برقی تنصیبات میں تحفظ کا انتخاب کیا ہے؟

برقی سرکٹ کو چلانے اور ڈیزائن کرتے وقت، ہمیشہ اس کے محفوظ استعمال کے مسائل پر توجہ دی جاتی ہے۔ اس مقصد کے لیے، تمام برقی آلات کو خصوصی آلات سے محفوظ کیا جاتا ہے جو ایک مخصوص درجہ بندی کے تعلق کے مطابق منتخب اور سختی سے رکھے جاتے ہیں۔

مثال کے طور پر، جب موبائل فون چارج ہو رہا ہوتا ہے، تو اس کے بہاؤ کو بیٹری میں بنائے گئے تحفظ سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ یہ صلاحیت کی تعمیر کے اختتام پر چارج کرنٹ کو کاٹ دیتا ہے۔ جب بیٹری کے اندر شارٹ سرکٹ ہوتا ہے، چارجر میں نصب فیوز اڑا دیتا ہے اور سرکٹ کو منقطع کر دیتا ہے۔

اگر کسی وجہ سے ایسا نہیں ہوتا ہے، تو آؤٹ لیٹ میں خرابی کو اپارٹمنٹ پینل پر موجود سرکٹ بریکر کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے، اور اس کے آپریشن کی بیمہ مرکزی مشین کے ذریعے کی جاتی ہے۔ دفاع کے متبادل اقدامات کے اس سلسلے پر مزید غور کیا جا سکتا ہے۔

اس کے ماڈلز سلیکٹیوٹی کے اصول سے طے کیے جاتے ہیں، جسے سلیکٹیوٹی بھی کہا جاتا ہے، جس میں خرابی کے مقام کو منتخب کرنے یا اس کا تعین کرنے کے فنکشن پر زور دیا جاتا ہے۔

انتخاب کی اقسام

الیکٹریکل پروٹیکشن سلیکٹیوٹی کے طریقے پروجیکٹ کی تخلیق کے دوران بنائے جاتے ہیں اور آپریشن کے دوران اس طرح برقرار رکھے جاتے ہیں کہ برقی آلات میں خرابی کی جگہ کی فوری طور پر شناخت کی جا سکے اور اسے کام کرنے والے سرکٹ سے چھوٹے نقصانات کے ساتھ الگ کر دیا جائے۔

اس صورت میں، تحفظ کی کوریج کے علاقے کو انتخاب کے مطابق تقسیم کیا جاتا ہے:

1. مطلق

2. رشتہ دار

پہلی قسم کا تحفظ کام کرنے والے علاقے کو مکمل طور پر کنٹرول کرتا ہے اور صرف اس میں ہونے والے نقصان کی مرمت کرتا ہے۔ بلٹ ان برقی آلات اس ماڈل پر کام کرتے ہیں۔ سرکٹ بریکر.

رشتہ دارانہ بنیادوں پر بنائے گئے آلات زیادہ کام انجام دیتے ہیں۔ وہ اپنے زون اور پڑوسیوں میں خرابیوں کو خارج کرتے ہیں، لیکن جب مطلق قسم کے تحفظات ان میں کام نہیں کرتے ہیں۔

اچھی طرح سے دیکھتے ہوئے تحفظ کی وضاحت کرتا ہے:

1. مقام اور نقصان کی قسم؛

2. ایک غیر معمولی لیکن قابل اجازت موڈ کے درمیان فرق ایسی صورت حال سے جو کنٹرول شدہ علاقے میں برقی تنصیب کے آلات کو بہت شدید نقصان پہنچا سکتا ہے۔

صرف پہلی کارروائی میں کنفیگر کیے گئے آلات عام طور پر 1000 وولٹ تک کے غیر اہم نیٹ ورکس پر کام کرتے ہیں۔ کے لیے ہائی وولٹیج بجلی کی تنصیبات دونوں اصولوں کو لاگو کرنے کی کوشش کریں. اس مقصد کے لئے، مندرجہ ذیل تحفظ میں شامل ہیں:

• مسدود کرنے کی اسکیمیں؛

• درستگی کی پیمائش کرنے والے آلات؛

• معلومات کے تبادلے کے نظام؛

• خصوصی منطق الگورتھم

سیریز میں جڑے دو سرکٹ بریکرز کے درمیان کسی بھی وجہ سے ریٹیڈ بوجھ سے زیادہ کرنٹ کے خلاف تحفظ فراہم کیا جاتا ہے۔اس صورت میں، خرابی والے صارف کے قریب ترین سوئچ کو اپنے رابطوں کو کھول کر غلطی کو بند کرنا چاہیے، اور ریموٹ والے کو اپنے حصے میں وولٹیج کی فراہمی جاری رکھنی چاہیے۔

