ڈھونسی کرنٹ محدود کنندہ اور ان کے قسمیں
فاؤلٹ کرنٹ لیمیٹر کا تعارف
ہالی دنوں میں، توانائی کی بڑھتی ہوئی مانگ کے ساتھ، بجلی کی پیداوار اور منتقلی کی مضبوط ترقی کو کافی اہمیت حاصل ہوئی ہے اور یہ بنیادی ضرورت بن چکی ہے۔ تاہم، کسی بھی بجلی کی پیداوار کے نظام میں، کم کرنٹ شکل کی طرف سے پیش آنے والے مسئلے ایک مستقل اور چیلنجز میں سے ایک ہوتے ہیں، اور ان کا اثر پیداوار کے پیمانے کے ساتھ بڑھ رہا ہے۔ کم کرنٹ یا فاؤلٹ کرنٹ کی وجہ سے پیدا ہونے والے مسائل کئی طرح کے ہوتے ہیں:
ایکسپریمنٹل ڈیوائسز پر حرارتی استرس: الیکٹریکل ڈیوائسز پر تحمل نہیں کرنے والا حرارتی استرس ڈالا جاتا ہے، جس کی وجہ سے کمپونینٹس کی زودہ گزر، نقصان اور یہاں تک کہ فیل ہو سکتا ہے۔
الیکٹرو - ڈائنامک اضطراب: کرنٹ کے اندر متعدد الیکٹرو - ڈائنامک قوتیں انسٹرومنٹس کے معمولی کارکردگی کو خراب کرتی ہیں، جس کی وجہ سے ان کی صحت اور قابل اعتمادیت کو موثر طور پر متاثر کیا جاتا ہے۔
ٹیکنالوجیکل اور معیشتی محدودیتیں: کرنٹ کو کسی نقصان سے بچانے کے لئے زیادہ کارآمد سرکٹ بریکرز کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ مطالبہ صرف ٹیکنالوجیکل چیلنجز کی صورت میں نہیں بلکہ معیشتی محدودیتیں بھی لاتا ہے۔
سلامتی کی خطرات: سلامتی کی تشویش کم کرنٹ کی وجہ سے پیدا ہونے والے مسئلے میں سے ایک ہوتی ہے، کیونکہ کم کرنٹ کارکن کی زندگی اور الیکٹریکل انفراسٹرکچر کی کاملیت کے لئے مستقیم خطرہ ہوتا ہے۔
ولٹیج ٹرانزینٹ کے مسائل: کم کرنٹ کے دوران سوئچنگ کے دوران ولٹیج ٹرانزینٹ کے مسئلے کو زیادہ سخت اور نگرانی کرنا مشکل بنتا ہے۔
ان چیلنجز کو مد نظر رکھتے ہوئے، کم کرنٹ کے مسئلے کو حل کرنے کے لئے زیادہ ترقی یافتہ اور درست نظام کی ترقی کرنا ضروری ہو گیا ہے۔ اس مضمون میں کم کرنٹ کے اثرات کو کم کرنے کے لئے پیش کی گئی اور لاگو کی گئی کئی تکنیکوں کا جائزہ لیا جائے گا۔
رویے
نیچے دی گئی کچھ وسائل یا تو متحرک طور پر تحقیق کی جا رہی ہیں یا پھر عملی طور پر استعمال ہو رہی ہیں، ان کی خصوصیات اور اطلاق کے مطابق:
کرنٹ لیمیٹنگ ریاکٹر (CLR): کرنٹ کو محدود کرنے میں اس کی کارآمدی کے لئے پھیلی ہوئی تسلیمیت ہے۔
سولڈ سٹیٹ کرنٹ لیمیٹر: ایک نئی ٹیکنالوجی جس میں بہت امید ہے لیکن یہ تحقیق اور ترقی کے ابتدائی مرحلے میں ہے۔
سوپر کنڈکٹنگ کرنٹ لیمیٹرز: ان ڈیوائسز میں سوپر کنڈکٹرز کی منحصر کرداروں کا استعمال کرنٹ کو محدود کرنے کے لئے کیا جاتا ہے، اور سولڈ سٹیٹ لیمیٹرز کی طرح یہ ترقی کے ابتدائی مرحلے میں ہیں۔
فیوز: ایک روایتی لیکن قابل اعتماد طریقہ جس میں کرنٹ کو کسی مخصوص حد سے اوپر چلا چکا ہے تو کرنٹ کو روکا جاتا ہے۔
سب سٹیشنز میں بس بار کا تقسیم: ایک عملی رویہ جس کی مدد سے سب سٹیشن کی الیکٹریکل کنفیگریشن کو تبدیل کر کے کرنٹ کو کم کیا جاتا ہے۔
