تعارف
کرنٹ ٹرانسفارمر (CT) ایک برقی آلات کا ٹرانسفارمر ہے جو متبادل کرنٹ کو محفوظ طریقے سے اور درست طریقے سے ماپنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ ہائی پرائمری کرنٹ کو چھوٹے سیکنڈری کرنٹ میں تبدیل کرنے کے لیے الیکٹرو میگنیٹک انڈکشن کے اصول کو استعمال کرتے ہوئے کام کرتا ہے جسے میٹرز، مانیٹرنگ آلات اور پروٹیکشن ریلے کے ذریعے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
موجودہ ٹرانسفارمرز بجلی کی تقسیم کے نظام، سوئچ گیئر، صنعتی آلات، توانائی کی پیمائش اور برقی تحفظ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ ٹرانسفارمر کو صحیح طریقے سے منتخب کرنے، انسٹال کرنے اور استعمال کرنے کے لیے CT کے کام کرنے والے اصول کو سمجھنا ضروری ہے۔
کام کرنے کا بنیادی اصول
موجودہ ٹرانسفارمر کا بنیادی کام کرنے کا اصول برقی مقناطیسی انڈکشن پر مبنی ہے۔
جب متبادل کرنٹ سی ٹی پرائمری سرکٹ سے گزرتا ہے، تو یہ بدلتے ہوئے مقناطیسی میدان پیدا کرتا ہے۔ یہ مقناطیسی میدان CT کور میں مقناطیسی بہاؤ پیدا کرتا ہے۔ بدلتا ہوا مقناطیسی بہاؤ پھر الیکٹرو موٹیو قوت اور کرنٹ کو ثانوی سمیٹ میں لاتا ہے۔
ثانوی کرنٹ کی شدت کا تعلق بنیادی کرنٹ اور ٹرانسفارمر کے تناسب سے ہے۔
ایک آسان مثالی CT میں، تعلق کا اظہار اس طرح کیا جا سکتا ہے:
Ip / Is ≈ Ns / Np
کہاں:
* آئی پی بنیادی کرنٹ ہے۔
* یہ ثانوی کرنٹ ہے۔
* Np بنیادی موڑ کی تعداد ہے۔
* Ns ثانوی موڑ کی تعداد ہے۔
بہت سے عملی CTs میں، پرائمری ایک کنڈکٹر پر مشتمل ہوتا ہے جو کور سے گزرتا ہے، جبکہ ثانوی وائنڈنگ میں کئی موڑ ہوتے ہیں۔ یہ ایک بڑے پرائمری کرنٹ کو بہت چھوٹے ثانوی کرنٹ کے ذریعے ظاہر کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
پرائمری اور سیکنڈری سائیڈز
موجودہ ٹرانسفارمر کے دو اہم برقی سائیڈ ہوتے ہیں: پرائمری سائیڈ اور سیکنڈری سائیڈ۔
بنیادی طرف کرنٹ لے جانے والے کنڈکٹر سے جڑا یا بنا ہوا ہے جس کی پیمائش کرنے کی ضرورت ہے۔
ثانوی سائیڈ پیمائش کرنے والے آلات، توانائی کے میٹر، مانیٹرنگ ڈیوائسز، یا پروٹیکشن ریلے سے منسلک ہے۔
مثال کے طور پر، ایک 400/5A CT کو اس طرح ڈیزائن کیا گیا ہے کہ تقریباً 400A بنیادی کرنٹ درجہ بندی کی شرائط کے تحت تقریباً 5A سیکنڈری کرنٹ کے مساوی ہو۔
اس لیے ماپنے والا آلہ 5A سیکنڈری کرنٹ کی پیمائش کر سکتا ہے اور متعلقہ بنیادی کرنٹ کا تعین کرنے کے لیے CT کا تناسب استعمال کر سکتا ہے۔
مقناطیسی کور
مقناطیسی کور CT کے کام کرنے والے اصول کا ایک اہم حصہ ہے۔
