جنریٹر کا بنیادی نظریہ

بہت سے غیر معمولی حالات ہیں جن کے نتیجے میں جنریٹر کو نقصان پہنچ سکتا ہے۔ان میں سے کچھ حالات جنریٹر یا اس کے ذیلی نظاموں میں سے ایک کے اندر ناکامی کا نتیجہ ہیں اور دیگر خود پاور سسٹم میں پیدا ہوتے ہیں۔مندرجہ ذیل جدول میں ناکامیوں کی ان اقسام اور تحفظ کے متعلقہ طریقوں کا خلاصہ کیا گیا ہے۔

اسٹیٹر گراؤنڈ فالٹس

سٹیٹر وائنڈنگ کی سب سے عام ناکامی ایک مرحلے اور زمین کے درمیان موصلیت کا ٹوٹ جانا ہے۔پتہ نہیں چلا، یہ خرابی جنریٹر کور کو تیزی سے نقصان پہنچا سکتی ہے۔ایئر کولڈ مشینوں پر بھی آگ لگ سکتی ہے۔زمینی فالٹ کا پتہ لگانے کے لیے سٹیٹر کے فرق والے عنصر کی صلاحیت دستیاب زمینی فالٹ کرنٹ کا ایک فنکشن ہے۔اس طرح، عام طور پر اسٹیٹر کے لیے وقف زمینی فالٹ تحفظ کی ضرورت ہوتی ہے۔

جنریٹر بجلی کے نظام میں تمام بوجھ کے ذریعے استعمال ہونے والی توانائی فراہم کرتے ہیں اور انڈکٹیو عناصر کی فراہمی کے لیے درکار زیادہ تر رد عمل کی طاقت فراہم کرتے ہیں اس طرح نظام وولٹیج کو برائے نام قدروں پر برقرار رکھتے ہیں۔پاور سسٹم میں توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت بہت کم ہے۔اس طرح، کھوئی ہوئی نسل کو فوری طور پر تبدیل کیا جانا چاہیے یا اس کے مساوی بوجھ کو بہایا جانا چاہیے۔یہ بنیادی اہمیت کا حامل ہے کہ بیرونی خلل کے دوران جنریٹر کے لیے حفاظتی نظام انتہائی محفوظ ہے۔

جنریٹر ایک پیچیدہ نظام کا ایک جزو ہے جس میں ایک پرائم موور، ایک ایکسائٹر، اور مختلف معاون نظام شامل ہیں۔شارٹ سرکٹس کا پتہ لگانے کے علاوہ، جنریٹر پروٹیکشن IED کو اس لیے غیر معمولی حالات کا پتہ لگانے کی ضرورت ہوتی ہے جو جنریٹر یا اس کے سب سسٹم کو نقصان پہنچا سکتی ہے۔جنریٹرز کو دو بڑی اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: انڈکشن اور سنکرونس۔انڈکشن مشینیں عام طور پر سائز میں چھوٹی ہوتی ہیں، جن کا دائرہ ایک سو کے وی اے تک ہوتا ہے، اور عام طور پر ایک دوسرے سے چلنے والے انجن سے چلایا جاتا ہے۔ہم وقت ساز مشینیں سائز میں کئی سو کے وی اے سے لے کر 1200 ایم وی اے تک ہوتی ہیں۔

ہم وقت ساز جنریٹرز مختلف قسم کے پرائم موورز کے ذریعے چلائے جا سکتے ہیں، جن میں باہم انجن، ہائیڈرو ٹربائنز، کمبشن ٹربائنز، اور بڑی سٹیم ٹربائنز شامل ہیں۔ٹربائن کی قسم جنریٹر کے ڈیزائن کو متاثر کرتی ہے اور اس لیے تحفظ کی ضروریات کو متاثر کر سکتی ہے۔جنریٹر کا سائز اور اس کا گراؤنڈ کرنے کا طریقہ اس کے تحفظ کی ضروریات کو بھی متاثر کرتا ہے۔چھوٹے اور درمیانے سائز کی مشینیں اکثر ڈسٹری بیوشن نیٹ ورک (براہ راست منسلک) سے منسلک ہوتی ہیں۔اس ترتیب میں کئی مشینوں کو ایک ہی بس سے جوڑا جا سکتا ہے۔بڑی مشینیں عام طور پر ایک وقف شدہ پاور ٹرانسفارمر کے ذریعے ٹرانسمیشن نیٹ ورک (یونٹ منسلک) سے منسلک ہوتی ہیں۔

