35 کیلو وولٹ آؤٹ ڈور کمبنڈ ٹرانس فارمر کے میٹرنگ کی غیر معمولی صورتحال کا تجزیہ اور درستی

1. مقدمہ

کمبائنڈ ترانس فارمرز میں PT کی خرابی اور پرائمری سائیڈ فیوز کی پگھلنا کی متعدد وقوعات ناقص بجلی کاپڑ کے اندازہ لگانے کو جنم دیتی ہیں اور بجلی کے گرڈ کے سیف آپریشن کو بھی بڑی طرح خطرہ ہوتا ہے۔ یہ مقالہ 35 kV کمبائنڈ ترانس فارمر کی PT کی دہراتی خرابی اور فیوز کی پگھلنا کے مسئلے پر مرکوز ہے، فیولٹ کی وجوہات کی تحقیق کرتا ہے، حل پیش کرتا ہے اور درستی کے عدد کے ذریعے غلط بجلی کاپڑ کو واپس لاتا ہے۔ یہ موثر طور پر گرڈ کی نقصانات کو کم کرتا ہے اور خدمات کے خطرات کو میٹھا دیتا ہے۔

1.1 کمبائنڈ ترانس فارمرز کا متعارف کرانا

بجلی کے نظام میں، کمبائنڈ ترانس فارمرز کیپڑ اور حفاظت کے آلات کے بنیادی حصے ہوتے ہیں۔ وہ ولٹیج ترانس فارمر (PT) اور کرنٹ ترانس فارمرز سے مل کر بنے ہوتے ہیں۔ وہ پرائمری اور سیکنڈری کوئل کے درمیان کے تعداد کے فرق کو استعمال کرتے ہیں تا کہ بڑے پرائمری سائیڈ کرنٹ اور بلند ولٹیج کو سیکنڈری آلے اور ریلے حفاظت کے لائق چھوٹے کرنٹ اور ولٹیج میں تبدیل کریں۔ علاوہ ازیں، وہ پرائمری اور سیکنڈری سائیڈ کے درمیان برقی عزل کو حاصل کرتے ہیں تا کہ سیکنڈری سائیڈ پر عملے اور معدات کی سلامتی کو یقینی بنایا جا سکے۔

2. کمبائنڈ ترانس فارمرز کی خرابیوں کے خطرات

بجلی کے نظام میں ایک بنیادی بجلی کاپڑ کا آلہ کے طور پر، کمبائنڈ ترانس فارمر کا PT بلند ولٹیج سگنال کو کم ولٹیج سگنال میں تبدیل کرنے کی ذمہ داری رکھتا ہے تا کہ کیپڑ/حفاظت کے آلے کے لیے مناسب ہو۔ جب PT خراب ہو جاتا ہے یا بلند ولٹیج کا فیوز پگھلتا ہے تو خطرات درج ذیل ہیں:

• کیپڑ کی درستگی کی کمزوری : PT کی خرابی اور فیوز کی پگھلنا بجلی کاپڑ نظام میں غلطیوں کا باعث ہوسکتی ہے، کیپڑ کی درستگی پر اثر ڈالتی ہے اور بجلی فراہم کرنے والی کمپنیوں اور صارفین کے درمیان تنازعات کو برپا کرتی ہے۔

• معیار کم ہونے والا معدات کی خرابی : PT کی خرابی سسٹم ولٹیج کی غیر مساوی (بہت زیادہ / بہت کم) کو جنم دے سکتی ہے، سسٹم کی استحکام کو خراب کرتی ہے؛ ترانس فارمر کی خرابی حفاظت کے آلے کی غیر معمولی کارکردگی کو بھی جنم دے سکتی ہے، دیگر معدات کی خرابی کا خطرہ بڑھا سکتی ہے۔

• شخصی سلامتی کے خطرات : کمبائنڈ ترانس فارمر بلند ولٹیج کا معدات ہوتا ہے۔ خرابی کی وجہ سے عزل کی خرابی ہو سکتی ہے اور ریکھے کی خرابی ہو سکتی ہے، کارکنوں کی شخصی سلامتی کو خطرے میں ڈال سکتی ہے۔

3. کمبائنڈ ترانس فارمرز میں اوور ولٹیج کی خرابیوں کی وجوہات

واقعی آپریشن کے دوران، کمبائنڈ ترانس فارمرز میں بلند ولٹیج کا فیوز پگھلنے اور PT کی خرابی کی وجوہات شامل ہیں:

