مذکرہ ٹرانس فارمرز کے مطابق کم صفر ترتیبی امپیڈنس زمین دار ٹرانس فارمرز کے ڈیزائن پر بحث

برقی نظام کے پیمانے کے وسعت کے ساتھ اور شہری برقی شبکوں کے کیبلائزیشن عمل کے ساتھ، 6kV/10kV/35kV برقی شبکوں میں صافیتی رینٹ (کپیسٹنک کرنٹ) میں قابل ذکر اضافہ ہوا ہے (عام طور پر 10A سے زائد ہوتا ہے)۔ چونکہ اس ولٹیج کے سطح کے برقی شبکے عام طور پر غیر ملکیتی نیٹرل کے آپریشنل مود کا استعمال کرتے ہیں، اور اہم ترانسفارمرز کی ڈسٹری بیشن ولٹیج کی جانب عام طور پر ڈیلٹا کنکشن میں ہوتی ہے، جس کی وجہ سے طبیعی ملکیتی نقطہ کی کمی ہوتی ہے، زمین کے فلٹ کے دوران آرک کو موثوقہ طور پر ختم کرنے کی ضرورت پڑتی ہے، جس کی وجہ سے ملکیتی ترانسفارمرز کا متعارف کروانا ضروری ہوتا ہے۔ Z-ٹائپ ملکیتی ترانسفارمرز کو ان کی چھوٹی صفری ترتیب کی مزاحمت کی وجہ سے میئن سٹریم بن گیا ہے، لیکن کچھ نظاموں کو کم صفری ترتیب کی مزاحمت کی ضرورت ہوتی ہے۔ مزاحمت کی قدر چھوٹی ہو تو انحراف بڑھ جاتا ہے، جس کی وجہ سے کم صفری ترتیب کی مزاحمت والے ملکیتی ترانسفارمرز کے ڈیزائن میں مقصد کی تصویر کشی کی ضرورت ہوتی ہے۔

1. Z-ٹائپ ملکیتی ترانسفارمر کے صفری ترتیب کی مزاحمت کا حساب لگانے کا طریقہ
1.1 ٹاپولوجیکل ساخت

Z-ٹائپ ملکیتی ترانسفارمر کے ہائی ولٹیج ونڈنگ کو زیگ-زیگ کنکشن کا استعمال کیا جاتا ہے۔ ہر فیز کا ونڈنگ دو نصف ونڈنگز (جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے) میں تقسیم کیا جاتا ہے، جو مختلف آئرن کور کالموں پر چکنا ہوتا ہے۔ ایک ہی فیز کے دو نصف ونڈنگز کو الٹ پالٹ کے سلسلہ وار کنکشن کیا جاتا ہے، جس سے خاص میگنتو-ایلیکٹرک کپلنگ ساخت بن جاتی ہے۔

صفری ترتیب کی مزاحمت کا حساب لگانے کا طریقہ مساوات (1) میں دکھایا گیا ہے۔

مساوات میں، X0 صفری ترتیب کی مزاحمت ہے، W ایک ونڈنگ (یعنی نصف ونڈنگ) کی کوئلوں کی تعداد ہے، ΣaR معادل لیکج میگنیٹک علاقہ ہے، ρ لورنز کوئفیشنٹ ہے، اور H ونڈنگ کی مزاحمتی قد ہے۔

2 صفری ترتیب کی مزاحمت کے انحراف کا تجزیہ

IEC 60076 - 1 کے مطابق، اگر ملکیتی ترانسفارمر کی صفری ترتیب کی مزاحمت کا انحراف ±10% کے درمیان ہو تو وہ مناسب قرار دیا جاتا ہے۔ کمپنی کے اس سال کے کچھ ہیںڈرڈ ملکیتی ترانسفارمرز (بشامل اوئل-مغدنے والے اور سکھیے ٹائپ) کے ٹیسٹ کے نتائج کے تجزیہ کے بعد، اور صفری ترتیب کی مزاحمت کی حقیقی مقدار اور ڈیزائن مقدار کے درمیان فرق کے موازنے کے بعد، فرق کو تقریباً تین قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:

• حقیقی مقدار ڈیزائن کی قدر کے قریب ہے: فرق انحراف کے حدود کے اندر ہے۔ یہ قسم سب سے زیادہ تناسب میں ہوتی ہے، اور زیادہ تر محصولات مناسب ہوتے ہیں۔

• حقیقی مقدار ڈیزائن کی قدر سے کم ہے: انحراف دی گئی قدر سے زیادہ ہوتا ہے۔ لیکن کیونکہ صرف مزاحمت کی اوپری حد کی طلب ہوتی ہے اور کوئی نیچلی حد کی طلب نہیں ہوتی، اس لیے یہ بھی مناسب قرار دیا جاتا ہے، لیکن یہ بہت کم مقدار میں ہوتا ہے۔

• حقیقی مقدار ڈیزائن کی قدر سے زیادہ ہے: یہ کسٹمر کی طلب سے بہت زیادہ ہوتا ہے اور غیر مناسب قرار دیا جاتا ہے۔ اسی طرح یہ بھی بہت کم مقدار میں ہوتا ہے۔

کیونکہ مختلف کسٹمرز کو صفری ترتیب کی مزاحمت کی مختلف طلب ہوتی ہے، مختلف قسم کے ملکیتی ترانسفارمرز ہوتے ہیں۔ ان میں سے 35kV کلاس کا سب سے زیادہ تناسب ہوتا ہے، اس کے بعد 10kV کلاس ہوتا ہے۔ عام طور پر 35kV کلاس کے ملکیتی ترانسفارمرز کے لیے صفری ترتیب کی مزاحمت کی طلب ≤ 120Ω ہوتی ہے؛ 10kV کلاس کے لیے عام طور پر ≤ 15Ω ہوتی ہے۔ کچھ کسٹمرز کو چھوٹی طلب ہوتی ہے، اور کچھ کو واضح طلب نہیں ہوتی ہے۔

3 معلومات کا تجزیہ

کئی ملکیتی ترانسفارمرز کے ٹیسٹ کے نتائج کو مرکزی طور پر دیکھتے ہوئے، صفری ترتیب کی مزاحمت کے بڑے انحراف کی بنیادی وجہ کسٹمر کی طلب کی معمولی مزاحمت کی قدر سے زیادہ انحراف ہے۔ بڑی یا چھوٹی دونوں قدریں پیداوار اور تیار کرنے کے لیے بڑی چیلنج پیش کرتی ہیں۔ مساوات (1) سے ظاہر ہوتا ہے کہ صفری ترتیب کی مزاحمت کوئلوں کی تعداد کے ساتھ مربع کی تعلق ہے، یہ صفری ترتیب کی مزاحمت کو متاثر کرنے کا سب سے زیادہ اہم عنصر ہے: جتنی زیادہ کوئلوں کی تعداد ہو گی، اتنا ہی زیادہ تار کا استعمال ہو گا؛ جتنی کم کوئلوں کی تعداد ہو گی، اتنا ہی زیادہ آئرن کور کا استعمال ہو گا۔ صفری ترتیب کی مزاحمت چاہے بہت بڑی ہو یا بہت چھوٹی، یہ پیداوار کی لاگت کو بڑھا دے گا۔

3.1 مثال کا تجزیہ

چھوٹے کیپیسٹی 10kV ملکیتی ترانسفارمرز کے دو لوط کا مثال کے طور پر تجزیہ کیا جا رہا ہے:

• اوئل-مغدنے والے ملکیتی ترانسفارمر: مودل DKS11 - 125/10.5، دوسرا ونڈنگ نہیں ہے۔ کسٹمر کی طلب ہے کہ صفری ترتیب کی مزاحمت < 4&Omega; ہو۔ پچھلے حساب کے طریقے کے مطابق، پیداوار کے انحراف کو دیکھتے ہوئے اور مارجن کو محفوظ رکھتے ہوئے، ڈیزائن کی قدر 2.2&Omega; ہے۔ لیکن اسی پیداوار کے عمل کے تحت، ٹیسٹ کی میزبانی کا نتیجہ معیار سے بہت زیادہ ہوتا ہے، ڈیزائن کی قدر کا 3.5 گنا ہوتا ہے؛ پہلے لوط کے 7 محصولات کی صفری ترتیب کی مزاحمت 7&Omega; - 8&Omega; کے درمیان ہوتی ہے۔

