الیکٹریکل نیٹ ورکس میں خودکار ٹرانسفر سوئچنگ ڈیوائسز (ATS) کیسے کام کرتی ہیں۔

کام کی وضاحت کرنے والے ایک مضمون میں خودکار بند ہونے والے آلاتمختلف وجوہات کی بنا پر بجلی کی سپلائی میں رکاوٹ کے معاملات اور پاور لائنوں کی خودکار ٹرانسمیشن کے ذریعے اس کی بحالی کے طریقوں پر غور کیا جاتا ہے جب ہنگامی حالات کی وجوہات غائب ہو جاتی ہیں اور کام کرنا بند ہو جاتا ہے۔

اوور ہیڈ پاور لائن کی تاروں کے درمیان اڑتا ہوا پرندہ اپنے پروں سے شارٹ سرکٹ بنا سکتا ہے۔ یہ پاور سب سٹیشن پاور سوئچ پروٹیکشن کو ٹرپ کر کے اوور ہیڈ لائن سے وولٹیج کو ہٹانے کا سبب بنے گا۔

چند سیکنڈ کے بعد، خود کار طریقے سے دوبارہ بند ہونے والے آلات صارفین کو بجلی کی فراہمی بحال کر دیں گے، اور اس وقت تحفظ اسے بند نہیں کرے گا، کیونکہ کرنٹ سے ٹکرانے والے پرندے کو زمین پر گرنے کا وقت ملے گا۔

تاہم، اگر کوئی قریبی درخت سمندری طوفان کی ہوا کے جھونکے سے اوور ہیڈ پاور لائن پر گرتا ہے، سپورٹ کو توڑ دیتا ہے، تو ایک لمبا شارٹ سرکٹ ہو گا، تاریں ٹوٹ جائیں گی، جس سے منسلک اشیاء کو بجلی کی تیزی سے خودکار بحالی کو خارج کر دیا جائے گا۔

مرمت کا کام مکمل ہونے تک اس لائن کے تمام صارفین بجلی حاصل نہیں کر سکیں گے، جس میں کئی دن لگ سکتے ہیں...

تصور کریں کہ اس طرح کا نقصان اس لائن پر ہوتا ہے جو بڑے پیداواری سہولیات والے علاقائی شہر کو بجلی فراہم کرتی ہے، جیسے شیشے کو پگھلانے کے لیے خودکار برقی بھٹیوں کا استعمال۔

بجلی کی ناکامی کی صورت میں، پگھلنے والے حمام کام کرنا چھوڑ دیں گے اور تمام مائع شیشے ٹھوس ہو جائیں گے۔ نتیجے کے طور پر، انٹرپرائز کو بہت زیادہ مادی نقصانات کا سامنا کرنا پڑے گا، پیداوار کو روکنے، مہنگی مرمت کرنے کی ضرورت کا سامنا کرنا پڑے گا ...

تمام بڑی پیداواری سہولیات میں ایسے حالات سے بچنے کے لیے، ایک بیک اپ پاور سورس فراہم کیا جاتا ہے، جس میں کسی دوسرے سب اسٹیشن یا اس کے اپنے طاقتور جنریٹر سیٹ سے بیک اپ پاور لائن ہوتی ہے۔

آپ کو تیزی سے اور قابل اعتماد طریقے سے اس سے پاور پر سوئچ کرنے کی ضرورت ہوگی۔ اس مقصد کے لیے آٹومیٹک ٹرانسفر سوئچز، جسے مختصراً ATS کہا جاتا ہے، استعمال کیا جاتا ہے۔

اس طرح، غور کیا گیا آٹومیشن بیک اپ سورس کے تیزی سے فعال ہونے کی وجہ سے مین پاور لائن کی سنگین ناکامی کی صورت میں ذمہ دار صارفین کو مسلسل بجلی فراہم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

اے ٹی ایس کی ضروریات

بیک اپ پاور کو خود بخود متعارف کروانے والے آلات کو چالو کرنا ضروری ہے:

• مین لائن پر بجلی کی کمی کے بعد جتنی جلدی ممکن ہو؛

• صارف کی اپنی بسوں میں وولٹیج کے ضائع ہونے کی صورت میں، خرابی کی وجوہات کا تجزیہ کیے بغیر، اگر کسی خاص قسم کے تحفظ کے ذریعے آغاز کو روکنا فراہم نہیں کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، ٹائروں کے آرک پروٹیکشن کو خودکار ٹرانسفر سوئچ کے آغاز کو روکنا چاہیے تاکہ نتیجے میں ہونے والے حادثے کی ترقی کو روکا جا سکے۔

