گیس سے محفوظ سوئچ گیر (GIS) میں صفر فلکس کرنٹ ترانسفارمرز کے ذریعہ کرنٹ کی پیمائش

پاور گرڈ کی مزید متشابک بننے کے ساتھ، خصوصاً پاور-الیکٹرانکس پر مبنی ڈیوائسز کو شامل کرنے کے ساتھ، قابل رد عمل میزانی کی تکنیکیں ضروری ہوتی ہیں۔ ان کی بڑی ضرورت ہوتی ہے تاکہ اعلی درجے کے برقی جاریات کے اعلی تعدد کے اجزا کو صحیح طور پر تعین کیا جا سکے۔ AC اور DC برقی جاریات کی غیر مداخلتی میزانی کے لئے، کرنل ٹرانسفورمرز میں مغناطیسی کوپل مکمل حد تک استعمال کیا جاتا ہے۔

کرنل ٹرانسفورمر کا خطاء مستقیماً اس کے کرنل کی مغناطیسیت سے متعلق ہوتا ہے۔ اس ذاتی رشتے کی روشنی میں، یہ مغناطیسی شار کو کم کرنے کے طریقوں کی تلاش کو حتمی طور پر دعوت دیتی ہے۔ ایک ایسا طریقہ صفر شار کا طریقہ ہے۔ اس طریقہ کار میں، کرنل کے اندر صفر شار کو پیدا کرنے کے لئے ایک متعادل تناسب کا جاریہ متعین کیا جاتا ہے۔

صفر شار کرنل ٹرانسفورمرز لو-پاور آلاتی ٹرانسفورمرز (LPITs) کے زمرے میں آतے ہیں۔ LPITs کئی فوائد فراہم کرتے ہیں، جن میں چھوٹا سائز، کم توانائی کا استعمال، بہتر سلامتی، زیادہ صحت، اور بہتر سگنل کی وفاداری شامل ہے۔ IEC61850-9-2 معیار کے مطابق سب سٹیشنز میں ڈیجیٹل مواصلات کے نفاذ کے ساتھ، گیس کی پوشیدگی والے سب سٹیشنز (GIS) میں LPITs کا استعمال زیادہ عام ہونے کا منظر ہے۔

کرنل کے اندر مغناطیسی شار کو محسوس کرنے کی ذمہ داری کرنے والی ایک ڈیٹیکشن ونڈنگ ہوتی ہے۔ ایک بند لوپ کنٹرول سسٹم، جس میں ایک امپلی فائر اور ایک فیڈ بیک ونڈنگ شامل ہوتی ہے، ایک ثانوی جاریہ پیدا کرتا ہے۔ یہ ثانوی جاریہ پرائمری جاریہ کے ذریعے پیدا ہونے والے شار کو مخالف کرنے کے لئے متعین کیا جاتا ہے، جس سے "صفر شار CT" کی تشکیل ہوتی ہے۔

ثانوی جاریہ پھر ایک درست بوجھ ریزسٹر کے ذریعے گذرتا ہے، جس سے ایک ولٹیج سگنل پیدا ہوتا ہے جو پرائمری جاریہ کے تناسب میں ہوتا ہے۔ اس سیٹ اپ میں، کرنل کے مغناطیسی مادے کو غیر متحرک رکھا جاتا ہے، یہ یقینی بناتا ہے کہ یہ ہسٹیریسس یا سیٹریشن کے اثرات ظاہر نہیں کرتا۔ لیکن، DC یا کم تعدد کی شرائط میں، شار کیمنسوں کے مکانیک کو چیلنجز کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ ڈیٹیکشن ونڈنگ کو یہ صورتحال میں باقی شار کو میپ کرنے کی صلاحیت نہیں ہوتی، اور اس لئے شار کو موثر طور پر منسوخ نہیں کیا جا سکتا۔

