ہائی وولٹیج SF6 سرکٹ بریکر کے اینرجی سٹوریج فلٹ کے باعث کلوسنگ کوئل کے برن آؤٹ کا تجزیہ اور بہتری

ہائی-ولٹیج SF₆ سرکٹ بریکرز تین فیز کے 50Hz آؤٹ ڈور ہائی-ولٹیج برقی معدات ہیں۔ ان میں خود کار توانائی کے آرک-مٹا دینے والے چیمبر کی ساخت ہوتی ہے اور ان میں سپرنگ آپریشنگ میکانزم لگائے جاتے ہیں۔ ان سرکٹ بریکرز کی ساخت آسان، آپریشن آسان اور سلامتی اور قابل اعتمادی کی درجہ بلند ہوتی ہے۔ لہذا وہ منتقلی اور تقسیم خطوط کے کنٹرول اور حفاظت کے لئے وسیع طور پر استعمال ہوتے ہیں اور ان کو تیار کرنے کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

ایک معیاری سب سٹیشن کے 110kV نظام میں یہ قسم کا سرکٹ بریکر استعمال کیا جاتا ہے۔ لیکن عمل کے سالوں کے عبور کے ساتھ، دوسرے مدار میں کمزوریاں ظاہر ہونے لگتی ہیں۔ خصوصاً، توانائی کے ذخیرہ مدار میں مسئلے کی وجہ سے بند ہونے والا کoil جلنے کی خرابیاں عام طور پر ہوتی ہیں۔ یہ مضمون اس قسم کے سرکٹ بریکر کے آپریشن کے دوران واقع ہونے والی ایک خاص خرابی کے مثال کے طور پر تجزیہ کرتا ہے اور متعلقہ بہتری کے اقدامات پیش کرتا ہے۔

1 خرابی کی شکل

220kV سب سٹیشن کے 110kV SF₆ سرکٹ بریکر میں سپرنگ آپریشنگ میکانزم کو توانائی کا ذخیرہ کرنے کا آلہ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ جب سرکٹ بریکر کھلتا ہے اور بند ہونے کا برقی مدار نرمال ہوتا ہے تو آپریٹنگ کے عمل کاری کو بند ہونے کا سائنل بھیجتے ہیں۔ لیکن سرکٹ بریکر نہ صرف بند نہیں ہوتا بلکہ اس کا بند ہونے والا کoil بھی جلتا ہے۔ جب تمام بند ہونے کے شرائط پورے ہوتے ہیں تو یہ خاص خرابی کیوں ہوتی ہے؟ مماثل خرابیوں کی دہرانے سے روکنے کے لئے جدید تحقیق اور تجزیہ کی ضرورت ہوتی ہے۔

2 خرابی کا تجزیہ

اس قسم کے سرکٹ بریکر کے بند ہونے کے کنٹرول مدار میں، YF "مقامی/دور" تبدیلی کا سوئچ ہے (جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے)۔ جب دور سے بند ہونے کی ضرورت ہوتی ہے تو آپریشن کے طاقت کے مثبت پول کو C7→YF کنٹیکٹس 3 - 4→anti-tripping معاون ریلے 52Y کے معمولی بند کنٹیکٹس 31 - 32→سپرنگ توانائی کا ذخیرہ کرنے والے ریلے 99CN کے معمولی بند کنٹیکٹس 21 - 22→ریلے 49MX کے معمولی بند کنٹیکٹس 31 - 32→بند ہونے کے سپرنگ کی حالت کا مراقبہ کرنے والے ریلے 33HBX کے معمولی بند کنٹیکٹس 31 - 32→سرکٹ بریکر کے معمولی معاون کنٹیکٹس 1 - 2 اور 5 - 6→بند ہونے والا کoil 52C→SF₆ گیس کے کم ولٹیج لاک ریلے 63GLX کے معمولی بند کنٹیکٹس 31 - 32→آپریشن کنٹرول طاقت کے منفی پول تک جاتا ہے۔ جب طاقت کا ولٹیج بند ہونے والا کoil 52C پر لگا دیا جاتا ہے تو الیکٹرومیگنیٹ کا کام کرتا ہے اور سرکٹ بریکر بند ہوجاتا ہے۔

بالا مدار کے تجزیہ کے بنیاد پر، بند ہونے والا کoil 52C کو توانائی دینے کے لئے درج ذیل چار شرائط پوری ہونی چاہئیں:

•  52Y، 49MX، اور 33HBX کے کoil نہ ہوں، اور ان کے معمولی بند کنٹیکٹس 31 - 32 بند ہونے کے کنٹرول مدار میں جڑے ہوں؛

• 99CN کا کoil نہ ہو، اور اس کے معمولی بند کنٹیکٹس 21 - 22 بند ہونے کے کنٹرول مدار میں جڑے ہوں؛

• 52B کھلا ہو، اور اس کے معمولی معاون کنٹیکٹس 1 - 2 اور 5 - 6 بند ہونے کے کنٹرول مدار میں جڑے ہوں؛

• SF₆ گیس کے ریلے 63GLX کے معمولی بند کنٹیکٹس 31 - 32 بند ہوں، بند ہونے کے کنٹرول مدار کو جوڑتے ہوں۔

تجزیہ کے ذریعے یہ واضح ہوتا ہے کہ جب تمام بالا ذکر شدہ شرائط پوری ہوتی ہیں تو کنٹرول ولٹیج کcoil پر لگا دیا جا سکتا ہے، جس کی وجہ سے بند ہونے والا کoil جلتا ہے۔ جب کھپٹا کا پہلا جائزہ لیا جاتا ہے تو پتہ چلتا ہے کہ SF₆ گیس کا دباؤ میٹر نرمال ہے، حالانکہ بند ہونے کے سپرنگ کی مکینکل انڈیکیشن کے مطابق توانائی کا ذخیرہ نہیں ہے۔ جب توانائی کا ذخیرہ نہیں ہوتا ہے تو کیوں بند ہونے کا مدار کام کرتا ہے؟ لہذا بند ہونے کے سپرنگ کے توانائی کے ذخیرہ کرنے کے مدار کو مزید جائزہ لینے کی ضرورت ہوتی ہے۔

شکل 1 میں موتروں کے ذخیرہ کرنے کے مدار سے ظاہر ہوتا ہے کہ جب اس سرکٹ بریکر کا بند ہونے کا سپرنگ توانائی کا ذخیرہ نہیں کرتا ہے تو سرکٹ بریکر میکانزم کے پیچھے لگائے گئے توانائی کے ذخیرہ کرنے کے لمٹ سوئچ 33HB کے معمولی بند کنٹیکٹ C - NC DC کنٹرول طاقت کے مثبت پول کو کنٹرول کرتا ہے:

• سپرنگ توانائی کا ذخیرہ کرنے والا ریلے 99CN توانائی سے کام کرتا ہے اور اس کی طاقت موتر کے مدار کو جوڑتی ہے، اور بند ہونے کا سپرنگ برقی طور پر توانائی کا ذخیرہ کرتا ہے؛ اسی وقت 99CN کے معمولی بند کنٹیکٹس 21 - 22 بند ہونے کے کنٹرول مدار میں منقطع ہو جاتے ہیں، سپرنگ کے توانائی کا ذخیرہ کرنے کے دوران سرکٹ بریکر کے غلط سے بند ہونے سے روکتے ہیں۔

• جب بند ہونے کے سپرنگ کی حالت کا مراقبہ کرنے والا معاون ریلے 33HBX کا کoil توانائی سے کام کرتا ہے تو 33HBX کے معمولی بند کنٹیکٹس 31 - 32 بند ہونے کے کنٹرول مدار میں منقطع ہو جاتے ہیں۔ یہ یقینی بناتا ہے کہ سپرنگ کے توانائی کا ذخیرہ کرنے کے دوران سرکٹ بریکر کا دوسرا بند ہونے کا مدار کھلا رہتا ہے، 99CN کے معمولی بند کنٹیکٹس 21 - 22 کے ساتھ قابل اعتماد دوگنا قفل کا کام کرتا ہے۔

جب سپرنگ کا توانائی کا ذخیرہ مکمل ہوتا ہے تو توانائی کے ذخیرہ کرنے کے میکانزم کے مکینکل کمپوننٹس توانائی کے ذخیرہ کرنے کے لمٹ سوئچ 33HB کے معمولی بند کنٹیکٹ C - NC کو منقطع کرتے ہیں۔ 99CN اور 33HBX کے کoil توانائی سے منقطع ہو جاتے ہیں اور توانائی کا ذخیرہ ختم ہوجاتا ہے۔ 99CN کے معمولی بند کنٹیکٹس 21 - 22 اور 33HBX کے معمولی بند کنٹیکٹس 31 - 32 بند ہونے کے کنٹرول مدار کو جوڑتے ہیں۔ کمپوننٹ واائرنگ ڈیاگرام میں کنٹیکٹس کے کام کے بنیاد پر، صرف تب ہی بند ہونے کا مدار قفل ہو سکتا ہے جب 99CN اور 33HBX کے ریلے توانائی سے کام کر رہے ہوں۔ لہذا بالا تجزیہ کے بنیاد پر، یہ قیاس کیا جاتا ہے کہ توانائی کے ذخیرہ کرنے کے لمٹ سوئچ 33HB کے معمولی بند کنٹیکٹ C - NC کی خرابی موٹر کے توانائی کا ذخیرہ نہ کرنے کی وجہ ہو سکتی ہے۔

