الیکسیم کے مقابلے میں توانائی ترانسفارمرز میں کپر وائنڈنگ: قیمت اور پرفارمنس کا موازنہ

موجودہ طور پر، تانبے کی بازاری قیمت بلند رہتی ہے، جو ہر ٹن 70,000 سے 80,000 یوان کے درمیان گھومتی ہے۔ اس کے مقابلے میں، الومینیم کی قیمت کم رہتی ہے، جو ہر ٹن 18,000 سے 20,000 یوان کے درمیان لگاتار رہتی ہے۔ بجلی کے ٹرانسفورمرز کے لئے، ڈیزائن میں تانبے کی ونڈنگ کو الومینیم کی ونڈنگ سے تبدیل کرنا محکمہ محصولات کی قیمت میں کمی کا باعث بنے گا، جس سے ناچہر مشتریوں کو کافی فائدہ ہوگا۔

پرائیویلی، صنعت میں عام طور پر یہ خیال کیا جاتا ہے کہ الومینیم کی ونڈنگ صرف 35kV یا اس سے کم ولٹیج کے بجلی کے ٹرانسفورمرز میں استعمال کی جا سکتی ہے۔ حقیقت میں، یہ ایک بڑا غلط فہمی ہے۔ حقیقت میں، الومینیم کی ونڈنگ کو بڑی ولٹیج کے بجلی کے ٹرانسفورمرز میں استعمال کرنے پر زیادہ فائدہ ہوتا ہے۔ الومینیم کنڈکٹرز کی مخصوص کشش کی حالت میں موجودہ طور پر صرف 70MPa تک پہنچ سکتی ہے، جس کی وجہ سے کچھ ماحولوں میں ٹرانسفورمر کی ونڈنگ کی کم شارٹ سرکٹ تحمل کی صلاحیت کی کمزوری ہو سکتی ہے۔

1. موجودہ حالت اور معیارات
1.1 الومینیم کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمرز کی موجودہ حالت

بیرون ملک، الومینیم کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمرز تقسیمی ٹرانسفورمرز کے شعبے میں وسیع طور پر استعمال ہوتے ہیں اور کئی ملکی ٹرانسفورمرز میں کم تعداد میں استعمال ہوتے ہیں۔ چین میں، حالانکہ الومینیم کی ونڈنگ تقسیمی ٹرانسفورمرز میں استعمال ہوچکی ہے، 110kV سے 1000kV تک ولٹیج کے ملکی ٹرانسفورمرز میں قانونی طور پر ابھی تک استعمال نہیں ہوا ہے۔

1.2 الومینیم کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمرز کے متعلقہ معیارات

بین الاقوامی معیار IEC اور قومی معیار GB دونوں واضح طور پر بجلی کے ٹرانسفورمرز کو ونڈنگ کے لئے تانبے یا الومینیم کا استعمال کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ علاوہ ازیں، قومی توانائی انتظامیہ نے جنوری 2016 میں الومینیم کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمرز کے لئے صنعتی معیارات جاری کیے، جن میں 6kV～35kV تیلیاب الومینیم کی ونڈنگ والے تقسیمی ٹرانسفورمرز کے ٹیکنیکل پیرامیٹرز اور درخواستیں اور 6kV～35kV خشک الومینیم کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمرز کے ٹیکنیکل پیرامیٹرز اور درخواستیں شامل ہیں۔ یہ بالکل ظاہر کرتا ہے کہ، معیاری نقطہ نظر سے، الومینیم کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمرز کا استعمال قانونی ہے۔

2. کمیتی لاگت کا موازنہ

معمولی ڈیزائن کے تجربے کے مطابق، ٹرانسفورمر کے کارکردگی کے پیرامیٹرز (جیسے کہ خالی کی لاگت، بوجھ کی لاگت، شارٹ سرکٹ کی آمدورفت، شارٹ سرکٹ تحمل کی حد، وغیرہ) کو یقینی بنانے کے تحت، موجودہ خام مواد کی قیموں (بالکل تانبے کی بازاری قیمت ہر ٹن 70,000 یوان اور بالکل الومینیم کی بازاری قیمت ہر ٹن 20,000 یوان) کے ساتھ، الومینیم کی ونڈنگ استعمال کرنے والے ٹرانسفورمرز کی اصل مواد کی لاگت تانبے کی ونڈنگ استعمال کرنے والے ٹرانسفورمرز کی نسبت سے 20% سے زیادہ کم ہو سکتی ہے۔

نیچے SZ20-50000/110-NX2 بجلی کے ٹرانسفورمر کے مثال کے ساتھ مخصوص موازنہ دیا گیا ہے۔

اوپر کے موازنہ کے نتائج سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ، ایک ہی کارکردگی کے پیرامیٹرز کی یقینیت کے تحت، 50MVA/110kV دو ونڈنگ کلاس II توانائی کے کارآمد بجلی کے ٹرانسفورمر کے لئے، الومینیم کی ونڈنگ کی لاگت تانبے کی ونڈنگ کی نسبت تقریباً 23.5% کم ہے، اور لاگت کم کرنے کا اثر بہت واضح ہے۔

کارکردگی کا کیفیتی موازنہ

الومینیم کی ونڈنگ والے اور تانبے کی ونڈنگ والے بجلی کے ٹرانسفورمرز کی کیفیتی کارکردگی کا موازنہ مندرجہ ذیل جہتوں میں تقسیم کیا گیا ہے:

3.1 خالی کی لاگت

الومینیم کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمر کا آئرن کور نسبتاً بڑا ہوتا ہے۔ ایک ہی خالی کی لاگت کو یقینی بنانے کے لئے، اسے آپٹیمم کرنے کے لئے میگناٹک فلکس ڈنسٹی یا آئرن کور کے قطر کو کم کرنا یا کم یونٹ لاگت والے سلیکون سٹیل شیٹ کا انتخاب کرنا ممکن ہے۔

