بجلی کی پیمائش اور نگرانی کے نظام میں، بجلی کے میٹر جن کو بیرونی کرنٹ ٹرانسفارمرز (CTs) کی ضرورت ہوتی ہے وہ ہر جگہ موجود ہوتے ہیں۔ بڑے پیمانے پر دھاروں کو درست طریقے سے محسوس کرنے کے لیے وہ ہماری "آنکھیں" ہیں۔ تاہم، اس نفیس نظام کے اندر پوشیدہ ایک لوہے کا قاعدہ ہے جس پر ہر وقت عمل کرنا ضروری ہے: موجودہ ٹرانسفارمر کے ثانوی سائیڈ کو کبھی بھی کھلے سرکٹ سے نہیں چلایا جانا چاہیے۔ یہ مضمون بنیادی اصولوں اور اس میں شامل خطرات پر غور کرے گا۔
موجودہ ٹرانسفارمر کا عام آپریٹنگ اصول
سی ٹی (موجودہ ٹرانسفارمر) ایک خاص قسم کا ٹرانسفارمر ہے جو برقی مقناطیسی انڈکشن کے اصول پر کام کرتا ہے۔ اس کے بنیادی ڈیزائن کے اصول "موجودہ کمی" اور "تنہائی" ہیں۔
1. ساخت: یہ عام طور پر ایک بند لوہے کے کور پر مشتمل ہوتا ہے، ایک بنیادی وائنڈنگ جس میں کم موڑ ہوتے ہیں (مین سرکٹ میں سیریز میں جڑے ہوتے ہیں) اور زیادہ موڑ کے ساتھ ایک ثانوی وائنڈنگ (بجلی کے میٹر سے منسلک)۔
2. مثالی حالت: ایک عام بند سرکٹ میں، CT تقریباً "شارٹ-سرکٹ" حالت میں کام کرتا ہے۔ ایمپیئر کے سرکیٹل قانون اور برقی مقناطیسی انڈکشن کے قانون کے مطابق، بنیادی کرنٹ I1 آئرن کور میں ایک متبادل مقناطیسی بہاؤ Φ پیدا کرے گا، جو اس کے بعد ثانوی طرف ایک کرنٹ I2 پیدا کرے گا۔ دونوں کے درمیان تعلق اس طرح ہے:
جہاں N1 اور N2 بنیادی اور ثانوی وائنڈنگز میں موڑوں کی تعداد ہیں، اور Im ایکزیٹیشن کرنٹ ہے۔ بہت بڑی حوصلہ افزائی کی رکاوٹ اور ڈیزائن میں انتہائی چھوٹے Im کی وجہ سے، اسے مثالی حالات میں درج ذیل میں آسان بنایا جا سکتا ہے:
یہاں، Kn سے مراد شرح شدہ تبدیلی کا تناسب ہے، جیسے 1000/5A۔ اس صورت میں، پرائمری سائیڈ پر موجود بڑے کرنٹ کو درست طریقے سے اور متناسب طور پر ثانوی سائیڈ پر ایک چھوٹے کرنٹ میں تبدیل کیا جاتا ہے (عام طور پر 5A یا 1A کی معیاری قدر) محفوظ آلے کی پیمائش کے لیے۔ اس کے ساتھ ہی، موجودہ ٹرانسفارمر (CT) کا سیکنڈری سرکٹ پوٹینشل بہت کم ہے (عام طور پر صرف چند وولٹ)، محفوظ رینج کے اندر۔
اصولی تجزیہ جب ثانوی طرف کھلا ہو۔
جب ثانوی سرکٹ ڈھیلے ٹرمینلز، ٹوٹی ہوئی تاروں، یا جانچ کے دوران حادثاتی طور پر منقطع ہونے کی وجہ سے کھل جاتا ہے، تو اس کی آپریٹنگ حالت ایک تباہ کن تبدیلی سے گزرتی ہے۔
| آپریٹنگ حیثیت | عام بندش | ثانوی سڑک کا افتتاح |
|
|
موجود ہے، I1 کے متناسب |
|
|
Φ |