اس صورت میں، دو قسم کے انتخاب پر غور کیا جاتا ہے:

1. مکمل

2. جزوی

اگر فالٹ کے قریب ترین تحفظ ریموٹ سوئچ کو متحرک کیے بغیر پوری ترتیب کی حد میں غلطی کو مکمل طور پر ختم کرنے کے قابل ہے، تو اسے مکمل سمجھا جاتا ہے۔

جزوی سلیکٹیوٹی مختصر فاصلے کے تحفظات میں فطری ہے جو کچھ محدود سلیکٹیوٹی تک کام کرنے کے لیے ترتیب دی گئی ہے۔ اگر یہ حد سے زیادہ ہو جائے تو ریموٹ سوئچ حرکت میں آتا ہے۔

منتخب تحفظات میں اوورلوڈ اور شارٹ سرکٹ زون

آپریشن کے لیے مخصوص موجودہ حدود خودکار حفاظتی سوئچزدو گروہوں میں تقسیم کیا گیا ہے:

1. اوورلوڈ موڈ؛

2. شارٹ سرکٹ کا علاقہ۔

وضاحت میں آسانی کے لیے، یہ اصول سرکٹ بریکرز کی موجودہ خصوصیات پر لاگو ہوتا ہے۔

وہ اوورلوڈ زون میں 8 ÷ 10 بار تک ریٹیڈ کرنٹ کے ساتھ کام کرنے کے لیے تیار ہیں۔

اس علاقے میں تھرمل یا تھرمو میگنیٹک حفاظتی ریلیز بنیادی طور پر کام کرتی ہیں۔ شارٹ سرکٹ کرنٹ بہت کم ہی اس زون میں آتے ہیں۔

شارٹ سرکٹ واقع ہونے والا زون عام طور پر کرنٹ کے ساتھ ہوتا ہے جو بریکرز کے ریٹیڈ بوجھ سے 8 ÷ 10 گنا زیادہ ہوتا ہے اور اس کی خصوصیت برقی سرکٹ کو شدید نقصان پہنچاتی ہے۔

انہیں آف کرنے کے لیے، برقی مقناطیسی یا الیکٹرانک ریلیز استعمال کیے جاتے ہیں۔

سلیکٹیوٹی پیدا کرنے کے طریقے

اوور کرنٹ رینج کے لیے، تحفظات بنائے جاتے ہیں جو وقت کی کرنٹ سلیکٹیوٹی کے اصول پر کام کرتے ہیں۔

شارٹ سرکٹ زون کی بنیاد پر بنایا گیا ہے:

1. موجودہ

2. عارضی؛

3. توانائی؛

4. علاقے کا انتخاب۔

حفاظتی آپریشن کے لیے مختلف وقت کی تاخیر کا انتخاب کر کے وقت کی انتخابی صلاحیت پیدا کی جاتی ہے۔ یہ طریقہ ان آلات پر بھی لاگو کیا جا سکتا ہے جو ایک ہی موجودہ سیٹنگ والے ہیں لیکن مختلف ٹائمنگ جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

مثال کے طور پر، آلات کے قریب ترین تحفظ نمبر 1 شارٹ سرکٹ کی صورت میں 0.02 سیکنڈ کے قریب وقت کے ساتھ کام کرنے کے لیے سیٹ کیا جاتا ہے، اور اس کا آپریشن زیادہ دور نمبر 2 کے ذریعے 0.5 سیکنڈ کی ترتیب کے ساتھ فراہم کیا جاتا ہے۔

ایک سیکنڈ کے شٹ ڈاؤن وقت کے ساتھ سب سے دور کا تحفظ ممکنہ ناکامی کی صورت میں پچھلے آلات کے آپریشن میں معاونت کرتا ہے۔

موجودہ سلیکٹیوٹی کو آپریشن کے لیے ریگولیٹ کیا جاتا ہے جب قابل اجازت بوجھ حد سے زیادہ ہو جاتا ہے۔ اس اصول کی وضاحت درج ذیل مثال سے کی جا سکتی ہے۔

سیریز میں تین تحفظات شارٹ سرکٹ کرنٹ کی نگرانی کرتے ہیں اور 0.02 سیکنڈ کے وقت کے ساتھ کام کرنے کے لیے ترتیب دیے گئے ہیں، لیکن 10، 15 اور 20 amps کی مختلف موجودہ ترتیبات کے ساتھ۔ لہذا، آلات کو پہلے حفاظتی آلہ نمبر 1 سے منقطع کر دیا جائے گا، اور نمبر 2 اور نمبر 3 منتخب طور پر اس کی بیمہ کرائے گا۔

