بص بار پروٹیکشن | بص بار ڈفیرنشل پروٹیکشن سکیم

پہلے کے دنوں میں صرف روایتی اوور کرنٹ ریلیز کو بسبار حفاظت کے لئے استعمال کیا جاتا تھا۔ لیکن یہ مطلوب ہے کہ بسبار سے منسلک کسی بھی فیڈر یا ٹرانسفرم کے میں خرابی کسی طرح بسبار نظام کو متاثر نہ کرے۔ اس کے نظریہ کے تحت بسبار حفاظت ریلیز کے وقت کی ترتیب کو لمبا بنایا گیا ہے۔ لہذا جب بسبار پر خرابی ہوتی ہے تو اسے سورس سے الگ کرنے میں زیادہ وقت لگتا ہے جو بسبار نظام میں بہت زیادہ نقصان پیدا کر سکتا ہے۔
ہالانکہ آج کل، آنے والے فیڈر پر دوسرے زون کی ڈسٹنس حفاظت ریلیز کو 0.3 سے 0.5 سیکنڈ کے عامل کار کے ساتھ بسبار حفاظت کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔
لیکن یہ منصوبہ بھی ایک اہم معیب کا حامل ہے۔ یہ حفاظت کا منصوبہ بسبار کے خراب حصے کو تمیز نہیں کر سکتا۔
اب کے دنوں، برقی طاقت کے نظام کے ساتھ بہت بڑی مقدار میں طاقت کام کرتی ہے۔ لہذا کل بسبار نظام میں کوئی بھی انٹرپشن کمپنی کے لئے بہت بڑا نقصان پیدا کرتا ہے۔ لہذا بسبار کے دوران صرف خراب حصے کو الگ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

دوسرے زون کی ڈسٹنس حفاظت کے منصوبے کا ایک اور نقصان یہ ہے کہ بعض اوقات کلیئرنگ کا وقت نظام کی استحکام کو یقینی بنانے کے لئے کافی مختصر نہیں ہوتا۔
بالا ذکر مشکلات کو دور کرنے کے لئے، عام طور پر کم از کم 0.1 سیکنڈ کے عامل کار کے ساتھ ڈفرنشل بسبار حفاظت کا منصوبہ کئی SHT بسبار نظاموں پر لاگو کیا جاتا ہے۔

ڈفرنشل بسبار حفاظت

کرنٹ ڈفرنشل حفاظت

بسبار حفاظت کا منصوبہ، کیرچوف کے کرنٹ قانون کے ساتھ شامل ہے، جس کے مطابق کسی برقی نوڈ میں داخل ہونے والا کل کرنٹ بالکل ویسا ہی نوڈ سے باہر نکلنے والا کل کرنٹ کے برابر ہوتا ہے۔
لہذا، کسی بسبار حصے میں داخل ہونے والا کل کرنٹ اس بسبار حصے سے باہر نکلنے والا کل کرنٹ کے برابر ہوتا ہے۔

ڈفرنشل بسبار حفاظت کا مبدأ بہت سادہ ہے۔ یہاں، CTs کے سیکنڈریز کو متوازی طور پر جوڑا جاتا ہے۔ یعنی، تمام CTs کے S1 ٹرمینلز کو مل کر ایک بسبار تار بناتے ہیں۔ اسی طرح S2 ٹرمینلز کو مل کر ایک اور بسبار تار بناتے ہیں۔
ایک ٹرپنگ ریلی یہ دونوں بسبار تاروں کے درمیان مل کر جوڑا جاتا ہے۔

یہاں، اوپر کے شکل میں ہم ماننا چاہتے ہیں کہ نرمال حالت میں فیڈ A, B, C, D, E اور F کرنٹ IA, IB, IC, ID, IE اور IF کو کیری کرتے ہیں۔
اب، کیرچوف کے کرنٹ قانون کے مطابق،

