تفاضلی ریلے
پاور سسٹم میں استعمال ہونے والے ریلے مختلف قسم کے ہوتے ہیں۔ ان میں سے دیفرینشل ریلے ترانسفورمرز اور جنریٹروں کو مقامی خرابیوں سے بچانے کے لئے بہت عام استعمال ہوتا ہے۔
دیفرینشل ریلے حفاظت کے زون کے اندر واقع ہونے والی خرابیوں کے لئے بہت حساس ہوتے ہیں لیکن وہ حفاظت کے زون کے باہر ہونے والی خرابیوں کے لئے کم حساس ہوتے ہیں۔ زیادہ تر ریلے کسی مقدار کو پیش سے تفویض کردہ قیمت سے زیادہ ہونے پر کام کرتے ہیں، مثال کے طور پر اوور کرنٹ ریلے کرنٹ کو پیش سے تفویض کردہ قیمت سے زیادہ ہونے پر کام کرتا ہے۔ لیکن دیفرینشل ریلے کا اصول کچھ مختلف ہے۔ یہ دو یا دو سے زیادہ مشابہ الیکٹرکل کمیٹیز کے درمیان فرق پر منحصر کام کرتا ہے۔
دیفرینشل ریلے کی تعریف
دیفرینشل ریلے وہ ہے جو دو یا دو سے زیادہ مشابہ الیکٹرکل کمیٹیز کے درمیان فرق پیش سے تفویض کردہ قیمت سے زیادہ ہونے پر کام کرتا ہے۔ دیفرینشل ریلے کے سکیم کے مدار میں، الیکٹرکل پاور سروس کے دو حصوں سے دو کرنٹ آتے ہیں۔ یہ دونوں کرنٹ ایک جنکشن پوائنٹ پر ملتے ہیں جہاں ایک ریلے کoil کا لنکا ہوتا ہے۔ کیرچوف کرنٹ لا کے مطابق، ریلے کoil سے گزرنا کرنٹ کچھ نہیں بلکہ دو کرنٹوں کا مجموعہ ہوتا ہے، جو الیکٹرکل پاور سروس کے دو مختلف حصوں سے آتے ہیں۔ اگر دونوں کرنٹ کی قطبیت اور ایمپلیٹیوڈ ایسی ہو کہ معمولی عمل کی حالت میں ان کا فیزور مجموعہ صفر ہو۔ اس طرح معمولی عمل کی حالت میں ریلے کcoil سے کوئی کرنٹ گزرنا نہیں ہوگا۔ لیکن اگر پاور سروس میں کوئی غیر معمولی صورتحال ہو تو یہ توازن توڑ دے گا، یعنی دونوں کرنٹ کا فیزور مجموعہ صفر نہیں رہے گا اور ریلے کcoil سے غیر صفر کرنٹ گزرنا شروع ہوگا جس کے باعث ریلے کام کرے گا۔
کرنٹ دیفرینشل سکیم میں، دو سیٹ کرنٹ ٹرانسفارمر ہوتے ہیں جن میں سے ہر ایک دیفرینشل ریلے کے ذریعے محفوظ کئے جانے والے معدات کے دونوں طرف لنکا ہوتا ہے۔ کرنٹ ٹرانسفارمر کے تناسب ایسے چنا جاتے ہیں کہ دونوں کرنٹ ٹرانسفارمرز کے ثانوی کرنٹ میں ایک دوسرے کے مطابق میچ کرتے ہیں۔
کرنٹ ٹرانسفارمرز کی قطبیت ایسی ہوتی ہے کہ ان کے ثانوی کرنٹ ایک دوسرے کو مخالف ہوتے ہیں۔ مدار سے واضح ہے کہ صرف اگر یہ دو ثانوی کرنٹ کے درمیان کوئی غیر صفر فرق پیدا ہو تو ہی یہ دیفرینشل کرنٹ ریلے کcoil سے گذراتا ہے۔ اگر یہ فرق ریلے کے پیک اپ قیمت سے زیادہ ہو تو یہ کام کرے گا تاکہ محفوظ کئے جانے والے معدات کو سسٹم سے علاحدہ کر دے۔ دیفرینشل ریلے میں استعمال ہونے والا ریلینگ عنصر ایک ایٹریکٹ آرمیچر ٹائپ فوری ریلے ہے کیونکہ دیفرینشل سکیم صرف محفوظ کئے جانے والے معدات کے اندر ہونے والی خرابی کو صاف کرنے کے لئے تیار کی گئی ہے، دیفرینشل ریلے صرف محفوظ کئے جانے والے معدات کی داخلی خرابی کو صاف کرنا چاہئے، لہذا محفوظ کئے جانے والے معدات کو معدات کے اندر خرابی کے وقوع کے فوراً بعد علاحدہ کرنا چاہئے۔ اس کے لئے سسٹم کے دیگر ریلیوں کے ساتھ کوئی ٹائم ڈیلے کی ضرورت نہیں ہوتی۔
دیفرینشل ریلے کی قسمیں
عمل کے اصول کے مطابق دو دیفرینشل ریلے کی قسمیں ہیں۔
کرنٹ بالنس دیفرینشل ریلے
ولٹیج بالنس دیفرینشل ریلے
کرنٹ دیفرینشل ریلے میں، دو کرنٹ ٹرانسفارمرز محفوظ کئے جانے والے معدات کے دونوں طرف لگائے جاتے ہیں۔ کرنٹ ٹرانسفارمرز کے ثانوی مدار کو ایسے سیریز میں لنکا کیا جاتا ہے کہ وہ دوں کے ثانوی کرنٹ کو ایک ہی سمت میں لے جاتے ہیں۔
ریلے کے اپریٹنگ کوئل کو سی تی کے دوسرا کرکٹ میں جڑا ہوتا ہے۔ عام ساز و عمل کی شرائط میں، محفوظ کیا گیا معدات (بھاو بجلی کا ٹرانس فارمر یا البترنیٹر) عام بجلی کو رکھتا ہے۔ اس صورت حال میں، کہیں سی تی1 کا دوسرا بجلی I1 ہے اور سی تی2 کا دوسرا بجلی I2 ہے۔ سرکٹ سے بھی واضح ہے کہ ریلے کوئل سے گذرنے والا بجلی کچھ نہیں بلکہ I1-I2 ہے۔ جیسا کہ ہم پہلے کہ چکے ہیں، بجلی کے ٹرانس فارمر کا تناسب اور قطبیت ایسے طور پر چنا گیا ہے کہ I1 = I2، لہذا ریلے کوئل کے ذریعے کوئی بجلی نہیں گذرتا ہے۔ اب اگر کسی خرابی کی صورت میں سی تی کے زون کے باہر کوئی خرابی ہوتی ہے، تو خرابی کا بجلی دونوں بجلی کے ٹرانس فارمر کے پرایمری کے ذریعے گذرتا ہے اور یہ دونوں بجلی کے ٹرانس فارمر کے دوسرا بجلی عام ساز و عمل کی شرائط کے مطابق ہوتا ہے۔ اس لیے اس صورت حال میں ریلے کام نہیں کرتا ہے۔ لیکن اگر محفوظ کیا گیا معدات کے اندر کسی قسم کی زمین کی خرابی ہوتی ہے، تو دونوں دوسرا بجلی مساوی نہیں رہتے ہیں۔ اس صورت میں ڈفرانشل ریلے کام کرتا ہے تاکہ خراب معدات (ٹرانس فارمر یا البترنیٹر) کو نظام سے الگ کر دیا جا سکے۔
بنیادی طور پر اس قسم کے ریلے نظام کو کچھ حوالے سے معاملات کا سامنا کرنا پڑتا ہے
سی تی کے دوسرا سے ریموت ریلے پینل تک کیبل کی آمیزی کے درمیان عدم مطابقت کا امکان ہو سکتا ہے۔
ان گائیڈ کیبلز کی کیپیسٹنس کی وجہ سے معدات کے باہر کسی بڑی خرابی کے وقت ریلے کی غلط کام کر سکتی ہے۔