کور بنیادی کرنٹ کے ذریعے پیدا ہونے والے مقناطیسی بہاؤ کے لیے کم- ہچکچاہٹ کا راستہ فراہم کرتا ہے۔ ثانوی وائنڈنگ کور کے ارد گرد رکھی جاتی ہے تاکہ مقناطیسی بہاؤ میں تبدیلی ثانوی سمیٹ میں کرنٹ کو آمادہ کر سکے۔
کور کا مواد اور ڈیزائن اہم CT خصوصیات کو متاثر کرتا ہے، بشمول درستگی، جوش کرنٹ، اور سنترپتی رویہ۔
میٹرنگ ایپلی کیشنز کے لیے، کور کو عام طور پر مخصوص پیمائش کی حد میں درست موجودہ تبدیلی فراہم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
حفاظتی ایپلی کیشنز کے لیے، CT کو ایسی خصوصیات کی ضرورت ہوتی ہے جو اسے غلطی کے حالات میں ایک مناسب موجودہ سگنل فراہم کرنے کی اجازت دیتی ہیں۔
موجودہ تبدیلی
روایتی وولٹیج ٹرانسفارمر کے برعکس، ایک CT خاص طور پر کرنٹ کو تبدیل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
بنیادی کرنٹ مقناطیسی بہاؤ پیدا کرتا ہے، اور یہ بہاؤ ایک ثانوی کرنٹ پیدا کرتا ہے جو عام آپریٹنگ حالات میں بنیادی کرنٹ کے تقریباً متناسب ہوتا ہے۔
مثال کے طور پر، 1000/5A CT پر غور کریں۔
جب بنیادی کرنٹ 1000A ہوتا ہے، تو درجہ بندی کی شرائط پر ثانوی کرنٹ تقریباً 5A ہوتا ہے۔
اگر بنیادی کرنٹ 500A ہے، تو سیکنڈری کرنٹ تقریباً 2.5A ہے۔
اس کے بعد ماپنے کا سامان اصل بنیادی کرنٹ کا حساب لگانے کے لیے معلوم CT تناسب کا استعمال کر سکتا ہے۔
یہ سمجھنا ضروری ہے کہ CT بنیادی سرکٹ کے ذریعے بہنے والے اصل کرنٹ کو کم نہیں کرتا ہے۔ یہ پیمائش اور تحفظ کے لیے سیکنڈری سائیڈ پر کم کرنٹ سگنل بناتا ہے۔
ثانوی کرنٹ کیوں بہتا ہے؟
ثانوی کرنٹ بہتا ہے کیونکہ CT کور میں مقناطیسی بہاؤ بنیادی متبادل کرنٹ کی تبدیلی کے طور پر تبدیل ہوتا ہے۔
برقی مقناطیسی انڈکشن کے مطابق، ایک بدلتا ہوا مقناطیسی میدان موصل میں برقی وولٹیج پیدا کرتا ہے۔
جب CT ثانوی سرکٹ ایک مناسب بوجھ سے منسلک ہوتا ہے، حوصلہ افزائی وولٹیج اس سرکٹ کے ذریعے ایک ثانوی کرنٹ چلاتا ہے۔
ثانوی کرنٹ اپنا مقناطیسی اثر بناتا ہے جو بنیادی بہاؤ میں ہونے والی تبدیلیوں کی مخالفت کرتا ہے۔ یہ تعامل ٹرانسفارمر کو بنیادی اور ثانوی کرنٹ کے درمیان تعلق برقرار رکھنے کی اجازت دیتا ہے۔
CT تناسب اور موڑ کی تعداد
بنیادی اور ثانوی موڑ کے درمیان تناسب موجودہ تبدیلی کے تعلق کا تعین کرتا ہے۔
بہت سے CT ڈیزائنوں میں، پرائمری میں صرف ایک موثر موڑ ہو سکتا ہے، جبکہ سیکنڈری میں بہت سے موڑ ہوتے ہیں۔
مثال کے طور پر، اگر CT میں ایک مؤثر بنیادی موڑ اور 100 سیکنڈری موڑ ہیں، تو موجودہ تبدیلی کا تعلق تقریباً 100:1 ہو سکتا ہے۔
