145kV کے سوچ اف کیٹر کے غلط کارکردگی کا تجزیہ اور متبادل کارروائیاں

1. مقدمہ

انڈونیشیا کے بجلی کے نیٹ ورک میں، 145kV کے اعلیٰ فشار کے سوئچ (HVDs) اس کے جزائری علاقے میں منتقلی کی قابلِ اعتمادگی کے لیے ضروری ہیں۔ تاہم، غلط کام کرنے کے واقعات شبکے کی استحکام کے لیے زیادہ خطرہ ہیں۔ اس مضمون میں انڈونیشیا کے ایک ذخیرہ کے 145kV HVD کے غلط کام کرنے کا مطالعہ کیا گیا ہے، جس میں بنیادی اسباب کا تجزیہ کیا گیا ہے اور IP66 حفاظتی معیار اور IEC 60068-3-3 کی مطابقت کو درج کرتے ہوئے آپریشنل سلامتی کو بہتر بنانے کے لیے پیش کش عملیات کی پیش کش کی گئی ہے۔

2. انڈونیشیا میں واقعہ کا خلاصہ

مارچ 2024 میں، جاوا جزیرے کے ایک ذخیرہ میں 145kV کا سوئچ روتین کے لود کے منتقلی کے دوران غیر متوقع طور پر کھل گیا، جس نے حفاظتی ریلے کے فعال ہونے کا سلسلہ شروع کیا۔ یہ واقعہ سورابایا کے قریب کے ساحلی ذخیرہ میں ہوا، جہاں سوئچ کا IP66 ریٹڈ کیس نظریًا موسمی حالات کو تحمل کرنے کے قابل تھا۔ غیر منصوبہ کھلنے نے 120,000 گھروں کو بجلی کی فراہمی کو متاثر کیا اور 30MW کا لوڈ شیڈ کیا گیا، جس کی مرمت کی لاگت $800,000 سے زیادہ تھی۔ بعد از واقعہ تجزیہ میں ماحولیاتی تحلیل اور کنٹرول نظام کی خرابی کو بنیادی اسباب کے طور پر ظاہر کیا گیا۔

3. بنیادی اسباب کا تجزیہ
3.1 کنٹرول نظام کی خلافیں
3.1.1 پیراسائٹک سرکٹ کی القاء

سوئچ کا DC کنٹرول سرکٹ ذخیرہ کے بجلی کے حفاظتی نظام کے ساتھ مشترکہ گراؤنڈ رکھتا تھا، یہ ڈیزائن کی خلافی 2023 PLN رپورٹ کے مطابق انڈونیشیا کے 20% 145kV ذخیروں میں شناخت کی گئی تھی۔ قریبی طوفان کے دوران، عبوری اوور ولٹیجز نے کنٹرول وائرنگ میں 12V DC کے اسپائیکز کو القاء کیا، جس نے غلط طور پر سوئچ کے کھلنے کے ریلے کو فعال کیا۔ یہ مثال 2022 کے بالی میں ہونے والے واقعے کی طرح تھی، جہاں گراؤنڈ لوپوں نے 145kV HVD کے غلط کام کرنے کا باعث بنے، اس میں کنٹرول اور حفاظتی سرکٹ کے درمیان کافی عزل کی کمی ظاہر کی گئی۔

3.1.2 ریلے کی پرانی ہونے کی وجہ سے خرابی

سوئچ کا الیکٹرومیگنیٹک ریلے، 100,000 آپریشنز کے لیے ریٹڈ تھا، لیکن 150,000 سائیکلز تک بغیر تبدیلی کے استعمال کیا گیا تھا۔ ریلے کے کوئل میں عازلی کی خرابی، جس کا پوسٹ فالٹ اتوپسی کے ذریعے پتہ چلا، نے عام طور پر کھلے کنٹیکٹ کو جوڑنے کے لیے آرکنگ کی اجازت دی۔ IEC 60068-3-3 کے حرارتی سائکلنگ ٹیسٹوں نے بعد میں ریلے کی ایپوکسی عازلی کی خرابی کی تصدیق کی >60°C پر، جو انڈونیشیا کے غیر میویڈ کنڈیشنڈ سوئچ یارڈز کا عام درجہ حرارت ہے۔

3.2 ماحولیاتی تحلیل
3.2.1 IP66 سیل کی خرابی

IP66 سرٹیفیکیشن کے باوجود، سوئچ کا EPDM واشر 3mm کے درجے کی کریکس کا مظاہرہ کرتا تھا، جس نے نمک کی میس کے داخل ہونے کی اجازت دی۔ مشرقی جاوا کا ساحلی ہوا 0.05mg/m³ کے کلورائیڈ آئنز کو شامل کرتی ہے، جس سے زندہ ہونے کی رفتار بڑھتی ہے۔ واشر کے SEM تجزیہ نے اوزون کی خرابی کو ظاہر کیا، جو لمبے عرصے تک UV ریڈیشن (سالانہ UV انڈیکس >12) اور رطوبت >85% کے معرض رہنے کی وجہ سے ہوتی ہے۔ یہ کیس کی ڈسٹ/پانی کی حفاظت کو کمزور کرتا ہے، جہاں اندر کے کمپوننٹس پر 0.2mm کے روست کے رسیدے ہوئے ہیں کپر کنٹیکٹس پر۔

