SF₆ کے مقابلے میں سولڈ انسلیٹڈ RMUs: آپ کے بجلی تقسیم نظام کے لئے کون سا بہتر ہے

1 حلقہ نیٹ ورک کا بجلی فراہم کرنا اور حلقہ مین یونٹس

شہروں کی ترقی کے ساتھ، بجلی کے تقسیم کرنے کی زیادہ موثوقیت کی مانگ بڑھ رہی ہے، اور روایتی "شعاعی بجلی فراہمی" طریقہ کار کیلے کے نصب کرنے میں مشکلات، پیچیدہ خرابی کا پتہ لگانا، اور گرڈ کی اپ گریڈ اور وسعت کی نامنظمی کے سامنے چیلنج کا سامنا کرتا ہے۔ اس کے مقابلے میں، "حلقہ نیٹ ورک کی بجلی فراہمی" کلیدی لوڈز کے لئے دو یا زیادہ بجلی کے ذرائع کی اجازت دیتی ہے، تقسیم کی لائنوں کو آسان بناتی ہے، کیبل کو ڈالنے کو آسان بناتی ہے، سوئچ گیری کی تعداد کو کم کرتی ہے، خرابی کی شرح کو کم کرتی ہے، اور خرابی کے مقام کو پتہ لگانے کو آسان بناتی ہے۔

1.1 حلقہ نیٹ ورک کی بجلی فراہمی

حلقہ نیٹ ورک کی بجلی فراہمی کا مطلب یہ ہے کہ مختلف سب سٹیشن یا ایک ہی سب سٹیشن کے مختلف بس بارس سے دو یا زیادہ باہر نکلنے والی لائنوں کو منسلک کر کے بجلی کی تقسیم کے لئے بند لوپ بنانے کا کنفیگریشن ہے۔ اس کا اصل فائدہ یہ ہے کہ ہر تقسیم شاخ کو حلقہ کے کسی جانب سے بجلی ملتی ہے۔ اگر کسی جانب خرابی ہوتی ہے تو بجلی کو دوسری جانب سے فراہم کیا جا سکتا ہے۔ اگرچہ ایک ہی لوپ میں کام کرتے ہوئے، ہر شاخ موثر طور پر دو بجلی کے ذرائع کی موثوقیت کا سطح حاصل کرتی ہے، نظام کی موثوقیت کو قابل ذکر حد تک بڑھا تی ہے۔ چین میں، شہری حلقہ نیٹ ورک بجلی کے نظام "N-1 سیکیورٹی کریٹریا" کا پابندی رکھتے ہیں، یعنی اگر N لوڈز میں سے کوئی ایک خراب ہو جائے تو باقی N-1 لوڈز کو غیر متوقف یا لوڈ شیڈنگ کے بغیر سے بجلی کی فراہمی کی جا سکتی ہے۔

1.2 حلقہ نیٹ ورک کی کنکشن کی کنفیگریشنز

(1) بنیادی حلقہ کنکشن: ایک بجلی کا ذریعہ جس کے کیبلز حلقہ بناتے ہیں، اگر کسی ایک کیبل سیکشن میں خرابی ہو تو دیگر لوڈز کو مستقل بجلی کی فراہمی کی یقین دہی (دیکھیں تصویر 1)۔

(2) مختلف بس بارس سے حلقہ کنکشن: دو بجلی کے ذرائع، عام طور پر اوپن لوپ میں کام کرتے ہیں، بالکل موثوق اور متحرک کارکردگی (دیکھیں تصویر 2)۔

(3) سنگل حلقہ کنفیگریشن: بجلی کے ذرائع مختلف سب سٹیشن یا بس بارس سے نکلتے ہیں؛ کسی بھی کیبل سیکشن کی صيانت کسی بھی لوڈ کو بجلی کی فراہمی کو انٹرپول نہیں کرتی (دیکھیں تصویر 3)۔

(4) ڈبل حلقہ کنفیگریشن: ہر لوڈ کو دو مستقل حلقہ نیٹ ورک سے فراہم کیا جاتا ہے، بہت زیادہ موثوقیت (دیکھیں تصویر 4)۔

(5) ڈبل سپلائی ڈبل "T" کنکشن: دو کیبل لائنز مختلف بس بار سیکشنوں سے منسلک ہوتے ہیں، ہر لوڈ کو دونوں لائن سے بجلی ملتی ہے۔ یہ کنفیگریشن ڈوئل سرچ کے صارفین کو قریب قریب مستقل بجلی کی فراہمی کی یقین دہی کرتی ہے اور خاص طور پر کلیدی ایپلیکیشنز کے لئے موزوں ہے (دیکھیں تصویر 5)۔

