高压断路器中的不同相电流切换

جب کسی برقی نیٹ ورک کے دو حصوں کو جن کے آپریشنل وولٹیج ایک ہی ہوتے ہیں، ملانے پر، اگر ان کے معادل سرچشموں کے فیز زاویات مختلف ہوں تو، کچھ یا تمام فیز 180° فیز میں مختلف ہوں گے۔ سوئچنگ عمل کے دوران، سرکٹ بریکر مختلف فیز زاویوں کے ساتھ سرچشمی وولٹیجوں کا سامنا کرتا ہے، جس کے نتیجے میں کنکشن میں فیز-مختلف ڈی کرنٹ ہوتا ہے۔ یہ ڈی کرنٹ دونوں طرف کے سرکٹ بریکرز کے ذریعے موثوقہ طور پر منقطع کرنا ضروری ہوتا ہے۔

خصوصی طور پر، سرچشمی وولٹیجوں کی نمائندگی کرنے والے گردش کرنے والے ویکٹروں کے درمیان فیز زاویہ کا فرق، لمحاتی وولٹیج ویو فارمز کو سنکرونائز کرنے میں ناکام رہتا ہے، جس کے نتیجے میں سوئچنگ کے وقت قابل توجہ لمحاتی ڈی کرنٹ اور وولٹیج کی تنش ہوتی ہے۔ لمحاتی ریکاوری وولٹیج (TRV) کے لیے، یہ سوئچنگ کام سرکٹ بریکر کے دونوں طرف فعال طاقت کے سرچشموں کی خصوصیات کے ساتھ مشخص ہوتا ہے، جس سے سوئچنگ عمل کی پیچیدگی اور چیلنجز میں اضافہ ہوتا ہے۔

فیگر 1 میں دکھایا گیا ہے کہ اگر طاقت کے سرچشموں S1 اور S2 کو مختلف فیز زاویوں کے ساتھ دکھایا جائے تو، سرکٹ بریکر کے ان دو سرچشموں کے درمیان سوئچنگ کے وقت، فیز زاویہ کا فرق لمحاتی ڈی کرنٹ میں قابل توجہ اضافہ کر سکتا ہے، جس سے سرکٹ بریکر پر زیادہ توڑنے کی مانگ ہوتی ہے۔ اس لیے، سرکٹ بریکر کو ان عالی تنش کی صورتحالوں کو سنبھالنے کی کافی صلاحیت ہونی چاہئے تاکہ سلامت اور موثوقہ سوئچنگ عمل کی ضمانت ہو۔

کلیدی نکات کا خلاصہ

• فیز میں مختلف سوئچنگ: دو مختلف فیز زاویوں کے سرچشموں کے درمیان سوئچنگ کے وقت ہوتا ہے۔

• لحماتی ڈی کرنٹ: فیز زاویہ کے فرق کی وجہ سے قابل توجہ لحماتی ڈی کرنٹ پیدا ہوتے ہیں۔

• لحماتی ریکاوری وولٹیج (TRV): سوئچنگ کام سرکٹ بریکر کے دونوں طرف فعال طاقت کے سرچشموں کے ساتھ شامل ہوتا ہے، جس سے پیچیدگی میں اضافہ ہوتا ہے۔

• سرکٹ بریکر کی ضروریات: سرکٹ بریکر کو عالی تنش کی صورتحالوں کو سنبھالنے کی صلاحیت ہونی چاہئے تاکہ سلامت اور موثوقہ سوئچنگ عمل کی ضمانت ہو۔

پہلے بحث کردی گئی فلٹ سوئچنگ کاموں میں، بوجھ کے طرف لحماتی ریکاوری وولٹیج (TRV) کا حصہ آخر کار صفر ہو جاتا ہے۔ لیکن فیز میں مختلف سوئچنگ میں، S2 کے طرف TRV کا حصہ S2 کے سرچشم کے طاقت کی تعدد کی ریکاوری وولٹیج (RV) تک کم ہوتا ہے۔ فیگر 2 میں دکھایا گیا ہے کہ دو سرچشموں کے درمیان وولٹیج کا فیز زاویہ 90° ہے، اور شارٹ سرکٹ ریاکٹروں کی امپیڈینس مساوی ہے۔