جنریٹر ٹرمینلز پر دوسرا پاور ٹرانسفارمر یونٹ کے لیے معاون بجلی فراہم کرتا ہے۔جنریٹرز کو نقصان پہنچانے والے وولٹیج ٹرانزینٹس سے کنٹرول کرنے اور حفاظتی افعال کے آپریشن کو آسان بنانے کے لیے گراؤنڈ کیا جاتا ہے۔براہ راست جڑے ہوئے جنریٹرز کو اکثر کم رکاوٹ کے ذریعے گراؤنڈ کیا جاتا ہے جو زمینی فالٹ کرنٹ کو 200-400 amps تک محدود کرتا ہے۔یونٹ سے منسلک مشینیں عام طور پر ایک اعلی رکاوٹ کے ذریعے گراؤنڈ ہوتی ہیں جو کرنٹ کو 20 ایم پی ایس سے کم تک محدود کرتی ہے۔

براہ راست منسلک، کم رکاوٹ گراؤنڈ مشینوں کے لیے، کرنٹ پر مبنی پتہ لگانے کا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے۔یہ تحفظ اندرونی زمینی خرابیوں کے لیے تیز اور حساس ہونے کی ضرورت ہے جبکہ بیرونی خلل کے دوران بھی محفوظ ہونا چاہیے۔یہ ایک محدود زمینی فالٹ عنصر یا غیر جانبدار سمتی عنصر کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جا سکتا ہے۔G30 اور G60 میں لاگو کیا گیا محدود زمینی فالٹ عنصر ایک ہم آہنگ جزو کی روک تھام کے طریقہ کار کو استعمال کرتا ہے جو اہم CT سنترپتی کے ساتھ بیرونی خرابیوں کے دوران اعلی درجے کی سیکیورٹی فراہم کرتا ہے۔

یونٹ سے منسلک، ہائی امپیڈینس گراؤنڈڈ مشینوں کے لیے، وولٹیج پر مبنی طریقے اکثر زمینی غلطی کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔بنیادی اور تیسرے ہارمونک وولٹیج عناصر کے امتزاج کا استعمال کرتے ہوئے، اسٹیٹر وائنڈنگ کے 100% کے لیے گراؤنڈ فالٹ کوریج حاصل کی جا سکتی ہے۔GE ریلے تیسرے ہارمونک وولٹیج عنصر کو استعمال کرتے ہیں جو تیسرے ہارمونک کی غیر جانبدار اور ٹرمینل اقدار کے تناسب کا جواب دیتا ہے۔یہ عنصر ترتیب دینے کے لیے آسان ہے اور عام آپریشن کے تحت تیسرے ہارمونک لیول میں تغیرات کے لیے غیر حساس ہے۔

سٹیٹر فیز فالٹس

فیز فالٹس جن میں گراؤنڈ شامل نہیں ہے وہ وائنڈنگ اینڈ پر یا ایک سلاٹ کے اندر ایک سلاٹ میں ایک ہی فیز کی کنڈلی والی مشینوں میں ہو سکتا ہے۔اگرچہ فیز فالٹ کا امکان گراؤنڈ فالٹ سے کم ہوتا ہے، لیکن اس فالٹ کے نتیجے میں آنے والا کرنٹ گراؤنڈنگ مائبادی سے محدود نہیں ہے۔اس طرح یہ ضروری ہے کہ ان خرابیوں کا جلد پتہ لگایا جائے تاکہ مشین کو پہنچنے والے نقصان کو محدود کیا جا سکے۔چونکہ جنریٹر پر سسٹم XOR کا تناسب خاص طور پر زیادہ ہے، اس لیے بیرونی خلل کے دوران کرنٹ کے DC جزو کی وجہ سے اسٹیٹر ڈیفرینشل عنصر خاص طور پر CT سنترپتی کے لیے حساس ہوتا ہے۔جب کرنٹ کے AC یا DC اجزاء کی وجہ سے CT سنترپتی کا شبہ ہوتا ہے تو G60 اسٹیٹر ڈیفرینشل الگورتھم سمتی جانچ کے فارمیٹ میں اضافی سیکیورٹی کا اضافہ کرتا ہے۔