بنیادی طور پر ڈفرنشل بسبار حفاظت کے لئے استعمال ہونے والے تمام CTs کا کرنٹ تناسب ایک جیسا ہوتا ہے۔ لہذا، تمام سیکنڈری کرنٹ کا مجموعہ بھی صفر کے برابر ہونا چاہئے۔

ابتدائی طور پر، رلے کے ذریعہ سے جو تمام CT ثانوی کے ساتھ متوازی طور پر منسلک ہے، اس کا کرنٹ iR ہے، اور iA, iB, iC, iD, iE اور iF ثانوی کرنٹ ہیں۔
اب، نوڈ X پر KCL کو لاگو کرتے ہوئے۔ X نوڈ پر KCL کے مطابق،

اس لیے، عام حالات میں بصبر حفاظت کے ترپنے والے رلے کے ذریعہ کرنٹ بہتہ نہیں ہوتا۔ یہ رلے عموماً رلے 87 کے طور پر جانا جاتا ہے۔ اب، فرض کیجئے کہ کسی بھی فیدر کے ذریعہ خارج کے کسی مقام پر نقصان ہو جاتا ہے۔ اس صورتحال میں، نقصان کا کرنٹ اس فیدر کے CT کے پرائمری کے ذریعہ گذرتا ہے۔ یہ نقصان کا کرنٹ باس کے ساتھ منسلک تمام دیگر فیدروں سے متعلق ہوتا ہے۔ لہذا، نقصان کی صورتحال میں، اگر ہم نوڈ K پر KCL لاگو کرتے ہیں تو، ہم آبادی کو iR = 0 ملتا ہے۔

یعنی، خارج کے نقصان کی صورتحال میں، رلے 87 کے ذریعہ کرنٹ بہتہ نہیں ہوتا۔ اب ایک صورتحال کو سمجھیں جب باس کے خود میں نقصان ہو۔
اس صورتحال میں بھی، نقصان کا کرنٹ باس کے ساتھ منسلک تمام فیدروں سے متعلق ہوتا ہے۔ لہذا، اس صورتحال میں، تمام متعلقہ نقصان کے کرنٹ کا مجموعہ کل نقصان کے کرنٹ کے برابر ہوتا ہے۔
اب، نقصان کے راستے میں کوئی CT نہیں ہوتا۔ (خارج کے نقصان میں، نقصان کا کرنٹ اور مختلف فیدروں کے ذریعہ نقصان کے کرنٹ کے متعلق کرنٹ دونوں کے راستے میں CT ملتا ہے)۔

ثانوی کرنٹ کا مجموعہ صفر کے برابر نہیں ہوتا۔ یہ نقصان کے کرنٹ کے ثانوی معیار کے برابر ہوتا ہے۔
اب، اگر ہم نوڈز پر KCL لاگو کرتے ہیں تو، ہم iR کی غیر صفر قدر ملتی ہے۔
لہذا، اس صورتحال میں کرنٹ رلے 87 کے ذریعہ بہنے لگتا ہے اور یہ اس باس کے سیکشن سے منسلک تمام فیدروں کے متعلق سرکٹ بریکر کو ترپنے کا باعث بناتا ہے۔
چونکہ باس کے اس سیکشن سے منسلک تمام آمدی اور صادری فیدروں کو ترپا گیا ہے، باس مردہ ہوجاتا ہے۔
یہ تفریقی باس حفاظت کا منصوبہ باس کے کرنٹ تفریقی حفاظت کے طور پر بھی جانا جاتا ہے۔

تفریقی حفاظت کا سیکشنائزڈ باس

جاری بس کے کرںٹ ڈفرینشل حفاظت کے اصول کی وضاحت کرتے وقت، ہم نے ایک سادہ غیر حصوں میں تقسیم شدہ بس دکھائی تھی۔ لیکن معقول طور پر زیادہ وولٹیج والے نظام میں الیکٹریکل بس کو نظام کی استحکام بڑھانے کے لیے ایک سے زیادہ حصوں میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ یہ اس لیے کیا جاتا ہے کہ بس کے ایک حصے میں خرابی دوسرے حصے کو متاثر نہ کرے۔ اس لیے بس کی خرابی کے دوران، مکمل بس منقطع ہو جائے گی۔ آئیے دو حصوں والی بس کی حفاظت پر تبصّر کریں۔