ہائی امپیڈنس ٹرانسفارمرز کا استعمال: ان ٹرانسفارمرز کو کرنٹ کو محدود کرنے کے لئے کرنٹ میں امپیڈنس کو بڑھانے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
کرنٹ لیمیٹنگ کے لئے نیوکلیئر ریاکٹرز کا استعمال: اگرچہ یہ ایک غیر معمولی رویہ ہے، تاہم تحقیق کرنٹ لیمیٹنگ مکانزم کے لئے نیوکلیئر ریاکٹرز کا کام کرنے کی ممکنہ کوشش کو جانچنے کی ہے۔
ان ٹیکنالوجیوں میں سے، سولڈ سٹیٹ اور سوپر کنڈکٹنگ ڈیوائسز کی ترقی کا مرحلہ آباد ہے۔ کسی بھی نظام کو کم کرنٹ کے مسائل کو حل کرنے کے لئے لاگو کرتے وقت دو کلیدی اعتبارات کو مد نظر رکھنا ضروری ہے:
سب سٹیشنز اور ڈسٹریبونشن نیٹ ورکز میں کرنٹ کو محدود کرنے کے لئے کارروائیوں کا راستہ
لیمیٹنگ ریاکٹرز کی جگہ اور مقدار
الیکٹریکل انجینئرنگ کے میدان میں دو بنیادی سوالات سب سٹیشنز اور ڈسٹریبونشن نیٹ ورک میں لیمیٹنگ ریاکٹرز کی مثالی جگہ کے بارے میں پوچھے جاتے ہیں، اور کرنٹ کو کنٹرول کرنے کے لئے ان ریاکٹرز کی مثالی تعداد کا تعین کرنا۔ ان فیصلوں کو الیکٹریکل نظام کی خصوصیات، لوڈ کی ضروریات اور ممکنہ فاؤلٹ کی صورتحال کی مکمل سمجھ کی ضرورت ہوتی ہے۔
کرنٹ لیمیٹنگ ریاکٹر (CLR)
کرنٹ لیمیٹنگ ریاکٹر کرنٹ کو محدود کرنے کے لئے سب سے کارآمد اور عملی حل کے طور پر نمایاں ہوتا ہے۔ یہ سب سٹیشن کی قابل اعتمادیت پر کم اثر ڈالتا ہے، جس کی وجہ سے یہ کئی الیکٹریکل نظاموں کے لئے مقبول ہے۔ تاہم، اس کے کچھ نقصانات ہیں۔ CLR کا فزیکل ہارڈوئیر عام طور پر بڑا ہوتا ہے، جس کی وجہ سے سب سٹیشن میں کافی جگہ لیتے ہیں۔ علاوہ ازیں، CLR کی موجودگی ولٹیج کی استحکام میں کمی کی وجہ بنتی ہے، جس کی نگرانی اور کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔
سولڈ سٹیٹ فاؤلٹ کرنٹ لیمیٹر
سولڈ سٹیٹ فاؤلٹ کرنٹ لیمیٹرز کی تحقیق اور ترقی کا مرحلہ آباد ہے۔ ان کا فائدہ یہ ہے کہ ان کو ڈسٹریبونشن سسٹم میں نسبتاً آسانی سے شامل کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، ان کی زیادہ قیمت ایک بڑا رکاوٹ ہے، جس کی وجہ سے ان کو وسیع پیمانے پر لاگو کرنے سے روکا جاتا ہے۔ تحقیق کاروں کی جانب سے کوشش کی جا رہی ہے کہ ان کی قیمت کو کم کر کے اور ان کی کارکردگی کو بہتر بناتے ہوئے ان کو تجارتی استعمال کے لئے زیادہ ممکن بنایا جا سکے۔
فیوز
فیوز کرنٹ کو روکنے کے بہت کارآمد اور کارکردگی کے ذریعے بناتے ہیں، جس کی وجہ سے ان کو کرنٹ لیمیٹرز کے طور پر استعمال کرنے کے لئے موزوں بناتا ہے۔ ان کی قیمت کم ہوتی ہے اور ان کو نصب کرنا آسان ہوتا ہے۔ تاہم، ان کی کارکردگی ان کی ریٹڈ کیپیسٹی کے ذریعے محدود ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، عام فیوز کو 40 kV اور 200 A کرنٹ کے لئے ڈیزائن کیا جاتا ہے، جس کی وجہ سے ان کا استعمال زیادہ ولٹیج اور زیادہ کرنٹ کے مراحل میں محدود ہوتا ہے۔ ہائی رپچرنگ کیپیسٹی (HRC) فیوز بہتر کارکردگی کا وعدہ کرتے ہیں لیکن ان کے خود کے محدودیتیں ہیں۔
