२५२केवी डेड टङ्क SF6 सर्किट ब्रेकर आर्क-क्वेंचिङ चेम्बर प्रणालीको डिझाइन र अनुप्रयोगको मामला

परिचय

हाल के वर्षों में, नाइजीरिया की ऊर्जा मांग उसकी अर्थव्यवस्था और समाज के विकास के साथ बढ़ रही है। एक स्थिर और विश्वसनीय विद्युत प्रसारण प्रणाली इसके विकास के लिए आवश्यक है। 252kV उच्च-वोल्टेज प्रसारण लाइनें नाइजीरिया की विद्युत ग्रिड में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, और सर्किट ब्रेकर्स की प्रदर्शन इन लाइनों की सुरक्षा और स्थिरता पर तुल्य है। ABB, एक विश्व-प्रमुख विद्युत उपकरण निर्माता, ने एक 252kV डेड टैंक SF6 सर्किट ब्रेकर विकसित किया है जिसमें एक उन्नत आर्क-क्वेंचिंग चैंबर प्रणाली है, जो नाइजीरिया की विद्युत ग्रिड की विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिज़ाइन की गई है और SONCAP प्रमाणित है, जिससे यह स्थानीय मानकों के अनुसार अनुरूप है।

आर्क-क्वेंचिंग चैंबर प्रणाली का डिज़ाइन
डुअल-ब्रेक सीरीज आर्क-क्वेंचिंग डिज़ाइन

252kV डेड टैंक SF6 सर्किट ब्रेकर की आर्क-क्वेंचिंग चैंबर एक डुअल-ब्रेक सीरीज डिज़ाइन का उपयोग करती है। इस डिज़ाइन में, दो इंटरप्टर्स श्रृंखला में जोड़े गए होते हैं, और प्रत्येक इंटरप्टर लगभग 50% कुल वोल्टेज, यानी 126kV, सहन करने के लिए डिज़ाइन किया गया होता है। यह नवीन दृष्टिकोण एकल ब्रेक पर विद्युतीय आर्क-क्वेंचिंग दबाव को महत्वपूर्ण रूप से कम करता है।

जब विद्युत ग्रिड में एक शॉर्ट-सर्किट दोष होता है, तो सर्किट ब्रेकर में एक बड़ा-विद्युत आर्क उत्पन्न होता है। पारंपरिक एकल-ब्रेक सर्किट ब्रेकर में, आर्क-क्वेंचिंग प्रक्रिया के दौरान पूरे 252kV वोल्टेज को एक इंटरप्टर द्वारा सहन करना पड़ता है, जो इंटरप्टर के विद्युतीय आर्क-क्वेंचिंग दबाव पर एक बड़ा दबाव डालता है। हालांकि, डुअल-ब्रेक सीरीज डिज़ाइन में, वोल्टेज दो इंटरप्टरों के बीच साझा किया जाता है। यह न केवल प्रत्येक इंटरप्टर पर विद्युतीय दबाव को कम करता है, बल्कि विद्युतीय आर्क-क्वेंचिंग दबाव को पुनर्प्राप्त करने के लिए आवश्यक समय को भी कम करता है। इस परिणामस्वरूप, आर्क-क्वेंचिंग की दक्षता में सुधार होता है, और आर्क-क्वेंचिंग के बाद आर्क के पुनर्जलन का खतरा बहुत कम हो जाता है।

डुअल-ब्रेक सीरीज प्रणाली के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, ABB ने एक सेट विशिष्ट वोल्टेज-शेयरिंग नियंत्रण प्रौद्योगिकियों का विकास किया है। प्रत्येक इंटरप्टर के दोनों सिरों पर विशेष समानांतर कैपेसिटर्स लगाए गए हैं। ये कैपेसिटर धीरे-धीरे कैलिब्रेट किए गए हैं ताकि दो इंटरप्टरों के बीच वोल्टेज वितरण जितना संतुलित हो सके, भले ही जटिल प्रत्यावर्ती दोष स्थितियों में। यह वोल्टेज-शेयरिंग मैकेनिज्म आर्क-क्वेंचिंग चैंबर प्रणाली की विश्वसनीयता को और बढ़ाता है।