کم سطح کو برقرار رکھتے ہوئے، I2 کے ذریعے پیدا ہونے والے ڈی میگنیٹائزنگ بہاؤ کے ذریعے مؤثر طریقے سے دبایا گیا | روک تھام کا نقصان، انتہائی اعلی اقدار میں تیزی سے سنترپتی |
|
|
بہت کم (کئی وولٹ) | ہزاروں یا اس سے بھی دسیوں ہزار وولٹ کی ہائی وولٹیج کی حوصلہ افزائی کی گئی تھی۔ |
| جسمانی فطرت | مضبوط جوڑے، گہرے منفی تاثرات: I2 Φ میں تبدیلیوں کی سختی سے مزاحمت کرتا ہے۔ | فیڈ بیک کٹ آف اور توانائی کی جمع: تمام پرائمری ایمپیئر-ٹرنز I1 اور N1 کو جوش کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ |
اس کے بنیادی جسمانی عمل مندرجہ ذیل ہیں:
1: ڈی میگنیٹائزنگ فیڈ بیک کا غائب ہونا
عام آپریشن کے دوران، ثانوی کرنٹ I2 کے ذریعے پیدا ہونے والا مقناطیسی بہاؤ ہمیشہ پرائمری کرنٹ I1 کے ذریعے پیدا ہونے والے مقناطیسی بہاؤ کے مخالف سمت میں ہوتا ہے، جو ایک مضبوط "ڈی میگنیٹائزنگ" اثر پیدا کرتا ہے جو آئرن کور میں مشترکہ مقناطیسی بہاؤ کو کم سطح تک محدود کر دیتا ہے۔ سرکٹ کھلنے کے بعد، I2=0، اور demagnetizing اثر فوری طور پر صفر پر واپس آجاتا ہے۔
2: مقناطیسی بہاؤ کی تیزی سے سنترپتی
غیر متوازن پرائمری ایمپیئر-ٹرنز I1 اور N1 مکمل طور پر میگنیٹائزنگ ایمپیئر-ٹرنز میں تبدیل ہو جاتے ہیں۔ چونکہ کور کراس-سیکشنل ایریا کو کم مقناطیسی بہاؤ کثافت کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، اس لیے کور تیزی سے اس مقام پر گہری سنترپتی حالت میں داخل ہوتا ہے۔
فیراڈے کے برقی مقناطیسی انڈکشن کے قانون کے مطابق، متبادل مقناطیسی بہاؤ ایک الیکٹرو موٹیو قوت کو سمیٹے گا۔ جب مقناطیسی بہاؤ تیزی سے بڑھتا ہے تو، ایک انتہائی ہائی وولٹیج U2 کو ثانوی وائنڈنگ میں شامل کیا جائے گا۔
3: ہائی پریشر کا پیدا ہونا
پاور فریکوئنسی کے حالات کے تحت، کئی سو ایمپیئرز کے بنیادی کرنٹ کے لیے، کھلے-سرکٹ کی سیکنڈری سائیڈ پر انڈسڈ وولٹیج آسانی سے کئی ہزار وولٹ تک پہنچ سکتا ہے، اور انتہائی صورتوں میں، یہ 10 کلو وولٹ سے زیادہ ہو سکتا ہے۔
قومی معیاری GB/T 20840.2-2014 "انسٹرومنٹ ٹرانسفارمرز - حصہ 2: موجودہ ٹرانسفارمرز کے لیے اضافی تکنیکی تقاضے" میں انسٹرومنٹ ٹرانسفارمرز کی موصلیت کی کارکردگی کے سخت تقاضے ہیں، اور یہ اچانک ہائی وولٹیج اپنی عام ڈیزائن کی صلاحیت سے کہیں زیادہ ہے۔
موجودہ ٹرانسفارمر کے سیکنڈری سائیڈ پر اوپن سرکٹ کے خطرات
ثانوی کھلے سرکٹ سے پیدا ہونے والا ہائی وولٹیج اور اس کے ساتھ ہونے والے مظاہر خطرات کے سلسلہ وار رد عمل کو متحرک کر سکتے ہیں۔