3.2.2 رطوبت کی وجہ سے عازلی کی خرابی

زیادہ رطوبت (90% RH کی اوسط) نے سوئچ کے کمپوزیٹ انسولیٹر پر کندی کی تشکیل کی، جس نے سطح کی مقاومت کو 10¹²Ω سے 10⁸Ω تک کم کیا۔ پارشل ڈسچارج (PD) مانیٹرنگ ڈیٹا نے ظاہر کیا کہ PD کی سرگرمی شش ماہ کے دوران 5pC سے 25pC تک بڑھ گئی، جو فلاش اوور کی پیشگی ہے۔ انسولیٹر کا ہائیڈروفوبک کوٹنگ، IEC 60068-3-3 کے مطابق، تین سال کے بعد ٹرپیکل شرائط میں اثرداری کھو گیا، پانی کے فلم کو دفع کرنے میں ناکام رہا۔

3.3 مرمت کی کمی
3.3.1 کافی نہ ہونا سلائیکون گریس

سوئچ کے مکانیکل لنکج کو کافی سلائیکون گریس (NLGI گریڈ 2) نہ ہونے کی وجہ سے آپریشنگ مکینزم میں 15% زیادہ فرکشن کا مظاہرہ ہوا۔ ٹیمپریچر سینسرز نے پیوٹ جوائنٹس میں 40°C کی گرمی کی ریکارڈ کی، جس نے اسٹک-سلپ موتین کو پیدا کیا جس نے مکینکل شاکس کو پیدا کیا، جو معمولی کھلنے کے حکم کی نقل کرتا ہے۔ یہ 2024 PLN رپورٹ کے مطابق ہے جس میں ظاہر کیا گیا ہے کہ 43% 145kV HVD کے غلط کام کرنے کی وجہ سے ناکافی سلائیکون گریس کی وجہ سے ہوتا ہے۔

3.3.2 دیر کی ہونے والی سینسر کی کیلیبریشن

سوئچ کا کنٹیکٹ ریزسٹنس سینسر، ±10μΩ پر کیلیبریٹ کیا گیا تھا، لیکن 18 ماہ سے کیلیبریٹ نہیں کیا گیا تھا۔ اصل صحت ±35μΩ تک چلی گئی، جس نے 120μΩ کنٹیکٹ کی خرابی (کریٹیکل ٹھرسہ: 150μΩ) کو چھپا دیا۔ یہ کیلیبریشن میں دیری انڈونیشیا کے دور دراز ذخیروں میں عام ہے، جہاں 37% 145kV HVDs کی منصوبہ بند مرمت کی کمی کی وجہ سے لوگسٹکل چیلنجس کی وجہ سے ہوتی ہے۔

4. کامل کاuntermeasures
4.1 کنٹرول نظام کا نیا ڈیزائن
4.1.1 علاحدہ گراؤنڈنگ آرکیٹیکچر

145kV HVD کنٹرول سرکٹ کے لیے ایک ستارہ گراؤنڈنگ سسٹم کو نافذ کریں، انہیں بجلی کے حفاظتی گراؤنڈ سے 5m کے فاصلے پر جدا کریں۔ کنٹرول پاور فیڈز پر 1000V عازلی ٹرانسفارمر لگائیں، جیسا کہ 2023 کے میڈان میں کیے گئے کیس سٹڈی میں ظاہر کیا گیا ہے کہ یہ عبوری موجب گیا گیا ہے میں 92% کمی کی گئی ہے۔

4.1.2 سolid-state ریلے کی اپگریڈ

الیکٹرومیگنیٹک ریلے کو IEC 60950 سرٹیفیڈ سolid-state ریلے (SSR) کے ساتھ تبدیل کریں جو 10⁷ آپریشنز کے لیے ریٹڈ ہیں۔ سیمارانگ کے پائلٹ پروجیکٹ میں SSRs نے صفر ولٹیج اسپائیکس اور 50% تیز تر سوئچنگ کا مظاہرہ کیا، جس نے نمک کے ماحول میں آرکنگ کے خطرات کو ختم کر دیا۔

4.2 ماحولیاتی استحکام کا بہتر بنانے
4.2.1 IP66 سیل سسٹم کا نیا ڈیزائن

• واشر کی تبدیلی: یو ایس ایس (FKM) واشر کا استعمال کریں جس کی 200°C کی حرارت کی تحمل کی صلاحیت ہے، 300% ایلونگیشن، اور UV استحکام، IEC 60068-3-3 کے ٹرپیکل کلائم اینکس کے مطابق۔