یہاں، بس سیکشن A یا زون A CT₁، CT₂ اور CT₃ کے درمیان محصور ہے جہاں CT₁ اور CT₂ فیڈر CT ہیں اور CT₃ بس CT ہے۔ اسی طرح بس سیکشن B یا زون B CT₄، CT₅ اور CT₆ کے درمیان محصور ہے جہاں CT₄ بس CT ہے، CT₅ اور CT₆ فیڈر CT ہیں۔ لہٰذا، زون A اور B اس بات کو یقینی بنانے کے لیے اوورلیپ ہوتے ہیں کہ اس بس بار کی حفاظت کے منصوبے کے تحت کوئی زون باقی نہ رہے۔ CT₁، 2 اور 3 کے ASI ٹرمینلز ایک دوسرے کے ساتھ جوڑے جاتے ہیں تاکہ ثانوی بس ASI تشکیل دی جا سکے؛ CT₄، 5 اور 6 کے BSI ٹرمینلز ایک دوسرے کے ساتھ جوڑے جاتے ہیں تاکہ ثانوی بس BSI تشکیل دی جا سکے۔ تمام CTs کے S₂ ٹرمینلز ایک دوسرے کے ساتھ جوڑے جاتے ہیں تاکہ ایک عام بس S₂ تشکیل دی جا سکے۔ اب، زون A کے لیے بس بار کی حفاظت ریلے 87A بس ASI اور S₂ کے درمیان جوڑی گئی ہے۔ زون B کے لیے ریلے 87B بس BSI اور S₂ کے درمیان جوڑی گئی ہے۔ یہ حصہ بس بار ڈفرینشل حفاظت کا منصوبہ بس بار کی سادہ کرںٹ ڈفرینشل حفاظت کے کچھ انداز میں کام کرتا ہے۔ یعنی، زون A میں کوئی بھی خرابی صرف CB₁، CB₂ اور بس C_B کو ٹرِپ کرے گی۔ زون B میں کوئی بھی خرابی صرف CB₅، CB₆ اور بس CB کو ٹرِپ کرے گی۔ لہٰذا، بس کے کسی بھی حصے میں خرابی صرف اس حصے کو لائیو سسٹم سے علیحدہ کر دے گی۔ بس بار کی کرںٹ ڈفرینشل حفاظت میں، اگر CT ثانوی سرکٹس، یا بس تار کھلے ہوں تو ریلے چالو ہو سکتی ہے تاکہ بس کو لائیو سسٹم سے علیحدہ کیا جا سکے۔ لیکن یہ مناسب نہیں ہے۔

