10केवी वितरण ट्रांसफॉर्मर संरक्षण कॉन्फ़िगरेशन पर एक प्रारंभिक अध्ययन

1. रिंग - मुख्य यूनिट की वायरिंग प्रकार
1.1 रिंग - मुख्य यूनिट की संरचना

रिंग - मुख्य यूनिट (RMU) कम्पार्टमेंटों से बनी होती है। आम तौर पर, इसमें कम से कम तीन कम्पार्टमेंट होते हैं, जिनमें दो कम्पार्टमेंट रिंग केबल के प्रवेश और निकासी के लिए और एक कम्पार्टमेंट ट्रांसफॉर्मर सर्किट के लिए होता है।

1.2 रिंग - मुख्य यूनिट के लिए सुरक्षा मोड की कॉन्फिगरेशन

रिंग केबल फीडर कम्पार्टमेंट और ट्रांसफॉर्मर फीडर कम्पार्टमेंट दोनों में लोड स्विच का उपयोग किया जाता है, जो आम तौर पर तीन-स्थिति लोड स्विच होते हैं जिनमें बनाने, टूटने और ग्राउंडिंग की क्षमता होती है। ट्रांसफॉर्मर फीडर कम्पार्टमेंट में उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाले बैकअप करंट-लिमिटिंग फ्यूज भी सुरक्षा के लिए लगाए जाते हैं। व्यावहारिक संचालन ने सिद्ध किया है कि यह एक सरल, विश्वसनीय और आर्थिक वितरण विधि है।

1.3 रिंग - मुख्य यूनिट के लिए सुरक्षा कॉन्फिगरेशन की विशेषताएँ

लोड स्विच का उपयोग निर्धारित लोड धाराओं को स्विच करने के लिए किया जाता है। इसकी संरचना सरल और लागत कम होती है, लेकिन यह शॉर्ट-सर्किट धाराओं को टूटने की क्षमता नहीं रखता। उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाला बैकअप करंट-लिमिटिंग फ्यूज एक सुरक्षा तत्व के रूप में कार्य करता है और शॉर्ट-सर्किट धाराओं को टूटने की क्षमता रखता है। इन दो तत्वों को जैविक रूप से मिलाने से विभिन्न सामान्य और दोष संचालन मोड के तहत वितरण प्रणाली की संचालन और सुरक्षा की आवश्यकताएँ पूरी की जा सकती हैं। सर्किट ब्रेकर के पैरामीटरों का निर्धारण और इसकी संरचना का डिजाइन और निर्माण मानकों के अनुसार गंभीरता से किया जाता है।

इसमें संचालन और सुरक्षा दोनों फ़ंक्शन होते हैं, इसलिए इसकी संरचना जटिल और इसकी लागत ऊंची होती है, जिससे बड़े पैमाने पर उपयोग असंभव हो जाता है। रिंग-मुख्य यूनिट में, लोड स्विच और उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाले बैकअप फ्यूज के बड़े संख्या में संयोजन उपकरणों का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रिकल उपकरणों के लिए संचालन और सुरक्षा के फ़ंक्शन, जो ठीक से एक समान नहीं होते, दो सरल और सस्ते घटकों द्वारा पूरा किए जाते हैं। यानी, लोड स्विच का उपयोग बड़ी संख्या में लोड स्विचिंग संचालनों को पूरा करने के लिए किया जाता है, जबकि उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाला बैकअप करंट-लिमिटिंग फ्यूज उन उपकरणों की सुरक्षा के लिए उपयोग किया जाता है जहाँ शॉर्ट-सर्किट कम ही होते हैं। यह समस्या को अच्छी तरह से हल करता है, जिससे जटिल और महंगे सर्किट ब्रेकर का उपयोग बचा जाता है और वास्तविक संचालन की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है।

• सर्किट ब्रेकरों में सभी सुरक्षा और संचालन फ़ंक्शन होते हैं, लेकिन वे महंगे होते हैं।

• लोड स्विचों की प्रदर्शन लगभग सर्किट ब्रेकरों के समान होता है, लेकिन वे शॉर्ट-सर्किट धाराओं को टूटने की क्षमता नहीं रखते।

• लोड स्विच और उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाले बैकअप करंट-लिमिटिंग फ्यूज का संयोजन शॉर्ट-सर्किट धाराओं को टूटने की क्षमता रखता है। कुछ फ्यूजों की ब्रेकिंग क्षमता सर्किट ब्रेकरों से भी अधिक हो सकती है। इसलिए, इस संयोजन का उपयोग करना सर्किट ब्रेकर का उपयोग करने की तुलना में कम लागत में उतना ही प्रभावी होता है।

