అత్యధిక ప్రజ్వలన వాల్టేజ్ కన్వర్టర్ వాల్వ్‌ల బ్లాకింగ్ సమయంలో నైట్రల్ బస్ బార్ సర్క్యుట్ బ్రేకర్ దోష విశ్లేషణ

1. అతి ఉన్నత వోల్టేజ్ కన్వర్టర్ వాల్వుల బ్లాకింగ్ సిద్ధాంతం
1.1 కన్వర్టర్ వాల్వుల పనిప్రక్రియ
అతి ఉన్నత వోల్టేజ్ (UHV) కన్వర్టర్ వాల్వులు ఆర్మోనిక్ కరెంట్ (AC) ను డైరెక్ట్ కరెంట్ (DC) కు మరియు తిరిగి AC కు మార్చడానికి థైరిస్టర్ వాల్వులు లేదా ఇన్సులేటెడ్-గేట్ బిపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ (IGBT) వాల్వులను ఉపయోగిస్తాయి. థైరిస్టర్ వాల్వును ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, ఇది శ్రేణికీకరించబడిన మరియు సమాంతరంగా కన్నేక్కబడిన అనేక థైరిస్టర్ల నుండి ఏర్పడినది. థైరిస్టర్ల ట్రిగరింగ్ (టర్న్-ఓన్) మరియు టర్న్-ఓఫ్ ని నియంత్రించడం ద్వారా, వాల్వు ఎలక్ట్రికల్ కరెంట్ను నియంత్రించడం మరియు మార్చడం జరుగుతుంది. సాధారణ పనికాలంలో, కన్వర్టర్ వాల్వు ఒక నిర్దిష్టమైన ఫైరింగ్ క్రమం మరియు సమయం ప్రకారం AC ను DC కు లేదా DC ను AC కు మార్చుతుంది [1].

1.2 కన్వర్టర్ వాల్వు బ్లాకింగ్ కారణాలు మరియు ప్రక్రియ
కన్వర్టర్ వాల్వు బ్లాకింగ్ అనేది అనేక కారణాలచే ప్రభావితమవుతుంది, వోల్టేజ్ అతిపెరిగించడం, కరెంట్ అతిపెరిగించడం, అంతర్ ఘటకాల ప్రమాదాలు, నియంత్రణ మరియు ప్రతిరక్షణ వ్యవస్థలో అనేక అసాధారణాలు ఉన్నాయి. ఈ అసాధారణాలను గుర్తించిన తర్వాత, నియంత్రణ మరియు ప్రతిరక్షణ వ్యవస్థ ద్రుతంగా బ్లాకింగ్ ఆదేశాన్ని జారీ చేస్తుంది, అన్ని థైరిస్టర్లు లేదా IGBT వాల్వుల ట్రిగరింగ్ ని ఆపుతుంది, అందువల్ల కన్వర్టర్ వాల్వు బ్లాక్ అవుతుంది.

బ్లాకింగ్ ప్రక్రియలో, వైద్యుత పరమైతో ప్రమాణాలు పెద్ద మార్పులను చూపుతాయి. ఉదాహరణకు, రెక్టిఫయర్ వైపు, కన్వర్టర్ వాల్వు బ్లాక్ అయిన తర్వాత, AC వైపు కరెంట్ ద్రుతంగా తగ్గిపోతుంది. కానీ లైన్ ఇండక్టెన్స్ వల్ల, DC వైపు కరెంట్ అత్యల్పంగా సున్నావించదు, బదులుగా నిష్పత్తి బస్ వైపు మరియు ఫ్రీవీలింగ్ కరెంట్ రూపంలో కొనసాగిస్తుంది. ఈ సమయంలో, నిష్పత్తి బస్ సర్కిట్ బ్రేకర్ ద్రుతంగా పనిచేయాలి, DC కరెంట్ ని విచ్ఛిన్నం చేసి, అతిపెరిగిన కరెంట్ వల్ల వైద్యుత పరికరాలకు కారణమయ్యే నశనాన్ని నివారించాలి [2].

2. కన్వర్టర్ వాల్వు బ్లాకింగ్ సమయంలో నిష్పత్తి బస్ సర్కిట్ బ్రేకర్ పనిప్రక్రియలు
2.1 వైద్యుత పరమైతో మార్పులు
కన్వర్టర్ వాల్వు బ్లాక్ అయినప్పుడు, నిష్పత్తి బస్ సర్కిట్ బ్రేకర్ వద్ద వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ పెద్ద మార్పులను చూపుతాయి. DC వైపు, బ్లాక్ అయిన కన్వర్టర్ వాల్వు సాధారణ కరెంట్ ప్రవాహాన్ని నిరోధించినందున, నిష్పత్తి బస్ మరియు సంబంధిత పరికరాలలో అతిపెరిగిన కరెంట్ జరుగుతుంది. అలాగే, వైద్యుత పరమైతో అంతర్ప్రవాహ ప్రక్రియల వల్ల, నిష్పత్తి బస్ సర్కిట్ బ్రేకర్ వద్ద అతిపెరిగిన వోల్టేజ్ జరుగుతుంది.