• فرومیگنٹ ریزوننس اوور ولٹیج : فرومیگنٹ کمپوننٹس ریٹڈ ولٹیج کے تحت لکیری ہوتے ہیں۔ فیولٹ کے دوران، میگنٹک سرکٹ سیچریٹ ہو جاتا ہے، اور انڈکٹنس غیر لکیری طور پر تبدیل ہوتا ہے۔ سسٹم کیپیسٹنس کے ساتھ ایک آسیلیشن لوپ تشکیل دیتے ہیں، جس سے مستقل فرومیگنٹ ریزوننس کا باعث ہوتا ہے۔ اوور ولٹیج PT کے بلند ولٹیج فیوز کی فریکوئنٹ فیوزنگ / برننگ کا باعث ہوتا ہے، گرڈ کی سلامتی کو خطرے میں ڈالتا ہے۔

• بہت زیادہ سیکنڈری لاڈ : بہت زیادہ سیکنڈری لاڈ ترانس فارمر کو بہت گرمی پیدا کرتا ہے جس کو کم ہوئی گرمی کو چھوڑنے میں مشکل ہوتی ہے۔ اندر کی وائنڈنگ کا درجہ حرارت بہت زیادہ ہو جاتا ہے، آخر کار PT کو بھی بھسکنے کا باعث بنتا ہے۔

• پرائمری - سیکنڈری سائیڈ شارٹ سرکٹ : PT کے پرائمری / سیکنڈری سائیڈ پر شارٹ سرکٹ بڑے کرنٹ کا باعث بنتا ہے، بلند ولٹیج فیوز کی پگھلنا اور معدات کی خرابی کا باعث ہوتا ہے۔

• سوئچنگ اوور ولٹیج : غلط آپریشن اوور ولٹیج کا باعث بنتا ہے، PT کے بلند ولٹیج فیوز کی پگھلنا کا باعث ہوتا ہے۔

• برق کا اوور ولٹیج : مستقیم / القاء کا برق کا اوور ولٹیج وائنڈنگ کی عزل کو توڑ دیتا ہے، معدات کی خرابی کا باعث ہوتا ہے۔

4. مثال کی تجزیہ
4.1 بنیادی صارف کی معلومات

23 اگست 2021 کو، 35 kV صارف کے کمبائنڈ ترانس فارمر میں A-فیز PT کی خرابی کی واقعہ ہوا، جس کی وجہ سے بجلی کاپڑ کی غلطی ہوئی۔ پچھلے سال میں، یہ کمبائنڈ ترانس فارمر میں 3 خرابیوں کا سامنا کرنا پڑا۔ جنوری 2021 سے قبل، صارف کو 35 kV شازی سب سٹیشن سے بجلی فراہم کی جا رہی تھی جس کا کیپڑ درست تھا۔ اگست 2021 کے بعد، بجلی کا سپلائی 110 kV زھو جیبا سب سٹیشن (زھوان لائن #353 اور زھوری لائن #354 ڈوئل سرکٹ سپلائی) کی 35 kV آؤٹگنگ لائن کو منتقل کردیا گیا۔ کل لائن کی لمبائی تقریباً 1.5 کلومیٹر ہے۔ 35 kV سائیڈ ایک آرک-سپریشن کوائل کے ذریعے گراؤنڈ ہوتا ہے۔ کیپڑ کے پوائنٹس 110 kV زھو جیبا سب سٹیشن کی 2-سرکٹ 35 kV آؤٹگنگ لائن پر قائم کیے گئے ہیں۔ پرائمری وائرنگ فگر 1 میں دکھائی گئی ہے۔

4.2 کیپڑ کے پوائنٹس اور فیولٹ کا تاریخی خط

دونوں کیپڑ کے پوائنٹس 35 kV کمبائنڈ ترانس فارمرز کا استعمال کرتے ہیں، تین فیز تین وائر کنکشن اور ولٹیج ترانس فارمرز کے لیے V/V کنکشن۔ ان میں سے:

• 35 kV زھوری لائن #354 (کیپڑ پوائنٹ 2): نرمال طور پر کام کرتا ہے، کوئی خرابی نہیں;

• 35 kV زھوان لائن #353 (کیپڑ پوائنٹ 1): متعدد خرابیاں ہوتی ہیں۔

خرابی کا تاریخی خط:

• 23 اگست 2021: پہلی PT کی خرابی، ہینان شینیانگ ہوٹونگ الیکٹرک کمپنی کے مصنوعات کے ساتھ تبدیل کیا گیا;

