ٹرانسفارمر پریشر ریلیف اور فالٹ ڈیٹیکشن سسٹم

​​​​​​​

 

1. تعارف

 

تیل میں ڈوبے ہوئے ٹرانسفارمرز-میں، اندرونی دباؤ کی تبدیلیاں آپریشن کا ایک عام حصہ ہیں۔ لوڈنگ سائیکل کے دوران جیسے جیسے ٹرانسفارمر کا تیل گرم اور ٹھنڈا ہوتا ہے، ٹینک کے اندر مہر بند گیس کی جگہ پھیلتی اور سکڑتی ہے، جس سے ٹرانسفارمر انکلوژر کے اندر دباؤ میں بتدریج اتار چڑھاؤ آتا ہے۔ عام آپریٹنگ حالات میں، دباؤ کی یہ تبدیلیاں آہستہ آہستہ ہوتی ہیں اور بنیادی طور پر محیط درجہ حرارت کی تبدیلی اور ٹرانسفارمر لوڈنگ سے وابستہ ہوتی ہیں۔

تاہم، اندرونی برقی خرابیاں ایک بالکل مختلف دباؤ کا رویہ پیدا کرتی ہیں۔ وائنڈنگ فیل ہونے یا اندرونی آرکنگ جیسے واقعات تیزی سے غیر موصل تیل کو گیس میں گل سکتے ہیں، جس سے ٹینک کے اندر اچانک دباؤ کی لہر پیدا ہوتی ہے۔ چونکہ یہ فالٹ-پیدا کردہ دباؤ میں اضافہ ملی سیکنڈ میں ہوتا ہے، اس لیے ٹرانسفارمرز کو نہ صرف دباؤ سے نجات کے آلات کی ضرورت ہوتی ہے، بلکہ تباہ کن ٹینک کی ناکامی سے پہلے غیر معمولی دباؤ کے رویے کی نشاندہی کرنے کے قابل فالٹ ڈیٹیکشن سسٹم کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔

اس وجہ سے، جدید ٹرانسفارمر تحفظ کے نظام کو عام طور پر دو بڑے زمروں میں تقسیم کیا جاتا ہے:

• پریشر ریلیف سسٹم
• خرابی کا پتہ لگانے کے نظام

یہ تہہ دار تحفظ کا فلسفہ IEEE C57 معیارات اور IEC 60076 ٹرانسفارمر ڈیزائن کے طریقوں میں وسیع پیمانے پر جھلکتا ہے۔

 

2. پریشر ریلیف بمقابلہ غلطی کا پتہ لگانا

 

اگرچہ "پریشر ریلیف" اور "فالٹ ڈٹیکشن" کی اصطلاحات بعض اوقات ٹرانسفارمر انڈسٹری میں ایک دوسرے کے بدلے استعمال ہوتی ہیں، لیکن یہ بنیادی طور پر مختلف کام انجام دیتے ہیں۔

ٹرانسفارمر پریشر ریلیف ڈیوائس کو جسمانی طور پر ضرورت سے زیادہ ٹینک کے دباؤ کو چھوڑنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے تاکہ ٹرانسفارمر ٹینک کی میکانکی خرابی یا پھٹنے سے بچا جا سکے۔ یہ آلات بنیادی طور پر دباؤ کی شدت کا جواب دیتے ہیں اور ٹرانسفارمر پریشر پروٹیکشن سسٹم کی بنیاد بناتے ہیں۔

غلطی کا پتہ لگانے والے آلات، دوسری طرف، اندرونی برقی خرابیوں سے منسلک دباؤ کی تبدیلی کی رفتار یا خصوصیات کی نگرانی کرتے ہیں۔ دباؤ چھوڑنے کے بجائے، وہ بجلی کے نظام سے ٹرانسفارمر کو الگ کرنے کے لیے الارم یا ٹرپ سگنلز پیدا کرتے ہیں۔

ٹرانسفارمر کے سائز اور فالٹ انرجی لیول میں اضافے کے ساتھ یہ فرق تیزی سے اہم ہو جاتا ہے۔

 

جدول 1 - پریشر ریلیف اور فالٹ ڈیٹیکشن کے درمیان فرق

3. ٹرانسفارمر پریشر ریلیف ڈیوائسز

 

3.1 پریشر ریلیف والو (PRV)​​​​​​​

پریشر ریلیز والو کو ٹرانسفارمر ٹینک کے اندر زیادہ دباؤ سے بچانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ایک بار جب ٹینک میں دباؤ ریلیز کے دباؤ تک پہنچ جاتا ہے، تو والو گیس کو چھوڑنے کے لیے خود بخود کھل جائے گا جب تک کہ دباؤ محفوظ دباؤ پر گر نہ جائے۔ اس کے علاوہ، جب بھی ضروری ہو، صارفین کو اندرونی دباؤ کو کم کرنے کے لیے آپریٹنگ رنگ کو کھینچ کر ٹرانسفارمر ایپلی کیشنز میں پریشر ریلیف والو کو دستی طور پر چلانے کی اجازت ہے۔