بجلی کے ٹرانس فارمر کے خصوصیات کا صحیح مطابقت نہیں حاصل کیا جا سکتا ہے، لہذا عام ساز و عمل کی شرائط میں ریلے کے ذریعے کچھ بجلی کا روانہ ہونا ممکن ہے۔
فیصد ڈفرانشل ریلے
یہ تکنیک کے ذریعے محفوظ شدہ حصے سے گزر رہے کرنٹ کے کسری تعلق کے مطابق فرق کرنٹ پر جواب دینے کے لئے تیار کیا گیا ہے۔ اس قسم کے ریلے میں، ریلے کے آپریشنل کoil کے علاوہ ریسٹریننگ کoil بھی ہوتے ہیں۔ ریسٹریننگ کoil آپریشنل ٹورک کے مخالف ٹورک تیار کرتے ہیں۔ عام حالات اور گذر کرنے والی خرابی کے حالات میں، ریسٹریننگ ٹورک آپریشنل ٹورک سے زیادہ ہوتا ہے۔ اس طرح ریلے غیر فعال رہتا ہے۔ جب داخلی خرابی ہوتی ہے تو آپریشنل فورس بائیس فورس سے زیادہ ہوجاتی ہے اور نتیجے میں ریلے کام کرنا شروع کرتا ہے۔ اس بائیس فورس کو ریسٹریننگ کoil کے ٹرنز کی تعداد کو تبدیل کرکے سیٹ کیا جا سکتا ہے۔ نیچے دی گئی تصویر کے مطابق، اگر I1 CT1 کا ثانوی کرنٹ ہے اور I2 CT2 کا ثانوی کرنٹ ہے تو آپریشنل کoil کے ذریعے گذرنے والا کرنٹ I1 – I2 ہے اور ریسٹریننگ کoil کے ذریعے گذرنے والا کرنٹ (I1 + I2)/2 ہے۔ عام حالات اور گذر کرنے والی خرابی کے حالات میں، ریسٹریننگ کoil کے ذریعے کرنٹ (I1+ I2)/2 کی وجہ سے تیار ہونے والا ٹورک آپریشنل کoil کے ذریعے کرنٹ I1– I2 کی وجہ سے تیار ہونے والا ٹورک سے زیادہ ہوتا ہے لیکن داخلی خرابی کے حالت میں یہ مخالف ہوجاتے ہیں۔ اور بائیس سیٹنگ (I1– I2) کو (I1+ I2)/2 کے تناسب کے طور پر تعریف کی جاتی ہے۔
اوپر کی وضاحت سے واضح ہے کہ ریسٹریننگ کoil سے گذرنے والا کرنٹ زیادہ ہوگا تو آپریشنل کoil کے کام کرنے کے لئے درکار کرنٹ کی مقدار بڑھے گی۔ ریلے کو فی صد ریلے کہا جاتا ہے کیونکہ ٹرپ ہونے کے لئے درکار آپریشنل کرنٹ کو گذر کرنے والے کرنٹ کے فیصد کے طور پر ظاہر کیا جا سکتا ہے۔
ڈیفرنشل ریلے کے لئے CT کا تناسب اور کنکشن
اس سادہ انگشت کے نکات کے مطابق، کسی بھی ستارہ واائنڈنگ پر موجود کرنٹ ٹرانسفارمر کو ڈیلٹا میں کنکٹ کیا جانا چاہئے اور کسی بھی ڈیلٹا واائنڈنگ پر موجود کرنٹ ٹرانسفارمر کو ستارہ میں کنکٹ کیا جانا چاہئے۔ یہ کرنٹ کی وجہ سے ریلے کرکٹ میں صفر تسلسل کرنٹ کو ختم کرنے کے لئے کیا جاتا ہے۔
اگر CTs کو ستارہ میں کنکٹ کیا جائے تو CT کا تناسب In/1 یا 5 A ہوگا
CTs کو ڈیلٹا میں کنکٹ کرنے کے لئے CT کا تناسب In/0.5775 یا 5×0.5775 A ہوگا
ولٹیج بالانس ڈیفرنشل ریلے