اس لیے، فیز میں مختلف سوئچنگ کام کی اہم خصوصیت قابل توجہ TRV کے چوٹیوں کی ہے، جبکہ ریاستی ریکاوری وولٹیج (RRRV) اور ڈی کرنٹ نسبتاً معتدل رہتے ہیں۔ چونکہ فیز میں مختلف شرائط کے تحت TRV کا چوٹی تمام سوئچنگ کاموں میں سب سے زیادہ ہوتا ہے، اس لیے یہ عام طور پر دیگر پیچیدہ سوئچنگ کی حالت کا مبنی استعمال کیا جاتا ہے، جیسے لمبی فاصلے کی ٹرانسمیشن لائن پر فلٹ کو صاف کرنا یا سیریز کمپینسیٹڈ لائن پر فلٹ کا مقابلہ کرنا۔

کلیدی نکات کا خلاصہ:

• بوجھ کے طرف TRV: تمام حالتوں میں، بوجھ کے طرف TRV کا حصہ صفر ہو جاتا ہے۔S2 کے طرف فیز میں مختلف TRV: S2 کے سرچشم کی طاقت کی تعدد کی ریکاوری وولٹیج (RV) تک کم ہوتا ہے۔

• TRV کا چوٹی: فیز میں مختلف سوئچنگ کے تحت قابل توجہ ہوتا ہے۔

• RRRV اور ڈی کرنٹ: نسبتاً معتدل رہتے ہیں۔

• معیاری مبنی: فیز میں مختلف شرائط کے تحت TRV کا چوٹی سب سے زیادہ ہوتا ہے، جس سے یہ دیگر پیچیدہ سوئچنگ کی حالت کا مبنی بن جاتا ہے۔

فیز میں مختلف سوئچنگ میں TRV کی خصوصیات

پہلے بحث کردی گئی فلٹ سوئچنگ کی صورتحالوں میں، بوجھ کے طرف لحماتی ریکاوری وولٹیج (TRV) کا حصہ تمام حالتوں میں صفر ہو جاتا ہے۔ لیکن فیز میں مختلف سوئچنگ میں، S2 کے طرف TRV کا حصہ S2 کے سرچشم کی طاقت کی تعدد کی ریکاوری وولٹیج (RV) تک کم ہوتا ہے۔ یہ سلوک فیگر 2 میں ظاہر کیا گیا ہے، جہاں دو سرچشموں کے درمیان وولٹیج کا فیز زاویہ 90° ہے، اور شارٹ سرکٹ ریاکٹروں کو مساوی سمجھا گیا ہے۔

متقید وضاحت

پہلے بحث کردی گئی فلٹ سوئچنگ کی صورتحالوں میں، بوجھ کے طرف لحماتی ریکاوری وولٹیج (TRV) کا حصہ ہمیشہ صفر ہو جاتا ہے۔ لیکن فیز میں مختلف سوئچنگ میں، S2 کے طرف TRV کا حصہ S2 کے سرچشم کی طاقت کی تعدد کی ریکاوری وولٹیج (RV) تک کم ہوتا ہے۔ فیگر 2 میں دکھایا گیا ہے کہ یہ دو طاقت کے سرچشموں کے درمیان 90° فیز زاویہ اور مساوی شارٹ سرکٹ ریاکٹروں کا افتراض کرتا ہے۔

اس لیے، فیز میں مختلف سوئچنگ کام کی کلیدی خصوصیات یہ ہیں:

• بہت زیادہ TRV کے چوٹی: TRV کے چوٹی کی قدر دیگر سوئچنگ کے طرز کے مقابلے میں قابل توجہ زیادہ ہوتی ہے۔