ڈی سی سرکٹ آف ڈیفرینشل بس بار پروٹیکشن

نیچے دیا گیا ایک معمولی ڈی سی سرکٹ بس بار ڈیفرینشل پروٹیکشن سکیم کا ہے۔

یہاں، CSSA اور CSSB دو سیلیکٹر سوئچ ہیں جو زون A اور زون B کے لئے ترتیب سے بس بار پروٹیکشن سسٹم کو خدمات میں رکھنے کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔
اگر CSSA "IN" پوزیشن میں ہے تو زون A کے لئے پروٹیکشن سکیم خدمات میں ہے۔
اگر CSSB "IN" پوزیشن میں ہے تو زون B کے لئے پروٹیکشن خدمات میں ہے۔
عام طور پر دونوں سوئچ نرمال آپریٹنگ حالت میں "IN" پوزیشن میں ہوتے ہیں۔ یہاں، 96A اور 96B کے ریلے کوائل ترتیب سے ڈیفرینشل بس بار پروٹیکشن ریلے کنٹیکٹ 87A-1 اور 87B-1 کے ساتھ سیریز میں ہیں۔
96A ریلے ملٹی کنٹیکٹ ریلے ہے۔ زون A میں ہر سرکٹ بریکر کو 96A کے انفرادی کنٹیکٹ سے جوڑا گیا ہے۔
اسی طرح، 96B ملٹی کنٹیکٹ ریلے ہے اور زون-B میں ہر سرکٹ بریکر کو 96B کے انفرادی کنٹیکٹ سے جوڑا گیا ہے۔
اگرچہ یہاں ہم ہر محفوظ زون کے لئے صرف ایک ٹرپنگ ریلے استعمال کرتے ہیں، لیکن یہ ہر فیڈر کے لئے ایک انفرادی ٹرپنگ ریلے استعمال کرنے سے بہتر ہے۔ اس سکیم میں ہر فیڈر سرکٹ بریکر کے لئے ایک پروٹیکٹو ریلے فراہم کیا گیا ہے، جبکہ دو ٹرپنگ ریلے، ایک زون A کے لئے اور دوسرا زون B کے لئے بس سیکشن یا بس کوپلر سرکٹ بریکر کے لئے فراہم کیے گئے ہیں۔
زون A یا بس سیکشن A میں انٹرول فالٹ پر، متعلقہ بس پروٹیکشن ریلے 87A توانائی کو حاصل کرتا ہے جبکہ زون B میں انٹرول فالٹ کے دوران متعلقہ ریلے 87B توانائی کو حاصل کرتا ہے۔
جب 87A یا 87B کے ریلے کوائل توانائی کو حاصل کرتے ہیں تو متعلقہ نمبر کنٹیکٹ 87A-1 یا 87B-1 بند ہوجاتا ہے۔ اس لحاظ سے، ٹرپنگ ریلے 96 فالٹی زون سے منسلک سرکٹ بریکروں کو ٹرپ کرتا ہے۔ یہ بتانے کے لئے کہ زون A یا B بس بار پروٹیکشن کام کر رہا ہے، ریلے 30 کا استعمال کیا جاتا ہے۔
مثال کے طور پر، اگر ریلے 87A کام کرتا ہے تو متعلقہ "No" کنٹیکٹ 87A-2 بند ہوجاتا ہے جس سے ریلے 30A توانائی کو حاصل کرتا ہے۔ پھر ریلے 30A کا نمبر کنٹیکٹ 30A-1 بند ہوجاتا ہے تاکہ الارم ریلے 74 کو توانائی فراہم کیا جا سکے۔ متعلقہ زون کا سپر ویژن ریلے 95 بھی انٹرول فالٹ کے دوران توانائی کو حاصل کرتا ہے، لیکن اس کا 3 سیکنڈ کا ٹائم ڈیلے ہوتا ہے۔ اس لیے، فالٹ کا علاج ہوتے ہی یہ ریسیٹ ہوجاتا ہے اور اس لیے زون بس واائر شارٹنگ ریلے 95x کو پک اپ نہیں کرتا جو بس واائرز کو شارٹ کردیتا ہے۔ ایک الارم کنٹیکٹ بھی اس آکسیلیئری 95x ریلے کو دیا گیا ہے تاکہ بتایا جا سکے کہ کونسا CT اوپن سرکٹ ہے۔ نو ولٹ ریلے 80 کو ڈیفرینشل بس بار پروٹیکشن سسٹم کے ڈی سی سرکٹ کے ٹرپ اور نان ٹرپ حصے دونوں میں فراہم کیا گیا ہے تاکہ ڈی سی سپلائی کی کسی بھی ڈسکنٹینیوٹی کو ظاہر کیا جا سکے۔