IEEE پریکٹس کے تحت، PRV ٹرانسفارمر ڈیزائن کے لیے عام کریکنگ پریشر تقریباً 10 PSIG ±2 PSIG ہوتا ہے، جبکہ CSA ایپلیکیشنز اکثر کم پریشر کی ترتیبات استعمال کرتی ہیں۔ دباؤ کم ہونے کے بعد، ٹرانسفارمر سسٹم میں پریشر ریلیف والو خود بخود ٹرانسفارمر ٹینک کی سالمیت کو برقرار رکھنے کے لیے دوبارہ سیل ہوجاتا ہے۔

 

اس کی سادہ تعمیر اور قابل اعتماد آپریشن کی وجہ سے، PRV بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے:

• قطب-ماؤنٹڈ ٹرانسفارمرز
• پیڈ-ماؤنٹڈ ٹرانسفارمرز
• تیل-ڈبیڈ ڈسٹری بیوشن ٹرانسفارمرز
• چھوٹے یونٹ سب سٹیشن

 

بڑے ٹرانسفارمر PRD سسٹمز کے مقابلے میں، PRVs کو عام طور پر نچلے kVA ٹرانسفارمرز کے لیے ترجیح دی جاتی ہے جہاں دباؤ میں اضافہ نسبتاً اعتدال پسند اور پیش قیاسی ہے۔ بہت سے ڈسٹری بیوشن ٹرانسفارمر ایپلی کیشنز میں، ٹرانسفارمر ٹینکوں میں PRV والو بنیادی مکینیکل پریشر تحفظ کی سب سے عام شکل ہے۔

3.2 پریشر ریلیف ڈیوائس (PRD)

پریشر ریلیف ڈیوائسز (PRDs) بنیادی طور پر وہی مقصد پورا کرتے ہیں جو پریشر ریلیف والوز (PRVs): یہ ٹرانسفارمر ٹینک کو ضرورت سے زیادہ اندرونی دباؤ سے بچاتے ہیں۔ عملی طور پر، اگرچہ، PRDs زیادہ عام طور پر بڑے پاور ریٹنگز کے ساتھ منسلک ہوتے ہیں۔ آپ کو عام طور پر تقریباً 1,500 kVA سے نیچے کے ٹرانسفارمرز پر PRD نصب نظر نہیں آتا، حالانکہ اگر ایپلی کیشن کو ضرورت ہو تو چھوٹے یونٹوں پر استعمال کرنے میں تکنیکی طور پر کوئی غلط بات نہیں ہے۔

زیادہ تر PRDs ٹرانسفارمر ٹینک کے اوپر لگے ہوتے ہیں، جہاں خرابی کی حالت کے دوران اندرونی گیس یا پریشر بلڈ اپ تیزی سے خارج ہو سکتا ہے۔

اصطلاحات الجھن میں پڑ سکتی ہیں کیونکہ "دباؤ سے نجات کا آلہ" اکثر PRVs اور PRDs دونوں کے لیے صنعت کی عمومی اصطلاح کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ زیادہ تر معاملات میں، PRVs کا استعمال چھوٹے ڈسٹری بیوشن ٹرانسفارمرز پر کیا جاتا ہے، جبکہ PRDs بڑے یونٹس یا ایپلی کیشنز پر زیادہ عام ہیں جن کے لیے دباؤ کے تیز ردعمل اور غلطی کے اشارے کی ضرورت ہوتی ہے۔

ایک ٹرانسفارمر پریشر ریلیف ڈیوائس وہی بنیادی کام انجام دیتا ہے جیسا کہ ایک PRV - ضرورت سے زیادہ اندرونی دباؤ کو دور کرتا ہے - لیکن عام طور پر اعلی بہاؤ کی صلاحیت، تیز رسپانس ٹائم، قابل اعتماد ریسیلنگ کارکردگی، اور اختیاری الارم یا نگرانی کے افعال کے ساتھ ڈیزائن کیا گیا ہے۔ اعلی درجے کے PRD ڈیزائن درست کھلنے کا دباؤ، مختصر آپریٹنگ وقت، قابل بھروسہ طویل- بیرونی کارکردگی، اور نمی، دھول اور ہوا کے داخلے کے خلاف موثر سیلنگ فراہم کرتے ہیں، مثبت ٹینک کے دباؤ کو برقرار رکھنے اور ٹرانسفارمر کی آپریشنل وشوسنییتا کو بہتر بنانے میں مدد کرتے ہیں۔

