পাওয়ার সিস্টেমে ফেজ সিকোয়েন্স রিলের কী ভূমিকা?

ফেজ ক্রম রিলে কীভাবে বিপরীত ফেজ ক্রম সনাক্ত করে এবং প্রতিরোধ করে

মূল কার্যকরী নীতি: ভোল্টেজ ফেজর ঘূর্ণন বিশ্লেষণ

ফেজ ক্রম রিলেগুলি তিন-ফেজ সিস্টেমে ভোল্টেজ ফেজরগুলির ঘূর্ণন পদ্ধতি পর্যবেক্ষণ করে, যা ফেজগুলির মধ্যে কোণীয় সম্পর্কগুলির উপর ভিত্তি করে। এগুলি মূলত সঠিক ক্রম (যেমন A-B-C) এবং বিপরীত ক্রম (যেমন C-B-A) এর মধ্যে পার্থক্য নির্ণয় করে। যখন সবকিছু ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘোরে, তখন সাধারণ অবস্থা বজায় থাকে। কিন্তু যদি এটি ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ঘুরতে শুরু করে? তবে এটি খুবই গুরুতর সমস্যা, কারণ এর অর্থ হলো ফেজ ক্রম ভুল হয়ে গেছে এবং দ্রুত সিস্টেমটি বন্ধ করা আবশ্যক। এটি এত গুরুত্বপূর্ণ হওয়ার কারণ কী? গত বছরের 'ইলেকট্রিক্যাল সেফটি জার্নাল' অনুযায়ী, শিল্পক্ষেত্রের প্রায় ৮টির মধ্যে ১০টি মোটর বিফলতার কারণ হলো ফেজ-সংক্রান্ত সমস্যা। এই রিলেগুলি পুরনো ধরনের ইলেকট্রোম্যাগনেট বা আধুনিক সলিড-স্টেট প্রযুক্তি ব্যবহার করে প্রতি পাওয়ার সাইকেলে কমপক্ষে ২০০ বার ভোল্টেজ প্যাটার্ন নমুনা গ্রহণ করে। এর ফলে এগুলি বাস্তব ক্ষতি সৃষ্টি হওয়ার আগেই সমস্যাগুলি অত্যন্ত দ্রুত শনাক্ত করতে পারে।

অভ্যন্তরীণ লজিক: জিরো-ক্রসিং টাইমিং, ফেজ অ্যাঙ্গেল তুলনা এবং ল্যাচিং আউটপুট

রিলেটির অভ্যন্তরীণ লজিক তিনটি সমন্বিত পর্যায় সম্পাদন করে:

1. জিরো-ক্রসিং ডিটেকশন : প্রতিটি ফেজের ঋণাত্মক থেকে ধনাত্মক ভোল্টেজে রূপান্তরের সময়কে সঠিকভাবে টাইমস্ট্যাম্প করে।
2. ফেজ অ্যাঙ্গেল তুলনা : পরপর ফেজগুলির মধ্যে সময় বিলম্ব গণনা করে ঘূর্ণনের দিক নির্ধারণ করে। উদাহরণস্বরূপ:

   ফেজ জোড়া	স্বাভাবিক ক্রম বিলম্ব	বিপরীত ক্রম বিলম্ব
   A থেকে B	৫.৫ মিলিসেকেন্ড	১০.৫ মিলিসেকেন্ড
   বি থেকে সি	৫.৫ মিলিসেকেন্ড	−১০.৫ মিলিসেকেন্ড

3. ল্যাচিং আউটপুট : যদি পরিমাপকৃত বিলম্বগুলি প্রত্যাশিত মান থেকে ±২ মিলিসেকেন্ডের বেশি বিচ্যুত হয়, তবে ১৫ মিলিসেকেন্ডের মধ্যে একটি ট্রিপ সিগনাল জারি করা হয়। আউটপুটটি ম্যানুয়ালি রিসেট করা না হওয়া পর্যন্ত ল্যাচড অবস্থায় থাকে—এতে অসুরক্ষিত অবস্থায় স্বয়ংক্রিয়ভাবে পুনরায় শক্তিসঞ্চার রোধ করা হয় এবং যন্ত্রপাতিকে বেয়ারিং-এর চাপ, পাম্পের ক্যাভিটেশন বা কম্প্রেসরের তেল সরবরাহ ব্যাহত হওয়া থেকে রক্ষা করা হয়।

