ہائی-وولٹ جریان کے انورٹرز کا بحال کرنے کا مسئلہ پاور پلانٹس میں

1 بیسٹک سٹرکچر اور ہائی وولٹج انوٹرز کے آپریشنگ مکینزم

1.1 ماڈیول کمپوزیشن

• ریکٹیفائر ماڈیول: یہ ماڈیول داخلی ہائی وولٹج AC پاور کو DC پاور میں تبدیل کرتا ہے۔ ریکٹیفیکشن سیکشن میں محصولات، دودیوڈز یا دیگر پاور سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز شامل ہوتے ہیں تاکہ AC سے DC تک کا تبدیل کیا جا سکے۔ اس کے علاوہ، کنٹرول یونٹ کے ذریعے کچھ حد تک ولٹیج ریگیولیشن اور پاور کمپنزیشن حاصل کیا جا سکتا ہے۔

• DC فلٹر ماڈیول: ریکٹیفائیڈ DC پاور کو فلٹرنگ سرکٹ کے ذریعے پروسیس کیا جاتا ہے تاکہ ولٹیج کی لپیٹیں موٹی کی جا سکیں، اس طرح ایک مستقیم DC باس ولٹیج بناتا ہے۔ یہ ولٹیج نہ صرف بعد کے انوٹر مرحلے کے لئے توانائی کی حمایت فراہم کرتا ہے بلکہ آؤٹ پٹ ولٹیج کی استحکام اور ڈائینامک ری ایکشن کی قابلیت کو ضمانت بھی دیتا ہے۔

• انوٹر ماڈیول: فلٹرد DC پاور کو انوٹر ماڈیول میں IGBTs اور پالس وڈتھ مودیولیشن (PWM) ٹیکنالوجی کے ذریعے پھر سے AC پاور میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ PWM سگنل کے ڈیوٹی سائیکل اور سوچنگ فریکوئنسی کو تبدیل کرتے ہوئے انوٹر نے آؤٹ پٹ AC پاور کی امپلی ٹیوڈ اور فریکوئنسی کو درست کنٹرول کیا جا سکتا ہے، موتروں، فینس، پمپس جیسی مختلف لوڈ کی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔ یہ ٹیکنالوجی انوٹر کو نرم شروعات، سٹیپ لیس سپیڈ کنٹرول، بہترین آپریشنل کنڈیشنز، اور توانائی کی بچت کی فنکشنز فراہم کرنے کی صلاحیت دیتی ہے۔

1.2 آپریشنگ مکینزم

ہائی وولٹج انوٹرز کیسکیڈڈ ملٹی لیول ٹاپولوجی کا استعمال کرتے ہیں، جس سے آؤٹ پٹ واو فارم کوسائن ویو کے قریب آتا ہے۔ وہ موتروں کو چلانے کے لئے مستقیماً ہائی وولٹج AC پاور آؤٹ پٹ کر سکتے ہیں۔ یہ کنفیگریشن اضافی فلٹرز یا اسٹیپ اپ ٹرانسفارمرز کی ضرورت کو ختم کرتا ہے اور کم ہارمونک کی مقدار کا فائدہ دیتا ہے۔ موتروں کی رفتار $n$ نیچے دی گئی مساوات کو پورا کرتی ہے:

جہاں: $P$ موتر کے پول پیئر کی تعداد ہے؛ $f$ موتر کی آپریشنل فریکوئنسی ہے؛ $s$ سلپ ریشیو ہے۔ کیونکہ سلپ ریشیو عام طور پر چھوٹا ہوتا ہے (معمولاً 0-0.05 کے درمیان)، موتر کی سپلائی فریکوئنسی $f$ کو تبدیل کرتے ہوئے اس کی حقیقی رفتار $n$ کو تناسب سے ریگیولیٹ کیا جا سکتا ہے۔ موتر کا سلپ ریشیو $s$ لوڈ کے شدت کے ساتھ مثبت طور پر متعلق ہوتا ہے- جتنا زیادہ لوڈ، اتنا ہی زیادہ سلپ ریشیو، جس کے نتیجے میں موتر کی حقیقی رفتار کم ہو جاتی ہے۔

1.3 ٹیکنیکل سیلیکشن میں کلیدی فیکٹرز

• ولٹیج میچنگ: موتر کی ریٹڈ ولٹیج کے بنیاد پر "ہائی-ہائی" یا "ہائی-لو-ہائی" جیسی مناسب میچنگ سکیمس کا انتخاب کریں۔ 1,000 kW سے زیادہ پاور والے موترز کے لئے "ہائی-ہائی" سکیم کی تجویز کی جاتی ہے۔ 500 kW سے کم پاور والے موترز کے لئے "ہائی-لو-ہائی" سکیم کو پریورٹی دیا جا سکتا ہے۔

