گراؤنڈنگ ترانسفورمرز کے وائرنگ طرائق اور پیرامیٹرز
زمین دہانی ترانس فارمر کے ونڈنگ کنفیگریشن
زمین دہانی ترانس فارمر کو ونڈنگ کنکشن کے مطابق دو قسموں میں تقسیم کیا جاتا ہے: ZNyn (زگ زگ) یا YNd. ان کے نیٹرل پوائنٹ کو آرک سپریشن کoil یا زمین ریزسٹر سے منسلک کیا جا سکتا ہے۔ حال ہی میں، ایک آرک سپریشن کoil یا کم مقداری ریزسٹر کے ذریعے منسلک زگ زگ (Z-type) زمین دہانی ترانس فارمر زیادہ عام استعمال ہوتا ہے۔
1. Z-type زمین دہانی ترانس فارمر
Z-type زمین دہانی ترانس فارمر میں تیل-ب یا خشک-ڈب دونوں قسمیں موجود ہیں۔ ان میں سے، ریسن کاسٹ ایک قسم کی خشک-ڈب ہے۔ ساختی طور پر، یہ ایک معیاری تین فیز کرن-ٹائپ بجلی کے ترانس فارمر کے مشابہ ہوتا ہے، صرف ہر فیز لیگ پر ونڈنگ کو دو مساوی ٹرن کے حصوں - اوپری اور نیچے والے - میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ ایک حصے کا اختتام دوسری فیز کی ونڈنگ کے اختتام کے ساتھ مخالف قطبیت سیریز کنکشن میں منسلک کیا جاتا ہے۔
دونوں ونڈنگ کے حصے مخالف قطبیت کے ہوتے ہیں، جس سے زگ زگ کنفیگریشن میں نئی فیز تشکیل دی جاتی ہے۔ اوپری ونڈنگ کے شروعاتی ٹرمینل - U1, V1, W1 - کو نکال کر تین فیز کے AC سپلائی لائنوں A, B, اور C کے ساتھ منسلک کیا جاتا ہے۔ نیچے والی ونڈنگ کے شروعاتی ٹرمینل - U2, V2, W2 - کو ملایا جاتا ہے تاکہ نیٹرل پوائنٹ بنایا جا سکے، جسے پھر ایک زمین ریزسٹر یا آرک سپریشن کoil سے منسلک کیا جاتا ہے، جیسے کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ مخصوص کنکشن کے طریقے کے مطابق، Z-type زمین دہانی ترانس فارمر کو ZNvn1 اور ZNyn11 کنفیگریشن میں مزید تقسیم کیا جاتا ہے۔
Z-type زمین دہانی ترانس فارمر کو کم فیز کی ونڈنگ کے ساتھ بھی مہیا کیا جا سکتا ہے، عام طور پر ستارہ کنکشن میں منسلک ہوتی ہے جس کا نیٹرل پوائنٹ زمین پر ہوتا ہے (yn)، جس سے وہ اسٹیشن سروس ترانس فارمر کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔
2. Z-type زمین دہانی ترانس فارمر
Z-type ترانس فارمر کے زگ زگ کنکشن کے فائدے:
ایک فیز کے مختصر سرکٹ کے دوران، زمین کی فیلت کرنٹ تقریباً تین فیزوں کی ونڈنگ کے درمیان برابر تقسیم ہوتی ہے۔ ہر کرن لیگ پر دو ونڈنگ کی میگناٹوموٹیو فورس (MMFs) کے متبادل ہوتے ہیں، تو کوئی میرکنگ اثر نہیں ہوتا، جس سے کرنٹ آزادانہ طور پر نیٹرل پوائنٹ سے فیلت لائن تک بہ سکتا ہے۔
فیز ولٹیج میں تیسری ہارمونک کا کوئی کمپوننٹ نہیں ہوتا کیونکہ زگ زگ کنکشن والے تین-ایکل فیز ترانس فارمر کے بینک میں، تیسری ہارمونک کے میگنیٹوڈ اور ڈائریکشن ایک جیسے ہوتے ہیں۔ ونڈنگ کی ترتیب کی وجہ سے، ہر فیز میں تیسری ہارمونک کی الیکٹروموٹیو فورس کی کینسل ہو جاتی ہے، جس کے نتیجے میں نیا فیز ولٹیج تقریباً سائنوسوئدل ہوتا ہے۔