ఉదాహరణకు, ఒక నిర్దిష్ట UHV DC ట్రాన్స్మిషన్ ప్రాజెక్ట్లో, కన్వర్టర్ వాల్వు బ్లాక్ అయిన తర్వాత, నిష్పత్తి బస్ కరెంట్ అతిపెరిగి రేటు కరెంట్ యొక్క 2–3 రెట్లు వరకు పైకి పోయింది, మరియు నిష్పత్తి బస్ సర్కిట్ బ్రేకర్ వద్ద వోల్టేజ్ చాలా మార్పులను చూపించింది, సాధారణ పనికాలం వోల్టేజ్ యొక్క 1.5 రెట్లు వరకు పైకి పోయింది. పట్టిక 1 కన్వర్టర్ వాల్వు బ్లాకింగ్ సమయంలో వైద్యుత పరమైతో మార్పులను దృశ్యంగా చూపుతుంది.

పట్టిక 1: ఒక నిర్దిష్ట UHV DC ట్రాన్స్మిషన్ ప్రాజెక్ట్లో కన్వర్టర్ వాల్వు బ్లాకింగ్ సమయంలో వైద్యుత పరమైతో మార్పులు

2.2 స్ట్రెస్ వేరియేషన్స్
కన్వర్టర్ వాల్వ్ బ్లాక్ అయినప్పుడు, న్యూట్రల్ బస్ బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ ఎలక్ట్రికల్ స్ట్రెస్ తో పాటు మెకానికల్ స్ట్రెస్ ను కూడా తట్టుకోవాలి. ఎలక్ట్రికల్ స్ట్రెస్ ముఖ్యంగా ఓవర్ వోల్టేజ్ మరియు ఓవర్ కరెంట్ ల నుండి ఉద్భవిస్తుంది, ఇవి బ్రేకర్ కాంటాక్ట్స్ పై ఎలక్ట్రికల్ ఎరోజియన్ ను పెంచుతాయి మరియు వాటి సేవా జీవితాన్ని తగ్గిస్తాయి. మెకానికల్ స్ట్రెస్ ప్రధానంగా వేగంగా తెరవడం మరియు మూసివేయడం సమయంలో ఆపరేటింగ్ మెకానిజం ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే ఇంపాక్ట్ ఫోర్సెస్ మరియు వేగంగా మారే కరెంట్ కారణంగా ఉద్భవించే ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్ ఫోర్సెస్ వల్ల ఏర్పడుతుంది. ఉదాహరణకు, తరచుగా జరిగే కన్వర్టర్ వాల్వ్ బ్లాకింగ్ సంఘటనలలో, న్యూట్రల్ బస్ బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ మెకానిజం యొక్క భాగాలు సడలిపోవడం లేదా ధరించడం జరుగుతుంది, ఇది దాని సాధారణ తెరవడం మరియు మూసివేయడం పనితీరును ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది [3].

3. UHV కన్వర్టర్ వాల్వ్ బ్లాకింగ్ సమయంలో న్యూట్రల్ బస్ బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లలో సాధారణ లోపం రకాలు మరియు కారణ విశ్లేషణ
3.1 ఇన్సులేషన్ వైఫల్యం
3.1.1 లోపం ప్రకటనలు
కన్వర్టర్ వాల్వ్ బ్లాకింగ్ సమయంలో న్యూట్రల్ బస్ బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లకు ఇన్సులేషన్ వైఫల్యం ఒక సాధారణ లోపం రకం. ఇది ప్రధానంగా అంతర్గత ఇన్సులేషన్ పదార్థాల వయోజనం లేదా నష్టంగా కనిపిస్తుంది, ఇంసులేషన్ పనితీరు తగ్గడానికి దారితీసి, ఫ్లాషోవర్ లేదా బ్రేక్ డౌన్ కు దారితీస్తుంది. ఉదాహరణకు, కొన్ని పొడవైన కాలం పనిచేస్తున్న UHV DC ట్రాన్స్మిషన్ ప్రాజెక్టులలో, న్యూట్రల్ బస్ బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ లోపల ఉన్న ఇన్సులేటింగ్ పొర్సిలెన్ బుషింగ్స్ పై ఉపరితల కలుషితత్వం మరియు పగుళ్లు కనిపించాయి, ఇంసులేషన్ పనితీరును తీవ్రంగా దెబ్బతీసింది.