• 4 مارچ 2022: PT پھر خراب ہو گیا، جیانگشی گانڈی الیکٹرک کمپنی کے کمبائنڈ ترانس فارمرز کے ساتھ تبدیل کیا گیا;

• 13 جون 2022: C-فیز بلند ولٹیج فیوز پگھل گیا، ولٹیج کا نقصان;

• 21 ستمبر 2022: A-فیز بلند ولٹیج فیوز پگھل گیا، دوبارہ ولٹیج کا نقصان ہوا۔

4.3 خرابی کا تجزیہ

جب خرابی ہوئی تو صارف کا لاڈ کم تھا، سیکنڈری وائرنگ نرمال تھا، اور کوئی شارٹ سرکٹ نہیں تھا۔ ٹیسٹ کے بعد:

• لائن کا گراؤنڈ ریزسٹنس مطابق ہے، اور یہ ایک غیر موثر گراؤنڈنگ سسٹم ہے۔ گراؤنڈنگ خرابیاں برق کے ریز کو ڈسچارج نہیں کرنے کی وجہ بنتی ہیں، فیوز کی پگھلنا کا باعث ہوتا ہے;

• آپریشن اور مینٹیننس میں کوئی اوور ولٹیج نہیں تھا، انسانی وجوہات کو ختم کردیا گیا۔

خرابی کے ظاہری حالات اور عام وجوہات کے ساتھ، اصلی وجہ فرومیگنٹ ریزوننس اوور ولٹیج ہے، خاص محرکات کے ساتھ:

• گراؤنڈنگ خرابیوں کی وجہ سے محرک ہوئی: جب لائن پر ایک فیز گراؤنڈ ہوتا ہے تو PT کی وائنڈنگ اور لائن-تو-گراؤنڈ کیپیسٹنس کے درمیان سمتیہ کرکٹ تشکیل دیتی ہے، جس میں فرومیگنٹ ریزوننس کی شرائط میں مطابقت ہوتی ہے۔ ایک فیز گراؤنڈ دیگر دو فیزوں کا ولٹیج بڑھاتا ہے، آئرن کور تیزی سے سیچریٹ ہو جاتا ہے، اور ریزوننس وائنڈنگ کرنٹ کو بڑھاتا ہے، بلند ولٹیج فیوز کو پگھلنا کا باعث ہوتا ہے؛ لمبے وقت تک کرنٹ کی بہت زیادہ مقدار PT کو بھی بھسکنے کا باعث ہوتی ہے۔

• غلط آپریشن کی وجہ سے محرک ہوئی: سسٹم کا تین فیز لاڈ بنیادی طور پر مساوی ہوتا ہے، لیکن سوئچنگ آپریشن کے دوران تین فیز کو سنکروائز (بند کرنا / کھولنا ایک ساتھ) نہیں کیا جاتا، جس کی وجہ سے ولٹیج ترانس فارمر وائنڈنگ اور آئرن کور میں این راش کرنٹ ہوتا ہے اور آئرن کور سیچریٹ ہو جاتا ہے، فرومیگنٹ ریزوننس اوور ولٹیج کا باعث ہوتا ہے۔

4.4 حل

خرابی کی وجوہات کا تجزیہ کرنے کے بعد، درج ذیل اقدامات کیے گئے ہیں:

• ہارمونکس کو ختم کرنے کے آلے کو نصب کریں: سب سٹیشن کے 35 kV بس سائیڈ پر 1 سیٹ ہارمونکس کو ختم کرنے کے آلے نصب کریں تا کہ فرومیگنٹ ریزوننس کی دہراتی کو روکا جا سکے۔

• سیکنڈری سائیڈ پر اوور ولٹیج کی حفاظت: سیکنڈری سائیڈ پر اوور ولٹیج کی حفاظت کے آلے نصب کریں تا کہ ماحولیاتی وجوہات کی وجہ سے بننے والے اوور ولٹیج کے خلاف لڑیں اور ترانس فارمر کی اندر کی عزل کو حفظ کریں۔

• ہارمونکس کا ڈیٹیکشن اور علاج: ایک سائٹ پر الیکٹرک انرجی میٹر کیلیبریٹر کا استعمال کرتے ہوئے سیکنڈری ولٹیج میں ہارمونکس کا ڈیٹیکشن کریں۔ اگر کوئی غیر معمولی صورت حال ہو تو صارفوں کو ان کا علاج کرنے کی ترغیب دیں تا کہ GB/T 14549-1993 "پاور کوالٹی - پبلک پاور گرڈز میں ہارمونکس" کے مطابق رہیں: 35 kV ولٹیج کا کل ہارمونکس ڈسٹورشن ریٹ ≤ 3% ، ایون اورڈر ہارمونکس ≤ 2.4% ، ایون اورڈر ہارمونکس ≤ 1.2% ۔