Z-type زمین دہانی ترانس فارمر میں، ایک ہی کرن لیگ پر دو نصف ونڈنگ کی صفری ترتیب کی کرنٹ مخالف ہوتی ہے؛ لہذا، صفری ترتیب کی ریاکٹنس بہت کم ہوتی ہے، اور یہ صفری ترتیب کی کرنٹ کو روکتی نہیں ہے۔ اس کی کم صفری ترتیب کی امپیڈنس کا اصول یہ ہے: زمین دہانی ترانس فارمر کی تین کرن لیگوں کی ہر ایک پر دو ونڈنگ ہوتی ہیں جن کی ٹرن برابر ہوتی ہیں، ہر ایک مختلف فیز ولٹیجوں سے منسلک ہوتی ہیں۔
جب متوازن مثبت یا منفی ترتیب کی تین فیز ولٹیج کو زمین دہانی ترانس فارمر کے لائن ٹرمینلز پر لاگو کیا جاتا ہے، تو ہر کرن لیگ پر MMF دو ونڈنگ کے MMF کا بردار جمع ہوتا ہے جو مختلف فیزوں سے منسلک ہوتی ہیں۔ انفرادی کرن لیگوں پر حاصل ہونے والے MMF کا مجموعہ 120° کے فاصلے پر ہوتا ہے، جس سے متوازن تین فیز کا مجموعہ تشکیل دیا جاتا ہے۔ ایک فیز MMF تمام تین کرن لیگوں پر میگنیٹک سرکٹ قائم کر سکتا ہے، جس سے کم میگنیٹک ریلکٹنس، زیادہ میگنیٹک فلکس، زیادہ مقلوب EMF، اور نتیجے میں بہت زیادہ میگنیٹائزیشن کی امپیڈنس ہوتی ہے۔
لیکن جب صفری ترتیب کی ولٹیج کو تین فیز لائن ٹرمینلز پر لاگو کیا جاتا ہے، تو ہر کرن لیگ پر دو ونڈنگ کے MMF کا میگنیٹوڈ برابر ہوتا ہے لیکن ڈائریکشن مخالف ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں ہر لیگ کا صاف MMF صفر ہوتا ہے - لہذا، تین کرن لیگوں میں کوئی صفری ترتیب کا MMF موجود نہیں ہوتا۔ صفری ترتیب کا MMF صرف ٹینک اور ماحولی میڈیم کے ذریعے اپنے راستہ کو مکمل کر سکتا ہے، جس میں بہت زیادہ میگنیٹک ریلکٹنس ہوتی ہے؛ لہذا، صفری ترتیب کا MMF بہت کم ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں بہت کم صفری ترتیب کی امپیڈنس ہوتی ہے۔
3. زمین دہانی ترانس فارمر کے پیرامیٹرز
آرک سپریشن کoil کے ذریعے زمین کی کمپینسیشن کے استعمال کرنے والے ڈسٹری بیوٹن نیٹوک کے مطالبات کو پورا کرنے کے لیے، اور ساتھ ہی سبسٹیشن کے بجلی اور روشنی کے لیے اسٹیشن سروس لوڈ کے مطالبات کو پورا کرنے کے لیے، Z-connected ترانس فارمر منتخب کیے جاتے ہیں، اور زمین دہانی ترانس فارمر کے کلیدی پیرامیٹرز کو معقول طور پر مقرر کیا جانا ضروری ہے۔
3.1 مقررہ کیپیسٹی
زمین دہانی ترانس فارمر کی پرائمری سائیڈ کیپیسٹی آرک سپریشن کoil کی کیپیسٹی کے مطابق ہونی چاہئے۔ معیاری آرک سپریشن کoil کی کیپیسٹی کے مطابق، زمین دہانی ترانس فارمر کی کیپیسٹی کو آرک سپریشن کoil کی کیپیسٹی کا 1.05-1.15 گنا مقرر کیا جانا سفارش کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک 200 kVA آرک سپریشن کoil کو 215 kVA زمین دہانی ترانس فارمر کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے۔
3.2 نیٹرل پوائنٹ کمپینسیشن کرنٹ
ایک فیز کی فیلت کے دوران ترانس فارمر کے نیٹرل پوائنٹ سے گذرنے والی کل کرنٹ
بالا میں دی گئی فارمولے میں:
U ڈسٹری بیوٹن نیٹوک کا لائن ولٹیج (V) ہے؛
Zx آرک سپریشن کoil کی امپیڈنس (Ω) ہے؛
Zd زمین دہانی ترانس فارمر کی پرائمری صفری ترتیب کی امپیڈنس (Ω/فیز) ہے؛
Zs نظام کی امپیڈنس (Ω) ہے۔