یہ 500A کے بنیادی کرنٹ کو درجہ بند حالات میں تقریباً 5A کا ثانوی کرنٹ پیدا کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
قطعی تعلق CT ڈیزائن اور اس کے آپریٹنگ حالات پر منحصر ہے۔
برقی مقناطیسی توازن
CT آپریشن کو سمجھنے کا ایک مفید طریقہ مقناطیسی توازن ہے۔
بنیادی کرنٹ کور میں مقناطیسی قوت پیدا کرتا ہے۔ ثانوی کرنٹ ایک مخالف مقناطیسی قوت پیدا کرتا ہے۔
عام آپریٹنگ حالات میں، CT کام کرتا ہے تاکہ مقناطیسی میدان کے ذریعے توانائی کی منتقلی کے دوران یہ مقناطیسی اثرات مناسب توازن برقرار رکھیں۔
ایک آسان رشتہ ہے:
Np × Ip ≈ Ns × Is
یہ تعلق اس بات کی وضاحت کرتا ہے کہ کیوں بہت سے ثانوی موڑ کے ساتھ ایک CT بہت چھوٹا ثانوی کرنٹ پیدا کر سکتا ہے۔
اصل CT کارکردگی میں مقناطیسی کرنٹ اور دیگر غیر-مثالی اثرات شامل ہیں، لہذا عملی تعلق بالکل مثالی نہیں ہے۔
حوصلہ افزائی کرنٹ
تمام بنیادی کرنٹ بالکل ثانوی سرکٹ میں منتقل نہیں ہوتا ہے۔
سی ٹی کور کو میگنیٹائز کرنے کے لیے کرنٹ کا ایک چھوٹا سا حصہ درکار ہوتا ہے۔ اسے عام طور پر جوش یا مقناطیسی کرنٹ کہا جاتا ہے۔
اتیجیت کرنٹ مثالی اور حقیقی CT تبدیلی کے تناسب کے درمیان فرق میں حصہ ڈالتا ہے۔
عام آپریٹنگ حالات میں، ایک مناسب طریقے سے منتخب کردہ CT ان اثرات کو اپنی مخصوص درستگی کے تقاضوں کے اندر رکھتا ہے۔
CT کی درستگی اور سنترپتی کا اندازہ کرتے وقت کور کی حوصلہ افزائی کی خصوصیات خاص طور پر اہم ہوتی ہیں۔
سی ٹی سیچوریشن
سنترپتی اس وقت ہوتی ہے جب CT کور میں مقناطیسی بہاؤ کور کے لیے اپنے عام مقناطیسی تعلق کو برقرار رکھنے کے لیے بہت زیادہ ہو جاتا ہے۔
یہ اعلی-موجودہ خرابی کے حالات کے دوران ہو سکتا ہے یا جب ثانوی سرکٹ کا بوجھ CT کے لیے بہت زیادہ ہو۔
جب سنترپتی ہوتی ہے تو، ثانوی کرنٹ اب بنیادی کرنٹ کو درست طریقے سے دوبارہ پیدا نہیں کر سکتا ہے۔
نتیجے میں موج کی مسخ پیمائش کے آلات اور تحفظ کے ریلے کو متاثر کر سکتی ہے۔
لہذا تحفظ CTs کا انتخاب متوقع غلطی-موجودہ حالات اور مطلوبہ تحفظ کی کارکردگی کے مطابق کیا جاتا ہے۔
بوجھ اور کام کرنے کا اصول
CT سیکنڈری سرکٹ میں ایک بوجھ ہوتا ہے جس میں منسلک پیمائش یا تحفظ کا سامان اور CT اور ان آلات کے درمیان وائرنگ ہوتی ہے۔
اس بوجھ کے ذریعے مطلوبہ ثانوی کرنٹ کو چلانے کے لیے CT کو کافی ثانوی وولٹیج تیار کرنا چاہیے۔
اگر بوجھ بہت زیادہ ہے تو، CT کو اعلی ثانوی وولٹیج کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ یہ کور میں مقناطیسی بہاؤ کو بڑھا سکتا ہے اور ممکنہ طور پر سی ٹی کو سنترپتی کے قریب لے جا سکتا ہے۔
لہذا، بوجھ عملی CT آپریشن میں ایک اہم عنصر ہے.
