طاقت کے نظام کے لیے تیل میں ڈوبے ہوئے ٹرانسفارمرز کی خصوصیات کیا ہیں؟

بنیادی تعمیر اور عزل کا نظام: تیل اور سیلولیوز کیسے قابل اعتماد طاقت کی تبدیلی کو ممکن بناتے ہیں

اہم ساختی اجزاء: کور، وائنڈنگز، ٹینک، کنسرویٹر، اور بُچہولز ریلے

تیل میں ڈوبے ہوئے ٹرانسفارمرز پانچ اہم اجزاء کے مربوط کام کرنے پر منحصر ہوتے ہیں۔ ان نظاموں کا مرکز عموماً سلیکان سٹیل کی تہوں سے بنایا گیا مقناطیسی کور ہوتا ہے۔ یہ جزو ابتدائی اور ثانوی وائنڈنگز کے درمیان مقناطیسی فلوکس کے لیے ایک موثر راستہ فراہم کرتا ہے۔ وائونڈنگز خود عام طور پر تانبے یا ایلومینیم سے بنی ہوتی ہیں، اور یہی حقیقت میں برقی وولٹیج کو تبدیل کرنے کا عمل شدتِ مغناطیسی کے ذریعے ممکن بناتی ہیں۔ تمام اجزا ایک بند سٹیل کے برتن کے اندر واقع ہوتے ہیں جو ڈائی الیکٹرک تیل سے بھرا ہوا ہوتا ہے۔ اس اصل ٹینک کے اوپر ایک اور اہم جزو موجود ہوتا ہے جسے کنسرویٹر ٹینک کہا جاتا ہے۔ اس کا کام سیدھا سادہ مگر انتہائی اہم ہے - یہ درجہ حرارت میں تبدیلی کے باعث تیل کے پھیلنے اور سمٹنے کا انتظام کرتا ہے، دباؤ کو مستحکم رکھتا ہے اور ناخواستہ ہوا کے اندر داخل ہونے سے روکتا ہے۔ اور پھر وہاں بُچھولز ریلے (Buchholz relay) ہوتا ہے، جو ممکنہ مسائل کے لیے ایک ابتدائی انتباہ کا نظام کی حیثیت رکھتا ہے۔ جب ٹرانسفارمر کے اندر کچھ غلط ہوتا ہے - شاید جزوی ڈسچارج، آرکنگ، یا حتیٰ کہ تیل کے ٹوٹنے کا عمل جاری ہو - تو یہ حفاظتی آلہ پیدا ہونے والی گیسوں کو محسوس کرتا ہے اور چیتے سے الرٹ جاری کرتا ہے یا سرکٹ کو توڑ دیتا ہے، اس سے پہلے کہ صورتحال بہت زیادہ خراب ہو جائے۔

تیل-سلولوز کا تعاون: ٹرانسفارمر کی قابل اعتمادی میں دوہرے ڈائی الیکٹرک اور حرارتی کردار

تیل میں غوطہ زد ٹرانسفارمرز کو ان سولائیٹنگ تیل اور سیلولوز بیسڈ سولڈ ان سولیشن مواد کے درمیان ٹیم ورک پر بہت زیادہ انحصار ہوتا ہے۔ کاغذ اور پریس بورڈ کے جزو متعدد مقاصد کے لیے استعمال ہوتے ہیں، یہ تمام چیزوں کو میکینیکلی ساتھ رکھتے ہیں، موصلہ کو جسمانی طور پر علیحدہ رکھتے ہیں، اور قدرتی طور پر بجلی کے بریک ڈاؤن کا مقابلہ کرتے ہیں، یہاں تک کہ 105 ڈگری سیلسیس کے گرمی کے مسلسل نمائش کے دوران بھی۔ منرل آئل ان مواد میں ایسے ہی داخل ہوتا ہے جیسے سپنج میں پانی، چھوٹے چھوٹے فاصلوں کو بھرتا ہے اور پورے نظام کی بجلی کو محفوظ طریقے سے سنبھالنے کی صلاحیت کو بڑھاتا ہے۔ لیبارٹری ٹیسٹ اس کی تائید کرتے ہیں، خشک سیلولوز مواد کے مقابلے میں وولٹیج مزاحمت میں تقریباً دو تہائی بہتری دکھاتے ہیں۔ تاہم، ٹرانسفارمر تیل کی اصل قدر اس کے ٹھنڈا کرنے کے کردار میں ہے۔ تقریباً سات دسویں تمام حرارت جو ٹرانسفارمر کورز اور وائنڈنگز کے ذریعے پیدا ہوتی ہے، تیل کے ذریعے جذب کر لی جاتی ہے، جو پھر سادہ کنویکشن کرنٹس کے ذریعے ریڈی ایٹر حصوں تک اس حرارت کو لے جاتا ہے۔ یہ حرارت کے انتظام کی صلاحیت ہی ہے جو ٹرانسفارمرز کو لمبے عرصے تک قابل اعتماد طریقے سے چلنے کے قابل بناتی ہے بغیر زیادہ گرم ہوئے۔