اس میں کرنٹ ترانسفارمر کو اپریشنل ڈوائریکشن کے دونوں طرف ایسے طور پر جڑا ہوتا ہے کہ دونوں کرنٹ ترانسفارمرز کے ثانوی سیکشن میں القاء ہونے والے EMF آپس میں متضاد ہوتے ہیں۔ یعنی اپریشنل ڈوائریکشن کے دونوں طرف کے کرنٹ ترانسفارمرز کے ثانوی سیکشن کو متضاد قطبیت کے ساتھ سیریز میں جوڑا جاتا ہے۔ دفرنشل ریلے کی کoil کو کرنٹ ترانسفارمرز کے ثانوی سیکشن کے سیریز کنکشن کے ذریعے بنائے گئے لوپ کے کہیں میں داخل کیا جاتا ہے جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے۔ عام کارکردگی کی صورتحال میں اور گزرنے والی فلٹ کی صورتحال میں، دونوں کرنٹ ترانسفارمرز کے ثانوی سیکشن میں القاء ہونے والے EMF برابر اور آپس میں متضاد ہوتے ہیں اور اس لیے ریلے کی کoil میں کوئی بھی کرنٹ بہنے کی ضرورت نہیں ہوتی۔ لیکن جب اپریشنل ڈوائریکشن میں کوئی داخلی فلٹ ہوتی ہے تو یہ EMF متعادل نہیں رہتے اور اس لیے ریلے کی کoil میں کرنٹ شروع ہوجاتا ہے جس کی وجہ سے سرکٹ بریکر کا ٹرپ ہو جاتا ہے۔
ولٹیج بالنس ڈفرینشل ریلے میں کچھ نقصانات ہیں جیسے کہ کرنٹ ترانسفارمرز کے جوڑوں کے درمیان صحیح بالنس کے لیے ملٹی ٹیپ ٹرانسفارمر کی تعمیر کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ نظام کم لمبائی کے کیبل کی حفاظت کے لیے مناسب ہے ورنہ پائلٹ واائرز کی کیپیسٹنس کارکردگی کو خراب کرتی ہے۔ لمبے کیبلز پر چارجنگ کرنٹ کافی ہوتا ہے تاکہ ریلے کو چلاتا ہے، چاہے کرنٹ ترانسفارمرز کے درمیان کامل بالنس حاصل ہو۔
یہ نقصانات ترانسلے سسٹم/سکیم کو متعارف کروانے سے دور کیے جا سکتے ہیں جو کہ متعارف کرایا گیا بالنس ولٹیج ڈفرینشل ریلے سسٹم ہیں۔ ترانسلے سکیم کا اصل طور پر فیڈرز کی ڈفرینشل حفاظت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
یہاں، دو سیٹ کرنٹ ترانسفارمرز کو فیڈر کے دونوں طرف جڑا ہوتا ہے۔ ہر کرنٹ ترانسفارمر کے ثانوی سیکشن کو الگ الگ ڈبل ونڈنگ انڈکشن ٹائپ ریلے سے لیس کیا جاتا ہے۔ ہر کرنٹ ترانسفارمر کا ثانوی سیکشن ڈبل ونڈنگ انڈکشن ٹائپ ریلے کے پرائمری سرکٹ کو فیڈ کرتا ہے۔ ہر ریلے کا ثانوی سرکٹ سیریز میں جوڑا جاتا ہے تاکہ پائلٹ واائرز کے ذریعے بند لوپ بنائاجا سکے۔ کنکشن ایسے ہونا چاہیے کہ، ایک ریلے کے ثانوی کoil میں القاء ہونے والا ولٹیج دوسرے کے سے متضاد ہو۔ کمپینسنگ ڈیوائس پائلٹ واائرز کی کیپیسٹنس کرنٹس کے اثر کو محایدر کرتا ہے اور دو کرنٹ ترانسفارمرز کے درمیان ذاتی عدم مساوات کا اثر بھی محایدر کرتا ہے۔
