جنوب مشرقی ایشیائی EHV بجلی کے نیٹ ورکوں میں فلٹ کرنٹ لیمیٹر (FCL) اور سنگل فیز آٹو ری کلوسنگ (SPAR) کے لئے تعاونی حل

1. مقدمہ: تحقیق کا پس منظر اور اہمیت​
   جنوب مشرقی ایشیا میں تیزی سے گزر رہی معیشتی ترقی کے ساتھ، بجلی کے شبکے کی سطح میں مسلسل اضافہ ہوا ہے اور لوڈ میں بھی اضافہ ہوتا جارہا ہے۔ اس نے نظام کے کرینٹ کو شارٹ سرکٹ کرنے کی صلاحیتوں کے قریب یا اس سے زائد لے آیا ہے، جس نے بجلی کے شبکے کی سلامتی اور استحکام کو جدید خطرے کا سامنا کرنا پڑا ہے۔ اس کے علاوہ، ایچ وی ٹرانسمیشن لائنیں علاقائی بجلی کی درمیانی رابطوں کی حیثیت سے کام کرتی ہیں۔ یہ ٹرانسمیشن لائنیں میں سے 70 فیصد سے زیادہ خرابیاں ایک طرفہ گراؤنڈنگ خرابیاں ہوتی ہیں، اور ان میں سے تقریباً 80 فیصد عارضی خرابیاں (جیسے کہ بجلی کا شکار، ہوا کی وجہ سے آنے والے خارجی اشیاء) ہوتی ہیں۔ ایک طرفہ خودکار دوبارہ کرنے (SPAR) کی تکنالوجی خرابیوں کو تیزی سے دور کرنے، بجلی کی فراہمی کو دوبارہ قائم کرنے اور شبکے کی استحکام اور اعتماد کو ضمانت دینے کا ایک بنیادی طریقہ ہے۔

کرنٹ لمٹرز (FCLs)، خصوصی طور پر قیمتی میٹل-آکسائڈ آرر (MOA)-ٹائپ FCLs، کرنٹ کو روکنے کے لئے موثر اقدامات ہیں اور ان کا استعمال EHV شبکوں میں مسلسل ہو رہا ہے۔ لیکن موجودہ تحقیق کا زیادہ تر مرکزی نقطہ FCLs کا نظام کے عبوری استحکام اور ریلے کے محفوظی پر اثر ہے، اور ان کے SPAR کامیابی کے درجے پر ممکنہ منفی اثرات کو نظرانداز کرتی ہے۔ یہ پروپوزل اس تحقیق کے خالی جگہ کو مکمل کرنے کی کوشش کرتا ہے کہ FCLs اور SPAR کے درمیان تفاعل کی گہرائی سے تجزیہ کرتا ہے اور جنوب مشرقی ایشیا کے بجلی کے شبکوں کے لئے مناسب ایک مجموعہ کنٹرول کا مقصد رکھتا ہے۔ ان کا مقصد کرنٹ کو موثر طور پر محدود کرنا اور بجلی کی موثوقہ فراہمی کو ضمانت دینا ہے۔

​1. میٹل-آکسائڈ آرر ٹائپ FCL کا عملی متبادل​
اس قسم کا FCL عموماً نیچے ذکردہ اجزاء سے ملکر بنایا گیا ہے، جو ملکر "معمولی کام کے دوران کم ردعمل اور خرابی کے دوران زیادہ ردعمل" کے بنیادی کام کو حاصل کرتے ہیں:

کام کا طریقہ: معمولی نظام کے کام کے دوران، Lf اور Cf ریزوننس کرتے ہیں → FCL کا ردعمل تقریباً صفر ہوتا ہے → بجلی کے فلو پر کوئی اثر نہیں ہوتا۔ جب شارٹ سرکٹ خرابی ہوتی ہے تو MOA تیزی سے کام کرتا ہے اور Cf کو شارٹ سرکٹ کرتا ہے → کرنٹ لمٹنگ ریاکٹر L کو نظام میں شامل کیا جاتا ہے تاکہ شارٹ سرکٹ کرنے کو روکا جا سکے → ٹریگر کا گیپ ٹوٹ جاتا ہے اور سگنل بھیجتا ہے کہ بائی پاس سوئچ K کو بند کر دیا جائے → K کو بند کرنے کے بعد یہ کرنٹ کو الٹا کرتا ہے تاکہ MOA کو محفوظ رکھا جا سکے۔