 

کور-ماؤنٹڈ PRDs کا ایک بڑا فائدہ نگرانی کی صلاحیت ہے۔ بہت سے ٹرانسفارمر پریشر ریلیف ڈیوائس اسمبلیوں میں شامل ہیں:

• بصری سیمفورس یا آپریشن کے اشارے
• ریموٹ الارم رابطے
• SCADA-مطابق مانیٹرنگ آؤٹ پٹ

 

یہ PRDs کو خاص طور پر یوٹیلیٹی سب سٹیشنز اور صنعتی پاور سسٹم کے لیے موزوں بناتا ہے جہاں ریموٹ مانیٹرنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔

PRDs عام طور پر لاگو ہوتے ہیں:

• یونٹ سب اسٹیشن ٹرانسفارمرز
• میڈیم پاور ٹرانسفارمر
• بڑے پاور ٹرانسفارمرز
• یوٹیلیٹی سب سٹیشن ٹرانسفارمرز

 

بڑی یوٹیلیٹی ایپلی کیشنز کے لیے، انجینئرز اکثر اندرونی فالٹ انرجی اور تیل کے حجم کی وجہ سے چھوٹے PRV کے بجائے پریشر ریلیف ڈیوائس ٹرانسفارمر ترتیب کا انتخاب کرتے ہیں۔

3.3 رپچر ڈسک

پھٹنے والی ڈسکس کو عام طور پر ہائی-انرجی ٹرانسفارمر ایپلی کیشنز میں ہنگامی دباؤ سے نجات کے حتمی آلات کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

PRVs یا معیاری PRDs کے برعکس، پھٹنے والی ڈسکیں غیر-ری سیٹ ایبل ڈیوائسز ہیں جو اندرونی دباؤ کی انتہائی حد تک پہنچنے پر فوری طور پر پھٹنے کے لیے ڈیزائن کی گئی ہیں۔ ان کا بنیادی مقصد تباہ کن داخلی خرابی کے واقعات کے دوران تیزی سے مکمل-علاقے کا راستہ فراہم کرنا ہے۔

 

چونکہ آپریشن کے بعد ٹوٹنے والی ڈسکس کو تبدیل کرنا ضروری ہے، وہ عام طور پر ان کے لیے محفوظ ہیں:

• بڑے پاور ٹرانسفارمرز
• فرنس ٹرانسفارمرز
• ٹریکشن ٹرانسفارمرز
• ہائی فالٹ-سطح کے صنعتی نظام

انجینئرنگ پریکٹس میں، ٹوٹنے والی ڈسکیں مکینیکل پریشر تحفظ کی اعلیٰ ترین سطح کی نمائندگی کرتی ہیں۔

4. ٹرانسفارمر کی غلطی کا پتہ لگانے والے آلات

 

4.1 اندرونی خرابی کا پتہ لگانے والا (IFD)

اندرونی فالٹ ڈیٹیکٹرز (IFDs) بڑے پیمانے پر پول-ماؤنٹڈ اور پیڈ-ماؤنٹڈ ٹرانسفارمرز پر ایک سادہ لیکن انتہائی موثر فیلڈ سیفٹی ڈیوائس کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔

ایک IFD ٹرانسفارمر ٹینک کے اندر آرسنگ فالٹس کی وجہ سے اچانک اندرونی دباؤ میں اضافے کا پتہ لگاتا ہے۔ چالو ہونے پر، ایک چمکدار رنگ کا بصری انڈیکیٹر پاپ آؤٹ ہو جاتا ہے، جس سے یوٹیلیٹی عملہ فوری طور پر اس بات کی شناخت کر سکتا ہے کہ ٹرانسفارمر میں اندرونی خرابی پیدا ہوئی ہے اور اسے دوبارہ متحرک نہیں ہونا چاہیے۔

 

جدید IFD سسٹمز کا ایک بڑا فائدہ یہ ہے کہ بہت سے ڈیزائنز ٹرانسفارمر اسمبلیوں میں معیاری IEEE یا CSA کے مطابق PRV کو ایک ہی ڈیوائس میں ضم کرتے ہیں، جو کہ ملا کر:

• دباؤ سے نجات
• غلطی کا اشارہ

ایک واحد کمپیکٹ ڈھانچے میں۔

 

IFDs عام طور پر اس میں استعمال ہوتے ہیں:

• سنگل-فیز پول-ماؤنٹڈ ٹرانسفارمرز
• تھری-فیز پول-ماؤنٹڈ ٹرانسفارمر
• پیڈ-ماؤنٹڈ ٹرانسفارمرز
• چھوٹے سب اسٹیشن ٹرانسفارمرز