وقت یا موجودہ انتخاب کو اس کی خالص ترین شکل میں محسوس کرنے کے لیے حساس کرنٹ اور ٹائم سینسر یا ریلے کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس صورت میں، ایک پیچیدہ برقی سرکٹ بنایا جاتا ہے، جو عملی طور پر دونوں سمجھے گئے اصولوں کو یکجا کرتا ہے اور اس کا خالص شکل میں اطلاق نہیں ہوتا ہے۔

موجودہ تحفظ کے وقت کا انتخاب

1000 وولٹ تک کے وولٹیج کے ساتھ برقی تنصیبات کی حفاظت کے لیے، خودکار سوئچز کا استعمال کیا جاتا ہے، جن کی مشترکہ ٹائم کرنٹ خصوصیت ہوتی ہے۔آئیے ہم اس اصول کو دو سیریز سے منسلک مشینوں کی مثال کے ذریعے جانچتے ہیں جو لائن کے سرے پر لوڈ اور سپلائی سائیڈ پر واقع ہیں۔

وقت کی سلیکٹیوٹی اس بات کا تعین کرتی ہے کہ جب سرکٹ بریکر جنریٹر کے آخر میں ہونے کی بجائے صارف کے قریب ہوتا ہے تو وہ کیسے ٹرپ کرنے کے لیے سیٹ ہوتا ہے۔

بایاں گراف لوڈ سائیڈ پر اوپری پروٹیکشن کریو کے سب سے طویل ٹرپنگ ٹائم کا کیس دکھاتا ہے، اور دائیں طرف سپلائی اینڈ پر سرکٹ بریکر کا سب سے کم وقت دکھاتا ہے۔ یہ تحفظات کے انتخاب کے اظہار کے مزید تفصیلی تجزیہ کی اجازت دیتا ہے۔

سوئچ «B» فراہم کردہ آلات کے قریب واقع ہے، موجودہ وقت کے استعمال کی وجہ سے، پہلے اور تیزی سے کام کرتا ہے، اور سوئچ «A» ناکامی کی صورت میں اسے برقرار رکھتا ہے۔

تحفظ کی موجودہ سلیکٹیوٹی

اس طریقہ کار میں، ایک مخصوص نیٹ ورک کنفیگریشن بنا کر سلیکٹیوٹی بنائی جا سکتی ہے، مثال کے طور پر کیبل یا اوور ہیڈ پاور لائن کے سرکٹ میں شامل، جس میں برقی مزاحمت ہوتی ہے۔ اس صورت میں، جنریٹر اور صارف کے درمیان شارٹ سرکٹ کرنٹ کی قدر خرابی کی جگہ پر منحصر ہے۔

کیبل کے پاور اینڈ پر اس کی زیادہ سے زیادہ ویلیو 3 kA اور اس کے مخالف سرے پر 1 kA کی کم از کم ویلیو ہوگی۔

سوئچ A کے قریب شارٹ سرکٹ کی صورت میں، اختتام B (I kz1kA) کا تحفظ کام نہیں کرنا چاہیے، پھر اسے آلات سے وولٹیج کو ہٹا دینا چاہیے۔ تحفظات کے درست آپریشن کے لیے، ایمرجنسی موڈ میں سوئچز سے گزرنے والے حقیقی دھاروں کی شدت کو مدنظر رکھنا ضروری ہے۔

یہ سمجھنا چاہیے کہ اس طریقہ کے ساتھ مکمل سلیکٹیوٹی کو یقینی بنانے کے لیے، دو سوئچز کے درمیان ایک بڑی مزاحمت کا ہونا ضروری ہے، جو اس وجہ سے بن سکتا ہے:

• توسیع شدہ پاور لائن؛

• ٹرانسفارمر سمیٹ پلیسمنٹ؛

• کم کراس سیکشن کے ساتھ یا دوسرے طریقوں سے کیبل کے وقفے میں شامل کرنا۔

لہذا، اس طریقہ کے ساتھ، انتخاب اکثر جزوی ہے.

تحفظ کا وقت انتخاب

انتخاب کا یہ طریقہ عام طور پر پچھلے طریقہ کی تکمیل کرتا ہے، اوقات کو مدنظر رکھتے ہوئے:

• جگہ کی حفاظت اور خرابی کی ترقی کے آغاز کے ذریعے تعین؛

• شٹ ڈاؤن پر ٹرگر.