DC میزانی کے لئے، ایک DC شار سینسر شامل کیا جاتا ہے۔ یہ کرنل کے اندر محفوظ کردہ ایک ہال پروب یا دو اضافی کنٹرول اور سینسنگ ونڈنگ کے ساتھ ایک فلکس-گیٹ سرکٹ ہو سکتا ہے۔ صفر شار کرنل ٹرانسفورمرز کے فوائد AC صفر شار سینسرز عالی لائنیتی اور درستگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ وہ مغناطیسی کرنل کے خصوصیات کے لئے محفوظ ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں چھوٹا فیز خطاء ہوتا ہے۔ ان سینسرز کی درستگی کا اہم تعین کرنے والا عنصر بوجھ ریزسٹر کی درستگی ہوتی ہے۔

ہال پروب یا فلکس-گیٹ ڈیٹیکٹر کا اضافہ DC جاریات کی میزانی کو ممکن بناتا ہے۔ یہ سینسرز مختلف میگنیٹک ماحولوں میں موثوق کارکردگی کے لئے الیکٹرومیگنیٹک مداخلت کے خلاف بہت مضبوط ہوتے ہیں۔ صفر شار کرنل ٹرانسفورمرز کے نقیضات سینسر کے لئے بیرونی طاقت کی آپریشن کی ضرورت ہوتی ہے اور ایک امپلی فائر۔ ایک خراب ثانوی سرکٹ خطرناک ولٹیج پیدا کرنے کا پوتینشیل رکھتا ہے، جو سلامتی کا خطرہ ہوتا ہے۔ صفر شار کرنل ٹرانسفورمر کے استعمال کا مثال Kii-Channel پروجیکٹ کے HVDC لنک کے لئے آؤٹ ڈور 500 kV DC GIS میں صفر شار CTs کا استعمال کیا جاتا ہے۔

فگر 2 CT کے بلاک ڈیاگرام اور ہارڈ ویئر کے تفصیلات کا مظاہرہ کرتا ہے۔ میزانی کی جانے والی جاریات (Ip)، جو ثانوی ونڈنگ ((Ns)) میں جاریات (Is) کے ذریعے متاثر ہوتی ہے، مغناطیسی شار پیدا کرتی ہے۔ GIS کمپارٹمنٹ میں موجود تین توروئڈل کرنلز شار کو محسوس کرنے کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ کرنل (N1) اور (N2) باقی شار کے DC اجزاء کو محسوس کرنے کے لئے مختص ہوتے ہیں، جبکہ (N3) AC جز کو محسوس کرنے کے لئے مسئول ہوتا ہے۔ ایک آسیلیٹر DC-شار-سینسنگ کرنلز ((N1) اور (N2)) کو مخالف دوسری جانب سیٹریشن کے لئے چلاتا ہے۔

اگر باقی DC شار صفر ہو تو، دونوں طرف کے ریزولٹنٹ کرنٹ کے پیک برابر ہوں گے۔ لیکن اگر DC شار غیر صفر ہو تو، ان پیکس کے درمیان فرق باقی DC شار کے تناسب میں ہوگا۔ (N3) کے ذریعے محسوس کیے گئے AC جز کو جوڑ کر، ایک کنٹرول لوپ قائم کیا جاتا ہے۔ یہ لوپ ایسے ثانوی جاریہ (Is) کو پیدا کرتا ہے کہ یہ کل شار کو صفر کر دے۔ ایک طاقت کا امپلی فائر ثانوی ونڈنگ (Ns) کو جاریہ (Is) فراہم کرتا ہے۔ بعد میں، ثانوی جاریہ بوجھ ریزسٹر کو ہدایت کیا جاتا ہے، جس کے ذریعے جاریہ کو ایک مساوی ولٹیج سگنل میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ میزانی کی درستگی کا تعین بوجھ ریزسٹر اور ڈیفرنشل امپلی فائر کی استحکام کے ذریعے ہوتا ہے۔

صفر شار کرنل ٹرانسفورمرز AC اور AC/DC میزانی کے لئے مخصوص پریشن آلات ہیں۔ حال ہی میں، وہ اعلی فشار کی مستقیم برقی (HVDC) گیس کی پوشیدگی والے سب سٹیشنز (GIS) میں سب سے عام استعمال ہوتے ہیں۔ AC صفر شار کرنل ٹرانسفورمر کی میزانی کا مبدأ فگر 1 میں ظاہر کیا گیا ہے۔