20 kV ਇੱਕ-ਫੇਜ਼ ਵਿਤਰਣ ਟਰਨਸਫਾਰਮਰ ਦੀ ਪ੍ਰੋਟੋਟਾਈਪ ਵਿਕਾਸ

1. 20 کیلو وولٹ سینگل فیز ڈسٹری büٹرن کا ڈیزائن

20 کیلو وولٹ ڈسٹری بیوشن سسٹم عام طور پر کیبل لائنز یا مکسڈ کیبل-اوورہیڈ لائن نیٹ ورک کا استعمال کرتے ہیں، اور نیچل پوائنٹ عام طور پر ایک چھوٹے مقاومت کے ذریعے زمین پر جڑا ہوتا ہے۔ جب کسی ایک فیز کو زمین پر جڑایا جاتا ہے تو 10 کیلو وولٹ سسٹم میں ایک فیز کی خرابی کی صورتحال میں فیز ولٹیج √3 گنا بڑھنے کا مسئلہ نہیں ہوتا۔ اس لیے، 20 کیلو وولٹ سسٹم کا سینگل فیز ڈسٹری büٹرن کو کوئل کے آخر کو زمین پر جڑانے کی قسم کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس سے سینگل فیز ڈسٹری büٹرن کی مین انسولیشن کو کم کیا جا سکتا ہے، جس سے 20 کیلو وولٹ سینگل فیز ڈسٹری büٹرن کے حجم اور قیمت 10 کیلو وولٹ کے ڈسٹری büٹرن کے حجم اور قیمت سے بہت زیادہ مختلف نہیں ہوتے۔

2. امپالس اور ٹیسٹ ولٹیجز کا انتخاب

20 کیلو وولٹ سینگل فیز ڈسٹری büٹرن کے لیے بنیادی امپالس سطح (BIL) اور انسولیشن ٹیسٹ سطح کے لیے درج ذیل نظریات ہیں:

امریکی قومی معیار ANSI C57.12.00–1973 (IEEE Std 462–1972) کے مطابق ہائی ولٹیج سائیڈ (20 کیلو وولٹ) کی بنیادی امپالس سطح (BIL) 125 کیلو وولٹ ہے؛ ہائی ولٹیج کمپوننٹ کی ریٹڈ ولٹیج 15.2 کیلو وولٹ ہے، اور AC تحمل ولٹیج (60 Hz/min) 40 کیلو وولٹ ہے۔

انسولیشن ٹیسٹ کے مطابق لاگو ولٹیج ٹیسٹ کی ضرورت نہیں ہوتی، لیکن انڈیوسڈ ولٹیج ٹیسٹ کا عمل کرنا ضروری ہے۔ ٹیسٹ کے دوران، کسی ایک کوائل کے آؤٹگوئنگ ٹرمینل پر ولٹیج لاگو کرنے کے بعد، ہر ہائی ولٹیج آؤٹگوئنگ ٹرمینل سے زمین تک والی ولٹیج 1 کیلو وولٹ میں 3.46 گنا ٹرانسفورمر کوائل کی ریٹڈ ولٹیج تک پہنچتی ہے۔ یعنی، انڈیکشن ٹیسٹ (فریکوئنسی دوگنا اور ولٹیج دوگنا ٹیسٹ) میں، ہائی ولٹیج ہے:

2.1 لو ولٹیج سائیڈ (240/120 V)

• بنیادی امپالس سطح (BIL): 30 کیلو وولٹ

• AC تحمل ولٹیج (60 Hz/min): 10 کیلو وولٹ

2.2 چین کے قومی ٹرانسفورمر کیٹیگوری کیٹلوج ٹیسٹ ریگولیشنز کے مطابق

• ہائی ولٹیج سائیڈ:

• بنیادی امپالس سطح (BIL): 125 کیلو وولٹ (فلاں ویو)، 140 کیلو وولٹ (چوپڈ ویو)

• AC انڈیکٹڈ تحمل ولٹیج (200 Hz/min): 40 کیلو وولٹ

• لو ولٹیج سائیڈ:

• لاگو ولٹیج (50 Hz/min): 4 کیلو وولٹ

3. 20 کیلو وولٹ سینگل فیز ڈسٹری büٹرن کا ڈھانچہ اور خصوصیات

دو اسپیسیفکیشن (50 kVA اور 80 kVA) کو پروٹوٹایپ کیا گیا، دونوں آؤٹر آئرن ڈھانچے کا استعمال کرتے ہیں۔ مین انسولیشن کو کم کرنے کے لیے، اینڈ-انسولیشن ڈھانچہ شامل کیا گیا ہے۔ لیڈ آؤٹ کے لیے ایک سینگل بوشینگ استعمال کیا گیا ہے۔ ہائی ولٹیج کوائل کا آخر زمین پر جڑا ہے اور ٹینک سے جڑا ہے۔ لو ولٹیج وائنڈنگ ایک سینگل کوائل ڈھانچہ ہے۔

3.1 پروٹوٹایپ 20 کیلو وولٹ اور 10 کیلو وولٹ سینگل فیز ڈسٹری büٹرن کے درمیان ٹیکنیکل پرفارمنس کا موازنہ

• 20 کیلو وولٹ اور 10 کیلو وولٹ (50 kVA اور 80 kVA کو مثال کے طور پر لیا گیا ہے) کے درمیان لو کا موازنہ جدول 1 میں دکھایا گیا ہے۔

• 20 کیلو وولٹ اور 10 کیلو وولٹ (50 kVA اور 80 kVA کو مثال کے طور پر لیا گیا ہے) کے درمیان وزن کا موازنہ جدول 2 میں دکھایا گیا ہے۔

4. 20 کیلو وولٹ∥10 کیلو وولٹ سینگل فیز ڈویل ولٹیج ڈسٹری büٹرن

10 کیلو وولٹ کو 20 کیلو وولٹ ڈسٹری بیوشن سسٹم میں اپ گریڈ کرنے میں کلیدی معدات جیسے ڈسٹری büٹرن کو تبدیل کرنا شامل ہوتا ہے۔ اعلیٰ قیمت کی تبدیلیاں اور بجلی کی فصل کی روک تھام پرودکشن کو متاثر کرتی ہیں، جس کی وجہ سے ڈویل ولٹیج (10 کیلو وولٹ/20 کیلو وولٹ) سینگل فیز ٹرانسفورمر کا ڈیزائن کرنے کا حل یہ مسائل کو آسان کرتا ہے۔

4.1 ڈیزائن

10 کیلو وولٹ وانڈ-کور سینگل فیز ڈسٹری büٹرن پر مبنی ہوئے یہ ڈویل ولٹیج ورژن 20 کیلو وولٹ = 2×10 کیلو وولٹ کے تعلق کا استعمال کرتا ہے، سیریز-پیرلیل پرائمری کوائل کا استعمال کرتا ہے۔ دو پیرلیل ہائی ولٹیج کوائل کے ساتھ، دو کور کالم ہائی ولٹیج/لو ولٹیج وائنڈنگ (ہائی ولٹیج کوائل پیرلیل) کو ملتا ہے۔ دو لو ولٹیج کوائل کو "مڈ-پوائنٹ" پر سیریز میں ±220 V - زمین کے لیے دو صارفین کے لیے آؤٹ پٹ کرتا ہے۔ W₁ (ہائی ولٹیج ٹرنز) اور W₂ (لو ولٹیج ٹرنز) کو لیں۔ پیرلیل میں, U₁/U₂ = W₁/W₂ = 10 kV/220V, اور کل ہائی ولٹیج کرنٹ ایک کوائل کے کرنٹ کا دوگنا ہوتا ہے۔ سیریز میں، ہائی ولٹیج ان پٹ کرنٹ کوائل کرنٹ کے برابر ہوتا ہے۔

4.2 سوچنے کا اطلاق

20 کیلو وولٹ یا 10 کیلو وولٹ ہائی ولٹیج ان پٹ کے لیے کیپیسٹی کونسٹنٹ رہتی ہے۔ 20 کیلو وولٹ ان پٹ پر، دو ہائی ولٹیج کوائل کو سیریز میں رکھنے سے ہر ایک 10 کیلو وولٹ برداشت کرتا ہے۔ ہائی ولٹیج کرنٹ I₁ کے ساتھ، کیپیسٹی S₁ = I₁×20 = 20I₁(kVA) ہوتی ہے۔ 10 کیلو وولٹ پر سوچنے کے بعد، پیرلیل ہائی ولٹیج کوائل 2I₁ ان پٹ کرنٹ دیتے ہیں، تو S₁ = 2I₁×10 = 20I₁ (kVA) ہوتی ہے۔ اس لیے, S₁ = S₂) ہوتی ہے۔