میںٹیننس کے ملازم نے سائٹ پر سرکٹ بریکر مکینزم کے پیچھے کا کور پلیٹ کھول دیا اور انرجی-سٹور لیمیٹ سوئچ کو ہٹا دیا۔ تحقیق اور پیمائش کے بعد، پتہ چلا کہ انرجی-سٹور لیمیٹ سوئچ 33HB کے درمیانی کنٹیکٹس انرجی-سٹور کے دوران خراب ہو گئے تھے، جس کی وجہ سے بجلی آپریشنل کے معمولی بند راستے C-NC سے گزر نہیں سکتی تھی۔ نتیجے میں، 99CN اور 33HBX کے کوائل بجلی نہیں وصول کر سکے۔ 99CN کنٹیکٹر کام نہیں کرتا تھا، اور بجلی انرجی-سٹور موتروں تک نہیں جا سکتی تھی۔ مزید برآں، 99CN کے معمولی بند راستے 21-22 اور 33HBX کے معمولی بند راستے 31-32 لمبے عرصے تک بند کرنے کے راستے سے منسلک رہے۔ کیونکہ سرکٹ بریکر کا سپرنگ مکینزم توانائی سے محروم تھا اور ثانوی بند کرنے کا راستہ کار کرتا تھا، نہ صرف سرکٹ بریکر معمولی طور پر بند نہیں ہوسکتا تھا بلکہ بند کرنے کا کوائل بھی جل جاتا تھا۔

3 معالجہ اور ترمیم

صرف انرجی-سٹور لیمیٹ سوئچ کو تبدیل کرنا اس مضمون میں بیان کردہ خاص خرابی کو بنیادی طور پر حل نہیں کرسکتا۔ غیر منطقی ڈیزائن اور ناقص انٹر لوکنگ مکینزم کی وجہ سے، اگر انرجی-سٹور لیمیٹ سوئچ خراب ہوجائے تو یہ بند کرنے کے راستے میں خرابی کا باعث بنے گا۔ اس لیے، انرجی-سٹور اور بند کرنے کے کنٹرول سرکٹس میں نیچے دی گئی ترمیم کی گئی ہے:
(1) انرجی-سٹور لیمیٹ سوئچ 33HB میں ایک جوڑا معمولی بند کنٹیکٹس اور ایک جوڑا معمولی کھلتا کنٹیکٹس ہوتا ہے، جس میں دونوں جوڑے مکینکل طور پر انٹر لوک ہوتے ہیں۔ ٹریول سوئچ کی خصوصیات کے مطابق، نیچے دی گئی ترمیم کی گئی ہے: 33HB کے معمولی بند کنٹیکٹ C-NC کو 99CN کے کوائل سے منسلک کریں، جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔ یہ ترمیم انرجی-سٹور کے دوران سرکٹ بریکر کے بند کرنے کے راستے کو منقطع کرنے اور بند نہ ہونے کی کارکردگی کو برقرار رکھتی ہے۔ 33HB کے معمولی کھلتا کنٹیکٹ O-NO کو 33HBX کے کوائل سے منسلک کریں۔ سپرنگ انرجی-سٹور کے درست ہونے کے بعد، 33HB کا معمولی کھلتا کنٹیکٹ O-NO بند ہو جاتا ہے اور 33HBX کے کوائل کو منسلک کرتا ہے۔ اسی وقت، بند کرنے کے کنٹرول سرکٹ میں منسلک 33HBX ریلے کے معمولی بند کنٹیکٹس 31-32 کو ہٹا دیں اور ان کی جگہ 33HBX کے معمولی کھلتا کنٹیکٹس 43-44 سے بدل دیں۔ یہ ترمیم ایک جوڑے کنٹیکٹس کے دو ریلے کو کنٹرول کرنے سے ہر جوڑے کنٹیکٹس کو ایک ریلے کو کنٹرول کرنے تک تبدیل کرتی ہے۔ یہ یقینی بناتا ہے کہ غیر انرجی-سٹور اور انرجی-سٹور کے دوران بند کرنے کا کنٹرول سرکٹ کار کرنے کا قابل نہیں ہے۔ صرف جب سپرنگ انرجی-سٹور درست ہو جائے اور 33HBX کے کوائل کو بجلی ملتی ہو اور معمولی کھلتا کنٹیکٹس 43-44 بند ہو جائیں، تو بند کرنے کا کنٹرول سرکٹ کار کرنے کا قابل ہو سکتا ہے۔ اسی وقت، یہ انرجی-سٹور لیمیٹ سوئچ پر لمبے عرصے تک کی بوجھ کو کم کرتا ہے اور اس کی عمر میں اضافہ کرتا ہے۔
(2) ایک ٹائم ریلے T شامل کریں۔ 33HBX ریلے کے معمولی بند کنٹیکٹس 31-32 کو ٹائم ریلے کے کوائل کے سلسلے میں شامل کریں، اور ٹائم ریلے کے آپریشنل ٹائم لمیٹ کو 15s تک تنظیم دیں، جو سرکٹ بریکر کے سپرنگ انرجی-سٹور کے وقت سے کچھ زیادہ ہے۔ ٹائم ریلے کو شامل کرنے سے یہ حاصل کیا جا سکتا ہے: 15s کے دوران جب سپرنگ توانائی سے محروم ہو اور انرجی-سٹور کے دوران، 33HBX کے کوائل کو بجلی نہیں ملتی ہے، معمولی بند کنٹیکٹس 31-32 بند ہوتے ہیں، اور ٹائم ریلے کو انرجی-سٹور کا نہ ہونا کا اشارہ دیتا ہے۔ جب سپرنگ انرجی-سٹور درست ہو جائے تو 33HBX کو بجلی ملتی ہے اور کام کرتا ہے، معمولی بند کنٹیکٹس 31-32 کو منقطع کر دیا جاتا ہے، اور ٹائم ریلے انرجی-سٹور کا نہ ہونا کا اشارہ بند کرتا ہے، جس سے انرجی-سٹور کا کامیاب ہونا ظاہر ہوتا ہے۔