یہ متوازن نظام مختلف لوڈ کی حالت میں مستحکم آپریشن کی حمایت کرتا ہے اور عالمی سطح پر 85 فیصد یوٹیلیٹی سکیل پاور ٹرانسفارمرز کے لیے معیار بننے والی سروس زندگی کو 30 سال سے زیادہ تک بڑھاتا ہے۔

سردی کے درجے (ONAN سے OFWF تک): ٹرانسفارمر حرارتی کارکردگی کو گرڈ کی ضروریات کے مطابق ملانا

قدرتی سے مجبورہ سردی تک: آپریشنل اصول اور لوڈ کشادگی کے نتائج

مختلف ٹرانسفارمر کولنگ کلاسز بنیادی طور پر ہمیں یہ بتاتے ہیں کہ ان کورز اور وائنڈنگز کے اندر سے حرارت کو کیسے نکالا جاتا ہے، جس کا اثر اس بات پر پڑتا ہے کہ وہ محفوظ طریقے سے کس قسم کا لوڈ سنبھال سکتے ہیں اور آپریشنل طور پر ان کی لچک کیا ہے۔ پہلے ONAN (جو تیل قدرتی ہوا قدرتی کھڑا ہے) پر غور کریں۔ یہ ایک غیر فعال طریقے سے کنویکشن کے ذریعے کام کرتا ہے جہاں گرم تیل ریڈی ایٹرز میں موجود نالیوں کے ذریعے اوپر کی طرف حرکت کرتا ہے اور اردگرد کی ہوا کی مدد سے قدرتی طور پر ٹھنڈا ہو جاتا ہے۔ جب لوڈ مستقل رہے تو یہ تقریباً 20 MVA سے کم چھوٹے یا درمیانے ٹرانسفارمرز کے لیے کافی حد تک اچھا کام کرتا ہے، حالانکہ یہ زیادہ لوڈ کو اچھی طرح برداشت نہیں کر سکتا اور صرف 30 منٹ کے لیے زیادہ سے زیادہ 120 فیصد صلاحیت تک ہی منظم رہ سکتا ہے، اس کے بعد خطرہ بڑھ جاتا ہے۔ اس سے اگلی سطح پر ONAF (تیل قدرتی ہوا پر زور) ہے، جس میں ریڈی ایٹرز کے ساتھ ہوا کے بہاؤ کو بڑھانے کے لیے پنکھے استعمال ہوتے ہیں۔ اس سے حرارت منتقل کرنے کی صلاحیت بہت زیادہ موثر ہو جاتی ہے اور ان ٹرانسفارمرز کو تقریباً 30 فیصد زیادہ مسلسل ریٹنگ پر چلانے کی اجازت ملتی ہے، اس لیے عام طور پر درمیانے سائز کے سبسٹیشنز میں دیکھا جاتا ہے۔ سب سے اوپر والی حد پر OFWF (تیل پر زور، پانی پر زور) نظام ہے جو تیل کو بیرونی پانی سے ٹھنڈا کرنے والے ہیٹ ایکسچینجرز کے ذریعے پمپ کرتا ہے، جو 500 MVA تک وسیع صلاحیت کی اجازت دیتا ہے۔ ان کی خصوصی بات یہ ہے کہ وہ متواتر کئی گھنٹوں تک 150 فیصد تک کے اوورلوڈ کو برداشت کر سکتے ہیں، جس کی وجہ سے وہ بجلی کے جال کے اہم حصوں میں ضروری اجزاء بن جاتے ہیں۔ مجموعی طور پر، ان بہتر کولنگ ٹیکنیکس سے ہاٹ سپاٹ کے درجہ حرارت میں تقریباً 25 فیصد کمی واقع ہوتی ہے، جس سے ٹرانسفارمرز کی عمر میں قدیم ماڈلز کے مقابلے میں 15 سے 25 فیصد تک اضافہ ہوتا ہے جو صرف بنیادی ONAN کولنگ پر انحصار کرتے ہیں۔