حفاظتی آپریشن کے الگورتھم کی تشکیل موجودہ ترتیبات کے بتدریج ہم آہنگی اور اس وقت کی وجہ سے کی جاتی ہے جب شارٹ سرکٹ کرنٹ طاقت کے منبع میں منتقل ہوتا ہے۔

وقت کی سلیکٹیوٹی اسی موجودہ ریٹنگ والی مشینوں کے ذریعے تخلیق کی جا سکتی ہے جب ان میں جوابی تاخیر کو ایڈجسٹ کرنے کی صلاحیت ہو۔

سوئچ B کی حفاظت کے اس طریقے سے، فالٹ آف ہو جاتا ہے، اور A سوئچ - وہ پورے عمل کو کنٹرول کرتے ہیں اور آپریشن کے لیے تیار ہیں۔ اگر تحفظات B کے آپریشن کے لیے مختص کیے گئے وقت کے دوران، شارٹ سرکٹ کو ختم نہیں کیا جاتا ہے، تو A طرف کے تحفظات کے عمل سے خرابی ختم ہو جاتی ہے۔

تحفظات کی توانائی کا انتخاب

یہ طریقہ خاص نئی قسم کے سرکٹ بریکرز کے استعمال پر مبنی ہے، جو مولڈ کیس میں بنائے گئے ہیں اور جب شارٹ سرکٹ کرنٹ کو اپنی زیادہ سے زیادہ قدروں تک پہنچنے کا وقت بھی نہیں ملا ہے تو جلد از جلد کام کرنے کے قابل ہے۔

اس قسم کا ریٹ آٹو میٹا چند ملی سیکنڈ کے لیے کام کرتا ہے جب کہ عارضی اپیریوڈک اجزاء ابھی بھی فعال ہیں۔ایسے حالات میں، بوجھ کے بہاؤ کی اعلیٰ حرکیات کی وجہ سے، تحفظات کی اصل میں آپریٹنگ وقت کی موجودہ خصوصیات کو مربوط کرنا مشکل ہے۔

آخری صارف کے پاس توانائی کی انتخابی خصوصیات کا بہت کم یا کوئی سراغ نہیں ہے۔ وہ کارخانہ دار کی طرف سے گرافس، کیلکولیشن پروگرامز، ٹیبلز کی شکل میں فراہم کیے جاتے ہیں۔

اس طریقہ کو سپلائی سائیڈ پر تھرمو میگنیٹک اور الیکٹرانک ریلیز کے لیے مخصوص آپریٹنگ حالات کو مدنظر رکھنا چاہیے۔

دفاع کی زون سلیکٹیوٹی

اس قسم کی سلیکٹیوٹی ایک قسم کی عارضی خصوصیت ہے۔ اس کے آپریشن کے لیے، ہر طرف کرنٹ ماپنے والے آلات استعمال کیے جاتے ہیں، جن کے درمیان معلومات کا مسلسل تبادلہ ہوتا ہے اور موجودہ ویکٹر کا موازنہ کیا جاتا ہے۔

زون سلیکٹیوٹی کو دو طریقوں سے بنایا جا سکتا ہے:

1. مانیٹرڈ ایریا کے دونوں سروں سے سگنلز ایک ہی وقت میں لاجک پروٹیکشن مانیٹرنگ ڈیوائس کو بھیجے جاتے ہیں۔ یہ ان پٹ کرنٹ کی قدروں کا موازنہ کرتا ہے اور بریکر کو کھولنے کا تعین کرتا ہے۔

2. دونوں طرف موجودہ ویکٹر کی حد سے زیادہ قدروں کے بارے میں معلومات پاور سپلائی سائیڈ پر اعلی درجے کی درجہ بندی پر تحفظ کے منطقی حصے کو بلاک کرنے والے سگنل کی شکل میں آتی ہے۔ اگر نیچے کوئی بلاک کرنے والا سگنل ہے، تو نیچے کا سوئچ آف ہے۔ جب نیچے کے سفر کی ممانعت موصول نہیں ہوتی ہے، تو وولٹیج کو اوپر کے تحفظ سے ہٹا دیا جاتا ہے۔

ان طریقوں کے ساتھ، وقت کے انتخاب کے مقابلے میں شٹ ڈاؤن بہت تیز ہے۔ یہ نظام میں برقی آلات، کم متحرک اور تھرمل بوجھ کو کم نقصان کی ضمانت دیتا ہے۔

تاہم، سلیکٹیوٹی زوننگ کے طریقہ کار میں پیمائش، منطق اور معلومات کے تبادلے کے لیے اضافی پیچیدہ تکنیکی نظاموں کی تخلیق کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے آلات کی لاگت میں اضافہ ہوتا ہے۔ ان وجوہات کی بناء پر، یہ ہائی فریکوئنسی بلاکنگ تکنیک ٹرانسمیشن لائنوں اور ہائی وولٹیج سب اسٹیشنوں میں استعمال ہوتی ہے۔ جو مسلسل بڑی طاقت کے بہاؤ کو منتقل کرتا ہے۔

اس مقصد کے لیے تیز رفتار ہوا، تیل یا SF6 سرکٹ بریکر استعمال کیے جاتے ہیں جو کرنٹ کے بڑے بوجھ کو تبدیل کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