ مواد کی میگنیٹک بھرپوری کی کثافت کم ہوتی ہے اور ان کی میگنوسترکشن نسبتاً زیادہ ہوتی ہے، پروڈکٹ ڈیزائن کے دوران، مقررہ میگنیٹک فلکس کی شدت کو بہت زیادہ نہیں رکھا جانا چاہئے۔ عام طور پر، 1.2 T سے کم کی قیمت منتخب کرنا بہتر ہے۔

• ڈیزائن اور تیاری کے پورے عمل کے دوران، امورفوس ڈرائی ٹرانسفورمرز کی کم کرنے کے تحمل کی صلاحیت کو دیکھا جانا چاہئے۔ اس صلاحیت کو پروسیسنگ کے ذریعے نرم کرنے اور ڈھانچے کی بہتری کے ذریعے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

• امورفوس الائیڈ مواد میکانیکل دباؤ کے لئے بہت حساس ہوتے ہیں۔ اس لئے، ڈھانچے کی ڈیزائن میں، کور کو اہم بوجھ بردار کے طور پر استعمال کرنے کے روایتی طریقہ کار سے بچا جانا چاہئے۔

• امورفوس الائیڈ کور کی کم کرنے کی اچھی خصوصیات حاصل کرنے کے لئے، ک