20 کیلو وولٹ کے سینگل فیز ڈسٹری بیوشن ٹرانسفارمر کا پروٹو ٹائپ تیار کرنا

1. 20 کیلو وولٹ سنگل فیز توزیع ترانس فارمر کا ڈیزائن

20 کیلو وولٹ توزیع نظام عام طور پر کیبل لائنوں یا مخلوط کیبل-ایئر لائن نیٹ ورک کو قبول کرتے ہیں، اور نیچل پوائنٹ زیادہ تر چھوٹے ریزسٹنس سے زمین کو جوڑتا ہے۔ جب سنگل فیز گراؤنڈنگ ہوتی ہے تو 10 کیلو وولٹ نظام میں سنگل فیز فیلٹ کی صورت میں فیز وولٹج √3 گنا بڑھنے کی مسئلہ نہیں ہوتا۔ اس لیے، 20 کیلو وولٹ نظام کا سنگل فیز توزیع ترانس فارمر کوائل کے اختتام کو گراؤنڈ کرنے کی قسم کو قبول کر سکتا ہے۔ اس سے 20 کیلو وولٹ سنگل فیز ترانس فارمر کی مین انسلیشن کم ہو سکتی ہے، جس سے اس کا حجم اور قیمت 10 کیلو وولٹ کے ترانس فارمر کے ساتھ زیادہ فرق نہیں ہوتا۔

2. آبشاری اور ٹیسٹ وولٹجز کا انتخاب

20 کیلو وولٹ سنگل فیز توزیع ترانس فارمر کے بنیادی آبشاری سطح (BIL) اور انسلیشن ٹیسٹ سطح کے لیے درج ذیل خیالات ہیں:

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

انسلیشن ٹیسٹ کے مطابق اطلاقی وولٹج ٹیسٹ کی ضرورت نہیں ہے، لیکن متعارف وولٹج ٹیسٹ کرنا ضروری ہے۔ ٹیسٹ کے دوران، ایک ونڈنگ کے آؤٹگوئنگ ٹرمینل پر وولٹج لگانے کے بعد، ہر ہائی ولٹ آؤٹگوئنگ ٹرمینل کی زمین کو 1 کیلو وولٹ ملا 3.46 گنا ترانس فارمر کی ونڈنگ کی ریٹڈ وولٹج تک پہنچ جاتی ہے۔ یعنی، متعارف ٹیسٹ (فریکوئنسی دوگنا اور وولٹج دوگنا ٹیسٹ) میں ہائی ولٹ ہوتا ہے:

2.1 لو ولٹ سائیڈ (240/120 V)

• بنیادی آبشاری سطح (BIL): 30 کیلو وولٹ

• اے سی تحمل وولٹج (60 Hz/مین): 10 کیلو وولٹ

2.2 چین کے قومی ترانس فارمر کی کوالٹی سپروائزنگ ٹیسٹ ریگولیشن کے مطابق

• ہائی ولٹ سائیڈ:

• بنیادی آبشاری سطح (BIL): 125 کیلو وولٹ (پورا ویو)، 140 کیلو وولٹ (کٹ گیا ویو)

• اے سی متعارف تحمل وولٹج (200 Hz/مین): 40 کیلو وولٹ

• لو ولٹ سائیڈ:

• اطلاقی وولٹج (50 Hz/مین): 4 کیلو وولٹ

3. 20 کیلو وولٹ سنگل فیز توزیع ترانس فارمر کا ساخت اور خصوصیات

دو سپیسیفیکیشن (50 kVA اور 80 kVA) کو پروٹوٹائپ کیا گیا، دونوں آؤٹر آئرن ساخت کو قبول کرتے ہیں۔ مین انسلیشن کم کرنے کے لیے، ایک اینڈ انسلیشن ساخت شامل کی گئی ہے۔ لیڈ آؤٹ کے لیے ایک سنگل بوشング استعمال کیا جاتا ہے۔ ہائی ولٹ کوائل کا اختتام زمین کو جوڑا گیا ہے اور ٹینک سے منسلک ہے۔ لو ولٹ ونڈنگ ایک سنگل کوائل ساخت ہے۔

3.1 پروٹوٹائپڈ 20 کیلو وولٹ اور 10 کیلو وولٹ سنگل فیز توزیع ترانس فارمر کے درمیان ٹیکنیکل پرفارمنس کا موازنہ

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

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

4. 20 کیلو وولٹ∥10 کیلو وولٹ سنگل فیز ڈویل وولٹج توزیع ترانس فارمر

10 کیلو وولٹ کو 20 کیلو وولٹ توزیع نظام میں اپ گریڈ کرنے میں ترانس فارمر جیسے کلیدی معدات کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ مہنگی تبدیلی اور بجلی کی کٹوتی کی وجہ سے پروڈکشن کی رکاوٹ کو کم کرنے کے لیے ڈویل وولٹج (10 کیلو وولٹ/20 کیلو وولٹ) سنگل فیز ترانس فارمر کا ڈیزائن کرنا ایک حل ہے۔

