ویکیوم سرکٹ بریکر سوئچنگ کیپسیٹر بینکوں کی وجہ سے اوور وولٹیج کے مسائل کا تجزیہ اور حل

ویکیوم سرکٹ بریکرز کیپیسیٹر بینکوں کو سوئچ کرنے پر پیدا ہونے والا اوور وولٹیج پاور سسٹمز میں ایک عام اور اہم مسئلہ ہے جس پر گہری توجہ کی ضرورت ہے۔ اس طرح کی اوور وولٹیج کیپسیٹرز، سرکٹ بریکرز اور پورے نظام کی موصلیت کے لیے خطرہ بن سکتی ہے۔ ذیل میں اس مسئلے اور ممکنہ حل کا منظم تجزیہ کیا گیا ہے۔

اس کی بنیادی وجہ ویکیوم سرکٹ بریکرز کی بریکنگ خصوصیات اور کپیسیٹر بینکوں کی توانائی ذخیرہ کرنے کی خصوصیات کے درمیان تعامل کو قرار دیا جا سکتا ہے، جو کہ خاص طور پر ظاہر ہوتا ہے:

1. انرش کرنٹ اور آپریشن اوور وولٹیج کو تبدیل کرنا

2. میکانزم: بند ہونے کے وقت، کپیسیٹر بینک میں وولٹیج صفر ہے، جبکہ سسٹم وولٹیج ایک خاص فوری قدر پر ہے۔ دونوں کے درمیان وولٹیج کا بڑا فرق بہت بڑے طول و عرض اور اعلی تعدد کے ساتھ ایک اعلی-فریکوئنسی انرش کرنٹ کا سبب بنتا ہے (درجہ شدہ کرنٹ سے کئی سے دس گنا تک)۔

اثر: ہائی-فریکوئنسی انرش کرنٹ پورے سسٹم کے مائبادے میں ایک ہائی-فریکوئنسی وولٹیج ڈراپ پیدا کرتا ہے، جسے آپریشن اوور وولٹیج بنانے کے لیے پاور فریکوئنسی وولٹیج پر سپرمپوز کیا جا سکتا ہے۔ متوازی طور پر کام کرنے والے متعدد کپیسیٹر بینکوں کی صورت میں، جب ایک اور کیپسیٹر بینک چارجڈ کیپسیٹر بینک (یا سسٹم) سے منسلک ہوتا ہے، تو وولٹیج کا فرق اور بھی زیادہ ہوسکتا ہے، اور انرش کرنٹ اور اوور وولٹیج کے مسائل زیادہ شدید ہوجاتے ہیں۔

یہ اوور وولٹیج کا سب سے عام اور مشکل ذریعہ ہے جب ویکیوم سرکٹ بریکرز کو کیپسیٹرز کو تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، بنیادی طور پر ویکیوم میڈیم کی بریکنگ خصوصیات سے متعلق:

کرنٹ کاٹنا: ویکیوم آرک کا استحکام ناقص ہے۔ کم کرنٹ پر (جیسے دسیوں ایمپیئرز سے نیچے)، قوس قدرتی طور پر کرنٹ کے صفر کو عبور کرنے سے پہلے اچانک بجھ سکتا ہے، جسے "کرنٹ کاٹنا" کہا جاتا ہے۔ کٹے ہوئے کرنٹ (بنیادی طور پر کپیسیٹیو کرنٹ) کے مطابق برقی فیلڈ انرجی (کیپسیٹر پر چارج) کو فوری طور پر جاری نہیں کیا جا سکتا، جس کے نتیجے میں کیپسیٹر پر عارضی کرنٹ کاٹنا اوور وولٹیج ہوتا ہے جو سسٹم وولٹیج سے زیادہ ہوتا ہے۔

ایک سے زیادہ پابندی لگانے والا اوور وولٹیج (سب سے زیادہ خطرناک): یہ اوور وولٹیج کی سب سے شدید شکل ہے۔

پہلی سٹرائیک: سرکٹ بریکر کھلنے کے بعد، رابطے کا فرق آہستہ آہستہ بڑھتا ہے۔ جب کیپسیٹر پر بقایا وولٹیج (DC یا کم-تعدد) سسٹم سپلائی وولٹیج کے مخالف سمت میں ہوتا ہے، تو رابطوں کے درمیان ریکوری وولٹیج اس وقت ویکیوم گیپ کی ڈائی الیکٹرک ریکوری طاقت سے زیادہ ہو سکتا ہے، جس کی وجہ سے خلا ٹوٹ جاتا ہے اور ایک ریسٹرائیک واقع ہوتا ہے۔ سٹرائیک کے وقت، کیپسیٹر پر موجود وولٹیج سرکٹ انڈکٹنس کے ذریعے سسٹم سپلائی وولٹیج کی طرف بڑھے گا۔