মোটর ক্ষতি ও প্রক্রিয়া ব্যাহত হওয়ার বিরুদ্ধে সমালোচনামূলক সুরক্ষা

ইন্ডাকশন মোটর, পাম্প এবং কম্প্রেসরে বিপরীত ঘূর্ণনের ঝুঁকি

যখন পাওয়ার ফেজগুলি ক্রম থেকে বেরিয়ে যায়, তখন ইনডাকশন মোটর, পাম্প এবং কম্প্রেসারগুলি পিছনের দিকে ঘুরতে শুরু করে—এটি নিয়মিত রক্ষণাবেক্ষণের সময়, ইউটিলিটিগুলি যখন উৎস পরিবর্তন করে অথবা বৈদ্যুতিক গ্রিডে সমস্যা দেখা দেয়, তখন এটি বেশ ঘন ঘন ঘটে। এর পরে যা ঘটে তা যান্ত্রিকভাবে বেশ ক্ষতিকর। বেয়ারিংগুলি সাধারণত লক হয়ে যায়, কারণ এগুলি এই ধরনের চাপের জন্য ডিজাইন করা হয়নি। পাম্পের ভিতরে অবস্থিত ইম্পেলারগুলি ক্যাভিটেশন প্রভাব নামে পরিচিত ঘটনার কারণে দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, অন্যদিকে সিলগুলি সম্পূর্ণরূপে ব্যর্থ হয়ে যায়, কারণ চাপের পার্থক্যগুলি সঠিক হয় না। বিশেষ করে পাম্পের ক্ষেত্রে, এই পিছনের প্রবাহের ফলে পাম্পগুলি শুষ্ক অবস্থায় চলে এবং হঠাৎ হাইড্রোলিক আঘাতের শিকার হয়। কম্প্রেসারগুলিও নিজস্ব সমস্যার মুখোমুখি হয়—তাদের লুব্রিকেশন হারিয়ে যায় এবং ভাল্ভগুলির টাইমিং সম্পূর্ণরূপে বিঘ্নিত হয়ে যায়। যেসব মোটর পিছনের দিকে চালিত হতে থাকে, তাদের তাপমাত্রা প্রায় ১৫ থেকে ২০ শতাংশ বৃদ্ধি পায়, কারণ কুলিং ফ্যানগুলি আর সঠিকভাবে কাজ করে না, যা ইনসুলেশনের ক্ষয় ত্বরান্বিত করে। শিল্প প্রতিবেদন অনুযায়ী, এই ফেজ-সংক্রান্ত সমস্যাগুলি তরল পরিচালনা করে এমন সিস্টেমে ঘটা সমস্ত মোটর ব্যর্থতার প্রায় এক চতুর্থাংশের জন্য দায়ী। এবং এখানে একটি আকর্ষণীয় তথ্য: মাত্র ২% ভোল্টেজ অসাম্যও যদি কেউ লক্ষ্য না করে, তবে কয়েক ঘণ্টার মধ্যে গুরুতর যান্ত্রিক চাপ সৃষ্টি করতে পারে।

বাস্তব জগতের প্রভাব: অটোমোটিভ অ্যাসেম্বলি লাইনের ডাউনটাইম নিয়ে কেস স্টাডি

শিল্প সংস্থার প্রতিবেদন অনুযায়ী, গত বছর একটি বড় গাড়ি তৈরির কারখানা তাদের সাবস্টেশন কাজের সময় ফেজ রিভার্সাল সমস্যাটি ধরা না পাওয়ায় প্রায় ৭৪০,০০০ মার্কিন ডলার ক্ষতির সম্মুখীন হয়েছিল। কনভেয়ার বেল্টগুলো পিছনের দিকে চলতে শুরু করে, যার ফলে রোবটিক ওয়েল্ডারগুলোর সঙ্গে বিভিন্ন ধরনের সমস্যা দেখা দেয় এবং আসলে কয়েকটি ড্রাইভ চেইন ভেঙে যায়। এই বিশৃঙ্খলার ফলে ১১ ঘণ্টার বন্ধ ঘটে, যার ফলে তারা প্রায় ২,৩০০টি গাড়ি তৈরি করতে পারেনি। ঘটনাটির পিছনে কী হয়েছিল তা পুনর্বিবেচনা করে বিশেষজ্ঞরা বলছেন যে, যদি তারা ফেজ সিকোয়েন্স রিলে স্থাপন করে রাখতেন, তবে সমস্যা আরও বাড়ার আগেই মাত্র ০.১ সেকেন্ডের মধ্যে বিদ্যুৎ সরবরাহ বন্ধ করে দেওয়া সম্ভব হতো। এই রিলেগুলোকে পিএলসি (PLC) সিস্টেমের সঙ্গে সংযুক্ত করা যায় যাতে সমস্ত কিছু সঠিকভাবে পরীক্ষা না হওয়া পর্যন্ত যন্ত্রপাতি বন্ধ থাকে। এই সহজ সমাধানটি তাদের অনেক টাকা বাঁচিয়ে দিত, কারণ গাড়ি উৎপাদন বন্ধ হলে প্রতি ঘণ্টায় প্রায় ২৪,০০০ মার্কিন ডলার খরচ হয়। এছাড়া, এটি অন্যান্য সমস্যাও রোধ করে, যেমন— মোটর ওয়াইন্ডিংগুলো দীর্ঘ সময় পিছনের দিকে চলার ফলে পুড়ে যাওয়া এবং হাইড্রোলিক পাম্পগুলোর বিস্ফোরণের মতো বিপজ্জনক পরিস্থিতি।