سردی کے مختلف طریقوں میں ماحولیاتی سازگاری اور بوجھ برداشت کرنے کی صلاحیت

سرد کرنے کے نظاموں کی موثریت ان کی تنصیب کی جگہ پر بہت زیادہ منحصر ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، ONAN نظام بیرونی ہوا پر شدید انحصار کرتے ہیں، جس کی وجہ سے وہ بہت زیادہ گرم علاقوں کے لیے کم موزوں ہوتے ہیں۔ جب درجہ حرارت 40 ڈگری سیلسیس سے اوپر چلا جاتا ہے، تو عام طور پر ان نظاموں کو اپنی معمول کی صلاحیت کا تقریباً 80% استعمال کرنا پڑتا ہے۔ حالانکہ ONAF نظاموں کے ساتھ صورتحال مختلف ہوتی ہے۔ ان کے متغیر رفتار والے پنکھے انتہائی گرم صحرا کی حالت میں بھی اپنی درج کردہ پیداوار کا تقریباً 95% برقرار رکھتے ہیں۔ اس کے برعکس، OFWF نظاموں میں ایک بند لوپ واٹر سسٹم ہوتا ہے جو ساحلی علاقوں یا صنعتی ماحول میں نمی، دھول یا دیگر معلق ذرات سے متاثر نہیں ہوتا۔ بجلی کے جال میں مسائل کے دوران، اگر پنکھوں کو مراحل میں فعال کیا جائے تو ONAF یونٹ تقریباً دو گھنٹے تک معمول کے بوجھ کا 140% سنبھال سکتے ہیں۔ مختصر مدتی دباؤ کے تحت OFWF نظام درحقیقت بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں، کیونکہ وہ حرارت کو تیزی سے منتقل کرتے ہیں، جس کی وجہ سے وہ صلاحیت کا 160% تک پہنچ سکتے ہیں۔ سرد کرنے کے طریقے جتنے زیادہ شدید ہوتے ہیں، اتنی ہی مشکل وقفے کی مرمت ہوتی ہے۔ ONAF کے لیے ہر تین ماہ بعد پنکھوں کی جانچ کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ OFWF کو پمپس اور پانی کی معیار کے لیے مسلسل توجہ کی ضرورت ہوتی ہے۔ پھر بھی، جبری سرد کرنے کے سیٹ اپ صنعتی اعداد و شمار کے مطابق IEEE کے مطالعات کے مطابق، زیادہ گرمی کی وجہ سے ہونے والی تقریباً 70% ناکامیوں کو روک دیتے ہیں۔

ڈیزائن ویرینٹس اور اطلاق کی مناسبیت: کور-ٹائپ بمقابلہ شیل-ٹائپ تیل میں غرق ٹرانسفارمرز

کور ٹائپ اور شیل ٹائپ تیل میں غرق ٹرانسفارمرز میں بنیادی فرق ان کے مقناطیسی سرکٹس کی تشکیل ہے اور اس کا کارکردگی کے سمجھوتے پر کیا اثر پڑتا ہے۔ کور ٹائپ ماڈلز میں، ونڈنگز عمودی سٹیل کی لیمینیشنز کے گرد لپیٹی جاتی ہیں جس سے ایک کھلا مقناطیسی راستہ بنتا ہے۔ اس ترتیب کا طریقہ دراصل نظام میں تیل کے بہاؤ میں مدد کرتا ہے اور پیداوار کو بھی آسان بناتا ہے، اسی وجہ سے ہم انہیں 220 سے 400 کلو وولٹ سب اسٹیشنز جیسی زیادہ وولٹیج کی صورتحال میں بہت دیکھتے ہیں جہاں چیزوں کو ٹھنڈا رکھنا اور اخراجات کا انتظام کرنا سب سے زیادہ اہم ہوتا ہے۔ یہ کور ٹائپ عام طور پر 500 MVA سے زیادہ والے بڑے بجلی کے نظاموں سے نمٹنے میں غالب آ جاتے ہیں کیونکہ یہ اچھی طرح سکیل ہوتے ہیں اور آج کل دستیاب مختلف قسم کے کولنگ طریقوں کے ساتھ اچھی طرح کام کرتے ہیں۔