• ہارمونک میٹیگیشن: ہائی وولٹج انوٹرز کے آئیندہ اور آؤٹ پٹ ٹرمینلز پر آسانی سے ہارمونک پیدا ہو سکتے ہیں۔ ان کے اثرات کو کم کرنے کے لئے ملٹی پلیکسنگ ٹیکنالوجی یا اضافی فلٹرز کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ فلٹرز کو درست کنفیگر کرتے ہوئے ہارمونک ڈسٹورشن کو 5% کے اندر کنٹرول کیا جا سکتا ہے، جس سے موثر ہارمونک سپریشن حاصل کیا جا سکتا ہے۔

• ماحولی قابلیت: ہائی وولٹج انوٹرز کے لئے ہوا کی خنکی کے نظام یا پانی کی خنکی کے نظام کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ کنٹرول کیبینٹ کی اندر کی ٹیمپریچر 40°C سے کم رہے۔ عموماً انوٹر کے مقامات پر ڈیہیمنی فائیر اور ایئر کنڈیشنرز نصب کیے جاتے ہیں۔ خاص علاقوں میں جہاں ایئر کنڈیشنگ نہیں ہوتا، ڈیزائن کے دوران کمپوننٹ کی ٹیمپریچر ریٹنگ کو درست کیا جانا چاہئے، اور کولنگ سسٹمز کی وینٹی لیشن کیپیسٹی کو بڑھا کر استحکام کو یقینی بنایا جا سکتا ہے۔

2 پاور پلانٹس میں ہائی وولٹج انوٹرز کے اطلاق کا مثال

ایک پاور پلانٹ کا پاور سسٹم عام طور پر ٹربائن جنریٹرز، بوائلرز، پانی کی ٹریٹمنٹ، کوئل کنونیگ، اور ڈیسلفرائزیشن سسٹمز کی تجهیزات شامل ہوتی ہیں۔ ٹربائن سیکشن فیڈ واٹر پمپس اور سرکیولیٹنگ واٹر پمپس کو توانائی فراہم کرتا ہے، بوائلر سیکشن فورسڈ ڈرافٹ فینس (پرائمری فینس)، سیکنڈری فینس، اور انڈیسڈ ڈرافٹ فینس فراہم کرتا ہے، جبکہ کوئل کنونیگ سیکشن بیلٹ کنونیگ کو آپریٹ کرتا ہے۔ لوڈ کی تبدیلی کے مطابق ان ڈیوائسز کو ہائی وولٹج انوٹرز کے ذریعے ویریبل سپیڈ کنٹرول کرتے ہوئے توانائی کی صرف شدگی کو کم کیا جا سکتا ہے، اسٹیجن پاور کی صرف شدگی کو کم کیا جا سکتا ہے، اور آپریشنل اقتصادیت کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

انڈونیشیا کے موروالی میں واقع سماٹرا آئلینڈ پر ایک نکل آئرن پروجیکٹ 2019 سے 2023 کے درمیان آٹھ 135 MW جنریٹر یونٹس کمیشن کیے گئے تھے۔ اندرونی آپریشنز کو مزید بہتر بنانے اور پروڈکشن کی لاگت کو کم کرنے کے لئے، 2023 سے 2024 کے درمیان یونٹس 1، 2، 3، 4، اور 7 کے کنڈینسیٹ پمپس، اور یونٹس 2 اور 5 کے فیڈ واٹر پمپس کے لئے ہائی وولٹج انوٹرز کی نصبی کی گئی تھی۔

2.1 یکثیر کی حالت

پروجیکٹ نے پیرومتالرجیکل نکل آئرن پروسیس کا استعمال کیا ہے جس میں 25 پروڈکشن لائنز شامل ہیں، جس میں آٹھ دونگفنگ الیکٹرک DG440/13.8-II1 سرکولیٹنگ فلوزڈ بیڈ بوائلرز اور آٹھ 135 MW انٹرمیڈیٹ ریہیٹ کنڈینسیگ سٹیم ٹربائن جنریٹر سیٹس شامل ہیں۔ ہر یونٹ کو دو فکسڈ فریکوئنسی کنڈینسیٹ پمپس، دو ہائیڈرولک کوپلر ریگیولیٹڈ پمپس، اور چھ ہائیڈرولک کوپلر ریگیولیٹڈ فینس کی کنفیگریشن ہوتی ہے۔

