3 تا 12 کیلو وولٹ کے آکسیلیري پاور سسٹم کے لئے FC سرکٹ پروٹیکشن سکیم: ڈیزائن، سلیکشن، اور ایپلیکیشن کیسز
I. حل کا خلاصہ
یہ حل ایک عالی ولٹیج ویکیو کنٹیکٹر (کنٹیکٹر) اور ایک عالی ولٹیج کرنٹ لیمیٹنگ فیوز (فیوز) کے مجموعے پر مبنی مکمل نظام فراہم کرنے کا مقصد رکھتا ہے، جسے مل کر ایک ایف سی سرکٹ کہا جاتا ہے۔ یہ حل 3 سے 12 kV تک کے مڈل ولٹیج نظام کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، اور یہ خاص طور پر بار بار آپریشن، زیادہ قابل اعتمادیت اور قیمت کے لحاظ سے مناسب ہے۔ ایف سی سرکٹ میں، ویکیو کنٹیکٹر نرمال اور اوور لوڈ کرنٹ کو بنانے اور توڑنے کے ساتھ ساتھ بار بار آپریشن کا ذمہ دار ہوتا ہے، جبکہ عالی ولٹیج فیوز مضبوط شارٹ سرکٹ کی حفاظت فراہم کرتا ہے۔ دونوں مل کر ایک مکمل کارکردگی والی، عالی کارکردگی والی حفاظتی اور کنٹرول یونٹ تشکیل دیتے ہیں۔
II. بنیادی کامپوننٹس کی خصوصیات
ایف سی سرکٹ کی بنیادی فائدہ اس کے دو کلیدی کامپوننٹس کی ممتاز کارکردگی اور درست تنظیم میں پائی جاتی ہے۔
(I) عالی ولٹیج ویکیو کنٹیکٹر (آپریشن اور اوور لوڈ انٹرپشن کامپوننٹ)
سرکٹ کے آپریشنل کور کے طور پر، ویکیو کنٹیکٹر کی نیچے دی گئی خصوصیات ہیں:
- معمولی ڈھانچہ اور انٹرپشن کا اصول:
- ایک ویکیو انٹرپٹر کیمبر (ویکیو لیول تک 1.33×10⁻⁴ Pa) کے ساتھ فیچر کرتا ہے جس کے مین کنٹیکٹس کو سرامک اینکلوژر میں سیل کیا گیا ہوتا ہے۔ اوپن کرنے کے دوران، موونگ اور فکسڈ کنٹیکٹس تیزی سے الگ ہو جاتے ہیں، جس سے کرنٹ صفر کراسنگ پر میٹل ویپر کی تیز ٹھنڈا ہونے کا فائدہ ہوتا ہے تاکہ آرک کو کارآمدی سے مٹا دیا جا سکے اور انسلیشن کی قوت واپس حاصل کی جا سکے۔
- ایک لنکڈ ٹرپنگ مکینزم سے لیس ہوتا ہے جس کی مدد سے ایک فیوز فیز کے گلے جانے پر ٹرپنگ ہوتی ہے، جس سے فیز لاکس آپریشن کو روکا جاتا ہے، اور فیوز نہ ہونے پر میس کلونگ کی روک تھام کی فنکشن شامل ہوتی ہے۔
- بہت کم چوپنگ کرنٹ (≤0.5A)، جس سے سوئچنگ اوور ولٹیجز کو کارآمدی سے محدود کیا جا سکتا ہے اور موترز جیسے انڈکٹو لود کی انسلیشن کی حفاظت کی جا سکتی ہے۔
- عالی قابل اعتمادیت آپریشنل مکینزم:
- ایک الیکٹرو میگنیٹک آپریشنل مکینزم استعمال کرتا ہے جو ایک گھنٹے میں تک 2,000 آپریشن تک کرنے کی قابلیت رکھتا ہے، جس سے سب سے زیادہ مطلوبہ بار بار آپریشن کی ضرورت پوری ہوتی ہے۔
- فلکسیبل ہولڈنگ میتھڈ: الیکٹریکل سلف ہولڈنگ (کلوز کرنے کے بعد ہولڈنگ کوائل کی مدد سے مینٹین ہوتا ہے، کم پاور کنسیمپشن کے ساتھ) اور میکانیکل سلف ہولڈنگ (مثال کے طور پر LHJCZR سیریز، کلوز کرنے کے بعد میکانیکلی لاچ ہوتا ہے، مستقل پاور سپلائی کی ضرورت نہیں ہوتی) موجود ہیں تاکہ مختلف کنٹرول کی ضرورتوں کو پورا کیا جا سکے۔
- کنٹرول پاور سروس کے ساتھ مضبوط کمپیٹبلیٹی، DC/AC 110V/220V کی سپورٹ کرتا ہے۔
- ممتاز ریٹڈ پیرامیٹرز اور لمبائی:
- کلیدی الیکٹریکل پیرامیٹرز:
|
پیرامیٹر کیٹیگری |
خصوصی قیمتیں |
|
ریٹڈ ولٹیج |
3.6, 7.2, 12 kV |
|
ریٹڈ آپریشنل کرنٹ |
200, 400, 630 A |
|
ریٹڈ بریکنگ کیپیسٹی |
3.2 kA (25 آپریشن) |
|
ریٹڈ میکنگ کیپیسٹی |
4 kA (100 آپریشن) |
|
ریٹڈ اوور لوڈ کیپیسٹی |
6 kA (1s), 4 kA (3s), 2.5 kA (30s) |
- مُدّدت کی عمر: الیکٹریکل عمر تک 300,000 آپریشن اور میکانیکل عمر تک 1,000,000 آپریشن، جس سے مینٹیننس کی کوششیں اور لائف سائیکل کی قیمت کو کم کیا جا سکتا ہے۔
- مخصوص ویکیو انٹرپٹر کیمبر: جیسے TJC 12/630 قسم، جس کی خصوصیات کم لوسس، کم سرس، عالی ویر کشی اور کنٹیکٹ ریزسٹنس ≤60 μΩ ہوتی ہے۔
(II) عالی ولٹیج کرنٹ لیمیٹنگ فیوز (شارٹ سرکٹ کی حفاظت کا کامپوننٹ)
سرکٹ میں شارٹ سرکٹ کی حفاظت کا کور، اس کی منتخب کرنا اور استعمال کرنا بہت اہم ہے۔
- کام کا اصول: جب کرنٹ کی مقدار متعین شدہ وقت کے لیے متعین شدہ قیمت سے زیادہ ہو جائے تو فیوز عنصر تیزی سے گلتا ہے اور فلٹ کرنٹ کو انٹرپٹ کرتا ہے۔ اس کی کلیدی خصوصیت یہ ہے کہ جتنی بڑی کرنٹ کو انٹرپٹ کیا جائے، اتنا چھوٹا آپریشن کا وقت ہو گا، جس سے مضبوط کرنٹ لیمیٹنگ کی صلاحیت فراہم کی جاتی ہے۔
- منتخب کرنے کے اصول:
- ریٹڈ ولٹیج: سسٹم کے ریٹڈ ولٹیج سے کم نہیں ہونی چاہئے؛ یہ کچھ زیادہ ہو سکتا ہے لیکن کبھی کم نہیں ہو سکتا ہے۔
- ریٹڈ کرنٹ: سرکٹ کے معمولی آپریشنل کرنٹ، اوور لوڈ کرنٹ اور معدات کی شروعاتی خصوصیات (مثال کے طور پر موتر کی شروعاتی کرنٹ اور وقت) کو مکمل طور پر دیکھا جانا چاہئے۔ باک اپ حفاظت کے طور پر، یہ صرف تب کام کرتا ہے جب فلٹ کرنٹ کنٹیکٹر کی بریکنگ کیپیسٹی سے زیادہ ہو جائے یا کنٹیکٹر کام نہ کرے۔
- مختلف معدات کے ساتھ حفاظت کی تنظیم:
- عالی ولٹیج موتروں (≤1200 kW): فیوز کو موتر کی شروعاتی کرنٹ کو برداشت کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ اوور لوڈ کی حفاظت کو کمپرہنشو پروٹیکشن ریلے کے ذریعے کیا جاتا ہے۔ فیوز کی ٹائم-کرنٹ مشخصہ کرو کے ساتھ ریلے کرو کے صحیح سے صحیح کراسنگ کو یقینی بنایا جائے تاکہ حفاظت کی تقسیم کو حاصل کیا جا سکے۔
- مثال: 250 kW موتر کے لیے 6s کا شروعاتی وقت اور 220A کی شروعاتی کرنٹ، 100A فیوز عنصر مناسب ہوتا ہے (ایک گھنٹے میں 2-3 شروعات کے لیے)۔
- ترانسفورمر (≤1600 kVA): فیوز کو انجیجنیشن کے دوران اینوچ کرنٹس اور مستقل اوور لوڈ کرنٹس کو برداشت کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ منتخب کرنا ترانسفورمر کی ریٹڈ کیپیسٹی اور ولٹیج لیول پر مستقیماً میچ ہوتا ہے۔
- مثال: 10 kV/800 kVA ترانسفورمر کے لیے 80A فیوز مناسب ہوتا ہے۔
- کیپیسٹر بینک (≤1200 kvar): کیپیسٹر کی برداشت کی صلاحیت سے کم سے کم سوئچنگ کرنٹ کو برداشت کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ ریٹڈ کرنٹ عام طور پر کیپیسٹر کی ریٹڈ کرنٹ کا 1.5–2 گنا ہوتا ہے۔ زیادہ سوئچنگ کرنٹ یا بار بار سوئچنگ کے لیے سیریز ریکٹرز کی تجویز کی جاتی ہے۔
