ٹرانس فارمرز: مختصر سرکٹ کے خطرات، وجوہات اور بہتری کے اقدامات

پاور ترانسفورمرز: کم ریسک شارٹ سرکٹ، اسباب اور بہتری کے اقدامات

پاور ترانسفورمرز طاقت نظاموں کے بنیادی جزو ہیں جو طاقة کی منتقلی فراہم کرتے ہیں اور خطرہ سے پاک طاقة کاروبار کے لئے ضروری القائی آلات ہیں۔ ان کی ساخت میں پرائمری کوائل، سیکنڈری کوائل اور لوہے کا مرکز شامل ہوتا ہے، جو الیکٹرو میگنیٹک القاء کے اصول کا استعمال کرتا ہے تاکہ متبادل ولٹیج کو تبدیل کر سکے۔ طویل عرصے کے فنی بہتریوں کے ذریعے، طاقة فراہمی کی قابلیت و ثقافت میں مسلسل بہتری ہوئی ہے۔ تاہم، مختلف برجستہ خفیہ خطرات وجود میں ہیں۔ کچھ ترانسفورمر یونٹوں کی کم شارٹ سرکٹ کے اثر کے خلاف تحمل کی صلاحیت ہوتی ہے، جس سے وہ شارٹ سرکٹ کے پدیدہ ہونے کے لئے زیادہ مستعد ہوتے ہیں۔ نقصان کی وجہ اور مقام کو موثر طور پر تعین کرنے کے لئے، ترانسفورمر کے خرابیوں اور تشخیصی ٹیکنالوجیوں پر تحقیق کو مضبوط کرنا چاہیے تاکہ متعلقہ ٹیکنالوجیوں کو اختیار کیا جا سکے جو ترانسفورمر کے خرابی تشخیص کے مسائل کو موثر طور پر حل کر سکتے ہیں۔

1.پاور ترانسفورمر شارٹ سرکٹ کے خطرات

• سرچ شارج کے اثر: ترانسفورمر میں ایک ناگہانی شارٹ سرکٹ کا پیدا ہونا ایک بڑا شارٹ سرکٹ کرنٹ پیدا کرتا ہے۔ اگرچہ اس کی مدت مختصر ہوتی ہے، ترانسفورمر کے اصل سرکٹ کو منقطع کرنے سے قبل، یہ خفیہ خطرہ پہلے ہی تشکیل دے سکتا ہے، جس سے ترانسفورمر کے اندر نقصان ہوسکتا ہے اور عایقیت کا سطح کم ہوسکتی ہے۔

• ایلیکٹرو میگنیٹک فورسز کے اثر: شارٹ سرکٹ کے دوران، اوور کرنٹ بڑی میگنیٹک فورس پیدا کرتا ہے جو استحکام پر اثر ڈالتا ہے۔ شدید صورتحالوں میں، ترانسفورمر کوائل کو کچھ حد تک متاثر ہوسکتا ہے، جیسے کوائل کی تحریف، کوائل کی عایقیت کی قوت کا نقصان، اور دیگر جزو کا نقصان۔ انتہائی صورتحالوں میں، یہ طاقة کے سلامتی حادثات کی طرف لے جاسکتا ہے جیسے ترانسفورمر کا جلا جانا۔

2.پاور ترانسفورمر شارٹ سرکٹ کے اسباب

(1) کرنٹ کیلکولیشن پروگرام کو ایک ایدیلائزڈ ماڈل پر بنایا گیا ہے جس میں یہ مفروضہ کیا گیا ہے کہ لوکیج میگنیٹک فیلڈ کی تقسیم منظم ہے، ٹرن ڈائریمیٹرز ایک جیسے ہیں اور فورسیں ایک ہی طور پر ہیں۔ تاہم، حقیقت میں، ترانسفورمر میں لوکیج میگنیٹک فیلڈ کی تقسیم منظم نہیں ہوتی اور یہ کافی حد تک یوک سیکشن میں تجمیع ہوتا ہے، جہاں الیکٹرو میگنیٹک وائر مکینکل فورس کا زیادہ اثر ہوتا ہے۔ کنٹینیوس ٹرانسپوزڈ کیبل (CTC) کے ٹرانسپوز شدہ نقاط پر، چڑھنے کا سلوپ فورس کے نقل و حرکت کی سمت کو تبدیل کرتا ہے، جس سے ٹورک پیدا ہوتا ہے۔ اسپیسروں کے ایلسٹک مودولس کے عامل کی وجہ سے، اسپیسر بلک کی غیر منظم محوری تقسیم سے متبادل لوکیج میگنیٹک فیلڈ کی جانب سے پیدا ہونے والی متبادل فورسیں معطل شدہ ریزوننس کا سامنا کرتی ہیں۔ یہ اس بنیادی وجہ ہے کہ آئرن کور یوک سیکشن، ٹرانسپوز شدہ نقاط، اور ٹیپ چینجر کے متناسب مقامات پر وائنڈنگ ڈسکس کی پہلی تحریف ہوتی ہے۔

