SVR فیڈر آٹومیٹک ولٹیج ریگولیٹرز کا دیہی تقسیم نیٹ ورک میں استعمال

1. تعارف

ہالی میں قومی معیشت کے مستحکم اور تیز رفتار ترقی کے ساتھ، بجلی کی درخواست میں قابل ذکر اضافہ ہوا ہے۔ دیہی بجلی کے شبکوں میں، بوجھ کا مسلسل اضافہ، مقامی بجلی کے ذرائع کی غیر منطقی تقسیم اور مرکزی شبکے کی محدود ولٹیج تنظیم کی صلاحیتوں کے ساتھ، ایک قابل ذکر تعداد میں 10 kV لمبے فیڈرز—خصوصاً دور دراز پہاڑی علاقوں یا ضعیف شبکے والے علاقوں میں—جس کا فراہمی شعاع قومی معیاروں سے زیادہ ہے۔ نتیجتاً، ان 10 kV لائن کے آخر میں ولٹیج کی کیفیت کو ضمانت دینا مشکل ہوتا ہے، بجلی کا عام معاملہ مطلوبہ معیار تک پہنچانے میں ناکام رہتا ہے، اور لائن کی نقصانات بالا رہتے ہیں۔

شبکے کی تعمیر کے محدود خرچ اور سرمایہ کاری کے بازپائی کے اعتبارات کی وجہ سے، صرف کئی بلند ولٹیج تقسیم کنندہ سٹیشن یا شبکے کو بہت زیادہ وسعت دینے کے ذریعے تمام کم ولٹیج کی کیفیت کے مسائل کو حل کرنا عملی طور پر ناممکن ہے۔ نیچے متعارف کروایا جانے والا 10 kV فیڈر آٹومیٹک ولٹیج ریگولیٹر کم ولٹیج کی کیفیت کے مسائل کو حل کرنے کے لیے فنی طور پر ممکنہ حل پیش کرتا ہے۔

2. ولٹیج ریگولیٹر کا کام کا طریقہ

SVR (Step Voltage Regulator) آٹومیٹک ولٹیج ریگولیٹر کا بنیادی کرکٹ اور ولٹیج تنظیم کننے والے کنٹرولر پر مشتمل ہوتا ہے۔ بنیادی کرکٹ میں تین فیز خودکار ترانسفارمر اور تین فیز آن لوڈ ٹیپ چینجر (OLTC) شامل ہوتا ہے، جس کا نقشہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔

ریگولیٹر کا واائنڈنگ نظام شامل ہوتا ہے شنٹ واائنڈنگ، سیریز واائنڈنگ، اور کنٹرول ولٹیج واائنڈنگ:

• سیریز واائنڈنگ ٹیپ چینجر کے مختلف کنٹیکٹس کے ذریعے آن پٹ اور آؤٹ پٹ کے درمیان متعدد ٹیپ کوائل کے درمیان ملاتا ہے؛ یہ مستقیماً آؤٹ پٹ ولٹیج کو تنظیم کرتا ہے۔

• شنٹ واائنڈنگ خودکار ترانسفارمر کا مشترکہ واائنڈنگ کا کام کرتا ہے، جس سے توانائی منتقل کرنے کے لیے مغناطیسی میدان تیار ہوتا ہے۔

• کنٹرول ولٹیج واائنڈنگ، جو شنٹ واائنڈنگ پر لپیٹا گیا ہوتا ہے، شنٹ کوائل کے ثانوی کے طور پر کام کرتا ہے کنٹرولر اور موٹر کے لیے کارکردگی کی بجلی فراہم کرتا ہے، اور آؤٹ پٹ کے لیے ولٹیج سگنال فراہم کرتا ہے۔

کام کا طریقہ یہ ہے: سیریز واائنڈنگ کے ٹیپ کو آن لوڈ ٹیپ چینجر کے مختلف مقامات سے ملاتے ہوئے، آن پٹ اور آؤٹ پٹ واائنڈنگ کے درمیان کوائف کی تناسب کو ٹیپ کے مقامات کو کنٹرول کرتے ہوئے تبدیل کیا جاتا ہے، یوں آؤٹ پٹ ولٹیج کو تنظیم کیا جاتا ہے۔ استعمال کے مطابق، آن لوڈ ٹیپ چینجر کو عام طور پر 7 یا 9 ٹیپ کے مقامات کے ساتھ ترتیب دیا جاتا ہے، جس سے صارفین کو واقعی ولٹیج تنظیم کی ضرورت کے مطابق مناسب ترتیب منتخب کرنے کی اجازت ملتی ہے۔

ریگولیٹر کے پرائمری اور ثانوی واائنڈنگ کے درمیان کوائف کی تناسب ایک معمولی ترانسفارمر کے ساتھ متفق ہوتی ہے، یعنی:

3. استعمال کا مثال
3.1 موجودہ لائن کی حالت

ایک خاص 10 kV تقسیم کی لائن کا میں فیڈر کی لمبائی 15.138 km ہے، جس میں دو کنڈکٹر کی قسم استعمال ہوتی ہیں: LGJ-70 mm² اور LGJ-50 mm²۔ لائن کے ساتھ تقسیم کنندہ ترانسفارمرز کی کل صلاحیت 7,260 kVA ہے۔ پیک بوجھ کے دوران، لائن کے وسط سے آخر تک کے تقسیم کنندہ ترانسفارمرز کی 220 V جانب کی ولٹیج 175 V تک گر جاتی ہے۔

LGJ-70 کنڈکٹر کی ریزسٹنس 0.458 Ω/km ہے اور ریاکٹنس 0.363 Ω/km ہے۔ اس لیے، سب سٹیشن سے میں فیڈر کے پول #97 تک کی کل ریزسٹنس اور ریاکٹنس:
R = 0.458 × 6.437 = 2.95 Ω
X = 0.363 × 6.437 = 2.34 Ω

لائن کے ساتھ تقسیم کنندہ ترانسفارمر کی صلاحیت اور بوجھ کے فیکٹر کے مطابق، سب سٹیشن سے میں فیڈر کے پول #97 تک کی ولٹیج کی گراؤنڈ کا حساب لگایا جا سکتا ہے

استعمال کیے گئے نشانات کی تعریف یہ ہے:

• Δu — لائن کے ساتھ ولٹیج کی گراؤنڈ (یونٹ: kV)

• R — لائن کی ریزسٹنس (یونٹ: Ω)

• X — لائن کی ریاکٹنس (یونٹ: Ω)

• r — فی لینتھ ریزسٹنس (یونٹ: Ω/km)

• x — فی لینتھ ریاکٹنس (یونٹ: Ω/km)

• P — لائن پر سرگرم طاقت (یونٹ: kW)

• Q — لائن پر غیر سرگرم طاقت (یونٹ: kvar)

اس لیے، میں فیڈر کے پول #97 پر ولٹیج صرف:
10.4 kV − 0.77 kV = 9.63 kV ہے۔

متشابہ طور پر، پول #178 پر ولٹیج کا حساب 8.42 kV کے طور پر لگایا جا سکتا ہے، اور لائن کے آخر میں ولٹیج 8.39 kV ہے۔

3.2 مuggested حل

ولٹیج کی کیفیت کو ضمانت دینے کے لیے، متوسط اور کم ولٹیج تقسیم کے شبکوں میں بنیادی ولٹیج تنظیم کے طریقے شامل ہیں:

• 35 کیلو وولٹ کے نئے سب سٹیشن کی تعمیر کرکے 10 کیلو وولٹ کے فراہمی شعاع کو مختصر کرنا۔

• لائن کی برقیات کو بڑی عرضی رقبہ والی برقیات سے تبدیل کرکے لائن کی بوجھ کو کم کرنا۔

• لائن پر مبنی واپسی طاقت کی جبران کا نصب کرنا—لیکن یہ طریقہ لمبی لائنوں اور بھاری بوجھ کے لیے کم موثر ہوتا ہے۔

• ایک SVR فیڈر خودکار ولٹیج ریگولیٹر کا نصب کرنا، جس میں زیادہ درجہ کی آتومیشن، بہترین ولٹیج ریگولیشن کارکردگی اور مہارت مند نصب کی قابلیت ہے۔

نیچے، 10 کیلو وولٹ "فکوئی" فیڈر پر لائن کے آخر میں ولٹیج کی کیفیت کو بہتر بنانے کے لیے تین الٹرنیٹ حل کا موازنہ کیا گیا ہے۔

3.2.1 نئے 35 کیلو وولٹ کے سب سٹیشن کی تعمیر

منتظرہ نتیجہ: نیا سب سٹیشن فراہمی شعاع کو مختصر کرتا ہے، لائن کے آخر میں ولٹیج کو بڑھاتا ہے اور کلیہ طاقت کی کیفیت کو بہتر بناتا ہے۔ یہ حل بہت موثر ہے لیکن اس کے لیے بڑا سرمایہ کاری درکار ہوتا ہے۔

3.2.2 10 کیلو وولٹ کے مرکزی فیڈر کو اپ گریڈ کرنا

لائن کے پیرامیٹرز کو تبدیل کرنا اصل میں کونڈکٹر کی عرضی رقبہ کو بڑھانے پر مرکوز ہے۔ کم آبادی والے علاقوں میں چھوٹی کونڈکٹر والی لائن کے لیے، مقاومتی نقصان کل ولٹیج کمی کو ڈومینیٹ کرتا ہے؛ اس لیے کونڈکٹر کی مقاومت کو کم کرنا ولٹیج میں قابل ذکر بہتری فراہم کرتا ہے۔ اس اپ گریڈ کے ساتھ، لائن کے آخر میں ولٹیج کو 8.39 کیلو وولٹ سے 9.5 کیلو وولٹ تک بڑھایا جا سکتا ہے۔