3.1.2 కారణ విశ్లేషణ
ఇన్సులేషన్ వైఫల్యానికి కారణాలు అనేక అంశాలు ఉన్నాయి. మొదటగా, అధిక వోల్టేజ్ మరియు పెద్ద కరెంట్ కింద పొడవైన కాలం పనిచేయడం వల్ల ఇన్సులేషన్ పదార్థాలు క్రమంగా వయోజనం చెందుతాయి, వాటి ఇన్సులేషన్ సామర్థ్యం సమయంతో పాటు తగ్గుతుంది. రెండవది, కన్వర్టర్ వాల్వ్ బ్లాకింగ్ సమయంలో ఉత్పత్తి అయ్యే ఓవర్ వోల్టేజ్ మరియు ఓవర్ కరెంట్ ఇన్సులేషన్ పదార్థాలపై తీవ్రమైన స్ట్రెస్ ను కలిగిస్తాయి, వయోజన ప్రక్రియను వేగవంతం చేస్తాయి. అదనంగా, అధిక తేమ మరియు తీవ్రమైన కలుషితత్వం వంటి కఠినమైన పని పరిస్థితులు ఇన్సులేషన్ ఉపరితలాలు కలుషితాలను పేరుకుపోయేలా చేస్తాయి, ఇంసులేషన్ పనితీరును మరింత దెబ్బతీస్తాయి. ఉదాహరణకు, అధిక తేమ మరియు ఉప్పు గాలి ఉన్న ఒక తీర ప్రాంత UHV DC ట్రాన్స్మిషన్ ప్రాజెక్ట్ లో, న్యూట్రల్ బస్ బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ యొక్క ఇన్సులేటింగ్ పొర్సిలెన్ ఉపరితలంపై వాహక పొర సులభంగా ఏర్పడుతుంది, ఇంసులేషన్ బలాన్ని గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది మరియు తరచుగా ఫ్లాషోవర్ లోపాలు సంభవిస్తాయి.

3.2 ఆపరేటింగ్ మెకానిజం వైఫల్యం
3.2.1 లోపం ప్రకటనలు
ఆపరేటింగ్ మెకానిజం లోపాలు ప్రధానంగా తెరవడం/మూసివేయడం సమయంలో అసాధారణత లేదా తెరవడం/మూసివేయడం విఫలమవడం (ఆపరేషన్ నిరాకరణ) గా కనిపిస్తాయి. ఉదాహరణకు, కన్వర్టర్ వాల్వ్ బ్లాకింగ్ సమయంలో, న్యూట్రల్ బస్ బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ చాలా పొడవైన తెరవడం సమయం కలిగి ఉండవచ్చు, తద్వారా DC కరెంట్ ను సకాలంలో అంతరాయం చేయలేకపోతుంది, లేదా సరిగ్గా మూసివేయలేకపోతుంది, దీని వల్ల సంప్రదింపు సరిగ్గా లేకపోతుంది.

3.2.2 కారణ విశ్లేషణ
ఆపరేటింగ్ మెకానిజం లోపాల కారణాలు సంక్లిష్టంగా ఉంటాయి. ఒక వైపు, తరచుగా పనిచేయడం వల్ల మెకానికల్ భాగాలు సమయంతో పాటు దెబ్బతింటాయి, ధరించడం లేదా వికృతి చెందడం వల్ల పనితీరు దెబ్బతింటుంది. ఉదాహరణకు, మెకానిజం లోని స్ప్రింగులు అలసిపోవడం వల్ల స్థితిస్థాపకతను కోల్పోతాయి, తద్వారా తెరవడం/మూసివేయడం కు తగినంత శక్తి లేకపోతుంది. మరోవైపు, రిలే విఫలం లేదా నియంత్రణ కేబుల్స్ తెగిపోవడం వంటి నియంత్రణ సర్క్యూట్ లోపాలు మెకానిజం నిర్దేశాలను సరిగ్గా అందుకోకపోవడానికి లేదా అమలు చేయకపోవడానికి కారణమవుతాయి. అంతేకాకుండా, కన్వర్టర్ వాల్వ్ బ్లాకింగ్ సమయంలో ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్ ఇంటర్ఫెరెన్స్ నియంత్రణ సంకేతాలను అంతరాయం చేస్తుంది, దీని వల్ల లోపాలు లేదా ఆపరేషన్ నిరాకరణ సంభవిస్తాయి. ఉదాహరణకు, ఒక నిర్దిష్ట UHV DC ట్రాన్స్మిషన్ ప్రాజెక్ట్ లో, అధిక-కరెంట్ బస్ బార్ల సమీపంలో ఉన్న నియంత్రణ కేబుల్స్ వాల్వ్ బ్లాకింగ్ సమయంలో బలమైన అయస్కాంత ఇంటర్ఫెరెన్స్ ను ఎదుర్కొన్నాయి, దీని వల్ల బ్రేకర్ తెరవడానికి నిరాకరించింది.