عام کارکردگی کی صورتحال میں اور گزرنے والی فلٹ کی صورتحال میں، فیڈر کے دونوں طرف کا کرنٹ ایک جیسا ہوتا ہے اور اس لیے کرنٹ ترانسفارمرز کے ثانوی سیکشن میں القاء ہونے والا کرنٹ بھی برابر ہوتا ہے۔ یہ برابر کرنٹس ہر ریلے کے پرائمری میں برابر EMF القاء کرتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، ریلے کے ثانوی سیکشن میں القاء ہونے والا EMF بھی برابر ہوتا ہے لیکن کoil ایسے جڑے ہوتے ہیں کہ یہ EMF متضاد ہوتے ہیں۔ اس لیے، پائلٹ لوپ میں کوئی بھی کرنٹ بہنے کی ضرورت نہیں ہوتی اور اس لیے کوئی بھی ریلے میں کارکردگی کا ٹورک پیدا نہیں ہوتا۔
لیکن اگر فیڈر میں کرنٹ ترانسفارمرز کے درمیان کسی زون میں کوئی فلٹ ہوتی ہے تو فیڈر سے باہر نکلنے والے کرنٹ اور فیڈر میں داخل ہونے والے کرنٹ کے درمیان کوئی برابری نہیں رہتی۔ نتیجے کے طور پر، دونوں کرنٹ ترانسفارمرز کے ثانوی سیکشن میں کرنٹ کے درمیان کوئی برابری نہیں رہتی۔ یہ غیر مساوی ثانوی کرنٹس دونوں ریلے میں غیر مساوی ثانوی القاء ہونے والا ولٹیج پیدا کرتے ہیں۔ اس لیے، پائلٹ لوپ میں کرنٹ شروع ہو جاتا ہے اور دونوں ریلے میں ٹورک پیدا ہو جاتا ہے۔
ثانوی کرنٹ کی دشمن ڈائریکشن کی وجہ سے، ایک ریلے میں ٹورک ٹرپ کنٹیکٹ کو بند کرنے کی طرف کام کرتا ہے اور ایک ہی وقت میں دوسرے ریلے میں پیدا ہونے والا ٹورک ٹرپ کنٹیکٹ کو عام غیر کارکردگی کی حالت میں رکھنے کی طرف کام کرتا ہے۔ کارکردگی کا ٹورک فیڈر کے حفاظتی زون میں فلٹ کی پوزیشن اور قسم پر منحصر ہوتا ہے۔ فیڈر کے معیوب حصے کو صحت مند حصے سے جدا کیا جاتا ہے جب کم از کم ایک ریلے کا کوئی عنصر کارکردگی کرتا ہے۔
یہ نوٹ کیا جا سکتا ہے کہ ترانسلے حفاظتی سکیم میں، ریلے کے پرائمری کور کے مرکزی لیم کے ساتھ بند کپر رنگ کا رنگ لگایا جاتا ہے۔ ان رنگوں کو پائلٹ کیپیسٹنس کرنٹس کے اثر کو محایدر کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ کیپیسٹنس کرنٹس پائلٹ پر لاگو ہونے والے ولٹیج کو 90o سے آگے بڑھاتے ہیں اور جب وہ کم انڈکٹو کارکردگی کے اوپریٹنگ ونڈنگ میں بہتے ہیں، تو یہ فلکس بھی پائلٹ ولٹیج کو 90o سے آگے بڑھاتے ہیں۔ کیونکہ پائلٹ ولٹیج ریلے کے ثانوی کoil میں القاء ہونے والا ولٹیج ہوتا ہے، اس لیے یہ میگناٹک فیلڈ کے ائیر گیپ میں فلکس کے پیچھے کافی زاویہ سے پیچھے رہ جاتا ہے۔ بند کپر رنگ ایسے تنظیم کیے جاتے ہیں کہ زاویہ تقریباً 90o ہو۔ اس طرح فلکس ڈسک پر ایک جیسا ہوتے ہیں اور اس لیے ریلے ڈسک پر کوئی ٹورک لاگو نہیں ہوتا۔
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