1.4 लोड स्विच और उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाले बैकअप फ्यूज के संयोजन के लाभ

लोड स्विच और उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाले फ्यूज के संयोजन के निम्नलिखित लाभ हैं:

1.4.1 नो-लोड ट्रांसफॉर्मर्स को स्विच करने में अच्छा प्रदर्शन

रिंग-मुख्य यूनिट में अधिकांश लोड वितरण ट्रांसफॉर्मर होते हैं। आम तौर पर, क्षमता 1250 KVA से कम होती है, और दुर्लभ मामलों में 1600 KVA तक पहुंचती है। वितरण ट्रांसफॉर्मर की नो-लोड धारा आम तौर पर निर्धारित धारा का लगभग 2% होती है, और बड़े वितरण ट्रांसफॉर्मर की नो-लोड धारा छोटी होती है। जब रिंग-मुख्य यूनिट नो-लोड ट्रांसफॉर्मर की छोटी धारा को स्विच करता है, तो यह अच्छा प्रदर्शन करता है और उच्च ओवरवोल्टेज उत्पन्न नहीं करता।

1.4.2 वितरण ट्रांसफॉर्मर्स की प्रभावी सुरक्षा

विशेष रूप से ऑयल-आधारित ट्रांसफॉर्मरों के लिए, लोड स्विच और उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाले बैकअप करंट-लिमिटिंग फ्यूज का उपयोग सर्किट ब्रेकर की तुलना में अधिक प्रभावी होता है। कभी-कभी, बाद का यहाँ भी प्रभावी सुरक्षा नहीं प्रदान कर सकता। संबंधित जानकारी दिखाती है कि जब ऑयल-आधारित ट्रांसफॉर्मर में शॉर्ट-सर्किट दोष होता है, तो आर्क द्वारा उत्पन्न दबाव बढ़ता है, और ऑयल के भापीकरण से बने बुलबुले ऑयल के मूल रूप से अधिकृत स्थान को घेर लेते हैं। ऑयल दबाव को ट्रांसफॉर्मर के ऑयल टैंक पर स्थानांतरित कर देता है। शॉर्ट-सर्किट के जारी रहने से दबाव और बढ़ता है, जिससे टैंक का विकृति और टूटना होता है।

ऑयल टैंक को नुकसान से बचाने के लिए, दोष को 20 मिलीसेकंड के भीतर दूर किया जाना चाहिए। यदि सर्किट ब्रेकर का उपयोग किया जाता है, तो रिले सुरक्षा की उपस्थिति, अपने संचालन समय और आर्क-निर्मूलन समय के कारण, कुल खुलने का समय आम तौर पर 60 मिलीसेकंड से कम नहीं होता, जो ट्रांसफॉर्मर की प्रभावी सुरक्षा नहीं प्रदान कर सकता। हालांकि, उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाला बैकअप करंट-लिमिटिंग फ्यूज तेज ब्रेकिंग क्षमता का उपयोग करता है। इसके साथ इसके करंट-लिमिटिंग क्षमता के कारण, यह 10 मिलीसेकंड के भीतर दोष को दूर करता है और शॉर्ट-सर्किट धारा को सीमित करता है, जिससे ट्रांसफॉर्मर की प्रभावी सुरक्षा होती है। इसलिए, उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाले बैकअप करंट-लिमिटिंग फ्यूज का उपयोग इलेक्ट्रिकल उपकरणों की सुरक्षा के लिए जितना संभव हो उतना किया जाना चाहिए, सर्किट ब्रेकर के स्थान पर। भले ही लोड ड्राई-टाइप ट्रांसफॉर्मर हो, फ्यूज सुरक्षा तेज कार्य करती है और सर्किट ब्रेकर की तुलना में बेहतर होती है।

1.4.3 रिले सुरक्षा के समन्वय के लिए

अधिकांश मामलों में, रिंग-मुख्य यूनिट में सर्किट ब्रेकर का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं होती। यह इसलिए है कि रिंग वितरण नेटवर्क के शीर्ष सिरे पर सर्किट ब्रेकर (यानी 110KV या 220KV सबस्टेशन में 10KV फीडर सर्किट ब्रेकर) की सुरक्षा सेटिंग आम तौर पर इस प्रकार होती है: तात्कालिक सुरक्षा का समय 0s, ओवर-करंट सुरक्षा का समय 0.5s, और जीरो-सिक्वेंस सुरक्षा का समय 0.5s। यदि रिंग-मुख्य यूनिट में सर्किट ब्रेकर का उपयोग किया जाता है, तो भले ही सेटिंग समय 0s हो, सर्किट ब्रेकर के निहित संचालन समय की विकीर्णता के कारण, यह सुनिश्चित करना मुश्किल होता है कि रिंग-मुख्य यूनिट का सर्किट ब्रेकर, उपरी स्तर के सर्किट ब्रेकर के स्थान पर, पहले कार्य करेगा।