3.3 కాంటాక్ట్ వైఫల్యం
3.3.1 లోపం ప్రకటనలు
కాంటాక్ట్ లోపాలలో ప్రధానంగా కాంటాక్ట్ ఎరోజియన్, కాంటాక్ట్ నిరోధం పెరగడం మరియు కాంటాక్ట్ వెల్డింగ్ ఉంటాయి. కన్వర్టర్ వాల్వ్ బ్లాకింగ్ సమయంలో, న్యూట్రల్ బస్ బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ పెద్ద కరెంట్లను అంతరాయం చేసినప్పుడు, అధిక ఉష్ణోగ్రత ఆర్క్ లు ఏర్పడ

కన్వర్టర్ వాల్వ్ బ్లాకింగ్ సమయంలో నైట్రల్ బస్ బార్ సర్క్యుట్ బ్రేకర్ ఫౌల్ట్ల విభాగాల అనుపాతాన్ని చాలా మందికి గురించి మంచి తెలుసుకోవడానికి, ఈ పేపర్ అనేక యుఎహ్వీ డీసీ ట్రాన్స్‌మిషన్ ప్రాజెక్టుల నుండి ఫౌల్ట్ డేటా పై స్టాటిస్టికల్ విశ్లేషణను చేశాదు, ఫలితాలు టేబుల్ 2 లో చూపించబడ్డాయి.

టేబుల్ 2: యుఎహ్వీ కన్వర్టర్ వాల్వ్ బ్లాకింగ్ సమయంలో నైట్రల్ బస్ బార్ సర్క్యుట్ బ్రేకర్ ఫౌల్ట్ టైప్ల్ల అనుపాతం

4. అత్యధిక వోల్టేజ్ కన్వర్టర్ వాల్వ్ బ్లాకింగ్ సమయంలో న్యూట్రల్ బస్‌బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ల కోసం ఫాల్ట్ ప్రివెన్షన్ మరియు హ్యాండ్లింగ్ చర్యలు
4.1 ఫాల్ట్ ప్రివెన్షన్ చర్యలు
4.1.1 పరికరాల ఎంపిక మరియు డిజైన్ లో ఆప్టిమైజేషన్
అత్యధిక వోల్టేజ్ డిసి ట్రాన్స్మిషన్ ప్రాజెక్టుల నిర్మాణ దశలో, కన్వర్టర్ వాల్వ్ బ్లాకింగ్ వంటి అసాధారణ పరిస్థితుల ప్రభావాన్ని న్యూట్రల్ బస్‌బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లపై పూర్తిగా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి మరియు పరికరాల ఎంపిక మరియు డిజైన్ ను అందుకు అనుగుణంగా ఆప్టిమైజ్ చేయాలి. ఉన్నత ఇన్సులేషన్ పనితీరు, ఉత్తమ ఆర్క్-నిరోధక కాంటాక్ట్లు, నమ్మకమైన ఆపరేటింగ్ మెకానిజమ్లు మరియు సరియైన రేటెడ్ కరెంట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల వంటి కీలక భాగాలను ఎంపిక చేయాలి. ఉదాహరణకు, అధునాతన ఇన్సులేషన్ పదార్థాలు మరియు తయారీ ప్రక్రియలతో తయారు చేసిన ఇన్సులేటింగ్ సిరామిక్ బుషింగ్స్ ఇన్సులేషన్ నమ్మకతను పెంచుతాయి; బలమైన ఆర్క్-నిరోధక పదార్థాలతో తయారైన కాంటాక్ట్లు కాంటాక్ట్ జీవితకాలాన్ని పొడిగిస్తాయి; బాగా డిజైన్ చేయబడిన ఆపరేటింగ్ మెకానిజం వివిధ ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులలో ఖచ్చితమైన మరియు నమ్మకమైన ఓపెనింగ్/క్లోజింగ్ ను నిర్ధారిస్తుంది.