نیٹرل پوائنٹ کمپینسیشن کرنٹ کا دورانہ آرک سپریشن کoil کے مستقل کام کرنے کے وقت کے مطابق ہونا چاہئے، جس کو 2 گھنٹے مقرر کیا گیا ہے۔
3.3 صفر تکسیب متوالی
صفر تکسیب متوالی ترانسفورمر زمین کشی کا ایک بہت اہمیت رکھنے والا پیرامیٹر ہے اور اس کا خاص اثر رلے کی حفاظت کی تنظیمات پر ہوتا ہے جو واحد فیز زمین کے فیulty کرنٹ کو محدود کرتا ہے اور اوور وولٹیج کو روکتا ہے۔ سیگ زیگ (Z-type) ترانسفورمرز کے بغیر ثانوی کoil، اور ستارہ/اوپن-ڈیلٹا کنکشن والے ترانسفورمرز کے لئے صرف ایک تکسیب ہوتا ہے - وہ ہے صفر تکسیب متوالی - جس کے ذریعے صنعت کاروں کو منافعات کے مطابق ملکیت کی ضروریات کو پورا کرنے کی اجازت ملتی ہے۔
3.4 نقصانات
نقصانات ترانسفورمرز کشی کے ایک اہم کارکردگی کا پیرامیٹر ہوتا ہے۔ ثانوی کoil سے لیس ترانسفورمرز کے لئے، بلا بوجھ کا نقصان ایک دو کoil والے ترانسفورمر کے مساوی بنایا جا سکتا ہے۔ بوجھ کے نقصانات کے بارے میں، جب ثانوی جانب کامل بوجھ پر کام کرتی ہے تو ابتدائی جانب نسبتاً کم بوجھ رکھتی ہے؛ اس لئے اس کا بوجھ کا نقصان ایک دو کoil والے ترانسفورمر کے مقابلے میں کم ہوتا ہے جس کی ثانوی جانب کی صلاحیت ایک جیسی ہے۔
3.5 درجہ حرارت کا اضافہ
ملکی معیارات کے مطابق، ترانسفورمرز کشی کا درجہ حرارت کا اضافہ درج ذیل طور پر نظم و ضبط کیا گیا ہے:
معیاری مستقل کرنٹ کے تحت درجہ حرارت کا اضافہ عام طاقت کے ترانسفورمر یا خشک ترانسفورمر کے لئے ملکی معیار کے حکم کے مطابق ہونا چاہئے۔ یہ اس کے لئے بنیادی طور پر لاگو ہوتا ہے جہاں ثانوی جانب کو معمولی طور پر بوجھ دیا جاتا ہے۔
جب کم وقت کا بوجھ کرنٹ 10 سیکنڈ سے زائد نہ ہو (جو عام طور پر نیٹرل پوائنٹ کو ریزسٹر سے جوڑنے کے موقع پر ہوتا ہے)، تو درجہ حرارت کا اضافہ کی حدود کو طاقت کے ترانسفورمر کے لئے ملکی معیار کے شورٹ سرکٹ کی شرائط کے تحت مطابق ہونا چاہئے۔
جب ترانسفورمر کشی آرک میٹنگ کوائل کے ساتھ کام کرتا ہے تو اس کا درجہ حرارت کا اضافہ آرک میٹنگ کوائل کے لئے درجہ حرارت کا اضافہ کی ضروریات کے مطابق ہونا چاہئے:
کوائل کے لئے جو مستقل کرنٹ کو برقرار رکھتے ہیں، درجہ حرارت کا اضافہ 80 K تک محدود ہوتا ہے۔ یہ اسٹار/اوپن-ڈیلٹا کنکشن والے ترانسفورمرز کے لئے بنیادی طور پر لاگو ہوتا ہے۔
کوائل کے لئے جن کا زیادہ سے زیادہ کرنٹ کا دوران 2 گھنٹے ہوتا ہے (معیاری کرنٹ کے لئے متعین کیا گیا ہے)، اجازت دی گئی درجہ حرارت کا اضافہ 100 K ہوتا ہے۔ یہ شرط زیادہ ترانسفورمرز کے کام کرنے کے طرز سے مطابقت رکھتی ہے۔
کوائل کے لئے جن کا زیادہ سے زیادہ کرنٹ کا دوران 30 منٹ ہوتا ہے، اجازت دی گئی درجہ حرارت کا اضافہ 120 K ہوتا ہے۔
یہ حکم دیکھنے کا مقصد یہ ہے کہ، سب سے زیادہ سخت کام کرنے کی حالت میں، کوائل کے گرم ترین نقطہ کا درجہ حرارت 140 °C سے 160 °C سے زیادہ نہ ہو، تاکہ کامیاب عاید عمل کی ضمانت دی جا سکے اور عاید کی عمر کی شدید کمی سے بچا جا سکے۔