• سکھیے ٹائپ ملکیتی ترانسفارمر: مودل DKSC11 - 125/10.5، صفری ترتیب کی مزاحمت کی ڈیزائن کی قدر 2.25&Omega; ہے، اور تیار محصول کا ٹیسٹ کا نتیجہ 6.8&Omega; ہے، جو معیار سے تقریباً 3 گنا زیادہ ہوتا ہے۔ صرف کسٹمر کے ساتھ مذاکرات کے بعد اور اجازت کے بعد یہ فیکٹری سے بھیجا جاتا ہے۔

مقایسه کے بعد، اوئل-مغدنے والے کا انحراف سکھیے ٹائپ سے تھوڑا بڑا ہوتا ہے۔ وجہ یہ ہے کہ بہت چھوٹی صفری ترتیب کی مزاحمت کے لیے ڈیزائن کرتے وقت، کوئلوں کی تعداد کم ہوتی ہے، ونڈنگ کا شعاعی سائز چھوٹا ہوتا ہے، اور اونچائی نسبتاً زیادہ ہوتی ہے، لہذا صفری ترتیب کی قدر کو کنٹرول کرنا مشکل ہوتا ہے۔ جب بنیادی قدر چھوٹی ہوتی ہے تو سائز کو کنٹرول کرنے کی کمی سے انحراف بڑھ جاتا ہے؛ حالانکہ سکھیے ٹائپ ونڈنگ کو ریزین میں ڈالا جاتا ہے، اور موڈ کی مدد سے باہر کا سائز کنٹرول کرنا آسان ہوتا ہے، لہذا انحراف نسبتاً کم ہوتا ہے۔

واقعی پیداوار کے معلومات کا ظہور کرتا ہے کہ موجودہ حساب کا طریقہ کم صفری ترتیب کی مزاحمت والے ملکیتی ترانسفارمرز کے لیے مناسب نہیں ہے۔ پچھلے محصولات کے شماریاتی معلومات کے ساتھ مل کر، یہ تخمینہ لگایا گیا ہے کہ ایک تصحیح کوئفیشنٹ کا متعارف کروانا چاہئے، اور مختلف صفری ترتیب کی قدر کے لیے مختلف تصحیح کوئفیشنٹ ہوتے ہیں: جب صفری ترتیب کی قدر بڑھتی ہے تو کوئفیشنٹ غیر خطی طور پر کم ہوتا ہے؛ جب صفری ترتیب کی قدر تقریباً 10&Omega; پر پہنچتی ہے تو کوئفیشنٹ 1.0 کے قریب پہنچتا ہے؛ 10&Omega; سے زیادہ ہونے کے بعد، پیداوار کے عمل کے ہلکے فرق کے اثرات کے تحت کوئفیشنٹ کم بدلتا ہے (کبھی کبھی یہ 1.0 سے کم ہو سکتا ہے، اور کلیہ انحراف کم ہوتا ہے)، اور اظہار کی شکل تقریباً پہلے کوارڈینٹ میں ایک اقلیت کا فنکشن ہوتا ہے (دیکھیں شکل 2)۔

یہ یاد رکھنے کے لائق ہے کہ اوپر کا تجزیہ صرف 10kV محصولات کے لیے مناسب ہے۔ 10kV سے زیادہ محصولات کے لیے، کیونکہ کم صفری ترتیب کی مزاحمت کی ایسی سخت طلب نہیں ہوتی، اب تک کسی بھی بہت زیادہ صفری ترتیب کی مزاحمت کے انحراف کا مظاہرہ نہیں ہوا ہے۔

4 حل

کم صفری ترتیب کی مزاحمت والے ملکیتی ترانسفارمرز میں پیمائش کی گئی بہت زیادہ صفری ترتیب کی مزاحمت کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے، معلومات کے جمع کرنے اور تجزیہ کے بنیاد پر نیچے کے بہترین کام کی پیشکش کی گئی ہے:

4.1 ڈیزائن کی بہترین کام کی ریاست

جب کسٹمرز کو بہت چھوٹی صفری ترتیب کی مزاحمت کی طلب ہوتی ہے تو ونڈنگ کے ابعاد کی دقت کو یقینی بنانا مشکل ہوتا ہے، جس کی وجہ سے پیمائش کے انحراف بڑھ جاتے ہیں۔ صفری ترتیب کی مزاحمت <5&Omega; کے لیے طلب کی گئی محصولات کے لیے، ڈیزائن کے مرحلے میں 2-5 گنا کا مارجن محفوظ رکھا جانا چاہئے۔ مزاحمت کی قدر چھوٹی ہو تو مارجن بڑا ہونا چاہئے تاکہ پیمائش کی گئی قدر کی مطابقت یقینی بن سکے۔

4.2 پیداوار کے کنٹرول کے نکات

پیداوار کا عمل محصول کی کارکردگی کی دقت کو یقینی بنانے میں تعین کن کردار ادا کرتا ہے:

• موڈ کی دقت کا کنٹرول: ڈیزائن کے مشخصات کے مطابق ونڈنگ کے موڈ کو تیار کیا جانا چاہئے، ابعاد کی محدودیتوں کو پورا کرتے ہوئے۔

• ونڈنگ کے ابعاد کا مینجمنٹ:

• ونڈنگ کے شعاعی اور محوری ابعاد کو دقت سے کنٹرول کیا جانا چاہئے، کیونکہ یہ پیرامیٹرز کوئلوں کی تعداد کے معلوم ہونے کے بعد صفری ترتیب کی مزاحمت کو مستقیماً متاثر کرتے ہیں۔ تمام ابعاد ڈرائنگ کی محدودیتوں کے مطابق ہونے چاہئے۔

• کم مزاحمت کے محصولات کے لیے چھوٹے گیج کے اینمل واائر کا استعمال کرتے ہوئے، درمیانی عازمی کو سیدھا رکھا جانا چاہئے، اور ونڈنگ کو ٹائٹلی ونڈ کیا جانا چاہئے۔

• سکھیے ٹائپ محصولات کے لیے خصوصی عمل:

• کاسٹ ریزین ساخت کے لیے، اندری اور بیرونی موڈ کا استعمال کرتے ہوئے قطر کے ابعاد کو دقت سے کنٹرول کیا جانا چاہئے۔ ونڈنگ سے قبل رکھی گئی مش کپڑے کی مقدار کچھ چھوٹی (بڑی نہیں) ہونی چاہئے۔

• سیگمنٹڈ ونڈنگ کے محوری ابعاد کو سیگمنٹ کے درمیان عازمی کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ ہر سیگمنٹ کی اونچائی اور فاصلے کو تبدیل اور محفوظ کریں تاکہ کاسٹنگ کے دوران کسی بھی گرنے کو روکا جا سکے۔

4.3 ٹیکنیکل معاہدے کی تجویزات

• معاہدے میں صرف صفری ترتیب کی مزاحمت &ge;5&Omega; کی طلب کی جائے۔

• اگر کسٹمر <5&Omega; کی طلب کرتا ہے تو پہلے ہی پیداوار کی مشکلات کو واضح طور پر کمیونیکیٹ کیا جائے اور مشورہ کی مکمل کی جائے تاکہ فیکٹری سے بھیجنے کی خطرات کو روکا جا سکے۔

5 نتیجہ

کم صفری ترتیب کی مزاحمت والے ملکیتی ترانسفارمرز کے لیے، عام مساوات کے ذریعے کیے گئے ڈیزائن کی قدر کے اور حقیقی پیمائش کے درمیان قابل ذکر انحراف موجود ہیں۔ یہ تجویز کی گئی ہے کہ آرڈر کے مرحلے پر پیداوار کی قابلیت کا جائزہ لیا جائے، ڈیزائن کے دوران تصحیح کوئفیشنٹ کا متعارف کروانا ہو، اور کافی پیداوار کا مارجن محفوظ رکھا جائے تاکہ محصول کی مطابقت اور فیکٹری سے بھیجنے کی موثوقیت میں اضافہ ہو۔