4.1.2 పరికరాల మానిటరింగ్ మరియు పరిశీలనలో పెంపు
న్యూట్రల్ బస్‌బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ యొక్క ఆపరేషనల్ పారామీటర్లను నిరంతరం మానిటర్ చేయడానికి, ఎలక్ట్రికల్ పారామీటర్లు, ఉష్ణోగ్రత, పీడనం, కంపనాలు మరియు ఇతర స్థితి సూచికలతో సహా, సమగ్ర పరికరాల మానిటరింగ్ సిస్టమ్‌ను ఏర్పాటు చేయాలి. డేటా విశ్లేషణ ద్వారా సంభావ్య ఫాల్ట్ ప్రమాదాలను ముందస్తుగా గుర్తించవచ్చు. ఉదాహరణకు, కాంటాక్ట్లు మరియు కనెక్షన్ పాయింట్ల వద్ద ఉష్ణోగ్రతలను మానిటర్ చేయడానికి ఇన్ఫ్రారెడ్ థర్మోగ్రఫీ ఉపయోగించవచ్చు; అసాధారణ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలలు సమయస్ఫూర్తిగా పరిశీలనలు మరియు సరిచేసే చర్యలకు ప్రేరేపిస్తాయి. ఇన్సులేషన్ ప్రతిఘటన మరియు పాక్షిక డిస్చార్జ్ యొక్క ఆన్‌లైన్ మానిటరింగ్ ఇన్సులేషన్ స్థితిని అంచనా వేయడంలో సహాయపడుతుంది. అదనంగా, శుభ్రపరచడం, స్నేహపూర్వకం చేయడం మరియు బిగుసుకుపోయే వంటి నిత్య పరిశీలనలను బలోపేతం చేయాలి, పరికరం ఎల్లప్పుడూ ఉత్తమ ఆపరేటింగ్ స్థితిలో ఉండేలా నిర్ధారించడానికి.

4.1.3 ఆపరేటింగ్ పర్యావరణ నాణ్యతను మెరుగుపరచడం
న్యూట్రల్ బస్‌బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ పర్యావరణాన్ని మెరుగుపరచాలి, పర్యావరణ ప్రతికూల ప్రభావాలను తగ్గించాలి. ఉదాహరణకు, సబ్‌స్టేషన్లలో గాలిలో ఉండే కలుషితాలు మరియు సంయుక్త వాయువులను తగ్గించడానికి గాలి శుద్ధి పరికరాలను ఇన్స్టాల్ చేయవచ్చు; పరికరం చుట్టూ పొడి పరిస్థితులను నిర్వహించడానికి తగిన తేమ నియంత్రణ చర్యలు—ఉదాహరణకు, డిహ్యుమిడిఫైయర్లు—ఉపయోగించవచ్చు. సముద్ర తీరం లేదా తీవ్రంగా పారిశ్రామిక కలుషిత ప్రాంతాలలో, పర్యావరణ క్షీణతకు పరికరాల నిరోధకతను పెంచడానికి ప్రత్యేక రక్షణ చికిత్సలు—ఉదాహరణకు, యాంటీ-కార్రోషన్ కోటింగ్స్—ను వర్తించవచ్చు.

4.2 ఫాల్ట్ హ్యాండ్లింగ్ చర్యలు
4.2.1 వేగవంతమైన ఫాల్ట్ డయాగ్నోసిస్ సాంకేతికతల అనువర్తనం
న్యూట్రల్ బస్‌బార్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ లో ఫాల్ట్ గుర్తించబడినప్పుడు, ఫాల్ట్ రకం మరియు మూల కారణాన్ని ఖచ్చితంగా గుర్తించడానికి వేగవంతమైన ఫాల్ట్ డయాగ్నోసిస్ సాంకేతికతలను ఉపయోగించాలి. నిజకాల ఆపరేషనల్ డేటా మరియు ఫాల్ట్ లక్షణాలతో కలిపిన ఇంటెలిజెంట్ డయాగ్నోస్టిక్ సిస్టమ్స్, డేటా విశ్లేషణ మరియు మోడల్-ఆధారిత లెక్కింపుల ద్వారా వేగంగా ఫాల్ట్ లొకలైజేషన్ ను సాధించగలవు. ఉదాహరణకు, కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ పారామీటర్ల నిజకాల మానిటరింగ్ మరియు విశ్లేషణ ఇన్సులేషన్ వైఫల్యం, కాంటాక్ట్ నష్టం లేదా కరెంట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లోపం సంభవించిందో లేదో నిర్ణయించడానికి స