1.3 حلقہ مین یونٹس اور ان کی خصوصیات

حلقہ مین یونٹ (RMU) حلقہ نیٹ ورک بجلی کے نظام میں استعمال ہونے والے سوئچ گیر ہیں، عام طور پر لوڈ بریک سوئچز، سرکٹ بریکرز، فیوز-سوئچ کمبینیشنز، بس کوپلر، میٹرنگ ڈیوائسز، ولٹیج ٹرانسفورمرز، یا ان کی کسی ترکیب کو شامل کرتے ہیں۔ RMUs چھوٹے، جگہ کے محفوظ، کلفت کم، آسان نصب، اور تیز کمشننگ ہوتے ہیں، "موڈیولرائزیشن" کی مانگ کو پورا کرتے ہیں۔ ان کا وسیع طور پر رہائشی کمیونٹیوں، عوامی عمارات، چھوٹے اور درمیانے کے کاروباری سب سٹیشنز، دوسرے سوئچنگ سٹیشنز، پیڈ ماونٹڈ سب سٹیشنز، اور کیبل ڈسٹری بیوشن باکسز میں استعمال ہوتا ہے۔

1.4 حلقہ مین یونٹس کی قسمیں

• ہوا کے انسولیٹڈ RMUs: ہوا کو انسولیٹنگ میڈیم کے طور پر استعمال کرتے ہیں؛ یہ یونٹ بڑے ہوتے ہیں، زیادہ جگہ چاہئیں، اور ماحولی شرائط کے ذریعہ متاثر ہوتے ہیں۔

• SF₆ RMUs: سلفر ہیکسا فلوئورائیڈ (SF₆) گیس کو انسولیٹنگ اور آرک کوئنچنگ میڈیم کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔ میئن سوئچ SF₆ سے بھرے میٹل انکلوزر میں بند ہوتا ہے، جبکہ آپریشنل میکانزم باہر ہوتا ہے۔ بند ڈیزائن ماحولی اثرات کو کم کرتا ہے اور ایئر-انسولیٹڈ یونٹس کے مقابلے میں بہت چھوٹا فوٹ پرنٹ دیتا ہے۔ SF₆ RMUs موجودہ وقت میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والی قسم ہیں۔

• سولڈ-انسولیٹڈ RMUs: سولڈ انسولیشن میٹریل (مثال کے طور پر ایپوکسی ریزین) کو استعمال کرتے ہیں سوئچز اور تمام لايف پارٹس کو اینکپسولیٹ کرنا اور کاسٹ کرنا۔ یہ ڈیزائن فیز-ٹو-فیز اور فیز-ٹو-گراؤنڈ انسولیشن کی دوروں کو کم کرتا ہے، جس کے نتیجے میں SF₆ RMUs کے مماثل چھوٹے ڈائمینشنز حاصل ہوتے ہیں۔ مزید برآں، یہ SF₆ کے اخراجات کو ختم کرتا ہے اور مینٹیننس فری آپریشن کو حاصل کرتا ہے۔

2 SF₆ حلقہ مین یونٹس کی محدودیتیں

SF₆ گرین ہاؤس ایفیکٹ کا ایک بڑا معاون ہے۔ اس کے عظیم الکٹریکل خصوصیات - جیسے بلند ڈائی الیکٹرک اسٹرینگ، موثر آرک کوئنچنگ، اچھی گرمائی ثبات، اور مضبوط الیکٹرو نیگیٹیوٹی - اور اس کی رطوبت، آلودگی، اور بلند اونچائیوں کے لئے غیر حساسیت، یہ چھوٹی الکٹریکل معدات کے لئے مثالي ہے، SF₆ کو ایک مضبوط گرین ہاؤس گیس کے طور پر پہچانا جاتا ہے۔ دنیا بھر میں تیار کیے گئے SF₆ کا تقریباً 80 فیصد بجلی کے صنعت میں استعمال ہوتا ہے۔ انٹرنیشنل پینل آن کلیمیٹ چینج (IPCC) اور US ایوانی پروٹیکشن ایجنسی (EPA) دونوں SF₆ کو سب سے ضرر دہ گرین ہاؤس گیسوں میں سے ایک کے طور پر درج کرتے ہیں۔ EU F-گیس ریگولیشن (2006) کے تحت، SF₆ کا استعمال زیادہ تر ایپلیکیشنز میں منع کیا گیا ہے، صرف الکٹریکل سوئچ گیری کے لئے کوئی قابل قبول بدلے کے وجود کے بغیر۔

موجودہ طور پر، SF₆ RMUs کا استعمال زیادہ پیچیدہ ہے اور اس کی کافی سرمایہ کاری درکار ہوتی ہے، مختلف مددگار معدات کی ضرورت ہوتی ہے:

• SF₆ لیک ڈیٹیکشن سسٹمز گیس کی لیک، کنسنٹریشن، آکسیجن کی سطح، اور رطوبت کی نگرانی کے لئے۔