• کچھ تکنیکی سائیکلوں کو انجام دیتے وقت ضروری تاخیر کے ساتھ۔ مثال کے طور پر، طاقتور الیکٹرک موٹروں کے بوجھ کے نیچے سوئچ آن کرتے وقت، "وولٹیج ڈراپ" ممکن ہے، جو جلدی ختم ہو جاتا ہے۔

• ہمیشہ صرف ایک بار، کیونکہ دوسری صورت میں ناقابل تلافی شارٹ سرکٹ کے لیے کئی بار آن کرنا ممکن ہے، جو کہ ایک متوازن برقی نظام کو مکمل طور پر تباہ کر سکتا ہے۔

سرکٹ کے قابل اعتماد آپریشن کے لیے قدرتی ضرورت اس کی اچھی حالت میں مستقل دیکھ بھال اور تکنیکی پیرامیٹرز کا خودکار کنٹرول ہے۔

دو ذرائع سے متوازی سپلائی پر اے ٹی ایس کے فوائد

پہلی نظر میں، ذمہ دار صارفین کو طاقت دینے کے لیے، آپ انہیں بیک وقت دو مختلف لائنوں سے جوڑنے سے پوری طرح نمٹ سکتے ہیں جو مختلف جنریٹرز سے توانائی لیتی ہیں۔ پھر، اوور ہیڈ لائنوں میں سے ایک پر حادثے کی صورت میں، یہ سرکٹ ٹوٹ جائے گا، اور دوسرا فعال رہے گا اور مسلسل بجلی فراہم کرے گا۔

اس طرح کی اسکیمیں پہلے ہی بنائی جا چکی ہیں، لیکن درج ذیل نقصانات کی وجہ سے ان کا بڑے پیمانے پر عملی اطلاق نہیں ہوا ہے۔

• دونوں لائنوں پر شارٹ سرکٹ کی صورت میں، دونوں جنریٹرز سے توانائی کی فراہمی کی وجہ سے کرنٹ نمایاں طور پر بڑھ جاتا ہے۔

• پاور ٹرانسفارمر سب سٹیشنوں میں بجلی کے نقصانات بڑھ رہے ہیں۔

• الگورتھم کے استعمال کی وجہ سے پاور مینجمنٹ اسکیم بہت زیادہ پیچیدہ ہو جاتی ہے جو بیک وقت صارف کی حالت اور دو جنریٹرز، توانائی کے بہاؤ کی موجودگی کو مدنظر رکھتے ہیں۔

• تین ریموٹ سروں پر الگورتھم کے ذریعے باہم منسلک تحفظات کو نافذ کرنے کی پیچیدگی۔

لہذا، صارف کو ایک اہم ذریعہ سے طاقت فراہم کرنا اور بجلی کی ناکامی کی صورت میں بیک اپ جنریٹر میں خودکار منتقلی کو سب سے زیادہ امید افزا سمجھا جاتا ہے۔ اس طریقہ کے ساتھ بجلی کی بندش کا وقت 1 سیکنڈ سے بھی کم ہو سکتا ہے۔

اے ٹی ایس اسکیمیں بنانے کی خصوصیات

آٹومیشن کو کنٹرول کرنے کے لیے درج ذیل الگورتھم میں سے ایک استعمال کیا جا سکتا ہے۔

• ایک اضافی ہاٹ اسٹینڈ بائی موڈ کے ساتھ کام کی جگہ سے یک طرفہ بجلی کی فراہمی، جو صرف مرکزی منبع سے وولٹیج کے ضائع ہونے پر کام کرتی ہے۔

• ورک سٹیشن کے طور پر ہر ایک ذرائع کے دو طرفہ استعمال کا امکان؛

• ان پٹ سوئچ بسوں میں وولٹیج بحال ہونے کے بعد ATS سرکٹ کی خود بخود بنیادی ماخذ سے پاور پر واپس آنے کی صلاحیت۔ اس صورت میں، دو ذرائع سے صارف کو متوازی طاقت کے موڈ سے منسلک کرنے کے امکان کو چھوڑ کر، پاور سوئچنگ ڈیوائسز کے ایکٹیویشن کا ایک سلسلہ بنایا جاتا ہے۔