1.4.4 उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाला बैकअप करंट-लिमिटिंग फ्यूज डाउनस्ट्रीम उपकरणों के लिए सुरक्षा प्रदान कर सकता है

जैसे कि करंट ट्रांसफॉर्मर, केबल आदि। उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाले बैकअप करंट-लिमिटिंग फ्यूज की सुरक्षा विस्तार न्यूनतम पिघलने धारा (आम तौर पर फ्यूज की निर्धारित धारा का 2-3 गुना) से अधिकतम ब्रेकिंग क्षमता तक हो सकता है। करंट-लिमिटिंग फ्यूज का करंट-समय विशेषता आम तौर पर एक तीव्र विपरीत-समय वक्र होता है। शॉर्ट-सर्किट होने के बाद, यह बहुत कम समय में पिघलने और दोष को दूर करने में सक्षम होता है। यदि सर्किट ब्रेकर का उपयोग सुरक्षा के लिए किया जाता है, तो यह अन्य इलेक्ट्रिकल घटकों जैसे केबल, करंट ट्रांसफॉर्मर, और ट्रांसफॉर्मर बुशिंग के तापीय स्थिरता की आवश्यकताओं को बहुत बढ़ा देगा, जिससे इलेक्ट्रिकल उपकरणों और परियोजना की लागत बढ़ जाएगी। यहाँ, यह बताया जाना चाहिए कि जब लोड स्विच और उच्च-ब्रेकिंग-क्षमता वाले बैकअप फ्यूज के संयोजन का उपयोग किया जाता है, तो दोनों को अच्छी तरह से समन्वित किया जाना चाहिए। जब फ्यूज तीन फेज में पिघलने के बाद, फ्यूज का स्ट्राइकर तुरंत लोड स्विच को ट्रिप कर देना चाहिए, ताकि एकल-फेज संचालन से बचा जा सके।

2. टर्मिनल उपयोगकर्ताओं के लिए उच्च-वोल्टेज चेम्बर्स की वायरिंग प्रकार

मानक GB14285-1993 "रिले सुरक्षा और सुरक्षा स्वचालित उपकरणों के लिए तकनीकी कोड" में निर्दिष्ट किया गया है कि जब वितरण ट्रांसफॉर्मर के लिए सुरक्षा स्विचगियर चुना जाता है, तो जब क्षमता 800 KVA या उससे अधिक हो, तो रिले सुरक्षा उपकरण से सुसज्जित सर्किट ब्रेकर का चयन किया जाना चाहिए। यह विनियम निम्नलिखित दो पहलुओं की आवश्यकताओं पर आधारित समझा जा सकता है:

• जब वितरण ट्रांसफॉर्मर की क्षमता 800 KVA और उससे अधिक हो, तो भूतकाल में अधिकांश ऑयल-आधारित ट्रांसफॉर्मर थे और गैस रिले से सुसज्जित थे। सर्किट ब्रेकर का उपयोग गैस रिले के साथ समन्वित करके ट्रांसफॉर्मर की प्रभावी सुरक्षा की जा सकती है।

• 800 KVA से अधिक उपकरण क्षमता वाले उपयोगकर्ताओं के लिए, विभिन्न कारणों से एकल-फेज ग्राउंडिंग दोष जीरो-सिक्वेंस सुरक्षा को कार्य करने का कारण बन सकता है, जिससे सर्किट ब्रेकर ट्रिप होता है और दोष को अलग कर देता है, ताकि मुख्य सबस्टेशन के फीडर सर्किट ब्रेकर को कार्य करने से बचा जा सके और अन्य उपयोगकर्ताओं की सामान्य विद्युत प्रदान को प्रभावित न हो। इसके अलावा, मानक भी स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट करता है कि भले ही एकल ट्रांसफॉर्मर इस क्षमता तक न पहुंच पाए, लेकिन यदि उपयोगकर्ता के वितरण ट्रांसफॉर्मर्स की कुल क्षमता 800 KVA पहुंच जाए, तो यह आवश्यकता पूरी की जानी चाहिए। वर्तमान में, अधिकांश उपयोगकर्ताओं के उच्च-वोल्टेज स्विचगियर कक्ष की वायरिंग योजना एक मूल वायरिंग विधि है, और इस पर आधारित एक-मुख्य-एक-स्टैंडबाय आ