HECI GCB for Generators – Fast SF₆ Circuit Breaker جینریٹرز کے لئے HECI GCB – تیز سی ایف ۶ سرکٹ بریکر

1. تعریف و کارکرد

1.1 کردار براکر مدار جنراتور

براکر مدار جنراتور (GCB) ایک کنٹرول شدہ منقطع کرنے والا نقطہ ہے جو جنراتور اور سٹیپ-اپ ٹرانسفارمر کے درمیان واقع ہوتا ہے، جنراتور اور بجلی کے شبکے کے درمیان ایک رابط کے طور پر کام کرتا ہے۔ اس کے بنیادی کاموں میں جنراتور کی جانب سے موجود خرابیوں کو منقطع کرنا اور جنراتور کے سنکرونائزیشن اور شبکے کے ساتھ جڑ کے دوران آپریشنل کنٹرول فراہم کرنا شامل ہے۔ GCB کا عمل کرنے کا بنیادی اصول معیاری سرکٹ بریکر سے کہیں زیادہ مختلف نہیں ہوتا؛ لیکن، جنراتور کی خرابی کے موجوں میں موجود زیادہ دائری کے مثبت حصے کی وجہ سے، GCB کو خرابیوں کو جلدی سے منقطع کرنے کے لئے بہت جلد کام کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

1.2 نظاموں کا موازنہ جن میں براکر مدار جنراتور موجود ہے اور جن میں نہیں ہے

شکل 1 جنراتور کی خرابی کے موج کو منقطع کرنے کا سناریو ظاہر کرتی ہے جس میں براکر مدار جنراتور موجود نہیں ہے۔

شکل 2 براکر مدار جنراتور (GCB) کے ساتھ موجود نظام میں جنراتور کی خرابی کے موج کو منقطع کرنے کا سناریو ظاہر کرتی ہے۔

اوپر کے موازنے میں ظاہر کیے گئے مطابق، براکر مدار جنراتور (GCB) قائم کرنے کے فوائد درج ذیل طور پر خلاص کیے جا سکتے ہیں:

جنراتور یونٹ کے عام شروع اور ختم کرنے کے دوران، معاون بجلی کی فراہمی کو تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہوتی—صرف جنراتور کے مدار کو کنٹرول کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے اسٹیشن کی خدمات کی بجلی کی موثوقیت میں قابل ذکر اضافہ ہوتا ہے۔

جنراتور (یعنی GCB کی جانب سے) کے اندر کسی خرابی کی صورت میں، صرف جنراتور کا مدار کو کنٹرول کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے یونٹ کی خرابی کے دوران آپریشنل پیچیدگی میں قابل ذکر کمی ہوتی ہے۔

اس نے اصل ٹرانسفارمر اور عالی ولٹیج اسٹیشن کی خدمات کے ٹرانسفارمر کے لئے بہتر حفاظت فراہم کی ہے۔ جب ان ٹرانسفارمرز میں سے کسی کے اندر کسی خرابی کا واقعہ ہوتا ہے تو، جنراتور خرابی کے موج کو فیلڈ (ایکسائٹیشن) کرنٹ کے غیر مستحکم ہونے کے دوران بھی فراہم کرتا رہتا ہے—حتیٰ کہ اصل ٹرانسفارمر کے عالی ولٹیج کی جانب سے مدار کو کنٹرول کرنے والے حفاظتی ریلے کے بعد بھی۔ GCB کے ساتھ، جنراتور کو جلدی سے منقطع کیا جا سکتا ہے، جس سے اصل ٹرانسفارمر کے نقصان کو کم کیا جا سکتا ہے—یہ بڑے جنراتور یونٹ کے لئے ایک کلیدی فائدہ ہے۔