• ایک سادہ اے ٹی ایس اسکیم جو خودکار موڈ میں مرکزی ذریعہ سے پاور ریکوری موڈ میں منتقلی کو خارج کرتی ہے۔

• بیک اپ پاور سپلائی صرف اس صورت میں متعارف کرائی جانی چاہیے جب متعلقہ سوئچ کو بند کر کے ناکام مین پاور سپلائی عنصر کو وولٹیج فراہم کرنے کے انتظامات کیے گئے ہوں۔

خود کار طریقے سے دوبارہ بند ہونے، خود کار طریقے سے دوبارہ بند ہونے کے برعکس، ATS آلات بجلی کی ناکامی کی صورت میں سب سے زیادہ کارکردگی دکھاتے ہیں، جس کا حساب 90 ÷ 95% ہے۔ لہذا، وہ بڑے پیمانے پر صنعتی اداروں کے بجلی کی فراہمی کے نظام میں استعمال ہوتے ہیں.

ریزرو کے خودکار سوئچنگ کو پاور لائنوں، ٹرانسفارمرز (بجلی کی فراہمی اور معاون ضروریات)، سیکشنل سوئچز کو پاور کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

OVD کے کام کے بنیادی اصول

مین پاور لائن کے وولٹیج کا تجزیہ کرنے کے لیے، ایک ماپنے والا آلہ استعمال کیا جاتا ہے، جس میں پیمائش کرنے والے ٹرانسفارمر اور اس کے سرکٹس کے ساتھ مل کر وولٹیج کنٹرول ریلے RKN ہوتا ہے۔ پرائمری نیٹ ورک کا ہائی وولٹیج وولٹیج، متناسب طور پر 0 ÷ 100 وولٹ کی سیکنڈری ویلیو میں تبدیل ہوتا ہے، کو کنٹرول ریلے کے کوائل میں کھلایا جاتا ہے، جو ایک محرک کے طور پر کام کرتا ہے۔

RKN ریلے کی ترتیب کی ایک خاصیت ہے: یہ ضروری ہے کہ ایکچیوٹنگ عنصر کی کم مطلوبہ سطح کو مدنظر رکھا جائے، جو وولٹیج کی کمی کو برائے نام قدر کے 20 ÷ 25% تک کی ضمانت دیتا ہے۔

یہ اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ قریبی شارٹ سرکٹس کی صورت میں، ایک قلیل مدتی "وولٹیج ڈراپ" واقع ہوتا ہے، جسے اوور کرنٹ پروٹیکشنز کے آپریشن سے ختم کر دیا جاتا ہے۔ اور ILV اسٹارٹ اپ آئٹمز کو ان عملوں کے ذریعے بحال کیا جانا چاہیے۔ تاہم، ابتدائی پیمانے کی حد میں غیر مستحکم آپریشن کی وجہ سے روایتی قسم کے ریلے استعمال کرنا ناممکن ہے۔

اے ٹی ایس کے ابتدائی عناصر میں آپریشن کے لیے، خاص ریلے ڈیزائن استعمال کیے جاتے ہیں، جو نچلی حدوں پر کام کرنے پر رابطوں کی کمپن اور اچھال کو خارج کر دیتے ہیں۔

جب سامان عام طور پر مین سرکٹ کے مطابق چلتا ہے، تو وولٹیج مانیٹرنگ ریلے اس موڈ کو آسانی سے دیکھتا ہے۔ جیسے ہی وولٹیج غائب ہو جاتا ہے، RKN اپنے رابطوں کو سوئچ کرتا ہے اور اس طرح اسے فعال کرنے کے لیے بیک اپ سوئچ کے solenoid کو آن کرنے کا سگنل دیتا ہے۔

ایک ہی وقت میں، پہلے لوپ کے پاور عناصر کو چالو کرنے کا ایک خاص سلسلہ دیکھا جاتا ہے، جو اس کی تخلیق اور ترتیب کے دوران ATS سسٹم کے کنٹرول منطق میں شامل ہوتا ہے۔