بس بار فاؤلٹ کرنٹ لیمیٹر
بس کوپلر سرکٹ بریکرز کو بس بار فاؤلٹ کرنٹ لیمیٹرز کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن عام طور پر یہ ایک عارضی یا ایمرجنسی ری اسپانس کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔ ان کی آپریشنل خصوصیات اور محدودیتوں کی وجہ سے ان کو سب سٹیشن کے اندر دائمی ڈیوائس کے طور پر نہیں ڈیزائن کیا گیا ہے۔
نیوٹرل ریاکٹرز کا اطلاق
نیوٹرل ریاکٹرز فاؤلٹ کرنٹ میٹیگیشن کے لئے ایک دیگر ممکنہ حل پیش کرتے ہیں، خاص طور پر زمین یا گراؤنڈ کرنٹس کے ساتھ نیالچنے کے وقت۔ ان کا ڈیزائن اور آپریشن ان کو مخصوص فاؤلٹ کی صورتحالوں میں زمین سے متعلق الیکٹریکل مسائل کے لئے خاص طور پر کارآمد بناتا ہے۔
کرنٹ لیمیٹنگ ریاکٹرز کے قسم اور خصوصیات
کرنٹ لیمیٹنگ ریاکٹر وسیع طور پر لاگو کیا جانے والا حل ہے اور اسے دو اہم قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:
ڈرائی - ٹائپ CLR
ڈرائی - ٹائپ CLRs ایئر - کور ریاکٹرز ہوتے ہیں جن میں کپر واائنڈنگ ہوتی ہے۔ لوہے کے کور کا استعمال کرنے سے بچا جاتا ہے کیونکہ سیچریشن کی خطرہ ہوتی ہے، جس کی وجہ سے ریاکٹر کی کارکردگی کو ختم کر سکتی ہے۔ یہ ریاکٹرز کئی ایپلیکیشنوں کے لئے موزوں ہیں جہاں ماحولیاتی شرائط نسبتاً صاف اور خشک ہوتی ہیں۔
آئل - ٹائپ CLR
آئل - ٹائپ CLRs کی بنیادی کارکردگی کے لحاظ سے ڈرائی - ٹائپ کے کئی مشابہتیں ہیں۔ تاہم، ان کا کلیدی فرق ان کے اطلاق کے پیمانے میں پایا جاتا ہے۔ آئل - ٹائپ CLRs خاص طور پر زیادہ آلودگی والے ماحول کے لئے مہیا کیے جاتے ہیں۔ ان ریاکٹرز میں استعمال ہونے والے آئل کی ڈائی الیکٹرک کانسٹنٹ ڈرائی - ٹائپ ریاکٹرز کے ہوا کی نسبت زیادہ ہوتی ہے، جس کی وجہ سے سخت شرائط میں بہتر عازمیت اور حفاظت فراہم کرتی ہے۔
فاؤلٹ کرنٹ لیمیٹنگ ریاکٹرز کی عام مشخصات
فریکوئنسی اور ولٹیج: ان ریاکٹرز کو نسبتاً تنگ فریکوئنسی اور ولٹیج کے رینج میں کام کرنے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ان کی کارکردگی کے خصوصیات خاص الیکٹریکل سسٹم کے پیرامیٹرز کے لئے بہتر بنائی گئی ہیں۔
نصب کی مہارت: اپلیکیشن کی ضروریات کے مطابق انہیں اندر یا باہر نصب کیا جا سکتا ہے۔ یہ مہارت مختلف سب سٹیشن اور ڈسٹریبونشن نیٹ ورک کی سیٹ اپز میں زیادہ مہارت فراہم کرتی ہے۔
کم کرنٹ کی صلاحیت: انہیں ان الیکٹریکل سسٹمز میں داخل کرنے کے لئے کم کرنٹ کو کنٹرول کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے، جس کی وجہ سے فاؤلٹ کی صورتحال میں کرنٹ کو محدود کرنے کی کارکردگی فراہم کرتی ہے۔