• معتدل RRRV اور ڈی کرنٹ: ریاستی ریکاوری وولٹیج (RRRV) اور ڈی کرنٹ کی سطح نسبتاً معتدل رہتی ہے، چاہے TRV کے چوٹی قابل توجہ ہوں۔

چونکہ فیز میں مختلف شرائط کے تحت TRV کا چوٹی تمام سوئچنگ کے طرز میں سب سے زیادہ ہوتا ہے، اس لیے یہ صورتحال عام طور پر دیگر خاص سوئچنگ کی حالت کا مبنی استعمال کیا جاتا ہے، جیسے:

• لمبی ٹرانسمیشن لائن پر فلٹ کو صاف کرنا

• سیریز کمپینسیٹڈ لائن پر فلٹ کا مقابلہ کرنا

کلیدی نکات کا خلاصہ:

• بوجھ کے طرف TRV: تمام فلٹ سوئچنگ کی صورتحالوں میں ہمیشہ صفر ہو جاتا ہے۔

• S2-کے طرف فیز میں مختلف TRV: S2 کے سرچشم کی طاقت کی تعدد کی ریکاوری وولٹیج (RV) تک کم ہوتا ہے۔

• TRV کا چوٹی: فیز میں مختلف سوئچنگ کے تحت قابل توجہ ہوتا ہے۔

• RRRV اور ڈی کرنٹ: نسبتاً معتدل رہتے ہیں۔

• معیاری مبنی: فیز میں مختلف شرائط کے تحت TRV کا چوٹی سب سے زیادہ ہوتا ہے، جس سے یہ دیگر پیچیدہ سوئچنگ کی حالت کا عام مبنی بن جاتا ہے۔

فیگر 3 دو صورتحالوں کو ظاہر کرتا ہے جو فیز میں مختلف شرائط کا باعث بن سکتی ہیں۔ پہلی صورتحال (بائیں تصویر) میں، ایک جنریٹر غلط فیز زاویہ پر سرکٹ بریکر کے ذریعے گرڈ سے جڑا ہوتا ہے۔ دوسری صورتحال (دائیں تصویر) میں، ٹرانسمیشن نیٹ ورک کے مختلف حصوں کے درمیان سنکرونائز کھو جاتا ہے، عام طور پر نیٹ ورک کے کسی جگہ شارٹ سرکٹ کی وجہ سے ہوتا ہے۔

دونوں صورتحالوں میں، فیز میں مختلف ڈی کرنٹ نیٹ ورک سے گزرتا ہے، جس کو سرکٹ بریکروں کے ذریعے موثوقہ طور پر منقطع کرنا ضروری ہوتا ہے۔ یہ صورتحال طاقت کے نظام کے لیے قابل توجہ چیلنجز پیش کرتی ہیں، کیونکہ فیز میں مختلف شرائط قابل توجہ لحماتی ڈی کرنٹ اور وولٹیج کا باعث بن سکتی ہیں، جس کی وجہ سے سرکٹ بریکروں کو ان عالی تنش کی صورتحالوں کو موثر طور پر سنبھالنا ضروری ہوتا ہے۔

کلیدی نکات کا خلاصہ:

• صورتحال 1 (بائیں تصویر): جنریٹر غلط فیز زاویہ پر گرڈ سے جڑا ہوتا ہے، جس کی وجہ سے فیز میں مختلف شرائط پیدا ہوتی ہیں۔

• صورتحال 2 (دائیں تصویر): ٹرانسمیشن نیٹ ورک کے مختلف حصوں کے درمیان سنکرونائز کھو جاتا ہے، عام طور پر شارٹ سرکٹ کی وجہ سے، جس کی وجہ سے فیز میں مختلف شرائط پیدا ہوتی ہیں۔

• فیز میں مختلف ڈی کرنٹ: دونوں صورتحالوں میں، فیز میں مختلف ڈی کرنٹ نیٹ ورک سے گزرتا ہے۔