3.2 بوجھ کی لاگت

چونکہ الومینیم کنڈکٹرز کی مقاومت تانبے کنڈکٹرز کی نسبت تقریباً 1.63 گنا ہوتی ہے، ایک ہی بوجھ کی لاگت کو یقینی بنانے کے لئے، عموماً الومینیم کی ونڈنگ کنڈکٹرز کی کرنٹ ڈینسٹی کو کم کرنا پڑتا ہے۔

3.3 شارٹ سرکٹ تحمل کی صلاحیت

معمولی شارٹ سرکٹ کی آمدورفت اور 100MVA سے کم مقررہ کیپیسٹی کے شرائط میں، جب تک ڈیزائن صحیح ہو، الومینیم کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمر کو کافی شارٹ سرکٹ کی صلاحیت ہو سکتی ہے۔ لیکن، جب ٹرانسفورمر کی مقررہ کیپیسٹی 100MVA سے زیادہ ہو یا آمدورفت کافی کم ہو تو، الومینیم کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمر کی شارٹ سرکٹ تحمل کی صلاحیت کی کمزوری ظاہر ہوسکتی ہے۔

3.4 انسلیشن کی حد

الومینیم کنڈکٹرز کے عام طور پر بڑے سائز کی وجہ سے اور بڑے کنڈکٹر کی مقوی کی وجہ سے، الومینیم کی ونڈنگ کو تانبے کی ونڈنگ کے مقابلے میں ایک مساوی الیکٹرک فیلڈ حاصل ہوتا ہے۔ ونڈنگ کے اصل انسلیشن کی ہی ہے۔ الومینیم کنڈکٹرز کا بڑا سائز بڑا انٹرن-ٹرن کیپیسٹنس بھی ہوتا ہے، جو ویو پروسیس کی تقسیم کے لئے بھی مفید ہوتا ہے۔ یہی بنیادی مبدأ ہے جو الومینیم کی ونڈنگ کو بڑی ولٹیج کے ٹرانسفورمرز کے لئے خاص طور پر موزوں بناتا ہے۔

3.5 گرمی کی سطح

الومینیم کنڈکٹرز کے عام طور پر بڑے سائز کی وجہ سے، الومینیم کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمر کو تانبے کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمر کے مقابلے میں بڑا گرمی کا پھیلنے والا سطح ہوتا ہے۔ ایک ہی گرمی کے ذریعے، کم تانبے-تیل کی گرمی کی سطح حاصل کی جاسکتی ہے۔ علاوہ ازیں، الومینیم کنڈکٹرز کا سکن ایفیکٹ تانبے کی ونڈنگ کے مقابلے میں کم ہوتا ہے اور وہ چکری لاگت کم ہوتی ہے، الومینیم کی ونڈنگ کی گرمی کی سطح کم ہوتی ہے۔

3.6 اوورلوڈ اور خدماتی عمر

ونڈنگ کے خود کے کمزور سکن ایفیکٹ اور کم گرمی کی سطح کی وجہ سے، ایک ہی شرائط میں، الومینیم کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمر کی خدماتی عمر لمبی ہوتی ہے اور اس کی اوورلوڈ کی صلاحیت زیادہ ہوتی ہے۔

4 خلاصہ

ایک ہی کارکردگی کے پیرامیٹرز کی یقینیت کے تحت، موجودہ تانبے اور الومینیم کی بازاری قیموں کے مطابق، الومینیم کی ونڈنگ والے بجلی کے ٹرانسفورمرز عام طور پر تانبے کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمرز کی نسبت لاگت میں 20% سے زیادہ کمی کرتے ہیں۔ تکنیکی طور پر موضوعی طور پر، شارٹ سرکٹ تحمل کی صلاحیت کے علاوہ، الومینیم کی ونڈنگ والے بجلی کے ٹرانسفورمرز کی کل کارکردگی تانبے کی ونڈنگ والے ٹرانسفورمرز کی نسبت بھرپور طور پر بہتر ہوتی ہے۔

بنیادی طور پر، الومینیم کی ونڈنگ والے بجلی کے ٹرانسفورمرز کے محدود استعمال کا سبب کم ولٹیج نہیں بلکہ بڑی کیپیسٹی ہے۔ بنیادی طور پر، یہ الومینیم کنڈکٹرز کی طبیعی کمزوری ہے، جس کی وجہ سے کچھ بڑی کیپیسٹی یا کم آمدورفت والے بجلی کے ٹرانسفورمرز کی شارٹ سرکٹ تحمل کی صلاحیت کو پورا کرنا مشکل ہوتا ہے۔ الومینیم آلائی ٹرانسفورمر کی ونڈنگ کے کنڈکٹرز کی موجودگی کا مقصد یہی ہے کہ اس مسئلے کو حل کرنا ہے۔

لیکن، بجلی کے ٹرانسفورمرز کی شارٹ سرکٹ کی آمدورفت کو بڑھا کر اس مسئلے کو تیزی سے حل کیا جا سکتا ہے۔ بجلی کے ٹرانسفورمرز کی شارٹ سرکٹ کی آمدورفت کو بڑھانے کے بعد، شارٹ سرکٹ کرنٹ کم ہو جائے گا۔ یہاں تک کہ 180MVA سے زیادہ بڑی کیپیسٹی والے بجلی کے ٹرانسفورمرز کے لئے، الومینیم کی ونڈنگ کی شارٹ سرکٹ تحمل کی صلاحیت کا مسئلہ دیکھنے کی ضرورت نہیں ہوگی۔