• SF₆ ریکووری معدات: آرک کے انٹرپول کے دوران، SF₄ جیسے بائی پروڈکٹس تیار ہوتے ہیں؛ اس لئے، زندگی کے اختتام پر، صرف باقی SF₆ کو ریکوور کرنے کے ساتھ ساتھ، سمی ہیں بائی پروڈکٹس کو خصوصی طور پر معالجہ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

• SF₆ پیوریفیکیشن سسٹمز گیس کو صفائی کرنا اور دوبارہ استعمال کرنا۔

• سب سٹیشنز میں وینٹی لیشن سسٹمز۔

SF₆ RMUs کا استعمال کرتے وقت، نیچے دیے گئے اقدامات کی پابندی کی جانی چاہئیں:

• SF₆ کی لیک کو کم کریں۔ حالانکہ SF₆ RMUs اوورپریشر سیلڈ انکلوزر استعمال کرتے ہیں، لیکن گیس کی لیک کو تلافی کرنا ممکن نہیں ہوتا۔ گیس کی کم دباؤ کی وجہ سے سوئچنگ کی موثوقیت کم ہو جاتی ہے، مستقیماً کارکنوں کی سلامتی کو خطرہ ہوتا ہے اور معدات کی عمر کو کم کرتا ہے۔

• کارکنان کو SF₆ معدات کے ساتھ سب سٹیشنز میں داخل ہونے سے پہلے مجبوری وینٹی لیشن کرنا اور خصوصی محافظتی کپڑے پہننا چاہئیں۔

• آپریشن پیچیدہ ہوتے ہیں، متعلقہ کارکنوں کے لئے مکمل اور دہرائی کی ٹریننگ کی ضرورت ہوتی ہے۔

3 سولڈ-انسولیٹڈ حلقہ مین یونٹس کی خصوصیات اور ایپلیکیشنز

SF₆ حلقہ مین یونٹس (RMUs) سے متعلق محتمل ماحولی خطرات نے ان کی مزید ترقی کو محدود کر دیا ہے، جس کی وجہ سے SF₆ کے بدلے کی تلاش دنیا بھر میں ایک کلیدی تحقیقی مرکز بن گیا ہے۔ سولڈ-انسولیٹڈ RMUs کو پہلی بار امریکہ کی ایٹن کارپوریشن نے 1990ء کے آخر میں تیار کیا اور متعارف کرایا تھا۔ ان یونٹس کا استعمال کسی بھی نقصان دہ گیسوں کی تیاری کے بغیر ہوتا ہے، کوئی ماحولی اثرات نہیں ہوتے ہیں، زیادہ موثوقیت ہوتی ہے، اور حقیقی طور پر مینٹیننس فری آپریشن حاصل ہوتا ہے۔

سولڈ-انسولیٹڈ RMU میں واکیوم انٹریپٹرز، ڈسکنیکٹ سوئچز، گراؤنڈنگ سوئچز، مین کنڈکٹرز، برانچ بس بارس، یا ان کی کسی ترکیب کو ایپوکسی ریزین یا دیگر سولڈ انسولیشن میٹریلز کے اندر اینکپسولیٹ کیا جاتا ہے۔ ان کمپوننٹس کو مکمل طور پر انسولیٹڈ اور مکمل طور پر سیلڈ فنکشنل مڈیولز میں سیل کیا جاتا ہے جو دوبارہ کمپائن یا وسیع کیے جا سکتے ہیں۔ کارکنوں کے دستیاب مڈیولز کے بیرونی سطحوں پر کنڈکٹنگ یا سیمی کنڈکٹنگ شیلڈنگ لیئرز لگائے جاتے ہیں تاکہ موثوق گراؤنڈنگ کو یقین دہی کی جا سکے۔

3.1 سولڈ-انسولیٹڈ حلقہ مین یونٹس کی خصوصیات

(1) ماحولی دوستانہ ڈیزائن۔ ان یونٹس کو SF₆ کو انسولیشن یا آرک کوئنچنگ میڈیم کے طور پر استعمال کرنے کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ بجائے اس کے، انہوں نے واکیوم انٹریپٹرز کو سوئچنگ کے لئے اور ماحولی دوستانہ، دوبارہ استعمال کیے جا سکنے والے میٹریلز کو انسولیشن کے لئے استعمال کیا ہے۔ کمپوننٹس کی تعداد کو کم کرتے ہوئے، انہوں نے آپریشن کے دوران کم توانائی کی صرفہ اور کم خرابی کی شرح کی یقین دہی کی ہے۔

