سیستم میں ایک فیز سے زمین تک کی خرابی کی صورتحال میں گرڈنگ ترانسفارمر کے آپریشنل بہاو کا تجزیہ

1 نظریہ سے تجزیہ

ڈسٹریبوشن نیٹ ورک میں، گراؤنڈنگ ٹرانسفورمرز کا دو بنیادی کام ہوتا ہے: کم ولٹیج لود کو بجلی فراہم کرنا اور آرک-سپریشن کوائل کو نیٹرل پر جڑانے کے لئے گراؤنڈنگ حفاظت کے لئے۔ گراؤنڈنگ فالٹ، جو ڈسٹریبوشن نیٹ ورک کا سب سے عام فالٹ ہے، ٹرانسفورمرز کے آپریشنگ خصوصیات پر بہت زیادہ اثر ڈالتا ہے، جس سے الیکٹرومیگنیٹک پیرامیٹرز اور حالت میں تیز تبدیلیاں ہوتی ہیں۔ایکل فیز گراؤنڈنگ فالٹ کے تحت ٹرانسفورمرز کے دینامک رفتار کے مطالعے کے لئے، یہ ماڈل تیار کریں: اسے ٹرانسفورمر کے ذاتی خصوصیات کو کم ولٹیج سائیڈ ایکل فیز فالٹ کے دوران مستحکم رکھا جائے۔ پھر، آرک-سپریشن کوائل کی کمپنزیشن مکینزم کے ذریعے اس کے آپریشن کے قوانین استخراج کریں۔ متعلقہ مواد شامل ہیں: شکل 1 (ٹرانسفورمر کی مادی ساخت)، شکل 2 (ایکل فیز فالٹ کے تحت نظام کا معیاری مدار) اور شکل 3 (ٹرانسفورمر کا آپریشن کا معیاری مدار)۔

u مجازی برق کے وولٹیج کو ظاہر کرتا ہے، اور اس کا حساب کتاب کا فارمولا یہ ہے:

فرمول میں:U_m باص کا وولٹیج طاقت ہے؛ w₀ طاقة-فریکوئنسی زاویہ فریکوئنسی ہے؛ w₀ نظام کے ایکل فیز گراؤنڈنگ فالٹ کے بعد تولید ہونے والا وولٹیج زاویہ ہے۔ آرک-برننگ مرحلے کے دوران فالٹ کے دوران، آرک-سپریشن کوائل کا کرنٹ i_L یہ ہے:

فرمول میں: δ1 کمزوری کا عدد ہے؛ IL نظام کے کرنٹ اور انڈکٹنس کی طاقت ظاہر کرتا ہے؛ R1 مرکزی ٹرانسفورمر اور لائن-مود لوپ کا معیاری مقاومت ہے؛ e ایکل فیز گراؤنڈنگ فالٹ کے وقت وولٹیج کا زاویہ ہے؛ L گراؤنڈنگ ٹرانسفورمر کی صفر-ترتیب کی انڈکٹنس اور آرک-سپریشن کوائل کی انڈکٹنس ہے۔

آرک-سپریشن کوائل میں انڈکٹو کرنٹ اور ڈیٹیوننگ درجے کے درمیان تعلق ہوتا ہے، اور یہ فارمولا استخراج کیا جا سکتا ہے:

فرمول میں:i_C کمپینسیشن گراؤنڈنگ کرنٹ ہے؛ C ڈسٹریبوشن لائن کی گراؤنڈ کیپیسٹنس ہے؛ v سب سٹیشن نظام کا ڈیٹیوننگ درجہ ہے۔ جب نظام کا ایکل فیز گراؤنڈنگ فالٹ استحکامی گراؤنڈنگ حالت میں ہوتا ہے، تو آرک-سپریشن کوائل کا انڈکٹو کرنٹ استحکام کی طرف مائل ہوتا ہے۔

بالا تجزیہ کو ملا کر، یہ مساوات استخراج کی جا سکتی ہے:

فرمول میں:R_L مرکزی ٹرانسفورمر اور لائن-مود لوپ کا معیاری مقاومت ہے (اورجنل "معیاری انڈکٹنس" غلطی کی وجہ سے؛ مداری منطق کے مطابق "معیاری مقاومت" کو صحیح کیا گیا ہے؛ اگر یہ بالکل انڈکٹنس ہے تو علامت L_L کو برقرار رکھیں)؛ w₀  طاقة-فریکوئنسی زاویہ فریکوئنسی ہے۔

فرمول (4) کو فارمولہ (5) میں تعویض کیا جا سکتا ہے تاکہ انڈکٹو کرنٹ کا حساب کیا جا سکے، اور نیچے دیا گیا فارمولا حاصل ہوتا ہے:

فرمول (6) کے ساتھ ملا کر، فالٹ کے آرک-مٹانے کے مرحلے کے دوران، آرک-سپریشن کوائل کی انڈکٹنس اور ڈسٹریبوشن لائن کی گراؤنڈ کیپیسٹنس سیریز میں جڑی ہوتی ہیں، اور نظام کا کرنٹ یکساں ہوتا ہے۔ جب انڈکٹو کرنٹ نورمل واپس آ جاتا ہے، تو انڈکٹو کرنٹ کا حساب کتاب کا فارمولا یہ ہے:

فرمول میں: u_C0+آرک-مٹانے کے مرحلے کے دوران نظام کی گراؤنڈ کیپیسٹنس کا وولٹیج ہے؛ i_L0+ آرک-مٹانے کے مرحلے کے دوران نظام کے آرک-سپریشن کوائل کے ذریعے بہنے والی انڈکٹو کرنٹ ہے؛ w ریزوننس زاویہ فریکوئنسی ہے۔ اوپر کے تجزیہ کے مطابق، نظام کے ایکل فیز گراؤنڈنگ فالٹ کے مختلف مرحلوں میں، گراؤنڈنگ ٹرانسفورمر کے آپریشن کے خصوصیات کے اثر دہ عوامل مختلف ہوتے ہیں، جو مخصوص طور پر جدول 1 میں دکھائے گئے ہیں۔

2 سیمیولیشن ماڈل کی تعمیر اور تصدیق
2.1 ماڈل کی تعمیر
سیمیولیشن ماڈل کی تعمیر کسی علاقے کے گراؤنڈنگ ٹرانسفورمر کے پیرامیٹرز پر مبنی ہے، جو جدول 2 میں مفصل طور پر درج ہے۔ کیبل لائن کے پیرامیٹرز جدول 3 میں دکھائے گئے ہیں۔

2.2 ماڈل کی تصدیق

ماڈل کی تصدیق میں، تحقیق کی حقیقیت اور صحت کو یقینی بنانے کے لئے، نظام کا ایکل فیز گراؤنڈنگ فالٹ 1 A کی کیبل لائن سے 4 کلومیٹر کے فاصلے پر 10 kV باص پر ڈالا جا سکتا ہے۔ فالٹ کا فیز زاویہ 90° کو ریفرنس کے طور پر لیا جا سکتا ہے۔ تیار کردہ سیمیولیشن ماڈل کا استعمال کرتے ہوئے، نظام کے ایکل فیز گراؤنڈنگ فالٹ کے مختلف لائن کے صفر-ترتیب کرنٹ حاصل کیے جا سکتے ہیں، جو جدول 4 میں مفصل طور پر درج ہیں۔

جب نظام میں ایکل فیز گراؤنڈنگ فالٹ ہوتا ہے، تو گراؤنڈنگ ٹرانسفورمر کے مختلف لائن کے کیپیسٹو کرنٹ کا حساب کتاب کا فارمولا یہ ہے:

جدول 4 کے مطابق، جب نظام میں ایکل فیز گراؤنڈنگ فالٹ ہوتا ہے، تو غیر فالٹی لائن کے صفر-ترتیب کرنٹ کی سیمیولیشن قدر اور اصل کیپیسٹنس-گراؤنڈ کرنٹ کی محاسبہ شدہ قدر کے درمیان زیادہ سے زیادہ خطا -0.848% ہوتی ہے، اور کوئی واضح فرق نہیں ہوتا ہے۔