• سرکٹ بریکر کی ضروریات: سرکٹ بریکروں کو ان فیز میں مختلف ڈی کرنٹ کو موثوقہ طور پر منقطع کرنا ضروری ہوتا ہے تاکہ نظام کی استحکام اور سلامتی کو برقرار رکھا جا سکے۔

جنریٹر اور نظام کے درمیان سوئچنگ

ستپ-آپ ٹرانسفارمر کا استعمال کرتے ہوئے، جنریٹر اور طاقت کے نظام کے درمیان سوئچنگ ٹرانسفارمر کے ہائی-ولٹیج (HV) یا میڈیم-ولٹیج (MV) طرف سے ہو سکتی ہے۔ یہ سوئچنگ صرف نظام کے فلٹ یا پاور پلانٹ کے ٹرپ کے وقت ہی نہیں بلکہ سنکرونائز اور ڈی-سنکرونائز کے مواقع پر بھی ہو سکتی ہے۔

فیز میں مختلف شرائط کی شدت کا انحصار کرتا ہے:

• فیز زاویہ کا فرق: جنریٹر اور گرڈ کے درمیان فیز زاویہ کا فرق جتنی زیادہ ہو گا، فیز میں مختلف شرائط کی شدت اتنی زیادہ ہوگی۔

• روٹر کی ایکسائٹیشن کی حالت: جنریٹر کے روٹر میں ایکسائٹیشن کی سطح بھی فیز میں مختلف شرائط کی شدت کو متاثر کرتی ہے۔ عام طور پر، ایکسائٹیشن کنٹرول سسٹم روٹر کے میگناٹک فیلڈ کی قوت کو تیزی سے کم کرتا ہے تاکہ فیز میں مختلف شرائط کے اثرات کو کم کیا جا سکے۔

ان چیلنجوں کو حل کرنے کے لیے، پاور پلانٹس کو مختلف نوعیت کے حفاظتی اور کنٹرول ڈیوائس فراہم کیے جاتے ہیں:

• آؤٹ-آف-سٹیپ حفاظتی ڈیوائس: یہ جنریٹر کو گرڈ سے سنکرونائز کھوئے بغیر پکڑتے ہیں اور روکتے ہیں۔

• سنکرونائز چیک ڈیوائس: یہ یقینی بناتے ہیں کہ جنریٹر صحیح فیز زاویہ پر گرڈ سے جڑا ہے، جس سے فیز میں مختلف شرائط کو روکا جا سکے۔

• سنکرونائز کنٹرول کیپیبلیٹی: یہ جنریٹر اور گرڈ کے درمیان مسلس سینکرونائز کو حاصل کرنے میں مدد کرتے ہیں۔

فیگر 4 یہ معمولی ترتیب کو ظاہر کرتا ہے، جس میں ستپ-آپ ٹرانسفارمر، جنریٹر اور طاقت کے نظام کے درمیان کنکشن کے ساتھ ساتھ متعلقہ حفاظتی اور کنٹرول ڈیوائس کی ترتیب کو ظاہر کیا گیا ہے۔

کلیدی نکات کا خلاصہ:

• سوئچنگ کا مقام: جنریٹر اور طاقت کے نظام کے درمیان سوئچنگ ستپ-آپ ٹرانسفارمر کے ہائی-ولٹیج (HV) یا میڈیم-ولٹیج (MV) طرف سے ہو سکتی ہے۔

• فیز میں مختلف شرائط: فیز میں مختلف شرائط کی شدت فیز زاویہ کے فرق اور روٹر کی ایکسائٹیشن کی حالت پر منحصر ہوتی ہے۔

• حفاظتی اور کنٹرول ڈیوائس: پاور پلانٹس کو آؤٹ-آف-سٹیپ حفاظتی ڈیوائس، سنکرونائز چیک ڈیوائس اور سنکرونائز کنٹرول کیپیبلیٹی فراہم کیے جاتے ہیں تاکہ سلامت اور موثوقہ سوئچنگ عمل کی ضمانت ہو۔