میٹرنگ اور پروٹیکشن ایپلی کیشنز
میٹرنگ اور پروٹیکشن ایپلی کیشنز دونوں میں CT کے کام کرنے کا اصول ایک ہی بنیادی برقی مقناطیسی اصول ہے، لیکن CT کی خصوصیات مختلف ہو سکتی ہیں۔
میٹرنگ CT کو میٹر اور توانائی کی پیمائش کے لیے موجودہ درست معلومات فراہم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
حفاظتی CT کو تحفظ کے ریلے کو مناسب موجودہ سگنل فراہم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، خاص طور پر غیر معمولی اور خرابی کے حالات کے دوران۔
اس لیے مناسب CT کا انتخاب مطلوبہ درخواست کے مطابق کیا جانا چاہیے۔
سیفٹی کے تحفظات
موجودہ ٹرانسفارمرز کو آپریشن اور دیکھ بھال کے دوران خصوصی توجہ کی ضرورت ہوتی ہے۔
جب بنیادی کرنٹ بہہ رہا ہو، تو CT سیکنڈری کو کھلا نہیں چھوڑنا چاہیے جب تک کہ اس حالت کے لیے آلات اور طریقہ کار خاص طور پر تیار نہ کیے گئے ہوں۔
ایک کھلا سی ٹی سیکنڈری خطرناک وولٹیج پیدا کر سکتا ہے کیونکہ ٹرانسفارمر پرائمری کرنٹ کے ذریعے توانائی بخشتا رہتا ہے۔
ثانوی وائرنگ کو منقطع کرنے سے پہلے، مینوفیکچرر کی طرف سے متعین کردہ مناسب طریقہ کار کی پیروی کی جانی چاہیے، بشمول منظور شدہ شارٹنگ کے انتظامات جہاں قابل اطلاق ہوں۔
CT کی تنصیب، گراؤنڈنگ، ٹیسٹنگ، اور دیکھ بھال کو بھی قابل اطلاق برقی حفاظتی تقاضوں پر عمل کرنا چاہیے۔
نتیجہ
موجودہ ٹرانسفارمر کا کام کرنے کا اصول برقی مقناطیسی انڈکشن پر مبنی ہے۔ ایک بنیادی کرنٹ CT کور میں مقناطیسی بہاؤ پیدا کرتا ہے، اور بدلتا ہوا بہاؤ ایک ثانوی کرنٹ پیدا کرتا ہے جو تقریباً CT تناسب کے مطابق بنیادی کرنٹ کے متناسب ہوتا ہے۔
مقناطیسی کور، سمیٹنے کا انتظام، اتیجیت کرنٹ، بوجھ، اور سنترپتی خصوصیات سبھی ٹرانسفارمر کی اصل کارکردگی کو متاثر کرتی ہیں۔
CT پرائمری سرکٹ کے ذریعے بہنے والے کرنٹ کو جسمانی طور پر کم نہیں کرتا ہے۔ اس کے بجائے، یہ ایک چھوٹا ثانوی کرنٹ سگنل تیار کرتا ہے جسے ماپنے اور حفاظتی آلات کے ذریعے محفوظ اور آسانی سے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
برقی مقناطیسی انڈکشن، CT تناسب، مقناطیسی توازن، بوجھ، اور سنترپتی کو سمجھ کر، صارفین برقی پیمائش، بجلی کی تقسیم اور تحفظ کے نظام میں موجودہ ٹرانسفارمرز کو بہتر طریقے سے منتخب اور لاگو کر سکتے ہیں۔