شیل ٹائپ ٹرانسفارمرز میں، ونڈنگز دراصل اس ملٹی لمب سٹیل شیل کے اندر لپیٹی ہوتی ہیں، جو عین مطابق مقناطیسی شیلڈنگ کے ساتھ ایک زیادہ مضبوط پیکج تشکیل دیتی ہے۔ ان ڈیزائنز کو اتنی اچھی بنانے والی بات یہ ہے کہ وہ رساؤ فلکس کو کتنا کم کرتی ہیں اور خرابی کے دوران ان کے ذریعے بڑھتے ہوئے کرنٹ کے طوفان کے وقت بہتر طور پر کھڑی رہتی ہیں۔ اس قسم کی مضبوطی ریلوے نظام کے اردگرد آرک فرنیسز یا ٹریکشن سبسٹیشنز جیسی جگہوں پر بہت اہمیت رکھتی ہے۔ یقیناً، شیل ٹائپ کی ابتدا میں زیادہ قیمت ہوتی ہے اور انہیں مناسب طریقے سے ٹھنڈا رکھنا مشکل ہو سکتا ہے، لیکن وہ دیگر اختیارات کے مقابلے میں مختصر سرکٹ کو بہت بہتر طریقے سے سنبھالتے ہیں اور کم الیکٹرومیگنیٹک شور بھی پیدا کرتے ہیں۔ بہت سے صنعتی آپریشنز کے لیے، اس اضافی استحکام کا فرق پڑتا ہے، حتیٰ کہ اگر اس کا مطلب ابتدائی طور پر تھوڑی زیادہ رقم ادا کرنا ہو اور راستے میں کچھ کولنگ کے چیلنجز کا سامنا کرنا پڑے۔

آپریشنل ٹریڈ-آف: اوائل-ایمرس ٹرانسفارمرز ہائی وولٹیج گرڈ میں کیوں بہترین ہیں—اور وہاں کہاں انہیں نرمی کی ضرورت ہوتی ہے

ثابت شدہ فوائد: کارکردگی، طویل مدت استعمال اور قیمتی طور پر مؤثر ایچ وی تبدیلی

اعلیٰ وولٹیج ٹرانسمیشن کے حوالے سے، تیل میں غوطہ زد ٹرانسفارمرز اب بھی معیار قائم رکھتے ہیں کیونکہ وہ وقت کے ساتھ موثریت، مدتِ استعمال اور مجموعی لاگت کے لحاظ سے کچھ خاص فوائد فراہم کرتے ہیں۔ مناسب طریقے سے لوڈ کرنے پر، ان جدید ماڈلز کا مکمل لوڈ نقصان تقریباً 0.3 فیصد تک کم ہو سکتا ہے، جو 100 کلو وولٹ سے زیادہ کے تمام اسٹیج پر خشک قسم کے آپشنز پر بھاری ہے۔ ان کی بہترین کارکردگی کی وجہ ان کا تیل سیلولائز عُزل کا نظام ہے۔ یہ سسٹم تناؤ کے باوجود چیزوں کو ٹھنڈا رکھتا ہے اور برقی دباؤ کو بھی اچھی طرح برداشت کرتا ہے۔ زیادہ تر پیش کش کنندگان اب 40 سال سے زیادہ کی سروس زندگی کا دعویٰ کرتے ہیں، جو بڑے گرڈز پر تعینات مشابہ خشک قسم کی یونٹس کے مقابلے میں تقریباً دو گنا ہے۔ یوٹیلیٹی کے نقطہ نظر سے، اس قسم کی پائیدار طاقت عمر بھر میگاولٹ ایمپیئر کے حساب سے کل اخراجات میں تقریباً 30 فیصد کی بچت کا باعث بنتی ہے۔ اسی وجہ سے زیادہ تر بجلی کی کمپنیاں اہم طویل فاصلے کی ٹرانسمیشن لائنوں کے لیے تیل میں غوطہ زد ٹرانسفارمرز کو ترجیح دیتی ہیں جہاں بے تعطل مستقل بجلی کی فراہمی کا خاص اہتمام ہوتا ہے۔