SPR سسٹمز کے مقابلے میں، IFDs آسان، زیادہ کفایتی، اور خاص طور پر تقسیم- سطح کی ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں۔

4.2 اچانک پریشر ریلے (SPR/RPR)

 

یہ نظام عام طور پر استعمال ہوتے ہیں:

• میڈیم پاور ٹرانسفارمر
• بڑے پاور ٹرانسفارمرز
• ریکٹیفائر ٹرانسفارمرز
• فرنس ٹرانسفارمرز
• ٹریکشن ٹرانسفارمرز

 

IFDs کے مقابلے میں، تیزی سے دباؤ بڑھانے والے ریلے پروٹیکشن سسٹمز تیز تر برقی انضمام فراہم کرتے ہیں اور اہم افادیت اور صنعتی ایپلی کیشنز کے لیے زیادہ موزوں ہیں۔

4.3 بوچھولز ریلے

بخولز ریلے ایک گیس- اور تیل-بہاؤ-آپریٹڈ فالٹ ڈیٹیکشن ڈیوائس ہے جو کنزرویٹر-قسم کے ٹرانسفارمرز میں استعمال ہوتا ہے۔

SPR اور IFD سسٹمز کے برعکس، جو بنیادی طور پر دباؤ کی تبدیلیوں کا جواب دیتے ہیں، Buchholz relays اندرونی خرابیوں کا پتہ لگاتے ہیں:

• گیس کا جمع ہونا
• تیل میں اضافے کی نقل و حرکت

 

ریلے عام طور پر دو مراحل میں کام کرتا ہے:

• ابتدائی غلطیوں کے لیے الارم
• شدید اندرونی خرابیوں کے لیے سفر

 

بوچولز ریلے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں:

• کنزرویٹر-قسم کے یونٹ سب سٹیشن
• میڈیم پاور ٹرانسفارمر
• بڑے پاور ٹرانسفارمرز

 

آہستہ آہستہ ترقی پذیر موصلیت کی خرابیوں کا پتہ لگانے کی ان کی صلاحیت کی وجہ سے، بخولز ریلے بڑے تیل سے بھرے ٹرانسفارمرز میں خرابی کا پتہ لگانے والے سب سے اہم آلات میں سے ایک ہیں۔

 

5​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​. انجینئرنگ پریکٹس میں تحفظ کا درجہ بندی

 

حقیقی ٹرانسفارمر ایپلی کیشنز میں، یہ آلات تمام ٹرانسفارمر کلاسوں میں یکساں طور پر استعمال نہیں ہوتے ہیں۔ اس کے بجائے، ٹرانسفارمر کے سائز اور فالٹ انرجی میں اضافے کے ساتھ تحفظ کے نظام بتدریج مزید ترقی یافتہ ہو جاتے ہیں۔

 

جدول 2 - ٹرانسفارمر کلاس کے ذریعہ عام پروٹیکشن ڈیوائس ایپلی کیشن

یہ تہہ دار کنفیگریشن انجینئرنگ کے اصول کی عکاسی کرتی ہے کہ ٹرانسفارمر پروٹیکشن بنیادی مکینیکل پریشر ریلیف سے مربوط مکینیکل اور الیکٹریکل فالٹ پروٹیکشن سسٹم کی طرف تیار ہوتا ہے۔

6. نتیجہ

 

جدید ٹرانسفارمر سیفٹی ڈیزائن کسی ایک ڈیوائس پر انحصار کرنے کے بجائے پریشر ریلیف اور فالٹ ڈیٹیکشن سسٹم کے ہم آہنگی پر مبنی ہے۔

PRVs اور PRDs عام اور غیر معمولی آپریٹنگ حالات کے دوران کنٹرول مکینیکل پریشر ریلیف فراہم کرتے ہیں۔ ٹوٹنے والی ڈسک تباہ کن خرابیوں کے دوران حتمی ہنگامی تحفظ فراہم کرتی ہے۔ IFDs اور اچانک پریشر ریلے سسٹم اندرونی برقی خرابیوں کی وجہ سے اچانک دباؤ میں اضافے کا پتہ لگاتے ہیں، جب کہ Buchholz ریلے گیس کی پیداوار اور تیل کی نقل و حرکت کو مانیٹر کرتے ہیں جو موصلیت کی خرابیوں سے منسلک ہوتے ہیں۔

یہ آلات مل کر ایک کثیر-پرت ٹرانسفارمر پروٹیکشن آرکیٹیکچر بناتے ہیں جو تقسیم، صنعتی، اور یوٹیلیٹی پاور سسٹمز میں آپریشنل بھروسے، عملے کی حفاظت، اور فالٹ آئسولیشن کی صلاحیت کو بہتر بناتا ہے۔