4 نتیجہ

یہ مضمون 110kV SF₆ سرکٹ بریکر کے کنٹرول سرکٹ کے خرابیوں کی ترمیم پر مرکوز ہے۔ انرجی-سٹور لیمیٹ سوئچ کا معمولی کھلتا کنٹیکٹ 99CN کے موتروں کے کنٹرول سرکٹ کے سلسلے میں شامل کیا گیا ہے، اور بند کرنے کے کنٹرول سرکٹ میں سلسلہ وار 33HBX ریلے کے معمولی بند کنٹیکٹس کو معمولی کھلتا کنٹیکٹس سے بدل دیا گیا ہے۔ یہ یقینی بناتا ہے کہ صرف اس وقت جب مکینکل کمپوننٹس انرجی-سٹور لیمیٹ سوئچ 33HB کو دبا دیں، یعنی جب سپرنگ انرجی-سٹور درست ہو جائے اور 33HBX ریلے کام کرے، تو بند کرنے کا کنٹرول سرکٹ کار کرنے کا قابل ہو سکتا ہے۔

مزید برآں، ٹائم ریلے کو شامل کرنا انرجی-سٹور کے سگنل کے لیے الارم کی کارکردگی فراہم کرتا ہے۔ ترمیم کے بعد کا سرکٹ بریکر کا بند کرنے کا کنٹرول سرکٹ نہ صرف سادہ اور قابل اعتماد وائرنگ کے ساتھ ہوتا ہے بلکہ آپریٹنگ ملازمین کو تیزی سے یقین کرنے میں مدد کرتا ہے کہ کیا انرجی-سٹور ہو چکا ہے، اور انرجی-سٹور کی کمی کی وجہ سے کوائل کی خرابی کو موثر طور پر روکتا ہے۔ ترمیم کے بعد اور کمیشننگ کے بعد، اس قسم کے سرکٹ بریکر کے ثانوی سرکٹ کے تمام انڈیکیٹرز معمولی طور پر کام کرتے ہیں، پیرامیٹرز کے ٹیسٹ صحیح ہوتے ہیں، اور کھولنے اور بند کرنے کے آپریشن کے دوران کوئی غیر معمولی خرابی نہیں ہوتی۔