وولٹیج "مرحلہ" میں اضافہ: ریسٹرائیک ایک اعلی- فریکوئنسی دوغلی کرنٹ پیدا کرتا ہے۔ ویکیوم سرکٹ بریکرز صفر-اعلی-تعدد کرنٹ کے کراسنگ پر آرکس کو بجھانے میں خاص طور پر ماہر ہیں۔ اگر آرک کو کامیابی کے ساتھ پہلے یا دوسرے صفر-اعلی-فریکونسی کرنٹ کے کراسنگ پر روکا جاتا ہے، تو کپیسیٹر ایک نئی وولٹیج ویلیو پر "لاک" ہو جائے گا۔ ریسٹرائیک ڈسچارج کے عمل کی وجہ سے، یہ نئی وولٹیج ویلیو ریسٹرائیک سے پہلے والی وولٹیج سے کہیں زیادہ ہو سکتی ہے۔

دہرانے کا عمل: جیسے جیسے رابطے کا فاصلہ بڑھتا رہتا ہے، ریکوری وولٹیج دوبارہ بڑھتا ہے، اور دوسری، تیسری، یا اس سے زیادہ پابندیاں ہو سکتی ہیں۔ ہر سٹرائیک کیپسیٹر پر وولٹیج میں "قدم" اضافہ کا سبب بن سکتا ہے۔ نظریاتی طور پر، کئی پابندیوں کے بعد، کپیسیٹر کے دونوں سروں پر چوٹی اوور وولٹیج سسٹم فیز وولٹیج سے تین گنا یا اس سے بھی زیادہ تک پہنچ سکتی ہے۔

1. خود کیپسیٹر کے لیے: اوور وولٹیج کیپسیٹر عناصر کی موصلیت کو براہ راست خطرہ بناتا ہے، ڈائی الیکٹرک کی عمر کو تیز کرتا ہے، اور طویل مدتی اثرات خرابی کا باعث بن سکتے ہیں، جس سے کپیسیٹر پھٹ سکتا ہے۔

2. ویکیوم سرکٹ بریکرز کے لیے: ایک سے زیادہ reignitions انتہائی زیادہ ریکوری وولٹیج اور reignition کرنٹ پیدا کر سکتے ہیں، جو رابطوں کے برقی لباس کو تیز کر سکتے ہیں اور ممکنہ طور پر سرکٹ بریکر کو ہی موصلیت کا نقصان پہنچا سکتے ہیں۔

3. سسٹم میں موجود دیگر آلات کے لیے: اوور وولٹیج لائنوں کے ذریعے منتقل ہو سکتی ہے، جو منسلک ٹرانسفارمرز، آلے کے ٹرانسفارمرز، کیبلز اور دیگر آلات کی موصلیت کو خطرے میں ڈالتی ہے۔

4. غلط آپریشن کو متحرک کرنا یا تحفظ کو چلانے میں ناکامی: ہائی-فریکوئنسی عارضی عمل مائیکرو کمپیوٹر-کی بنیاد پر حفاظتی آلات کے نمونے لینے اور منطقی فیصلے میں مداخلت کر سکتا ہے۔

بنیادی حل کے نقطہ نظر "انرش کرنٹ کو محدود کرنا"، "ریگنیشن کو روکنا" اور "اوور وولٹیج کو جذب/محدود کرنا" کے گرد گھومتے ہیں۔

سرکٹ بریکر کے انتخاب اور استعمال کو بہتر بنائیں۔

1. "C2 گریڈ" یا "capacitive current breaking dedicated" ویکیوم سرکٹ بریکرز کو منتخب کریں: یہ سب سے بنیادی اور موثر اقدام ہے۔ ان سرکٹ بریکرز کی تصدیق سخت قسم کے ٹیسٹوں کے ذریعے کی گئی ہے اور یہ یقینی بنا سکتے ہیں کہ ریٹیڈ کیپسیٹو کرنٹ کو توڑنے پر کوئی پابندی نہیں لگتی یا اس پر پابندی کا امکان انتہائی کم ہے۔ ان کا رابطہ مواد، مقناطیسی میدان کے ڈیزائن، اور مینوفیکچرنگ کے عمل سب کیپسیٹیو بوجھ کے لیے موزوں ہیں۔