(2) حقیقی طور پر مینٹیننس فری۔ سولڈ-انسولیٹڈ RMUs کو SF₆ کے دباؤ کے معدات کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ انٹرنل انسولیشن اور آرک کوئنچنگ واکیوم ٹیکنالوجی پر مبنی ہوتی ہے، جبکہ بیرونی انسولیشن سولڈ میٹریلز کے استعمال پر مبنی ہوتی ہے جیسے کہ انسولیٹڈ ہاؤسنگ۔ پوٹنگ ٹیکنالوجی کے ذریعے، واکیوم انٹریپٹر، مین کنڈکٹو پاتھ، اور انسولیشن سپورٹس کو ایک ہی یونٹ میں مکمل طور پر سیل کیا جاتا ہے جو میٹل انکلوزر میں مکمل طور پر سیل ہوتا ہے، جس سے کارکردگی کو بیرونی ماحولی عوامل کے اثرات سے محفوظ رکھا جاتا ہے۔ مکمل طور پر انسولیٹڈ اور سیلڈ ڈیزائن کی وجہ سے SF₆ کی لیک ڈیٹیکشن، گیس کی ریفیل، اور ریزائیکل کی ضرورت ختم ہو جاتی ہے، جس سے حقیقی طور پر مینٹیننس فری آپریشن حاصل ہوتا ہے۔

(3) زیادہ کلفت کارکردگی۔ اگرچہ سولڈ-انسولیٹڈ RMUs کی ابتدائی سرمایہ کاری SF₆ RMUs سے کچھ زیادہ ہوتی ہے، لیکن کل لائف سائیکل کی کلفت کہنی کم ہوتی ہے، جس کا ثبوت جدول 1 میں دیا گیا ہے۔ صارفین کو روایتی طور پر صرف ابتدائی خرید کی قیمت کے علاوہ، کل کلفت کے مالکیت کے کل عوامل کی مدنظر رکھنے کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے سلامتی کے خطرات، بجلی کی کوالٹی، کلفت کنٹرول، اور پایداری۔ SF₆ RMUs کے لئے صيانت، گیس کی ریفیل، لیک مینیجمنٹ، اور زندگی کے اختتام پر ریکووری کی کل کلفت ابتدائی خرید کی قیمت کے قریب پہنچ سکتی ہے، جبکہ سولڈ-انسولیٹڈ RMUs کے لئے نصب کے بعد کوئی اضافی کلفت درکار نہیں ہوتی ہے۔ اس لئے، لمبے مدت کے نظریہ سے، سولڈ-انسولیٹڈ RMUs کے پاس بہتر معاشی فوائد ہوتے ہیں۔

(4) چھوٹا ڈیزائن۔ ان یونٹس کو مکمل طور پر چھوٹا ڈیزائن کیا گیا ہے تاکہ سلامتی اور آسان آپریشن کی یقین دہی کی جا سکے، یہ یونٹس ہیں جن کا فوٹ پرنٹ اور وولیووم یہاں تک کہ SF₆ RMUs سے بھی چھوٹا ہوتا ہے، جس سے صارفین کو جگہ کی بچت ہوتی ہے اور مستقیم معاشی فوائد حاصل ہوتے ہیں۔

(5) انٹرنل آرک فلٹ کی ریزسٹنٹس، بہتر سلامتی اور موثوقیت۔ ایکسنس کے رپورٹس کے مطابق، پرائمری اور سیکنڈری سوئچ گیری میں انٹرنل آرکنگ کی وجہ سے کم از کم ایک بار سالانہ کی خسارے کی وجہ سے ہوتی ہے۔ زیادہ تر سولڈ-انسولیٹڈ RMUs میں آرک ریزسٹنٹ ڈیزائن شامل ہوتا ہے جو انٹرنل آرکنگ کے اثرات کو کم کرتا ہے، جس سے آپریشن کو بہتر سلامتی اور موثوقیت حاصل ہوتی ہے۔

(6) دیکھنے کے قابل سیپریشن گیپس۔ ان یونٹس میں نگاہی ونڈوز لگائے جاتے ہیں، جس کی وجہ سے تین پوزیشن ڈسکنیکٹ سوئچ کنٹاکٹس کو مستقیم دیکھا جا سکتا ہے، جس سے دیکھنے کے قابل سیپریشن پوائنٹس حاصل ہوتے ہیں اور آپریٹرز کی سلامتی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

(7) انٹیلیجینٹ کیپیبلٹیز۔ سولڈ-انسولیٹڈ RMUs کو ڈسٹری بیوشن آٹومیشن کے لئے زیادہ آسانی سے مربوط کیا جا سکتا ہے۔ ڈسٹری بیوشن ٹرمینل یونٹس (DTUs) اور کمیونیکیشن ڈیوائسز کو نصب کرتے ہوئے، حالت کی نگرانی، دور سے کنٹرول ("چار-دور" کارکردگی)، کمیونیکیشن، خود تشخیص، اور واقعات کی ریکارڈنگ جیسی کارکردگی آسانی سے لاگو کی جا سکتی ہے۔