• ڈرینیج کی تبدیلی: سوئچ کے کیس میں 12mm کے ویپ ہول کو ایڈ کریں جن میں انٹی انسیکٹ اسکرین ہوں، جس سے پانی کی جمع ہونے کی کمی ہو۔ جکارتا کے تجربے نے ظاہر کیا کہ یہ 24 گنٹوں میں اندر کی رطوبت کو 85% سے 55% تک کم کر دیتا ہے۔

4.2.2 پیش رفت شدہ عازلی حل

• سپر ہائیڈروفوبک کوٹنگ: انسولیٹرز پر ایئروسل - بیسڈ SiO₂ کوٹنگ (کنٹیکٹ زاویہ >150°) کا اطلاق کریں، جس سے ہائیڈروفوبکٹی 3 سے 7 سال تک بڑھ جاتی ہے۔ بالی میں میدانی تجربات نے PD کی سرگرمی کو 80% تک کم کیا ہے۔

• ڈیہیمنڈیفائر کی ٹیکنالوجی کا اندراج: کیس میں پیلٹیئر - ایفیکٹ ڈیہیمنڈیفائر (3L/روز کی صلاحیت) کا نصب کریں، <40% RH کو برقرار رکھنے کے لیے۔ سولاویسی کے ایک ذخیرہ میں کنٹیکٹ ریزسٹنس کی استحکام میں 65% کی بہتری دیکھی گئی ہے۔

4.3 پیشنگاہ مرمت کا بہتر بنانے
4.3.1 IoT - سے ممکن مرمت

ایک 4G - سے ممکن سینسر نیٹ ورک کو نصب کریں جو میپ کرتا ہے:

• کنٹیکٹ ریزسٹنس (0.1&mu;&Omega; ریزولیشن)

• مکانیکل ویبریشن (100Hz - 10kHz بینڈ وڈ)

• کیس کی رطوبت/حرارت (&plusmn;1% RH, &plusmn;0.5&deg;C)

ڈیٹا کو ایک کلاڈ - بیسڈ AI پلیٹفارم (accuracy 94%) کے ذریعے تجزیہ کیا جاتا ہے جو 72 گنٹوں پہلے فیلیور کی پیشنگ کرتا ہے، جیسا کہ پاپوا کے ایک پائلٹ پروجیکٹ میں ظاہر ہوا ہے جس نے غیر منصوبہ بند کو 85% تک کم کیا ہے۔

4.3.2 علاقائی مرمت کے منصوبے

مقامی ماحول پر مبنی مرمت کے منصوبے تیار کریں:

5. فنی اور معاشی اثرات
5.1 قابلِ اعتمادگی کے میٹرک کی بہتری

• MTBF کی بڑھتی: 12,000 گنٹوں سے 45,000 گنٹوں تک کے بعد، IEC 62271 - 102 کے ہدف کو پار کرتا ہے۔

• فیلیور کی شناسائی کا وقت: حقیقی وقت کے IoT مانیٹرنگ کے ذریعے 4 گنٹوں سے 15 منٹ تک کم ہو گیا ہے۔

5.2 لاگت - فائدہ کا تجزیہ

• اصل سرمایہ کاری: انڈونیشیا میں 10 - سوئچ کے ذخیرہ کے لیے $500,000

• 5 - سال کی بچت: $2.3 ملین سے:

• مرمت کے مزدوری میں 75% کمی

• مسکن کی تبدیلی کی لاگت میں 90% کمی

• ڈاؤن ٹائم کی نقصانات میں 88% کمی

6. نتیجہ

انڈونیشیا میں 145kV کے سوئچ کے غلط کام کرنے کا واقعہ کنٹرول نظام کی خلافیوں، ماحولیاتی تحلیل، اور مرمت کی کمی کے لیے مجموعی حل کی ضرورت کو ظاہر کرتا ہے۔ IP66 - میں بہتری کے ساتھ کیس، IEC 60068 - 3 - 3 - کے مطابق کمپوننٹس، اور IoT - سے ممکن پیشنگاہ مرمت کے نفاذ سے انڈونیشیا کا 145kV گرڈ عالمی معیار کے ساتھ قابلِ اعتمادگی کے میٹرک کو حاصل کر سکتا ہے۔ یہ نقطہ نظر نہ صرف غلط کام کرنے کے خطرات کو کم کرتا ہے بلکہ ملک کے ٹرپیکل ماحول میں بڑھتی ہوئی توانائی کی مانگ کو پورا کرنے کے قابل ریزیلینٹ، سمارٹ بجلی کے بنیادی ڈھانچے کے لیے بھی مدد فراہم کرتا ہے۔