ایک اضافی قابل ذکر فائدہ یہ ہے کہ عالی ولٹیج مدار کے کنٹرول کرنے والے کی غیر متفقہ (پول-ڈس ایگریمنٹ) کام کرنے کے باعث ہونے والے جنراتور کے نقصان کو کم کیا جا سکتا ہے یا ختم کیا جا سکتا ہے۔ جنراتور-ٹرانسفارمر یونٹ کنکشن میں، عالی ولٹیج مدار کنٹرول کرنے والا بالکل بلند نامزد ولٹیج پر کام کرتا ہے، اور اوپن ٹائپ سوچ گیئر میں، بڑا فیز-ٹو-فیز فاصلہ مکینکل تین پول کے انٹر لاک کو روک دیتا ہے۔ نتیجے میں، غیر متفقہ کام کرنے کا واقعہ ہوتا ہے حتیٰ کہ عام کنٹرول کے دوران بھی۔ ایسی حالت میں جنراتور کے سٹیٹر میں منفی سیکوئنس کرنٹ کی وضاحت ہوتی ہے، اور روتر کی منفی سیکوئنس میگنیٹک فیلڈ کے لئے بہت محدود تحمل ہوتا ہے—جو کہ شدید روتر کے نقصان کی وجہ بنتا ہے۔ مدرن GCBs، تاہم، تین پول مکینکل انٹر لاک کے ساتھ ڈیزائن اور تیار کیے گئے ہیں، جو غیر متفقہ کام کرنے کو موثر طور پر روکتے ہیں۔

GCB کی جانب سے جنراتور کی خرابی کے واقعے کے لئے، صرف جنراتور کا مدار کو کنٹرول کرنے کی ضرورت ہوتی ہے—بلا کہ اصل ٹرانسفارمر کے عالی ولٹیج کی جانب سے مدار کو کنٹرول کریں—جو کہ کلیہ کی ڈھانچے پر کم اثر ڈالتا ہے اور نظام کی استحکام کے لئے فائدہ ہوتا ہے۔

پاور پلانٹ کی ڈھانچے کو آسان اور موزوں بنایا جا سکتا ہے، جس سے نصب، کمشننگ کا وقت اور کلفت کم ہو جاتا ہے۔ اسٹیشن کی خدمات کے ٹرانسفارمر اور اس کے متعلقہ میڈیم-اور-عالی ولٹیج سوچ گیئر کو ختم کیا جا سکتا ہے۔ GCB کے ساتھ، اوسط پلانٹ کی دستیابی 0.3%–0.6% تک بڑھ جاتی ہے، اور زیادہ جنراتور کی دستیابی کو براہ راست توانائی کی آمدنی میں بڑھاوا ہوتا ہے۔

2. ڈھانچہ اور کارکردگی

2.1 کلیہ ڈھانچہ

مدار کنٹرول کرنے والے نظام بنیادی طور پر نیچے درج کے اجزا اور معدات پر مشتمل ہوتا ہے، جو تمام ایک مشترکہ سپورٹ فریم پر مونٹ کیے جاتے ہیں۔ خریداری کے آرڈر کے مشخصات کے مطابق، کچھ درج شدہ اجزاء کو خارج کر دیا جا سکتا ہے۔

HEC/HECI-ٹائپ سوچ گیئر کا معیاری ڈیزائن شامل ہے:

• SF₆ مدار کنٹرول کرنے والا

• ڈسکنیکٹر (ایسولیٹنگ سوچ)

• گراؤنڈنگ (گراؤنڈنگ) سوچ

• کیپیسٹرز

• کرنٹ ٹرانسفارمر (CTs)

• ولٹیج ٹرانسفارمر (VTs)

سرج آریسٹرز، شارٹنگ لنکس، اور شروع کرنے کا سوچ (سٹیٹک فریکوئنسی کنورٹر، SFC) کے طور پر اختیاری اشیاء دستیاب ہیں۔

1 – مدار کنٹرول کرنے والا 2 – ڈسکنیکٹر (ایسولیٹنگ سوچ) 3a – گراؤنڈنگ سوچ 3b – گراؤنڈنگ سوچ 4 – شارٹنگ لنک 5 – شروع کرنے کا سوچ (SFC) 6 – کیپیسٹر

7 – کرنٹ ٹرانسفارمر 8 – ولٹیج ٹرانسفارمر 9 – سرج آریسٹر 10 – انکلوژر

سروسکر میں آرک-کوئینچنگ کے لئے SF₆ گیس کا استعمال کیا جاتا ہے۔ اصل کنٹیکٹس اور آرکنگ کنٹیکٹس الگ ہوتے ہیں۔ کنٹیکٹس ایک سپرنگ آپریٹڈ مکینزم کے ذریعے چلاتے ہیں۔ سروسکر کے تین پولز میکانیکل طور پر منسلک ہوتے ہیں۔