​2. مسئلہ کا تجزیہ: FCL کا ثانوی آرک کرنٹ اور SPAR پر منفی اثرات​
ثانوی آرک کرنٹ SPAR کے دوران خرابی والے فیز کے سرکٹ بریکر کھولنے کے بعد خرابی کے نقطہ کو برقرار رکھنے والا کرنٹ ہے، جو صحت مند فیزوں سے الیکٹرومیگنیٹک اور الیکٹروستیک کپلنگ کے ذریعے برقرار رہتا ہے۔ اس کرنٹ کی مقدار اور خصوصیات آرک کے خود کو ختم کرنے کی صلاحیت کو تعین کرتی ہیں، جو SPAR کی کامیابی کے لئے بہت اہم ہے۔

シュミレーション分析（基于EMTP，模型参数参考中国南方500 kV系统）显示，安装FCL可能会引入新的问题：

• بائی پاس سوئچ (K) کے وقت کا اثر: اگر سرکٹ بریکر کھولنے کے وقت بائی پاس سوئچ K کھلا ہے، تو ثانوی آرک کرنٹ میں ایک بڑی مقدار (تک 225 A)، بہت کم فریکوئنسی (تقریباً 3–3.25 Hz) کے ساتھ کم رفتار سے گرنے والا کمپوننٹ شامل ہوگا۔ یہ کم فریکوئنسی کمپوننٹ کرنٹ کے صفر کراسنگ کی تعداد کو کم کرتا ہے، آرک کو خود کو ختم کرنے میں مشکلات پیدا کرتا ہے اور SPAR کی کامیابی کو کم کرتا ہے۔
• آرک پتھ کے ریزستان (Rg) کا اثر: جب خرابی کے نقطہ پر ٹرانژیشن ریزستان بڑا ہوتا ہے (مثال کے طور پر 300 Ω)، تو شارٹ سرکٹ کرنٹ چھوٹا ہوتا ہے، جس کی وجہ سے لائن کے آخر میں FCL کو کام کرنے کی اجازت نہیں ملتی (MOA کو آپریشنل ولٹیج تک نہیں پہنچا جا سکتا)۔ اس صورت میں، Cf شارٹ سرکٹ نہیں ہوتا اور لائن کے شنٹ ریاکٹر کے ساتھ کم فریکوئنسی آسیلیشن کرنے والے مدار کی تشکیل کرتا ہے، جس سے آرک کو ختم کرنے کے لئے نقصان دہ کم فریکوئنسی کمپوننٹ پیدا ہوتا ہے۔

​3. مکانیک کا تجزیہ: کم فریکوئنسی کمپوننٹ کی بنیاد​
مساوی ردعمل کے نیٹ ورک اور لاپلس تبدیلی کے ذریعے نظریہ کا تجزیہ کم فریکوئنسی کمپوننٹ کی مکانیک کو ظاہر کرتا ہے:
اس کی بنیادی وجہ FCL میں کیپیسٹر Cf ہے۔ جب سرکٹ بریکر کھول دیا جاتا ہے اور خرابی والی فیز کو الگ کر دیا جاتا ہے، تو Cf میں محفوظ توان شنٹ ریاکٹر اور خرابی کے نقطہ کے آرک ریزستان کے ذریعے ڈسچارج ہوتا ہے۔ یہ ڈسچارج مدار کم فریکوئنسی آسیلیشن کرنے والے مدار کی تشکیل کرتا ہے، جس کی آسیلیشن فریکوئنسی (تقریباً 3 Hz) Cf اور لائن کے شنٹ ریاکٹر کے پیرامیٹرز پر منحصر ہوتی ہے، اور خرابی کے مقام سے مستقل طور پر آزاد ہوتی ہے۔ یہ کم فریکوئنسی آسیلیشن صرف اس وقت ختم ہوتا ہے جب بائی پاس سوئچ K کو مکمل طور پر بند کر دیا جاتا ہے، Cf کو مکمل طور پر شارٹ سرکٹ کرتا ہے۔