اجراء کا اثر: اقدامات کے بعد، کمبائنڈ ترانس فارمر نرمال طور پر کام کرتا ہے، PT کی خرابی یا فیوز کی پگھلنا کی خرابی نہیں ہوتی ہے۔

4.5 بجلی کاپڑ کی مصالحت کی کلکولیشن

الیکٹرک انرجی کیپڑ کی درستگی بجلی فراہم کرنے والے اور صارفین کے معاشی فائدے سے متعلق ہوتی ہے۔ خرابیاں بجلی کاپڑ کی مصالحت کی ضرورت ہوتی ہیں۔ اس مقالہ میں تیسری خرابی کا مثال لیا گیا ہے اور مصالحت کی کلکولیشن کے لیے اصلاحی عدد کا طریقہ استعمال کیا گیا ہے:

پرنسپل: صحیح کیپڑ اور غلط کیپڑ کے دوران کا ایکٹیو پاور کا موازنہ کریں تا کہ اصلاحی عدد k حاصل کیا جا سکے، پھر مصالحت بجلی کاپڑ \(\Delta W\) کا حساب لگائیں۔ تین فیز لاڈ کی مساوی گنجائش کے افتراض کے ساتھ، اصلاحی عدد k کا فارمولہ یہ ہے:

(1) اصلاحی عدد k کی تفسیر

جب k > 1 ہو تو صحیح کیپڑ کے دوران کا ایکٹیو پاور غلط کیپڑ کے دوران کے سے زیادہ ہوتا ہے۔ خرابی کے دوران انرجی میٹر ناقص بجلی کاپڑ کرتا ہے، اور صارف بجلی کاپڑ کی مصالحت کرنا چاہئے۔ جب k = 1 ہو تو انرجی میٹر درست کیپڑ کرتا ہے۔ جب 0 < k < 1 ہو تو انرجی میٹر زیادہ بجلی کاپڑ کرتا ہے، اور بجلی کاپڑ صارف کو واپس کرنا چاہئے۔ جب k < 0 ہو تو انرجی میٹر الٹا کیپڑ کرتا ہے، اور صارف بجلی کاپڑ کی مصالحت کرنا چاہئے۔

(2) صارف سے متعلق کیپڑ پیرامیٹرز

صارف کی وصول کرنے کی قابلیت 2500 kVA ہے، اور کیپڑ کا طریقہ بالا سپلائی بالا کیپڑ (بالا ولٹیج کمبائنڈ کیپڑ بکس کے ذریعے کیپڑ کیا جاتا ہے) ہے۔ ولٹیج کا تناسب 35000 V/100 V ہے، اور کرنٹ کا تناسب 50 A/5 A ہے۔ کمپرہنزیو کیپڑ ملٹیپلیئر 3500 ہے۔ انرجی میٹر کی قابلیت 3&times;100 V/3&times;1.5 - 6 A ہے، جس کی درستگی 0.5S ہے۔

صارف کی تیسری خرابی 13 جون 2022 کو ہوئی تھی، جب فیز C کا ولٹیج کم ہو گیا تھا۔ بجلی 4 اگست 2022 کو صبح 8:00 بجے کے آس پاس بحال ہوئی تھی۔ 1 جولائی 2022 سے وقت کے مطابق بجلی کی قیمت کا نفاذ کیا گیا ہے۔ کلکٹ کردہ معلومات جیسے سسٹم ولٹیج، پاور، اور پاور فیکٹر ٹیبل 1 میں دکھائی گئی ہیں۔

پہلے مرحلے کے لیے مصالحت بجلی کاپڑ کی کلکولیشن

ٹیبل 1 سے واضح ہے کہ 13 جون 2022 سے 30 جون 2022 تک کے دوران فیز A کا ولٹیج نرمال ہے، اوسط پاور فیکٹر 0.82 ہے، اور عنصر کا زاویہ 34&deg;(L) ہے۔ پھر پاور فیکٹر کا زاویہ &phi;=4&deg;(L) ہے۔ افتراض کرتے ہوئے کہ لاڈ مساوی ہے، اصلاحی عدد یہ ہے:

<