1 – مرونت سے ملنے والا کنکشن 2 – ڈسکنیکٹر (ایسولیٹنگ سوچ) 3 – آرک ختم کرنے کا کمرہ 4 – عازم 5 – انکلوژر 6 – زمین کا سوچ 7 – آئیزولیٹڈ فیز بس بار کنکشن

8 – کرنٹ ٹرانسفارمر

GCB انکلوژر کے اندر موجود درونی کامپوننٹس نیچے دیئے گئے شکل میں ظاہر کئے گئے ہیں۔

2.2 کامپوننٹس کی ترتیب اور کام

1) آپریٹنگ مکینزم

HECI5 قسم کا GCB سوچ AHMA 4 آپریٹنگ مکینزم کا استعمال کرتا ہے۔ اس آپریٹنگ مکینزم کا شکلی تصویر نیچے دی گئی ہے:

1 – کمبائنڈ موٹر (آئل پمپ موٹر) 2 – کنٹرول ویل کے ایکسیلیڈری کنٹیکٹس 3 – ایکسیلیڈری کنٹیکٹس

① آپریٹنگ ماڈیول:

ماڈیول کو ایک مستقل دباؤ کے فرق کی ساخت کا استعمال کرتا ہے، جہاں بلند دباؤ کا آئل مستقل طور پر پسٹن رڈ کے اوپری حصے پر عمل کرتا ہے۔ کھولنے اور بند کرنے کے رفتار کو متعلقہ ٹھیکلو سکرو کے ذریعے الگ الگ تنظیم کیا جا سکتا ہے۔

② انرجی سٹوریج ماڈیول:

ہائیڈرولک آئل کے تحت ایکیومیولیٹر پسٹن ڈسک سپرنگس کو دبانے کے ساتھ ساتھ انرجی کو لمبے عرصے تک انرجی سٹوریج پسٹن سلنڈر میں ذخیرہ کرتا ہے، جس سے کھولنے اور بند کرنے کے آپریشن کے لئے ضروری انرجی کا ذخیرہ فراہم کیا جاتا ہے۔

③ کنٹرول ماڈیول:

میئن کنٹرول روم سے آنے والے الیکٹریکل کمانڈ سگنلز کھولنے یا بند کرنے کے سولینوئڈ ویلوز کو کار کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں ڈائریکشنل کنٹرول ویل کو کھولنے یا بند کرنے کے لئے منتقل کیا جاتا ہے۔

④ ایڈاپٹر (لنکیج) ماڈیول:

پسٹن رڈ کے حرکت کے دوران، ایک کنکٹنگ کرنک آرم ایکسیلیڈری سوچ کو گھمانے کے لئے کام کرتا ہے، جس سے کھولنے یا بند کرنے کے پوزیشن سگنلز کو سوچنے کا کام کیا جاتا ہے۔

⑤ ہائیڈرولک پمپ ماڈیول:

ایک الیکٹرک موٹر ہائیڈرولک پمپ کو چلاتا ہے تاکہ آئل کو ایکیومیولیٹر میں ڈالا جا سکے، جس سے الیکٹریکل انرجی کو ہائیڈرولک انرجی میں تبدیل کیا جاتا ہے۔

⑥ مانیٹرنگ ماڈیول:

ڈسک سپرنگس کا دبانا لمٹ سوچ پر ایک کیم کو چلانے کا کام کرتا ہے، جس سے مائیکروسوچ کے کنٹیکٹس کھولے یا بند ہو جاتے ہیں۔ یہ میئن کنٹرول روم کے لئے الارم سگنلز اور خودکار انٹرلاکنگ کی فنکشن فراہم کرتا ہے۔ (جب دباؤ مقررہ حد سے زیادہ ہو جاتا ہے تو دباؤ کو کم کرنے والی ویل خودکار طور پر کھول جاتی ہے تاکہ اوورپریشر کی حفاظت کیا جا سکے۔)

2) سروسکر

سروسکر GCB کا اہم کامپوننٹ ہے۔ اس کی ساختی معاہدہ نہایت آسان ہے، اور اس کا فنکشنل سکیمیٹک ڈیاگرام نیچے دیا گیا ہے:

S1 – سپرنگ لمٹ سوچ S0 – ایکسیلیڈری سوچ SA – پوزیشن انڈیکیٹر Y1 – کلوزنگ کوائل Y2, Y3 – آپننگ کوائل 1 اور 2 M0 – انرجی سٹوریج موٹر R10 – ہیٹر DI – ڈینسٹی انڈیکیٹر 

F6 – ڈینسٹی مانیٹر

3) SF₆ گیس سسٹم

GCB میں SF₆ گیس صرف سروسکر، ڈینسٹی ریلے، ڈینسٹی گیج، اور انٹرکنیکٹنگ گیس پائپنگ میں موجود ہوتی ہے۔

ڈینسٹی مانیٹر ایک ٹیمپریچر کمپنسریٹڈ پریشر مانیٹرنگ ڈیوائس ہے جو تین پول (تین فیز) سروسکر میں SF₆ گیس کی ڈینسٹی کو مانیٹر کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ گیس کا دباؤ مستقیماً پریشر گیج کے ذریعے دیکھا جا سکتا ہے۔ جب دباؤ مقررہ حد سے نیچے گر جاتا ہے تو ڈینسٹی مانیٹر "گیس کو تازہ کریں" کا سگنل بھیجتی ہے۔ اگر SF₆ دباؤ مزید گر جاتا ہے تو دو مستقل مائیکروسوچز انٹرلاک کو کار کرتے ہیں جس سے کسی بھی سوچنگ آپریشن کو روک دیا جاتا ہے—سروسکر میکانیکلی اور الیکٹریکلی لاک آؤٹ ہو جاتا ہے۔

ڈینسٹی مانیٹر کے سیٹ پوائنٹس متعلقہ کنٹرول ڈیاگرامز اور SF₆ گیس کی ڈینسٹی کی کریو میں مخصوص کئے گئے ہیں۔

کنٹرول کابین کے کنٹرول پینل کی بنیادی طور پر چار حصے ہوتے ہیں:

• اینٹرلاک سوچ

• آپریشن کاؤنٹر

• آپریشن اور الارم انڈیکیٹرز

• مقامی آپریشن میڈ ٹائم بٹن

4) کنٹرول کابینہ

سروس بریکر کے آپریٹنگ مکینزم کی تمام فنکشنز کو کنٹرول کابینہ میں یکجا کیا گیا ہے۔ نئی ترتیب اور فنکشنل لی آؤٹ کو متعلقہ کنٹرول ڈائیاگرامز میں تفصیل سے بیان کیا گیا ہے۔ درج ذیل کنٹرول کمپوننٹس کو کنٹرول کابینہ میں رکھا گیا ہے:

S2 – مقامی/دوری سیلیکٹر سوئچ: آپریٹنگ مود S2 سوئچ کے ذریعے منتخب کیا جاتا ہے۔

دوری پوزیشن میں، حکم صرف مرکزی کنٹرول روم سے دیا جا سکتا ہے۔

مقامی پوزیشن میں، حکم صرف سروس بریکر کی کنٹرول کابینہ سے شروع کیا جا سکتا ہے۔

مقامی پوزیشن میں، سیلیکٹر سوئچ S2 کا کنج کو نہیں نکالا جا سکتا۔ یہ سفارش کیا جاتا ہے کہ کنج کو کنٹرول روم میں رکھا جائے۔

S11/S12 – سروس بریکر آپریشن کے لئے روشن کیے گئے پش-بٹن سوئچ۔

5) دباؤ کم کرنے کا نظام (دھماکے کی تحفظ)

برسٹنگ ڈسک: داخلی آرک فیلٹ (لمبی کروٹ کرنٹ کی وجہ سے) کے موقع پر، اگر انکلوژن کے اندر گیس کا دباؤ فعالیت کے عتبہ تک پہنچ جائے تو، برسٹنگ ڈسک فردھت کر کے زائد دباؤ کو فوراً رہا کرتا ہے۔ یہ تیز رفتار وینٹنگ دباؤ کو خلاص کر کے کیٹاسٹروفک انکلوژن فیلٹ کو روک دیتی ہے۔