1. الیکٹرک شاک کا خطرہ: ثانوی ٹرمینلز پر ہزاروں وولٹ ہائی وولٹیج موجود ہیں، جو براہ راست برقی جھٹکے کا سنگین خطرہ لاحق ہیں۔ دیکھ بھال اور مرمت کرنے والے اہلکار جو بغیر احتیاط کے اس وولٹیج کے رابطے میں آتے ہیں انہیں بجلی کا جھٹکا لگ سکتا ہے۔
2. سامان کا نقصان:
موصلیت کی خرابی: ہائی وولٹیج سب سے پہلے ثانوی وائنڈنگ کی انٹر-ٹرن اور انٹر-پرت کی موصلیت کو توڑ دے گا، یا ثانوی سرکٹ میں گراؤنڈ پر موصلیت کو توڑ دے گا، جس سے موجودہ ٹرانسفارمر (CT) کو مستقل نقصان پہنچے گا۔
زیادہ گرم ہونا اور برن آؤٹ: جب آئرن کور بہت زیادہ سیر ہو جاتا ہے، تو یہ بہت زیادہ ایڈی کرنٹ اور ہسٹریسس نقصانات پیدا کرے گا، جس سے آئرن کور زیادہ گرم ہو جائے گا، جو سمیٹنے والی موصلیت کو جلا سکتا ہے اور یہاں تک کہ آگ بھی لگ سکتا ہے۔
الیکٹرک آرک اور دھماکہ: کھلے سرکٹ پوائنٹس (جیسے ڈھیلے ٹرمینلز) ہائی وولٹیج کے تحت مسلسل برقی قوس پیدا کریں گے۔ آرک کا اعلی درجہ حرارت سامان کو جلا سکتا ہے، آس پاس کے آتش گیر مادوں کو بھڑکا سکتا ہے، اور مہر بند کیبنٹ میں جمع ہونے والی اعلی-درجہ حرارت کی گیسیں بجلی کے دھماکے کا سبب بھی بن سکتی ہیں۔
3. سسٹم آپریشن کے خطرات
پیمائش کی غلطی اور ناکامی: CT-قسم کے انرجی میٹرز کے لیے، ایک صفر ان پٹ کرنٹ انہیں بجلی کی پیمائش کرنے کے قابل نہیں بنائے گا، جس کے نتیجے میں بجلی ضائع ہو جائے گی اور تجارتی تصفیہ کے تنازعات پیدا ہوں گے۔
خطرناک ہائی-وولٹیج کی چنگاریوں کی تخلیق: یہ نہ صرف اگنیشن کا ذریعہ ہے، بلکہ اس کے نتیجے میں مضبوط برقی مقناطیسی دالیں قریبی الیکٹرانک آلات میں بھی مداخلت کر سکتی ہیں۔
خلاصہ کریں۔
کرنٹ ٹرانسفارمر کے ثانوی سائیڈ پر کھلا سرکٹ برقی مقناطیسی توانائی کے پرتشدد جمع کو متحرک کرتا ہے، جس کے نتیجے میں بالآخر ایک جسمانی تباہی ہوتی ہے جو ہائی وولٹیج، مضبوط برقی قوس، اور زیادہ گرمی کے طور پر ظاہر ہوتی ہے۔ لہذا، CT سرکٹس کے تمام کاموں میں، "اوپن سرکٹ کی روک تھام" کو ایک طریقہ کار کے طور پر سختی سے ماننا چاہیے۔
دریں اثنا، بجلی کے میٹر سے منسلک موجودہ ٹرانسفارمر کا ثانوی حصہ گراؤنڈ ہونا ضروری ہے۔ یہ، "سیکنڈری سائیڈ پر کھلے سرکٹس کی سختی سے ممانعت" کے ساتھ، CT آپریشن اور دیکھ بھال کے دو بنیادی اصول ہیں۔ گراؤنڈ کرنے کے بعد، ہائی وولٹیج جس میں اضافہ ہوا ہے اسے گراؤنڈنگ وائر کے ذریعے تیزی سے زمین پر خارج کیا جا سکتا ہے، ثانوی سائیڈ پوٹینشل میں اچانک اضافے کی وجہ سے آلات کے جل جانے یا برقی جھٹکوں کے حادثات سے بچا جا سکتا ہے۔