ফেজ ক্রম যাচাইকরণ এবং কারেন্ট-ভিত্তিক সুরক্ষা একত্রিত করলে মিশন-ক্রিটিক্যাল প্রক্রিয়াগুলিতে মোটর প্রতিস্থাপনের খরচ ৩৭% কমে।

আধুনিক সুরক্ষা ও নিয়ন্ত্রণ সিস্টেমে ফেজ ক্রম রিলের একীভূতকরণ

সার্কিট ব্রেকার, প্ল্যান্ট লজিক কন্ট্রোলার (PLC) এবং অটো-রিক্লোজিং স্কিমগুলির সাথে সমন্বয়

যখন ফেজ ক্রম রিলেগুলি ভুল ফেজ ক্রম সনাক্ত করে, তখন এগুলি সার্কিট ব্রেকারের সাথে সমন্বিতভাবে কাজ করে প্রায় তৎক্ষণাৎ বিদ্যুৎ কেটে দেয়, যার ফলে সরঞ্জামের ক্ষতি ঘটানোর আগেই তা বন্ধ করে দেওয়া হয়। এই ডিভাইসগুলি ডিজিটাল ইনপুট/আউটপুট মডিউল ব্যবহার করে পিএলসি সিস্টেমের সাথে সংযুক্ত হয়, যা মোটরগুলিকে ধাপে ধাপে বন্ধ করা, পরস্পর সংযুক্ত ভাল্ভগুলি বন্ধ করা বা উৎপাদন লাইন জুড়ে অ্যালার্ম বাড়ানোর মতো স্বয়ংক্রিয় কাজগুলি সম্ভব করে। অটো-রি-ক্লোজিং পরিস্থিতির জন্য, রিলেগুলি মূলত নিরাপত্তা গেট হিসাবে কাজ করে যা সঠিক ফেজ ক্রম নিশ্চিত না হওয়া পর্যন্ত বিদ্যুৎ পুনরুদ্ধারের কোনো চেষ্টাকেই বাধা দেয়। এই ধরনের সমন্বয় কারখানার ফ্লোরে সুচারুরূপে কাজ চালিয়ে যাওয়া নিশ্চিত করে, যার ফলে শিল্প পাম্পগুলিকে ধ্বংস করতে পারে এমন অপ্রীতিকর বিপরীত ঘূর্ণন রোধ করা হয় এবং প্রয়োজন হলে কম্প্রেসরগুলিকে কাজের জন্য প্রস্তুত রাখা হয়—সব কিছু ঘটে সাবধানতাপূর্ণভাবে সময়বদ্ধ পুনঃচালুকরণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, যা গুরুত্বপূর্ণ অপারেশনের সময় হঠাৎ ব্যর্থতা রোধ করে।