3.2.3 SVR فیڈر خودکار ولٹیج ریگولیٹر کا نصب

ایک 10 کیلو وولٹ خودکار ولٹیج ریگولیٹر کو پول #161 کے نیچے کے کم ولٹیج کے مسائل کو حل کرنے کے لیے نصب کیا جاتا ہے۔
منتظرہ نتیجہ: لائن کے آخر میں ولٹیج کو 8.39 کیلو وولٹ سے 10.3 کیلو وولٹ تک بڑھایا جا سکتا ہے۔

موازنہ کا مطالعہ ظاہر کرتا ہے کہ اختیار 3 سب سے معقول اور عملی ہے۔

SVR فیڈر خودکار ولٹیج ریگولیشن سسٹم تین فیز کے آٹوٹرانسفارمر کے ترن کے تناسب کو تبدیل کرکے آؤٹ پٹ ولٹیج کو استحکام فراہم کرتا ہے، جس کے کئی کلیدی فائدے ہیں:

• کامل خودکار، لوڈ پر ولٹیج ریگولیشن۔

• ستارہ کنکشن والے تین فیز کے آٹوٹرانسفارمر کا استعمال—کم حجم اور زیادہ صلاحیت (≤2000 kVA)، پول سے پول تک نصب کے لیے موزوں۔

• معمولی ریگولیشن رینج: −10% سے +20% تک، ولٹیج کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے کافی ہے۔

نظریہ سے متعلق کے حسابات کے مطابق، مرکزی فیڈر پر ایک SVR-5000/10-7 (0 سے +20%) خودکار ولٹیج ریگولیٹر کا نصب کرنے کی تجویز ہے۔ نصب کرنے کے بعد، پول #141 پر ولٹیج کو بڑھایا جا سکتا ہے:

U₁₆₁ = U × (10/8) = 10.5 کیلو وولٹ

جہاں:

• U₁₆₁ = کمیشننگ کے بعد ریگولیٹر نصب کرنے کے نقطہ پر ولٹیج

• 10/8 = 0 سے +20% ریگولیشن رینج کے ریگولیٹر کا زیادہ سے زیادہ ترن کا تناسب

فیلڈ آپریشن کے ذریعے یہ ثابت ہوا ہے کہ SVR سسٹم ان پٹ ولٹیج کے تبدیلیوں کو موثوق طور پر ٹریک کرتا ہے اور آؤٹ پٹ ولٹیج کو استحکام فراہم کرتا ہے، کم ولٹیج کم کرنے میں ثابت کردہ موثر ہے۔

3.2.4 فائدہ تجزیہ

نئے سب سٹیشن کی تعمیر یا کونڈکٹروں کو تبدیل کرنے کے مقابلے میں، ایک SVR ولٹیج ریگولیٹر کا نصب کپیٹل اخراجات کو محفوظ طور پر کم کرتا ہے۔ یہ صرف لائن ولٹیج کو قومی معیاروں کے مطابق بڑھاتا ہے—شدت سے سماجی فوائد فراہم کرتا ہے—بلکہ مستقل بوجھ کی شرائط میں ولٹیج کو بڑھا کر لائن کارنٹ کو کم کرتا ہے، جس سے لائن کے نقصانات کم ہوتے ہیں اور توانائی کی بچت حاصل ہوتی ہے۔ یہ کارپوریشن کی معاشی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔

4. نتیجہ

مستقبل میں بوجھ کے محدود تدریجی اضافے کے ساتھ کے دیہی تقسیم کے نیٹ ورکوں کے لیے—خاص طور پر قریبی طاقت کے ذرائع کی کمی، لمبی فراہمی شعاع، زیادہ لائن کے نقصانات، بھاری بوجھ، اور قریبی وقت میں 35 کیلو وولٹ کے سب سٹیشن کی تعمیر کے منصوبے کی کمی کے ساتھ—SVR فیڈر خودکار ولٹیج ریگولیٹرز کا استعمال ایک قابل تشویق الٹرنیٹیو فراہم کرتا ہے۔ یہ 35 کیلو وولٹ کے سب سٹیشن کی تعمیر کو ملتوی یا ختم کرنے کی کوشش کرتا ہے اور کم ولٹیج کی کیفیت کو بہتر بنانے اور توانائی کے نقصانات کو کم کرنے کے لیے موثر طریقہ فراہم کرتا ہے۔ اس کے سرمایہ کاری کی لاگت نئے 35 کیلو وولٹ کے سب سٹیشن کی لاگت کے کم سے کم ایک گنا سے کم ہوتی ہے، تو SVR حل کئی سماجی اور معاشی فوائد فراہم کرتا ہے اور دیہی بجلی کے نیٹ ورکوں میں وسیع پیمانے پر اپنانے کی تجویز کی جاتی ہے۔