4.1 ڈیزائن

10 کیلو وولٹ وانڈ-کور سنگل فیز توزیع ترانس فارمر پر مبنی ہوئے، یہ ڈویل وولٹج ورژن 20 کیلو وولٹ = 2×10 کیلو وولٹ کے رشتہ کو استعمال کرتا ہے، سیریز-پیرلیل پرائمری کوائل کو استعمال کرتا ہے۔ دو پیرلیل ہائی ولٹ کوائل کے ساتھ، دو کور کالموں کو ہائی ولٹ/لو ولٹ ونڈنگ (ہائی ولٹ کوائل پیرلیل) ملتا ہے۔ دو لو ولٹ کوائل سیریز میں "میڈ-پوائنٹ" پر آؤٹ پٹ ±220 V - زمین دو صارفین کے لیے۔ W₁ (ہائی ولٹ ترنز) اور W₂ (لو ولٹ ترنز) کو لیتے ہوئے۔ پیرلیل میں، U₁/U₂ = W₁/W₂ = 10 kV/220 V، اور کل ہائی ولٹ کرنٹ ایک کوائل کے دوگنا ہوتا ہے۔ سیریز میں، ہائی ولٹ آئنپٹ کرنٹ کوائل کرنٹ کے برابر ہوتا ہے۔

4.2 سوئچنگ کا اطلاق

20 کیلو وولٹ یا 10 کیلو وولٹ ہائی ولٹ آئنپٹ کے لیے کیپیسٹی کو برقرار رکھا جاتا ہے۔ 20 کیلو وولٹ آئنپٹ پر، دو ہائی ولٹ کوائل سیریز میں ہر ایک کو 10 کیلو وولٹ برتا ہے۔ ہائی ولٹ کرنٹ I₁ کے ساتھ، کیپیسٹی S₁ = I₁×20 = 20I₁ (kVA) ہوتی ہے۔ 10 کیلو وولٹ پر سوئچ کرنے پر، پیرلیل ہائی ولٹ کوائل 2I₁ آئنپٹ کرنٹ دیتے ہیں، تو S₁ = 2I₁×10 = 20I₁ (kVA) ہوتی ہے۔ اس لیے، S₁ = S₂ ہوتی ہے۔

4.3 ساخت

• ساخت سنگل فیز وانڈ-کور ترانس فارمر (پیٹنٹ نمبر 4612429) کے مطابق ہے۔

• 10 کیلو وولٹ/20 کیلو وولٹ وولٹج-سوئچنگ کے لیے ایک قابل اعتماد کنٹیکٹ سٹرپ ٹیپ چینجر کا استعمال کیا جاتا ہے۔

• انسلیشن IEC 20 کیلو وولٹ ترانس فارمر کے معیار (ریٹڈ آبشاری وولٹج: 125 کیلو وولٹ) کی پابندی کرتا ہے۔

• نوآواز IEC اور متعلقہ بجلی کمپنی کے ٹیکنیکل سپیکس کی پابندی کرتا ہے۔

4.4 سنگل فیز ڈویل وولٹج ترانس فارمر کے فائدے

• توانائی کی بچت: 20 کیلو وولٹ توزیع نظام کا لائن لو 10 کیلو وولٹ توزیع نظام کے 25% ہے، یہ 75% توانائی کی بچت کرتا ہے۔ اس ڈیزائن میں سنگل فیز وانڈ-کور ٹیکنالوجی کو قبول کرنے سے ترانس فارمر کا نو لوڈ لو 30% کم ہوتا ہے جو موجودہ استعمال کیا جانے والا S11-ٹائپ توزیع ترانس فارمر کے مقابلے میں۔

• کنشن کی لاگت کی بچت: 10 کیلو وولٹ سے 20 کیلو وولٹ تک کی اپ گریڈنگ کے دوران، صرف ایک چینج اوور سوئچ کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ وولٹج کو سوئچ کیا جا سکے۔ یہ بجلی کی کٹوتی کا وقت کم کرتا ہے، اور پورا عمل صرف کچھ منٹوں میں مکمل کیا جا سکتا ہے۔

5. نتیجہ

• 20 کیلو وولٹ نظام کے زیادہ تر نیچل پوائنٹ چھوٹے ریزسٹنس سے زمین کو جوڑتے ہیں۔ اس لیے، 20 کیلو وولٹ سطح پر سنگل فیز ترانس فارمر کی مین انسلیشن کو ہンドلنا 10 کیلو وولٹ سطح کے مقابلے میں آسان ہوتا ہے۔

• 20 کیلو وولٹ کلاس کے سنگل فیز ترانس فارمر کا لوڈ لو 10 کیلو وولٹ کلاس کے سطح پر ہوتا ہے؛ ان کا وزن بھی مشابہ سطح پر ہوتا ہے۔ نو لوڈ لو کے لحاظ سے، 20 کیلو وولٹ 10 کیلو وولٹ سے کم ہوتا ہے۔ زدی کے لحاظ سے، 20 کیلو وولٹ سنگل فیز ترانس فارمر 10 کیلو وولٹ کے مقابلے میں 20% زیادہ ہوتا ہے۔

• 20 کیلو وولٹ سنگل فیز ترانس فارمر نسبتاً مہنگا ہوتا ہے۔ اس کی قیمت 10 کیلو وولٹ کلاس کے سنگل فیز ترانس فارمر سے کافی مختلف نہیں ہوتی ہے۔

• 20 کیلو وولٹ∥10 کیلو وولٹ سنگل فیز ڈویل وولٹج توزیع ترانس فارمر 10 کیلو وولٹ اور 20 کیلو وولٹ توزیع نظام میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ 10 کیلو وولٹ نظام کو 20 کیلو وولٹ نظام میں اپ گریڈ کرنے کے لیے، ترانس فارمر کو تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہوتی؛ صرف چینج اوور سوئچ کو سوئچ کرنا کافی ہوتا ہے۔ یہ نسبتاً مہنگا اور آسان طریقہ ہے۔