ٹرانزینٹ استحکام اور کرنٹ لیمیٹ ریاکٹرز
ٹرانزینٹ استحکام الٹرنیٹنگ کرنٹ (AC) پاور سسٹمز میں ایک کلیدی کردار ادا کرتا ہے۔ یہ ایک فاؤلٹ کے بعد پاور سسٹم میں متعدد سینکرون آلات کی سینکرونی کے قابلیت کو ظاہر کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، کئی سینکرون موتروں کے ساتھ مربوط ایک پاور گرڈ میں، ٹرانزینٹ استحکام کسی ایک میں ایک فجیل الیکٹریکل اضطراب کے بعد ان موتروں کی سینکرونی کو برقرار رکھنے کی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے، جیسے کم کرنٹ۔ کرنٹ لیمیٹنگ ریاکٹرز کم کرنٹ کرنٹ کی مقدار کو کم کرنے کے ذریعے ٹرانزینٹ استحکام پر کافی اثر ڈال سکتے ہیں، جس کی وجہ سے سینکرون آلات پر مکینکل اور الیکٹریکل استرس کو کم کرتے ہیں اور فاؤلٹ کے دوران اور بعد از فاؤلٹ سسٹم کے استحکام کو برقرار رکھنے کی امکانیت بڑھاتے ہیں۔
سوپر کنڈکٹر - مبنی کرنٹ لیمیٹنگ ریاکٹرز
سوپر کنڈکٹنگ فاؤلٹ کرنٹ لیمیٹرز (SFCLs) پاور سسٹمز کے ٹرانزینٹ استحکام کو بہتر بنانے کے لئے ایک بہت کارآمد حل پیش کرتے ہیں، جو ٹیکنالوجیکل اور معیشتی اعتبارات کو بہترین طور پر توازن میں رکھتے ہیں۔ سوپر کنڈکٹرز کی منحصر کردار، جس میں بہت زیادہ غیر لکیری ریزسٹنس کا مظاہرہ ہوتا ہے، ان کو فاؤلٹ کرنٹ لیمیٹرز (FCLs) کے طور پر استعمال کرنے کے لئے مثالی کانڈیڈیٹ بناتا ہے۔
SFCLs کی کلیدی فضائل میں سے ایک یہ ہے کہ سوپر کنڈکٹرز کرنٹ کو محدود کرنے کے لئے فاؤلٹ کرنٹ کے جواب میں تیزی سے اپنی ریزسٹنس کو بڑھا سکتے ہیں اور سوپر کنڈکٹنگ حالت سے، جہاں الیکٹریکل ریزسٹنس بنیادی طور پر صفر ہوتی ہے، نارمل کنڈکٹنگ حالت میں آسانی سے منتقل ہو سکتے ہیں۔ یہ تیزی سے ریزسٹنس کا تبدیل ہونا SFCL کو فاؤلٹ کرنٹ کے جواب میں تیزی سے ریاکٹ کرنے کی اجازت دیتا ہے، جس کی وجہ سے کرنٹ کی مقدار کو محدود کرتا ہے اور پاور سسٹم کی کاملیت کو گارنٹی کرتا ہے۔
SFCLs کی کارکردگی کو بہتر طور پر سمجھنے کے لئے، ایک الیکٹریکل سسٹم میں جڑے ہوئے موتروں کے ایک مثال کو دیکھیں اور فاؤلٹ کرنٹ لیمیٹر کی استراتیجک جگہ کو دیکھیں۔
پارٹیکل سوآرم آپٹیمائزیشن
پارٹیکل سوآرم آپٹیمائزیشن (PSO) جینیٹک الگورتھم (GA) جیسی ایولیوشنری کمپیوٹنگ کے طریقوں کے ساتھ قابل ذکر موازیت رکھتا ہے۔ ابتدائی طور پر، PSO سرچ اسپیس میں رینڈم کینڈیڈیٹ حل کی آبادی کو آغاز کرتا ہے۔ ان حل کو عام طور پر "پارٹیکلز" کے طور پر تصور کیا جاتا ہے، جو سرچ اسپیس کے ذریعے نیویگیٹ کرتے ہیں، اپنی پوزیشن اور ویلوسٹی کو مکرر طور پر اپ ڈیٹ کرتے ہیں۔ اس دینامک پروسیس کے ذریعے خود کو اپ ڈیٹ کرنے اور نیگیبر پارٹیکلز کے ساتھ تفاعل کرتے ہوئے، سسٹم سسٹمیٹک طور پر حل کی سپیس کو کنکر کرتا ہے، تدریجی طور پر آپٹیمال یا نیار آپٹیمال حل کی طرف کنورج کرتا ہے۔