3 آپریشن کے خصوصیات کا سیمیولیشن تجزیہ
3.1 فالٹ کے ابتدائی فیز زاویہ کا اثر

آرک-برننگ مرحلے میں، تین فیز کے وولٹیج کافی حد تک دیکھنے کی شکل بدل جاتی ہیں۔ فیز A، B، اور C کے وولٹیج بڑھتے ہیں، جس سے ابتدائی فالٹ فیز زاویہ بڑھتا ہے اور وولٹیج کی تحریف بڑھتی ہے۔ استحکامی مرحلے میں، ایک بڑا ابتدائی زاویہ تین فیز کے وولٹیج کے استحکام کے وقت کو کم کرتا ہے۔ آرک-مٹانے کے مرحلے میں، مختلف ابتدائی زاویوں کے باوجود فیز کے وولٹیج میں یکساں تبدیلیاں ہوتی ہیں: فیز A نورمل طاقت تک بڑھتا ہے؛ فیز B نورمل طاقت تک گر جاتا ہے؛ فیز C پہلے نورمل سے کم ہوتا ہے پھر دوبارہ بڑھتا ہے۔ کرنٹ کے لئے: پہلے آرک-برننگ مرحلے میں، ایک بڑا ابتدائی زاویہ تین فیز کرنٹ کی تبدیلی کو کم کرتا ہے؛ استحکامی مرحلے میں، یہ تبدیلی کو بڑھاتا ہے؛ آرک-مٹانے کے مرحلے میں، کرنٹ کی تبدیلیاں ابتدائی زاویوں کے بغیر یکساں ہوتی ہیں۔

3.2 ٹرانزیشن ریزسٹنس کا اثر

ایکل فیز گراؤنڈنگ فالٹ کے آرک-برننگ مرحلے میں، گراؤنڈنگ ٹرانسفورمر کا چھوٹا ٹرانزیشن ریزسٹنس تین فیز کے وولٹیج کی تبدیلی کو بڑھاتا ہے؛ استحکامی مرحلے میں، یہ وولٹیج کی تبدیلی کو بڑھاتا ہے (فیز B اور C کی طاقت چھوٹی ہوتی ہے)۔ آرک-مٹانے کے مرحلے میں، مختلف ریزسٹنس کے تحت تین فیز کے وولٹیج یکساں ہوتے ہیں: فیز A نورمل طاقت تک پہنچتا ہے، فیز B نورمل طاقت تک گر جاتا ہے، اور فیز C پہلے نورمل سے کم ہوتا ہے پھر دوبارہ بڑھتا ہے۔ کرنٹ کے لئے: آرک-برننگ مرحلے میں، چھوٹا ریزسٹنس تین فیز کرنٹ کی طاقت کو بڑھاتا ہے۔ پہلے مرحلے (بڑا ریزسٹنس) کا کرنٹ کا طاقت چھوٹا ہوتا ہے؛ دوسرے مرحلے (چھوٹا ریزسٹنس) کا کرنٹ کا طاقت بڑا ہوتا ہے؛ تیسرے مرحلے میں، آرک-سپریشن کوائل بند ہونے کے بعد، فیز A اور C کے کرنٹ پہلے گر جاتے ہیں پھر دوبارہ نورمل ہوجاتے ہیں۔

4 نتیجہ

سیب سٹیشن نظام میں ایکل فیز گراؤنڈنگ فالٹ گراؤنڈنگ ٹرانسفورمر کے سائیڈ پر تین فیز کرنٹ کو بڑھاتا ہے (فیز یکساں ہوتے ہیں، تجهیزات کو نقصان نہیں ہوتا)۔ استحکامی اور سیف بجلی کی فراہمی کے لئے، فالٹ کے بعد ٹرانسفورمر کے آپریشن اور اثر دہ عوامل کو سمجھنا ضروری ہے۔ سیب سٹیشن کے آپریشن کو متعدد عوامل کا اثر ہوتا ہے، اس لئے بجلی کمپنیوں کو نظام کی جانچ کو ترجیح دینی چاہئے، جانچ کام کو بہتر بنانے کی کوشش کریں، ڈسٹریبوشن لائن کے آپریشن کو یقینی بنائیں، ایکل فیز گراؤنڈنگ فالٹ کو حل کریں، اور روزمرہ کی زندگی کو سپورٹ کریں۔