اہم غور: آگ کے خطرہ، نمی کی حساسیت، اور ماحولیاتی مطابقت

تیل میں غوطہ زدہ ٹرانسفارمرز بہت سے فوائد فراہم کرتے ہیں لیکن ان میں احتیاط سے نمٹنے کی ضرورت والے خطرات بھی شامل ہیں۔ اگر کچھ غلط ہو جائے تو اندر موجود ڈائی الیکٹرک تیل آگ پکڑ سکتا ہے، جس کا مطلب یہ ہے کہ NFPA 850 معیارات پر عمل کرنا نہایت اہم ہو جاتا ہے۔ نصب کرنے والوں کو سامان کے اردگرد باڑ، مناسب کنٹینمنٹ علاقوں اور وہ گیس کا پتہ لگانے والے نظام شامل کرنا چاہیے جو مسائل کی شروعات ہوتے ہی الارم چلا دیں۔ تکنیشنز کو جو ایک بڑا مسئلہ باقاعدگی سے درپیش آتا ہے وہ نظام میں نمی کا داخل ہونا ہے۔ اگر اسے بغیر روکے چھوڑ دیا جائے تو یہ نمی تقریباً ہر سال 15 سے 20 فیصد تک تیل کی مناسب طریقے سے عزل کرنے کی صلاحیت کو کم کر سکتی ہے، جس کی وجہ سے سیلولوز مواد عام سے تیز رفتاری سے خراب ہوتے ہیں۔ اسی لیے چیزوں کو خشک رکھنے میں مہر بند کنسرویٹرز اور سلیکا جیل بریذرز کا کردار انتہائی اہم ہوتا ہے۔ ماحولیاتی حفاظت ایجنسی (EPA) جیسی ایجنسیوں کے ماحولیاتی قواعد بھی یہاں کردار ادا کرتے ہیں، خاص طور پر یہ کہ کس قسم کے محلول استعمال ہوتے ہیں اور مرمت کے دوران رساؤ کو کیسے روکا جائے۔ ان تمام احتیاطی تدابیر کو باقاعدہ تیل کی جانچ، گیس کے تجزیہ کے ٹیسٹوں اور مناسب طریقے سے سیٹ کردہ دباؤ کم کرنے والے والوز کے ساتھ ملانا بہت فرق ڈالتا ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ اس قسم کے جامع طریقہ کار سے تقریباً دو تہائی تک غیر متوقع بندشیں کم کی جا سکتی ہیں، جو نہ صرف آپریشن کو بخوبی چلانے بلکہ تمام محنت کشوں کی حفاظت کو بھی یقینی بناتا ہے۔

اکثر پوچھے جانے والے سوالات کا سیکشن

بچھولز ریلے ٹرانسفارمر کی ناکامی کو روکنے میں کس طرح مدد دیتا ہے؟

بچھولز ریلے ممکنہ مسائل جیسے جزوی ڈسچارج یا ٹرانسفارمر کے اندر تیل کے ٹوٹنے سے پیدا ہونے والی گیس کا پتہ لگا کر ابتدائی انتباہ کا نظام فراہم کرتا ہے۔ یہ اہم ناکامیوں کو روکنے کے لیے الرٹ بھیجتا ہے یا سرکٹ کو آف کر دیتا ہے۔

ٹرانسفارمرز میں سیلولوز کی اہمیت کیا ہے؟

سیلولوز مختلف مقاصد کے لیے استعمال ہوتا ہے، جن میں میکینیکل طور پر اجزاء کو اکٹھا رکھنا، موصلین کو جسمانی طور پر علیحدہ کرنا، اور حرارت کے سامنے بجلی کے بریک ڈاؤن کا مقابلہ کرنا شامل ہے۔

کور قسم کے اور شیل قسم کے ٹرانسفارمرز میں کیا فرق ہے؟

کور قسم کے ٹرانسفارمرز میں وائنڈنگز عمودی سٹیل لیمنیشنز کے ارد گرد لپٹی ہوتی ہیں، جو کھلا مقناطیسی راستہ فراہم کرتی ہیں اور موثر کولنگ کی اجازت دیتی ہیں۔ شیل قسم کے ٹرانسفارمرز میں وائنڈنگز سٹیل شیل کے اندر ہوتی ہیں، جو بہتر لیکیج فلوکس کنٹرول اور شارٹ سرکٹ مزاحمت فراہم کرتی ہیں۔

ٹرانسفارمرز کے لیے کون سی کولنگ کلاسز استعمال ہوتی ہیں، اور ان کا کیا اہمیت ہے؟

ٹرانسفارمرز میں حرارت کے اخراج کو منظم کرنے کے لیے ONAN، ONAF، اور OFWF جیسی کولنگ کلاسز استعمال کی جاتی ہیں۔ یہ ہاٹ سپاٹ کے درجہ حرارت کو کم کرکے اور کولنگ کی مؤثریت بڑھا کر لوڈ کی صلاحیت، آپریشنل لچک اور عمر کو متاثر کرتی ہیں۔

تیل مغموم ٹرانسفارمرز میں آگ اور نمی کے خطرات کو کم کرنے کے لیے کیا احتیاطی تدابیر اپنائی جانی چاہئیں؟

احتیاطی تدابیر میں آگ کی حفاظتی معیارات پر عمل کرنا، کنٹینمنٹ علاقوں کا استعمال کرنا، گیس ڈیٹیکشن سسٹمز لگانا، کنسرویٹرز کو سیل کرنا، سلیکا جیل بریذرز کا استعمال کرنا، اور نمی اور آگ سے متعلقہ خطرات کو روکنے کے لیے باقاعدہ مرمت کی جانچ شامل ہے۔