فیڈ واٹر پمپس اور فینس ریڈنڈنシー کے ساتھ ڈیزائن کیے گئے ہیں، 10%-20% بیک اپ کیپیسٹی فراہم کرتے ہیں۔ یونٹس 5 اور 6 آئلینڈ مोڈ میں آپریشن کرتے ہیں جن کی لوڈ ریٹ گریڈ 70% کے قریب ہوتی ہے۔ موتر کی رفتار کو واقعی لوڈ کی ضروریات کے مطابق بہتر بنانے اور ریجنریٹیو بریکنگ انجیری کو گریڈ میں فیڈ بیک کرتے ہوئے، فینس، پمپس، اور دیگر یکثیر کی غیر ضروری توانائی کی صرف شدگی کو کم کیا جا سکتا ہے، جس سے سسٹم کی توانائی کی کمی کو مزید کم کیا جا سکتا ہے۔

2.2 ریٹرو فٹ سکیم

واقعی یکثیر کی آپریشنل حالت کے بنیاد پر، 135 MW جنریٹر سیٹس کے فیڈ واٹر اور کنڈینسیٹ پمپس کے لئے ہائی وولٹج انوٹرز کی ریٹرو فٹ کی گئی تھی۔

• فیڈ واٹر پمپ ریٹرو فٹ: "آٹومیٹک ون-ٹو-ون" کنفیگریشن کا انتخاب کیا گیا تھا، جہاں ہر فیڈ واٹر پمپ کو ایک مخصوص ہائی وولٹج انوٹر ملا ہوا ہے، جس میں بائی پاس کیبینٹ شامل ہے تاکہ سسٹم کی معیاریت کو یقینی بنایا جا سکے۔

• کنڈینسیٹ پمپ ریٹرو فٹ: "ایک-ٹو-ٹو" کنفیگریشن کو نافذ کیا گیا تھا، جہاں دو کنڈینسیٹ پمپس ایک ہائی وولٹج انوٹر کو شیئر کرتے ہیں، کارکردگی اور قیمت کے درمیان توازن حاصل کرتے ہیں۔

مقامی تاریخی زیادہ سے زیادہ ٹیمپریچر رینج 23-32°C کو مد نظر رکھتے ہوئے، کمپوننٹس کو 40°C کے ماحولی ٹیمپریچر پر آپریشن کرنے کے لئے منتخب کیا گیا تھا۔ اس کے علاوہ، انوٹر کیبینٹ کی فورسڈ ایگزہسٹ ڈیزائن کو 40°C کی روم ٹیمپریچر کے بنیاد پر تبدیل کیا گیا تھا تاکہ موثر ہیٹ ڈسیپیشن حاصل کیا جا سکے، جس سے مخصوص انوٹر کی کمرہ یا ایئر کنڈیشننگ سسٹمز کی ضرورت ختم ہو گئی۔

2.3 معاشی فائدہ کی تجزیہ

اس ریٹرو فٹ پروجیکٹ کا کل سرمایہ کاری 6 ملین RMB تھا، جس میں 5 ملین RMB تکنیکل یکثیر، 400,000 RMB کنسٹرکشن، اور 600,000 RMB کلائنٹ کی جانب سے فراہم کردہ آکسویری میٹریل شامل تھے۔ حساب کتاب کے مطابق سنہری فائدہ 6.58 ملین RMB ہے، جس کے نتیجے میں سرمایہ کاری کو ایک سال سے کم وقت میں واپس حاصل کیا جا سکتا ہے، اور متوقع معاشی مقاصد کو کامیابی سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔

3 نتیجہ

ہائی وولٹج انوٹر ٹیکنالوجی کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، اس کے اطلاق کو مختلف صنعتوں میں تیزی سے بڑھا دیا گیا ہے۔ پاور پلانٹ پروڈکشن سسٹمز میں، ہائی وولٹج انوٹر ٹیکنالوجی کو سرگرمی سے ترویج دی جانی چاہئے۔ اوپریشنل گھنٹوں کی لمبی تاریخ یا تیزی سے اپگریڈ کی ضرورت والے یونٹس کو ریٹرو فٹ کرنے کا پہلی ترجیح دی جانی چاہئے، کیونکہ یہ اقدامات کئی معاشی قیمت اور استراتیجک اہمیت کا حامل ہیں۔