1. مسئلہ پیدا کرنا
حفاظتی کرنٹ ٹرانسفارمر (TA) بنیادی طور پر ریلے پروٹیکشن ڈیوائس کے ساتھ مل کر استعمال کیا جاتا ہے تاکہ ریلے ڈیوائس کو فالٹ سرکٹ کو ختم کرنے اور شارٹ سرکٹ کے اوورلوڈ یا دیگر خرابیوں کی صورت میں پاور سسٹم کی حفاظت کے لیے سگنل فراہم کیا جا سکے۔ لائن میں اس کے کام کرنے والے حالات ماپنے والے ٹرانسفارمرز سے بالکل مختلف ہیں، جن کے لیے صرف ایک کرنٹ کی عام آپریٹنگ رینج کے اندر مناسب درستگی کی ضرورت ہوتی ہے۔ فالٹ شارٹ سرکٹ کرنٹ سے گزرتے وقت، یہ امید کی جاتی ہے کہ ٹرانسفارمر جلد از جلد سیر ہو جائے گا تاکہ پیمائش کرنے والے آلے کو شارٹ سرکٹ کرنٹ سے ہونے والے نقصان سے بچایا جا سکے۔ سابقہ صرف اس وقت کام کرنا شروع کرتا ہے جب کرنٹ معمول سے کئی گنا یا دسیوں گنا زیادہ ہو، اور اس کی غلطیاں (موجودہ اور فیز کی غلطیاں) کا ایرر کرو رینج کے اندر ہونا ضروری ہے۔ موجودہ غلطیوں اور مرحلے کے فرق دونوں کا بیک وقت جائزہ لیتے وقت، جامع غلطیاں استعمال کی جاتی ہیں۔
جب حفاظتی TA کا بنیادی کرنٹ i1 چھوٹا ہوتا ہے، تو سیکنڈری کرنٹ i2 لکیری طور پر تبدیل ہوتا ہے۔ جب i1 ایک خاص سطح تک بڑھ جاتا ہے، تو ٹرانسفارمر کور میں مقناطیسی کثافت بہت زیادہ ہوتی ہے۔ فیرو میگنیٹک مادوں کی غیر خطوطی ہونے کی وجہ سے، ایکسائٹیشن کرنٹ i0 میں ہائی آرڈر ہارمونکس کا اعلیٰ مواد ہوتا ہے، ایک نوک دار ویوفارم کے ساتھ جو سائن ویو سے بہت دور ہوتا ہے۔ یہاں تک کہ اگر il ایک مثالی سائن ویو ہے، i2 سائنوسائیڈل نہیں ہے۔
غیر سائنوسائیڈل ویولیٹس کا تجزیہ فاسر ڈایاگرامس کا استعمال کرتے ہوئے نہیں کیا جا سکتا ہے اور اس کے لیے جامع غلطی (تصوراتی تجزیہ) کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے، جو i0 میں تیزی سے اضافے کا باعث بنتی ہے، کچھ i1 کے i2 میں تبدیل نہ ہونے کے برابر، اور i2 اور i1 نمبر متناسب طور پر طویل عرصے تک تبدیل ہوتا ہے، اس طرح TA کی خرابی میں اضافہ ہوتا ہے۔
جب پاور سسٹم میں شارٹ سرکٹ کی خرابی واقع ہوتی ہے اور ریلے پروٹیکشن ایکشن کا سبب بنتا ہے، تو شارٹ سرکٹ کرنٹ i بہت بڑا ہوتا ہے، عام طور پر ریٹیڈ کرنٹ سے 10 گنا زیادہ ہوتا ہے، جو خرابی کو بڑھاتا ہے اور حفاظتی آلے کی حساسیت اور انتخاب کو خطرے میں ڈالتا ہے۔
اس کے علاوہ، اصولی طور پر، TA خود ایک خاص ٹرانسفارمر ہے، اور ٹرانسفارمرز کو ریٹیڈ لوڈ پر کام کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ لہذا، اگر TA کے ثانوی طرف کا بوجھ اس کی درجہ بندی شدہ سیکنڈری لوڈ ویلیو سے زیادہ ہے، تو یہ اس کی خرابی کو بھی بڑھا دے گا۔
2. حل کے خیالات
جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، TA کی خرابی ناگزیر ہے، اور اس کی شدت کا تعلق TA آئرن کور اور سیکنڈری سائیڈ لوڈ کی حوصلہ افزائی کی خصوصیات سے ہے۔