​4. بنیادی حل: FCL اور SPAR کے لئے وقت کا تنظیمی راستہ​
FCL کو موثر طور پر کرنٹ کو محدود کرنے کی ضمانت دینے کے لئے اور SPAR کو متاثر نہ کرنے کے لئے، یہ پروپوزل نیچے دیے گئے واضح وقت کے تنظیمی راستے کا مقصد رکھتا ہے، جس کا کل مدت کنٹرول 0.66–0.73 سیکنڈ کے اندر ہوتا ہے:

راتجیہ کا مرکزی نقطہ: ریلے کے محفوظی کے سرکٹ بریکر کو کھولنے کا سگنل کو K کو تیزی سے بند کرنے کا حکم کے طور پر استعمال کریں اور اسے ثانوی آرک جلانے کے دوران (تقریباً 0.2 سیکنڈ) مکمل طور پر بند رکھیں۔ یہ Cf کو مکمل طور پر شارٹ سرکٹ کرتا ہے، ثانوی آرک کرنٹ میں کم فریکوئنسی آسیلیشن کمپوننٹ کو مکمل طور پر ختم کرتا ہے اور آرک کو خود کو ختم کرنے کے لئے مساعد شرائط پیدا کرتا ہے۔

​5. منصوبہ کی کارکردگی اور فوائد​
EMTP کی سیمیولیشن کی تصدیق ہے کہ یہ وقت کا تنظیمی راستہ نیچے دیے گئے کامیابی کو حاصل کرتا ہے:

1. کم فریکوئنسی کے نقصان کو ختم کرنا: ثانوی آرک کرنٹ میں 3 Hz کم فریکوئنسی کمپوننٹ کو مکمل طور پر ختم کرتا ہے، آرک کو ختم کرنے کے لئے اس کے نقصانی اثرات سے بچا سکتا ہے۔
2. آرک کو ختم کرنے کی خصوصیات کو بہتر بنانا: ثانوی آرک کو ختم کرنے کا وقت تقریباً 4.5% کم کرتا ہے اور پاور فریکوئنسی کمپوننٹ کرنٹ کو 10.5% کم کرتا ہے، SPAR کی کامیابی کو معتبر طور پر بہتر بناتا ہے۔
3. قابلیت اور موثوقیت: یہ راتجیہ نظام کی اصل ولٹیج کی واپسی کی خصوصیات کو متاثر نہیں کرتا اور FCL کی سلامتی (MOA کی حفاظت) اور تیزی سے واپسی کی ضروریات کے درمیان توازن قائم کرتا ہے۔
4. آسانی سے لاگو کرنا: موجودہ محفوظی کے سگنلز کے بنیاد پر، یہ راتجیہ دوسرے نظام کو کم تبدیلی کی ضرورت ہوتی ہے، کم قیمت ہوتی ہے اور جنوب مشرقی ایشیائی ممالک کے موجودہ یا نئے EHV منصوبوں کے لئے مناسب ہوتا ہے۔

​6. نتیجہ اور تجویزات​
جنوب مشرقی ایشیا کے EHV بجلی کے شبکوں کے لئے جو میٹل-آکسائڈ آرر ٹائپ FCLs کا منصوبہ بنانے یا پہلے سے ہی متعارف کرایا گیا ہے، یہ بہت ضروری ہے کہ ثانوی آرک کرنٹ میں کم فریکوئنسی آسیلیشن کے ممکنہ مسئلے کو خاص توجہ دی جائے، جو SPAR کی کامیابی کو کم کر سکتا ہے اور بجلی کی فراہمی کی موثوقیت کو خطرے کا سامنا کر سکتا ہے۔