عام-مقصد یا صرف "L75" ٹیسٹ شدہ سرکٹ بریکرز استعمال کرنے سے گریز کریں: عمومی-مقصد سرکٹ بریکر انڈکٹو لوڈز کی بریکنگ ضروریات کو پورا کر سکتے ہیں، لیکن وہ کیپسیٹیو بوجھ کے لیے بریکنگ کارکردگی کی ضمانت نہیں دے سکتے۔

مستحکم مکینیکل خصوصیات کو یقینی بنائیں: اس بات کو یقینی بنائیں کہ سرکٹ بریکر کے کھلنے کی رفتار اتنی تیز اور مستحکم ہے کہ جلدی سے کھلنے کا کافی فاصلہ قائم کر سکے اور ڈائی الیکٹرک ریکوری کی طاقت کو بڑھا سکے۔

2. اوور وولٹیج پروٹیکشن ڈیوائسز کی تنصیب

میٹل آکسائیڈ اریسٹر (MOA): کپیسیٹر بینک کے شروع میں یا بس بار کی طرف متوازی طور پر جڑا ہوا، یہ اوور وولٹیج کے طول و عرض کو محدود کرنے کے لیے ایک معیاری ترتیب ہے۔ یہ اوور وولٹیج کو محفوظ سطح پر بند کر سکتا ہے۔ مناسب مسلسل آپریٹنگ وولٹیج اور بقایا وولٹیج کے ساتھ مناسب ماڈل کا انتخاب کیا جانا چاہئے اور کیپسیٹر بینک کے جتنا ممکن ہوسکے قریب نصب کیا جانا چاہئے۔

RC ڈیمپنگ ابسورپشن سرکٹ: ایک متوازی ریزسٹر-کیپیسیٹر سرکٹ بریکر کے رابطوں میں یا کپیسیٹر بینک اور بریکر کے درمیان نصب ہوتا ہے۔

فنکشن: ریکوری وولٹیج کے اضافے کی شرح کو کم کرنے کے لیے (du/dt)؛ ہائی-فریکوئنسی کرنٹ کے لیے کم-امپیڈنس کا راستہ فراہم کرنے کے لیے جو اس کی توانائی کو روکنے اور استعمال کرنے کے بعد ہو سکتا ہے؛ موجودہ رکاوٹ اوور وولٹیج کو دبانے کے لیے۔

ڈیزائن کی کلید: بہترین ڈیمپنگ اثر حاصل کرنے کے لیے سسٹم کے پیرامیٹرز کی بنیاد پر پیرامیٹرز (R اور C ویلیوز) کا حساب لگانے کی ضرورت ہے۔

3. آپریشن کے طریقوں کو بہتر بنائیں

ہم وقت ساز سوئچز (فیز سلیکشن کلوزنگ/ٹرپنگ ڈیوائسز): اس وقت بند ہونے کے لیے سرکٹ بریکر کو کنٹرول کرنے سے جب سسٹم وولٹیج اور کپیسیٹر کے بقایا وولٹیج کے درمیان فرق سب سے چھوٹا ہو (جیسے وولٹیج کے زیرو کراسنگ پر)، انرش کرنٹ اور اوور وولٹیج کو کم کر سکتے ہیں**۔ اسی طرح، کرنٹ کے زیرو کراسنگ پر درست طریقے سے ٹرپ کرنے پر بھی کنٹرول کیا جا سکتا ہے، جس سے کرنٹ میں رکاوٹ کا خطرہ کم ہوتا ہے۔ یہ فی الحال آپریشن اوور وولٹیج کو دبانے کے لیے ایک جدید ٹیکنالوجی ہے۔

آپریشن کی ترتیب کو بہتر بنائیں: متوازی کیپسیٹر بینکوں کے لیے، یہ تجویز کیا جاتا ہے کہ آپریشن کی ترتیب درج ذیل ہو: جب بجلی بند ہو، پہلے سرکٹ بریکر کو منقطع کریں، پھر الگ تھلگ سوئچ؛ جب پاور آن ہو تو پہلے الگ تھلگ سوئچ بند کریں، پھر سرکٹ بریکر۔ الگ تھلگ سوئچ کے ساتھ چارج شدہ کیپسیٹرز کو چلانے سے گریز کریں۔

4. سسٹم-سائیڈ کنڈریشنز

سیریز ری ایکٹرز: ایک مخصوص ری ایکٹینس ریٹ کے ساتھ سیریز کے ری ایکٹر (عام طور پر 0.5% سے 1% انرش کرنٹ کو محدود کرنے کے لیے اور ہارمونک ایمپلیفیکیشن کو دبانے کے لیے 5% سے 6%) کپیسیٹر بینک سرکٹ میں جڑے ہوتے ہیں۔