4.3 ڈھانچہ

• ڈھانچہ سینگل فیز وانڈ-کور ٹرانسفورمر (پیٹنٹ نمبر 4612429) کے ڈھانچے کے مطابق ہے۔

• 10 کیلو وولٹ/20 کیلو وولٹ ولٹیج-سوچنے کے لیے موثوق تواصلی شرائط کا استعمال کیا جاتا ہے۔

• انسولیشن IEC 20 کیلو وولٹ ٹرانسفورمر کے معیار (ریٹڈ امپالس ولٹیج: 125 کیلو وولٹ) کے مطابق ہے۔

• آواز IEC اور متعلقہ بجلی کمپنی کے ٹیکنیکل اسپیسیفکیشن کے مطابق ہے۔

4.4 سینگل فیز ڈویل ولٹیج ٹرانسفورمر کے فائدے

• انرجی کنسرویشن: 20 کیلو وولٹ ڈسٹری بیوشن سسٹم کا لائن لو 10 کیلو وولٹ ڈسٹری بیوشن سسٹم کے 25% ہوتا ہے، 75% انرجی کی بچت حاصل کرتا ہے۔ اس ڈیزائن میں سینگل فیز وانڈ-کور ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے، ٹرانسفورمر کا نو-لود لو موجودہ استعمال کی جانے والی S11-ٹائپ ڈسٹری büٹرن سے 30% کم ہوتا ہے۔

• کنشکشن کوسٹ سیوننگز: 10 کیلو وولٹ سے 20 کیلو وولٹ میں اپ گریڈ کرتے وقت، صرف ایک چینج اوور سوچ کی ضرورت ہوتی ہے جو ولٹیج کو سوچ دیتی ہے۔ یہ بجلی کی فصل کو کم کرتا ہے، اور پورا آپریشن صرف کچھ منٹوں میں مکمل ہو سکتا ہے۔

5. نتیجہ

• 20 کیلو وولٹ سسٹم کے زیادہ تر نیچل پوائنٹ چھوٹے مقاومت کے ذریعے زمین پر جڑے ہوتے ہیں۔ اس لیے، 20 کیلو وولٹ لیول پر سینگل فیز ٹرانسفورمر کی مین انسولیشن کو 10 کیلو وولٹ لیول کے مقابلے میں آسانی سے ہンドل کیا جا سکتا ہے۔

• 20 کیلو وولٹ کلاس کے سینگل فیز ٹرانسفورمر کا لوڈ لو 10 کیلو وولٹ کلاس کے ٹرانسفورمر کے لوڈ لو کے سطح پر ہوتا ہے؛ ان کا وزن بھی مماثل سطح پر ہوتا ہے۔ نو-لود لو کے لحاظ سے، 20 کیلو وولٹ 10 کیلو وولٹ سے کم ہوتا ہے۔ امپیڈینس کے لحاظ سے، 20 کیلو وولٹ سینگل فیز ٹرانسفورمر 10 کیلو وولٹ ٹرانسفورمر سے 20% زیادہ ہوتا ہے۔

• 20 کیلو وولٹ سینگل فیز ٹرانسفورمر نسبتاً معقول ہے۔ اس کی قیمت 10 کیلو وولٹ کلاس کے سینگل فیز ٹرانسفورمر کی قیمت سے بہت مختلف نہیں ہوتی۔

• 20 کیلو وولٹ∥10 کیلو وولٹ سینگل فیز ڈویل ولٹیج ڈسٹری büٹرن کو 10 کیلو وولٹ اور 20 کیلو وولٹ ڈسٹری بیوشن سسٹم میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ 10 کیلو وولٹ سسٹم کو 20 کیلو وولٹ سسٹم میں اپ گریڈ کرتے وقت، ٹرانسفورمر کو تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہوتی؛ صرف چینج اوور سوچ کو سوچنا کافی ہوتا ہے۔ یہ نسبتاً معقول اور آسان طریقہ ہے۔