দূরবর্তী নিরীক্ষণ ও অ্যালার্মিংয়ের জন্য SCADA এবং ডিজিটাল সাবস্টেশন ইন্টিগ্রেশন

ডিজিটাল সাবস্টেশনগুলি ফেজ সিকোয়েন্স রিলের উপর নির্ভর করে যা সরাসরি SCADA সিস্টেমে IEC 61850 GOOSE এবং SV বার্তা ব্যবহার করে বাস্তব সময়ে ভোল্টেজ ফেজর তথ্য পাঠায়। যখন কোনও সমস্যা দেখা দেয়, অপারেটররা তাৎক্ষণিক সতর্কতা পান এবং ফেজ কোণগুলির স্পষ্ট দৃশ্যমান চিত্র সহ সমস্যাগুলি আরও বড় হওয়ার আগেই দ্রুত হস্তক্ষেপ করতে পারেন। এই সিস্টেমটি ভবিষ্যদ্বাণীমূলক রক্ষণাবেক্ষণের কাজেও সহায়তা করে। যদি ভোল্টেজ অসাম্যের প্রবণতা দেখা যায় বা যদি কোনও সরঞ্জাম বারবার ট্রিপ হওয়ার কাছাকাছি চলে আসে, তবে এটি সময়ের আগেই নির্ধারিত পরীক্ষা-নিরীক্ষার সূচি শুরু করে দেয়। জল পরিশোধন সুবিধা এবং হাসপাতালের মতো স্থানগুলিতে, যেখানে বিদ্যুৎ নির্ভরযোগ্যতা সর্বোচ্চ গুরুত্বপূর্ণ, দূরবর্তী নজরদারি কর্মীদের যন্ত্রপাতি পরীক্ষা করতে শারীরিকভাবে যাওয়ার প্রয়োজনীয়তা কমিয়ে দেয়। একই সময়ে, এটি আর্ক ফ্ল্যাশ নিরাপত্তা সংক্রান্ত NFPA 70E মানগুলির সাথে সমস্ত কিছুকে সামঞ্জস্যপূর্ণ রাখে, কারণ এই সমস্ত কার্যক্রম একটি অডিট ট্রেল রেখে যায় যা যেকোনো সময় পর্যালোচনা করা যায়।

অনুসরণ, মান এবং সমালোচনামূলক অবকাঠামোতে প্রয়োগ

আন্তর্জাতিক নিরাপত্তা মানদণ্ড—যেমন মেশিনারির বৈদ্যুতিক সরঞ্জামের জন্য IEC 60204-1 এবং মোটর সার্কিট সম্পর্কিত NEC আর্টিকেল 430.83(A)(2)—প্রকৃতপক্ষে এই ফেজ ক্রম রিলেগুলি বাধ্যতামূলক করে, কারণ এগুলি গুরুত্বপূর্ণ স্থানগুলিতে বিপজ্জনক বিপরীত ঘূর্ণন রোধ করতে ফেজগুলি মনিটর করে। উদাহরণস্বরূপ, হাসপাতালগুলিতে এগুলির প্রয়োজন হয় যাতে জীবনরক্ষাকারী ভেন্টিলেটর এবং জেনারেটরের শীতলীকরণ ফ্যানগুলি সঠিক দিকে ঘোরে। ডেটা সেন্টারগুলিও এগুলি ইনস্টল করে যাতে চিল্ড ওয়াটার সিস্টেমগুলি সঠিকভাবে কাজ করতে পারে। শক্তি উৎপাদন কেন্দ্রগুলিতে সহায়ক ফিডওয়াটার পাম্প এবং জরুরি ডিজেল জেনারেটরের মতো সরঞ্জামেও এগুলি স্থাপন করা হয়। যখন কোনো সুবিধা এই নিয়মগুলি মেনে চলে না, তখন দুর্যোগ অত্যন্ত দ্রুত ঘটে। কল্পনা করুন, যদি অগ্নিনির্বাপক পাম্পগুলি বিপরীত দিকে ঘুরতে শুরু করে বা সার্ভার ফার্মগুলিতে চিলারগুলি হঠাৎ ব্যর্থ হয়—তবে মাত্র কয়েক মিনিটের মধ্যে সমগ্র অপারেশন বন্ধ হয়ে যেতে পারে। তাই NFPA 70E নির্দেশিকা অনুযায়ী এই রিলেগুলি বছরে একবার পরীক্ষা করা বাধ্যতামূলক। এই পরীক্ষাগুলি রিলেগুলির নির্ভুলতা, সময় প্রতিক্রিয়া এবং সঠিকভাবে ল্যাচ করার ক্ষমতা পরীক্ষা করে। এটি সমস্ত গুরুত্বপূর্ণ মানদণ্ডের সাথে সামঞ্জস্য বজায় রেখে সুদৃঢ় অবকাঠামো বজায় রাখতে সাহায্য করে।