مین پاور لائن پر وولٹیج کے نقصان کے علاوہ، ATS کے ابتدائی عنصر کے مکمل آپریشن کے لیے، عام طور پر چند مزید شرائط کو چیک کرنا ضروری ہوتا ہے، مثال کے طور پر:

• محفوظ علاقے میں غیر مجاز شارٹ سرکٹ کی عدم موجودگی؛

• ان پٹ سوئچ آن کریں؛

• بیک اپ پاور لائن اور کچھ دیگر پر وولٹیج کی موجودگی۔

اے ٹی ایس کے آپریشن کے لیے داخل کیے گئے تمام ابتدائی عوامل کو منطقی الگورتھم میں چیک کیا جاتا ہے اور اگر ضروری شرائط پوری ہو جائیں تو مقررہ وقت کی ترتیب کو مدنظر رکھتے ہوئے ایگزیکٹو باڈی کو ایک کمانڈ جاری کیا جاتا ہے۔

کچھ ATS اسکیموں کے اطلاق کی مثالیں۔

سسٹم کے آپریٹنگ وولٹیج کی شدت اور نیٹ ورک کنفیگریشن کی پیچیدگی پر منحصر ہے، اے ٹی ایس سرکٹ کا ڈھانچہ مختلف ہو سکتا ہے، براہ راست یا متبادل کرنٹ پر چل سکتا ہے، یا 0.4 کے وی میں مین نیٹ ورک وولٹیج کا استعمال کرتے ہوئے اس کے بغیر بالکل بھی نہیں ہو سکتا۔ سرکٹس

ATS مسلسل آپریٹنگ کرنٹ پر ہائی وولٹیج لائن پر

آئیے مختصر طور پر مین پاور سپلائی نمبر 1 کے ساتھ بیک اپ پاور ریلے سرکٹ کے آپریشن کی منطق کو دیکھتے ہیں۔

اگر L-1 سیکشن میں شارٹ سرکٹ ہوتا ہے، تو تحفظات سوئچ V-1 کو بند کر دیں گے اور منسلک بسوں کا وولٹیج غائب ہو جائے گا۔ انڈر وولٹیج ریلے «H <» پیمائش کرنے والے VT کے ذریعے اس کا احساس کرے گا اور RV رابطہ کے ذریعے + آپریٹنگ کرنٹ کی فراہمی کے ذریعے کام کرے گا، جس نے وقت کی تاخیر کے ساتھ کام کیا ہے، RP کوائل کو۔

اس کے رابطے متعدد ریلے کو متحرک کرنے کے لیے کمانڈز کو متحرک کریں گے جو مختلف نگرانی کے افعال انجام دیتے ہیں اور V-2 پاور سوئچ بند ہونے والے سولینائیڈ کو کنٹرول سگنل فراہم کرتے ہیں۔

اسکیم سنگل ایکشن اور سگنل ریلے سے ایکٹیویشن کی معلومات کا اجراء فراہم کرتی ہے۔

مسلسل آپریٹنگ کرنٹ پر سیکشنل سوئچ کا ATS

آپریٹنگ پاور ٹرانسفارمرز T1 اور T2 سیکشن سوئچ V-5 سے منقطع بس بار کے اپنے حصے کو فراہم کرتے ہیں۔

جب ان میں سے ایک ٹرانسفارمر ٹرپ یا رکاوٹ بنتا ہے، تو V-5 سوئچ کو سوئچ کرکے ٹرپ شدہ حصے پر بجلی لگائی جاتی ہے۔ RPV ریلے ایک بار خودکار بندش فراہم کرتا ہے۔

سرکٹ کا آپریشن RPV ریلے کے کنڈلیوں کو + آپریٹنگ کرنٹ کی فراہمی اور ٹرن سگنلز کے ساتھ سوئچ کے معاون رابطوں کے تعامل پر مبنی ہے۔ یہ آپریٹنگ سسٹم کے آپریشنل ایکسلریشن کے لیے بھی فراہم کرتا ہے، جسے ڈیوٹی پر موجود اہلکاروں کے ذریعے سوئچ کے دوران کام میں لایا جاتا ہے۔

اے ٹی ایس کے آپریشن کی منطق کی تشکیل کے اصول کو تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک اضافی سیکشن سوئچ کے ساتھ سرکٹ چلاتے وقت، جیسا کہ ذیل کی تصویر میں دکھایا گیا ہے، اضافی اسٹارٹرز اور منطقی عناصر کی ضرورت ہوگی۔