ولٹیج ڈیفرینشل پروٹیکشن آف بس بار

کرنٹ ڈیفرینشل سکیم صرف اس وقت سینسٹیو ہوتی ہے جب سی ٹیز سیٹریشن نہ ہوں اور میکسیمم فالٹی حالت میں کرنٹ ریشن اور فیز اینگل ایرر کو برقرار رکھیں۔ عام طور پر یہ 80 نہیں ہوتا، خصوصاً ایک فیڈر پر باہر کے فالٹ کے کیس میں۔ فالٹی فیڈر پر سی ٹی سیٹریشن کی وجہ سے کل کرنٹ سے سیٹریشن ہو سکتی ہے اور اس کے نتیجے میں یہ بہت بڑی ایرر کا شکار ہو سکتی ہے۔ اس بڑی ایرر کی وجہ سے کسی خاص زون میں تمام سی ٹیز کا سیکنڈری کرنٹ کا مجموعہ صفر نہیں ہو سکتا۔ اس لیے ایک بڑے باہر کے فالٹ کے کیس میں یہ زون سے منسلک تمام سرکٹ بریکروں کا ٹرپنگ کا بہت زیادہ امکان ہوتا ہے۔ کرنٹ ڈیفرینشل بس بار پروٹیکشن کی یہ غلط عمل کو روکنے کے لئے 87 ریلے کو بالکل ہائی پک اپ کرنٹ اور کافی ٹائم ڈیلے کے ساتھ فراہم کیا جاتا ہے۔
کرنٹ ٹرانسفارمر کی سیٹریشن کی سب سے بڑی مسئلہ خیز وجوہات میں سے ایک شارٹ سرکٹ کرنٹ کا ٹرانسینٹ ڈی سی کمپوننٹ ہوتا ہے۔
اس مسئلے کو آئر کور سی ٹیز کا استعمال کرکے حل کیا جا سکتا ہے۔ یہ کرنٹ ٹرانسفارمر لائنیئر کوپلر بھی کہلاتا ہے۔ کرنٹ ٹرانسفارمر کا کور آئرن کا استعمال نہیں کرتا اس لیے یہ سی ٹیز کا سیکنڈری کریکٹر لائن ہوتا ہے۔
ولٹیج ڈیفرینشل بس بار پروٹیکشن میں تمام آنے والے اور جانے والے فیڈرز کے سی ٹیز کو سیریز میں جوڑا جاتا ہے نہ کہ پارلیل۔

تمام سی ٹیز کے سیکنڈری اور ڈیفرینشل ریلے کا ایک بند لوپ بناتے ہیں۔ اگر تمام سی ٹیز کی پولارٹی درست میچ کی گئی ہو تو تمام سی ٹیز سیکنڈری کا ولٹیج کا مجموعہ صفر ہوتا ہے۔ اس لیے ڈیفرینشل ریلے کے ساتھ کوئی نتیجہ ولٹیج ظاہر نہیں ہوتا۔ جب بس فالٹ ہوتا ہے تو تمام سی ٹیز سیکنڈری ولٹیج کا مجموعہ صفر نہیں رہتا۔ اس لیے لوپ میں کرنٹ کا گردش کرنے کا امکان ہوتا ہے۔ اس لوپ کرنٹ کو ڈیفرینشل ریلے کے ذریعے بھی گزرنا پڑتا ہے، اس لیے ریلے کام کرتا ہے اور محفوظ بس زون سے منسلک تمام سرکٹ بریکروں کو ٹرپ کرتا ہے۔ جب گراؤنڈ فالٹ کرنٹ کو نیوٹرل امپیڈنس کے ذریعے شدید حد تک محدود کیا جاتا ہے تو عام طور پر کوئی سلیکٹوٹی مسئلہ نہیں ہوتا۔ اگر ایسے مسئلے موجود ہوں تو اضافی مزید سینسٹو ریلینگ ایکواپمنٹ کا استعمال کرتے ہوئے اسے حل کیا جاتا ہے جس میں ایک سپر ویژن پروٹیکٹو ریلے شامل ہوتا ہے۔

بیانیہ: اصل کو سمجھا جائے، اچھے مضامین شریک کرنے کے قابل ہیں، اگر نقل کاری ہو تو مہرمٹ کی درخواست کریں۔