(2) کم مکینکل قوت والے سائنسی ٹرانسپوزڈ کنڈکٹروں کا استعمال کرنے سے وہ آسانی سے تحریف ہوتے ہیں، سٹرینڈ کی الگ ہوئی ہوئی ہوتی ہیں اور کوپر کا ظہور ہوتا ہے جب کہ شارٹ سرکٹ کے مکینکل فورس کے تحت ہوتا ہے۔ کنونشنل ٹرانسپوزڈ کنڈکٹروں کا استعمال کرتے وقت، ایک بڑی کرنٹ اور ٹرانسپوز کی چڑھائی کے نقطے پر ٹورک پیدا ہوتا ہے۔ اضافی طور پر، وائنڈنگ ڈسکس کے دونوں سرے پر ریڈیل اور محوری لوکیج میگنیٹک فیلڈ کے مشترکہ اثرات کی وجہ سے کافی ٹورک ہوتا ہے، جس سے ٹوٹنے کی تحریف ہوتی ہے۔ 

مثال کے طور پر، 500kV یانگاو ترانسفورمر کے فیز A کامن وائنڈنگ میں 71 ٹرانسپوز تھے، اور کنونشنل ٹرانسپوزڈ کنڈکٹروں کا استعمال کرنے کی وجہ سے 66 ٹرانسپوز کی مختلف درجات کی تحریف ہوئی۔ اسی طرح، وو جنگ نمبر 11 میں کنونشنل ٹرانسپوزڈ کنڈکٹروں کا استعمال کرنے کی وجہ سے آئرن کور یوک سیکشن میں ہائی ولٹیج وائنڈنگ کے سرے پر مختلف درجات کی وائر کی گرہن اور ظہور ہوئی۔

(3) شارٹ سرکٹ مقاومت کی کیلکولیشن میں الیکٹرو میگنیٹک وائر کی مکینکل قوت کے اثر کو درجہ حرارت کی وجہ سے نہیں لیا گیا ہے۔ روم کے درجہ حرارت پر ڈیزائن کردہ شارٹ سرکٹ مقاومت واقعی کارکردگی کی صورتحال کو ظاہر نہیں کرسکتی ہے۔ ٹیسٹ کے نتائج کے مطابق، الیکٹرو میگنیٹک وائر کا درجہ حرارت اس کی ییلڈ لمٹ (σ0.2) پر کافی اثر ڈالتا ہے۔ جب الیکٹرو میگنیٹک وائر کا درجہ حرارت بڑھتا ہے تو اس کی موڑنے کی قوت، کشیدگی کی قوت، اور اطالیہ کی مقدار کم ہوتی ہے۔ 250°C پر، موڑنے کی قوت اور کشیدگی کی قوت 50°C سے کافی کم ہوتی ہے، جبکہ اطالیہ کی مقدار 40% سے زائد کم ہوتی ہے۔ واقعی کارکردگی میں، ترانسفورمر کے ریٹڈ لوڈ پر اوسط وائنڈنگ کا درجہ حرارت 105°C ہوتا ہے، جبکہ گرم سپاٹ کا درجہ حرارت 118°C ہوتا ہے۔ زیادہ ترانسفورمر کو آپریشن میں خودکار ریکلوزنگ کی پروسیس کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔

لہذا، اگر شارٹ سرکٹ کا نقطہ فوراً غائب نہ ہو، تو ترانسفورمر کو بہت کم وقت (0.8 سیکنڈ) کے اندر دوبارہ شارٹ سرکٹ کا اثر ہوگا۔ تاہم، پہلے شارٹ سرکٹ کرنٹ کے اثر کے بعد، وائنڈنگ کا درجہ حرارت تیزی سے بڑھتا ہے۔ GB1094 کے مطابق، زیادہ سے زیادہ مجاز درجہ حرارت 250°C ہے، جس کے وقت وائنڈنگ کی شارٹ سرکٹ مقاومت کافی کم ہو جاتی ہے۔ یہ بتاتا ہے کہ زیادہ ترانسفورمر کے شارٹ سرکٹ کے حادثات ریکلوزنگ کے عمل کے بعد ہوتے ہیں۔

(4) کم وائنڈنگ کی تعمیر، غلط ٹرانسپوز پراسیسنگ، اور زیادہ پتلی ہونے کی وجہ سے الیکٹرو میگنیٹک وائر کو لٹکا ہوا ہوتا ہے۔ حادثات کے نقصان کے مقامات کے منظر سے، تحریف سب سے عام طور پر ٹرانسپوز شدہ نقاط پر ہوتی ہے، خاص طور پر ٹرانسپوز شدہ کنڈکٹروں کے مقامات پر۔

(5) نرم کنڈکٹروں کا استعمال ترانسفورمر کی کم شارٹ سرکٹ مقاومت کی اہم وجہ ہے۔ ابتدائی میں اس مسئلے کے بارے میں کم فہمی یا وائنڈنگ مکین اور پروسیس کی پریشانی کی وجہ سے، مصنوعات کو سیمی-ریجڈ کنڈکٹروں کا استعمال کرنے کا ارادہ نہیں ہوتا یا ان کے ڈیزائن میں ایسا کوئی مطلب نہیں ہوتا ہے۔ نقصان ہونے والے تمام ترانسفورمر نرم کنڈکٹروں کا استعمال کرتے ہیں۔