اس خرابی کو کنٹرول کرنے کے لیے، TA کے مقام پر زیادہ سے زیادہ فالٹ i، اس کرنٹ کا ریٹیڈ i1، ریٹیڈ کرنٹ ریشو، اور ریٹیڈ سیکنڈری بوجھ کے درمیان تعلق کو سنبھالنا ضروری ہے۔ لہذا، درستگی کی سطح اور اس سے متعلقہ درستگی کی سطح کی حدود، ریٹیڈ کرنٹ ریشو، اور ریٹیڈ لوڈ کے تصورات کو درست طریقے سے سمجھنا ضروری ہے۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، سب اسٹیشن کی اصل صورت حال کی بنیاد پر مناسب درستگی کی سطح کا انتخاب کرنا ضروری ہے۔
تحفظ کے لیے استعمال ہونے والے TA کے لیے، درستگی کی سطح برائے نام ہے کیونکہ درجہ بندی کی درستگی کی حد i1 کے تحت زیادہ سے زیادہ قابل اجازت جامع خامی کا فیصد، اس کے بعد حرف "P" تحفظ کی نشاندہی کرتا ہے۔ یہ درحقیقت TA مینوفیکچرنگ کے لیے دستی طور پر مخصوص غلطی کی سطح کی ضرورت ہے۔ درست حد کے گتانک سے مراد i1max کا تناسب ہے جو درجہ بندی شدہ i1 کے لیے جامع خامی کی ضروریات کو پورا کر سکتا ہے۔ شرح شدہ موجودہ تناسب سے مراد درجہ بندی شدہ i1 سے i2 کا تناسب ہے۔ درجہ بندی شدہ لوڈ ثانوی بوجھ کی قیمت ہے جو ٹرانسفارمر کی درستگی کی سطح کا تعین کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔
ابتدائی قومی معیار "کرنٹ ٹرانسفارمر" (GBl208-75) میں، یہ طے کیا گیا تھا کہ TA تحفظ کی درستگی کی سطح B اور D تھی۔ تحفظ کے لیے TA کی درستگی کی سطح کا انتخاب کرتے وقت، 10% غلطی کا وکر ہونا چاہیے۔ اس بات کو یقینی بنانے کے لیے تصدیق کی جاتی ہے کہ شارٹ سرکٹ کے دوران موجودہ خرابی مخصوص قیمت سے زیادہ نہیں ہے۔ فی الحال، نئے ورژن میں بالترتیب 5P اور 10P کی درستگی کی سطح مقرر کی گئی ہے، جو درجہ بندی کی درستگی کی حد i1 پر 5% اور 10% کی جامع غلطی کی حد کو ظاہر کرتا ہے۔ اس کی درستگی کی حد کے گتانک کی معیاری ویلیو سیریز میں 5، 10، 15، 20، 30، وغیرہ شامل ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ شارٹ سرکٹ کی خرابیوں کے تحت، اگر ریٹیڈ i1 کے مقابلے میں شارٹ سرکٹ کرنٹ i کا ملٹیپل اس سے کم ہے۔ قدر، غلطی کو درستگی کی سطح کی حد کے اندر کنٹرول کیا جاتا ہے۔
لہذا، دو نتائج اخذ کیے جا سکتے ہیں: 1) تحفظ کے لیے TA کی درستگی کی سطح کا انتخاب کرتے وقت، درستگی کی حد کے گتانک کو ایک ہی وقت میں منتخب کیا جانا چاہیے، جیسے کہ 5P20 اور 1200/5A، جس کا مطلب ہے کہ جب i 20 سے زیادہ نہ ہوں۔ i1 کا درجہ دیا گیا، یعنی 20 × 1200=24 kA سے زیادہ نہیں، جامع غلطی 5% سے زیادہ نہیں ہے۔ 2) دونوں سمتوں کو منتخب کرکے، درجہ بندی کے موجودہ تناسب کا تعین دیے گئے ilmax، سیکنڈری لوڈ ویلیو، اور 10% ایرر کرو کی بنیاد پر کیا جا سکتا ہے تاکہ حد کے گتانک کا تعین کیا جا سکے۔ دی گئی i1max، ریٹیڈ کرنٹ ریشو، اور 10% ایرر کرو کی بنیاد پر بھی درست حد کے گتانک کا انتخاب کیا جا سکتا ہے، اور ریٹیڈ سیکنڈری لوڈ اور سیکنڈری کیبل کراس سیکشن کو 10% ایرر کرو کی بنیاد پر منتخب کیا جا سکتا ہے۔
مستحکم حالت کے آپریشن کے دوران، TA کے ثانوی بوجھ کو 10% ایرر کرو کی ضرورت کو پورا کرنا چاہیے۔ جب تک کہ TA کا اصل ثانوی بوجھ 10% نقص وکر کے ذریعے اجازت شدہ بوجھ سے کم ہے، پیمائش کی غلطی 10% کے اندر ہونی چاہیے۔ ثانوی بوجھ جتنا بڑا ہوگا، آئرن کور کو سیر کرنا اتنا ہی آسان ہوگا۔