متبادل موجودہ آپریشن میں اے ٹی ایس سیکشنل سوئچ

ذرائع کے آٹومیشن کے آپریشن کی خصوصیات جو سب اسٹیشن میں واقع ان سے توانائی استعمال کرتے ہیں۔ VT پیمائش، درج ذیل اسکیم کے مطابق اندازہ لگایا جاسکتا ہے۔

یہاں ہر سیکشن کا وولٹیج کنٹرول 1PH اور 2PH ریلے کے ذریعے کیا جاتا ہے۔ ان کے رابطے 1PB یا 2PB سنکرونائزنگ باڈیز کو متحرک کرتے ہیں، جو پاور سوئچ سولینائڈز کے بلاک رابطوں اور چمکتی ہوئی کنڈلیوں کے ذریعے کام کرتے ہیں۔

0.4 کے وی نیٹ ورک کے صارفین کے اے ٹی ایس کے نفاذ کا اصول

تھری فیز نیٹ ورک کے لیے بیک اپ پاور سپلائی بناتے وقت، مقناطیسی اسٹارٹر KM1، KM2 اور ایک kV کم از کم وولٹیج ریلے استعمال کیے جاتے ہیں، جو مین لائن L1 کے پیرامیٹرز کو کنٹرول کرتے ہیں۔

سٹارٹر وائنڈنگز اپنی لائنوں کے انہی مراحل سے لاجک سوئچنگ رابطوں کے ذریعے گراؤنڈڈ نیوٹرل سے جڑے ہوئے ہیں، اور پاور کنیکٹس دونوں طرف سے صارف کی سپلائی بس بار میں ٹیپ کرتے ہیں۔

ہر پوزیشن میں وولٹیج ریلے کا رابطہ نظام صرف ایک اسٹارٹر کو مینز سے جوڑتا ہے۔ L1 لائن پر وولٹیج کی موجودگی میں، kV کام کرے گا اور اس کے بند ہونے سے سٹارٹر KM1 کی کوائل کو آن کر دے گا، جو صارف کو اس کے سپلائی سرکٹ کے ساتھ فراہم کرے گا اور KM2 وائنڈنگ کو غیر فعال کرتے ہوئے اس کی سگنل لائٹ کو جوڑ دے گا۔

L1 پر وولٹیج میں رکاوٹ کی صورت میں، kV ریلے سٹارٹر وائنڈنگ KM1 کے سپلائی سرکٹ میں خلل ڈالتا ہے اور KM2 شروع کرتا ہے، جو L2 لائن کے لیے وہی افعال انجام دیتا ہے جو پچھلے کیس میں اس کے سرکٹ کے لیے KM1 تھا۔

پاور سوئچز QF1 اور QF2 سرکٹ کو مکمل طور پر توانائی بخشنے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔

ایک ہی الگورتھم کو واحد فیز پاور نیٹ ورک میں ذمہ دار صارفین کے لیے پاور سپلائی بنانے کی بنیاد کے طور پر لیا جا سکتا ہے۔آپ کو صرف اس میں موجود غیر ضروری عناصر کو بند کرنے اور سنگل فیز اسٹارٹرز استعمال کرنے کی ضرورت ہے۔

جدید اے ٹی ایس سیٹ کی خصوصیات

آٹومیشن الگورتھم بنانے کے اصولوں کی وضاحت کے لیے، پرانے ریلے بیس کو جان بوجھ کر استعمال کیا گیا ہے، جس سے کام پر الگورتھم کو سمجھنا آسان ہو جاتا ہے۔

جدید جامد اور مائکرو پروسیسر آلات ایک ہی سرکٹس پر کام کرتے ہیں، لیکن ان کی ظاہری شکل، چھوٹے سائز اور زیادہ آسان ترتیبات اور صلاحیتیں ہیں۔

وہ الگ الگ بلاکس میں بنائے جاتے ہیں یا خاص ماڈیولز میں جمع کیے گئے پورے سیٹوں میں۔

صنعتی استعمال کے لیے، اے ٹی ایس کٹس مکمل طور پر استعمال کے لیے تیار کٹس کے طور پر تیار کی جاتی ہیں جو خصوصی حفاظتی دیواروں میں رکھی جاتی ہیں۔