(6) زیادہ اسمبلی کے خلا کی وجہ سے الیکٹرو میگنیٹک وائر پر کافی سپورٹ کم ہوتا ہے، جس سے ترانسفورمر کی شارٹ سرکٹ مقاومت کے لئے خفیہ خطرات پیدا ہوتے ہیں۔

(7) مختلف وائنڈنگ یا ٹیپ پوزیشن کو مساوی پری-ٹائٹننگ فورس کا اطلاق کرنے کی وجہ سے، شارٹ سرکٹ کے اثر کے دوران وائنڈنگ ڈسکس کوچلنے کی وجہ سے الیکٹرو میگنیٹک وائر پر کافی موڑنے کا دباؤ ہوتا ہے اور اس کے بعد تحریف ہوتی ہے۔

(8) پیچیدگی کے درمیان کرنگ کرنے کا علاج نہ کرنا یا تاروں کو کرنگ کرنے سے مختصر سرکٹ کی مقاومت کم ہوتی ہے۔ ابتدائی طور پر وینش کی ڈپ کے ساتھ ملایا جانے والا پیچیدگی کسی نقصان کا شکار نہیں ہوا۔

(9) پیچیدگی کے پیش رفت کشیدگی کی غیر مناسب کنٹرول متداول ترانسپوزڈ کنڈکٹرز میں کنڈکٹرز کی تضاد کا باعث بنتا ہے۔

(10) بار بار بیرونی مختصر سرکٹ کے واقعات کئی مختصر سرکٹ کرنٹ کے اثرات کے بعد الیکٹرو میگنیٹک فورسز کے مجموعی اثرات کو ہمیشہ کی طرح کم کرتے ہیں، جس سے الیکٹرو میگنیٹک تار یا داخلی نسبتاً تبدیلی کا ہونا ہوتا ہے، آخر کار انسلیشن کی تباہی ہوتی ہے۔

3.پاور ٹرانسفر کی مختصر سرکٹ کی مقاومت کو بہتر بنانے کے لئے اصلاحی اقدامات

(1) مسئلے کی پیش آمد سے قبل مختصر سرکٹ ٹیسٹنگ کریں

 بڑے ٹرانسفارمرز کی آپریشنل قابلیت کی بنیادی طور پر ان کی ساخت اور صنعتی عمل کی کوالٹی پر منحصر ہوتی ہے، پھر مختلف آپریشن کے دوران کیے گئے ٹیسٹز کے ذریعے معدنیات کی حالت کو ٹائم لی سمجھا جا سکتا ہے۔ ایک ٹرانسفر کی مکینکل استحکام کو سمجھنے کے لئے مختصر سرکٹ ٹیسٹنگ کیا جا سکتا ہے تاکہ کمزور نقاط کو بہتر بنانے کے لئے شناخت کیا جا سکے، یہ یقینی بناتا ہے کہ ٹرانسفارمرز کی ساختی طاقت کے ڈیزائن میں اعتماد ہے۔

(2) ڈیزائن کو معیاری بنائیں اور کoil کی تیاری میں ایکسیل کمپریشن پروسیس پر زور دیں

ٹرانسفارمرز کا ڈیزائن کرتے وقت، صنعت کاروں کو صرف نقصان کو کم کرنے اور انسلیشن کی سطح کو بہتر بنانے پر غور کرنے کی ضرورت ہوتی ہے بلکہ مکینکل طاقت اور مختصر سرکٹ فلٹ کی مخالفت کو بھی بہتر بنانے کی ضرورت ہوتی ہے۔ صنعتی عمل کے لحاظ سے، کئی ٹرانسفارمرز کو انسولیٹڈ پریس پلیٹ کا استعمال کرتے ہیں جہاں ہائی اور لو وولٹیج کوائل ایک ہی پریس پلیٹ کو شریک کرتے ہیں، یہ ساخت بالکل صنعتی عمل کی اعلیٰ معیاری کی ضرورت ہوتی ہے۔ اسپیسر بلاکس کو گنجان کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، اور کoil کی پروسیسنگ کے بعد، الفردی کoائل کو مستقل دباؤ کے ساتھ خشک کرنے کی ضرورت ہوتی ہے جس کے ساتھ دبوئی کoائل کی اونچائی کی پیمائش کی جاتی ہے۔

اس پروسیسنگ کے بعد، ایک ہی پریس پلیٹ پر کoائل کو ایک ہی اونچائی تک تبدیل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ فائنل اسمبلی کے دوران، کoائل کو مائع دستیاب آلے کے ذریعے مقررہ دباؤ کا ساتھ دینے کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ ڈیزائن اور پروسیس کی درکار اونچائی حاصل کی جا سکے۔ فائنل اسمبلی کے دوران، صرف ہائی وولٹیج کoائل کی کمپریشن پر غور کرنے کے علاوہ لو وولٹیج کoائل کی کمپریشن کو کنٹرول کرنے پر خصوصی توجہ دینے کی ضرورت ہوتی ہے۔