III. اطلاق کا میدان اور مثالیں
(I) اطلاق کا میدان
- مناسب سیناریو:
- انڈسٹریل پلانٹس میں تک 1600 kVA تک کے ترانسفورمر کے لیے حفاظت اور کنٹرول سرکٹ۔
- تک 1200 kW تک کے عالی ولٹیج موتروں کے لیے بار بار شروعات اور حفاظت سرکٹ۔
- تک 1200 kvar تک کے کیپیسٹر بینک کے لیے سوئچنگ سرکٹ۔
- نامناسب سیناریو: اوپر کی کیپیسٹی سے زیادہ لود کے لیے، ویکیو سرکٹ بریکر پینل کا استعمال کیا جانا چاہئے۔
(II) کامیاب کیسز
ایف سی سرکٹ حل کو کئی پاور پلانٹ پروجیکٹس میں وسیع طور پر استعمال کیا گیا ہے، جس کی ثابت ہونے والی قابل اعتمادیت ہے:
- تھرمیل پاور پلانٹ: 8 ویکیو سرکٹ بریکر پینل + 36 ایف سی پینل استعمال کیے گئے۔ ان میں سے، LHJCZR کنٹیکٹرز WFNHO فیوز کے ساتھ موتروں کی حفاظت کرتے ہیں، جبکہ XRNT فیوز ترانسفورمر کی حفاظت کرتے ہیں۔
- پاور پلانٹ: 10 ویکیو سرکٹ بریکر پینل + 36 ایف سی پینل (موتروں کی حفاظت کے لیے 21، ترانسفورمر کی حفاظت کے لیے 12، اور کیپیسٹر کی حفاظت کے لیے 3) استعمال کیے گئے۔
IV. حل کے فوائد اور نتیجہ
یہ ایف سی سرکٹ حل ویکیو کنٹیکٹرز اور کرنٹ لیمیٹنگ فیوز کے دو فوائد کو مکمل کرتا ہے، جس کے نیچے دی گئی بنیادی فوائد ہیں:
- قیمت کی مناسبیت: ویکیو سرکٹ بریکر پینل کے مقابلے میں کہرچ کی قیمت کافی کم ہوتی ہے، جس سے عالی قیمت کی مناسبیت حاصل ہوتی ہے۔
- اختصاصی کارکردگی: کنٹیکٹرز بار بار آپریشن اور اوور لوڈ انٹرپشن میں مہارت رکھتے ہیں، جبکہ فیوز عالی شارٹ سرکٹ کرنٹ کو تیزی سے انٹرپٹ کرنے میں مہارت رکھتے ہیں، جس سے واضح تقسیم کام کی گاہی اور عالی حفاظت کی گارنٹی ہوتی ہے۔
- سلامتی اور قابل اعتمادیت: بہت چھوٹا شارٹ سرکٹ انٹرپشن کا وقت (ملی سیکنڈ کی سطح)، عالی کرنٹ لیمیٹنگ کی خصوصیات اور سسٹم کے معدات کی کارآمدی سے حفاظت۔ لنکڈ ٹرپنگ مکینزم فیز لاکس آپریشن کو روکتا ہے۔
- مینٹیننس فری اور لمبی عمر: ویکیو انٹرپٹر کیمبر مینٹیننس فری ہوتی ہے، الیکٹریکل اور میکانیکل عمر تک 1,000,000 آپریشن تک کی ہوتی ہے، جس سے لائف سائیکل کی قیمت کو کم کیا جا سکتا ہے۔
- کمپیکٹ اور فلکسیبل ڈیزائن: کمپیکٹ ڈھانچہ نصب کرنے کے لیے جگہ کو بچاتا ہے۔ عالی ملٹی ویرسٹی مماثل مصنوعات کے درمیان تبادلے کی اجازت دیتی ہے، جس سے مینٹیننس اور سپئیر پارٹس کی مینجمنٹ آسان ہو جاتی ہے۔
نتیجہ: ایف سی سرکٹ انڈسٹریل پاور سسٹمز میں جیسے پاور پلانٹس، پیٹرو کیمیکل، اور میٹلیجری میں چھوٹی سے مڈل کیپیسٹی کے ترانسفورمر، موتروں، اور کیپیسٹر کی حفاظت کے لیے ایک مثالی انتخاب ہے۔ یہ حل ٹیکنالوجیکل طور پر میٹر اور وسیع طور پر ثابت ہونے والی فوائد کے ساتھ، کارکردگی، قیمت، اور قابل اعتمادیت کے درمیان بہترین مساوات کا بہترین مثال ہے۔ اپلی کیشن کی کیپیسٹی کے اوپر کے لیے، ویکیو سرکٹ بریکر حل کی تجویز کی جاتی ہے۔