افعال: انرش کرنٹ کے طول و عرض اور تعدد کو محدود کریں۔ capacitors کے ساتھ فلٹر برانچ بنائیں؛ عارضی عمل کے پیرامیٹرز کو بھی کسی حد تک تبدیل کر سکتا ہے اور محدود حالات کو متاثر کر سکتا ہے۔

معقول الیکٹریکل لے آؤٹ: کپیسیٹر بینک اور سرکٹ بریکر کے درمیان کنکشن لائن کی لمبائی کو چھوٹا کریں، لوپ انڈکٹن کو کم کریں۔

ویکیوم سرکٹ بریکرز کی طرف سے کیپیسیٹر بینکوں کو تبدیل کرنے کی وجہ سے اوور وولٹیج کا مسئلہ بنیادی طور پر موجودہ رکاوٹ اور ویکیوم آرکس کی محدود خصوصیات اور کیپسیٹرز کی توانائی ذخیرہ کرنے کی خصوصیات کے درمیان تصادم کی وجہ سے ہے۔

حل کی حکمت عملیوں کو درج ذیل درجہ بندی پر عمل کرنا چاہیے:

1. روک تھام پہلے (بنیادی وجہ کا پتہ لگانا): ڈیزائن اور حصولی کے مراحل کے دوران، صرف "C2 گریڈ" یا ویکیوم سرکٹ بریکرز کا انتخاب کیا جانا چاہیے جو خاص طور پر کپیسیٹر بینک سوئچنگ کے لیے تیار کیے گئے ہوں جو مستند اداروں سے تصدیق شدہ ہوں۔

2. حفاظتی ڈھال کے طور پر (علامات کو حل کرنا): اوور وولٹیج کے خلاف دفاع کی آخری لائن کے طور پر دھاتی آکسائیڈ گرفتار کرنے والوں (MOA) کی ترتیب کو معیاری بنائیں۔

3. ایک معاون اقدام کے طور پر اصلاح (کارکردگی کو بڑھانا): پروجیکٹ کی اہمیت اور بجٹ پر منحصر ہے، RC ڈیمپنگ سرکٹس، ہم وقت ساز سوئچز، اور منطقی طور پر سیریز ری ایکٹرز کو ترتیب دینے پر غور کریں۔

4. بنیاد کے طور پر آپریشن اور دیکھ بھال: سرکٹ بریکرز کی مکینیکل خصوصیات اور گرفتار کرنے والوں کی حالت کا باقاعدگی سے معائنہ کریں، اور درست آپریٹنگ طریقہ کار پر سختی سے عمل کریں۔

عملی انجینئرنگ میں، نظام کے محفوظ اور قابل بھروسہ آپریشن کو یقینی بنانے کے لیے ایک یا زیادہ مشترکہ دبانے والے اقدامات کو منتخب کرنے کے لیے، نظام وولٹیج کی سطح، کپیسیٹر بینک کی صلاحیت، آپریشن موڈ اور لاگت جیسے عوامل کو مدنظر رکھتے ہوئے تکنیکی اور اقتصادی موازنہ کیا جانا چاہیے۔

ZN85B-40.5 چھوٹا انڈور ویکیوم سرکٹ بریکرہماری کمپنی کی طرف سے ڈیزائن اور تیار کردہ ایک چھوٹا 40.5kV پروڈکٹ ہے۔ یہ ABB کے ذریعہ تیار کردہ VD4-40.5 اور HD4-40.5 سیریز کی فرش ٹرالیوں کو بالکل بدل سکتا ہے۔ اس سیریز میں بنیادی طور پر دو سیریز شامل ہیں: مستقل مقناطیس میکانزم اور بہار میکانزم۔ یہ ایک درجہ بند وولٹیج 40.5KV، AC 50HZ انڈور سوئچ گیئر کا جزو ہے۔

شانسی ویسٹ پاور ٹونگ زونگ الیکٹریکل کمپنی لمیٹڈ
رابطہ: محترمہ گریس لیو (ڈائریکٹر آف سیلز ڈیپارٹمنٹ)

ای میل:xdtz04@westpowerelectric.com

موبائل: +86 18091765882(WhatsApp/facebook)

ویب سائٹ:https://www.xdtzelectrical.com

شامل کریں: نانپو گاؤں، چنکانگ ایونیو جنٹائی ڈسٹرکٹ باوجی سٹی، شانسی صوبہ، چین