टी-टाइप पिस्टन दबाव बर्तन संरचना

आर्क-क्वेंचिंग चैंबर प्रणाली में दबाव बर्तन टी-टाइप पिस्टन संरचना के साथ डिज़ाइन किया गया है, जो उच्च-गति SF6 गैस फ्लो उत्पन्न करने के लिए एक महत्वपूर्ण घटक है। जब सर्किट ब्रेकर को एक ट्रिप कमांड मिलता है, तो टी-टाइप पिस्टन चलना शुरू करता है। खुलने की प्रक्रिया के दौरान, पिस्टन बर्तन में SF6 गैस को 1.2MPa दबाव तक संपीड़ित करता है।

यह संपीड़न प्रक्रिया इस प्रकार नियंत्रित की जाती है कि 600m/s की उच्च-गति गैस फ्लो उत्पन्न की जा सके। उच्च-गति SF6 गैस फ्लो आर्क-क्वेंचिंग प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। जब आर्क उत्पन्न होता है, तो उच्च-गति गैस फ्लो आर्क प्लाज्मा को तेजी से ठंडा करता है, आर्क का तापमान कम करता है, और आर्क चैनल में आयनित कणों को दूर करता है। इस प्रकार, आर्क-क्वेंचिंग अंतराल में विद्युतीय आर्क-क्वेंचिंग दबाव को पुनर्प्राप्त करने की प्रक्रिया को तेज करता है, जिससे सर्किट ब्रेकर दोष विद्युत धारा को तेजी से काट सकता है और आर्क-क्वेंचिंग कार्य समाप्त कर सकता है।

टी-टाइप पिस्टन संरचना के अन्य लाभों में सरल संरचना, उच्च यांत्रिक ताकत, और अच्छी सीलिंग प्रदर्शन शामिल हैं। सरल संरचना दबाव बर्तन के निर्माण और रखरखाव में मदद करती है, जबकि उच्च यांत्रिक ताकत सुनिश्चित करती है कि पिस्टन संचालन के दौरान उच्च दबाव और उच्च गति को सहन कर सके। दबाव बर्तन की अच्छी सीलिंग प्रदर्शन सुनिश्चित करता है कि SF6 गैस रिसने से बचे, सर्किट ब्रेकर के सामान्य संचालन को बनाए रखे, और विद्युत ग्रिड की सुरक्षा को सुनिश्चित करे।

PTFE-सुरक्षित कार्बन फाइबर नोजल

नोजल आर्क-क्वेंचिंग चैंबर का एक महत्वपूर्ण भाग है, और इसकी सामग्री की प्रदर्शन निकासी और आर्क-क्वेंचिंग प्रदर्शन पर तुल्य है। ABB ने 252kV डेड टैंक SF6 सर्किट ब्रेकर आर्क-क्वेंचिंग चैंबर के नोजल के लिए PTFE-सुरक्षित कार्बन फाइबर का उपयोग किया है।

PTFE-सुरक्षित कार्बन फाइबर के उत्कृष्ट गुणों में उच्च ताप सहनशीलता, धावक शीर्णता, और मजबूत आर्क-क्षय रोधी शक्ति शामिल हैं। आर्क-क्वेंचिंग प्रक्रिया के दौरान, आर्क क्षेत्र में तापमान बहुत उच्च मान तक पहुंच सकता है, जो अक्सर 10,000 °C से अधिक होता है। PTFE-सुरक्षित कार्बन फाइबर की उच्च ताप सहनशीलता ऐसी कठिन स्थितियों में नोजल की संरचनात्मक पूर्णता और प्रदर्शन स्थिरता को बनाए रखने में मदद करती है।

आर्क-क्षय रोधी शक्ति के संदर्भ में, यह सामग्री कम से कम 2000 पूर्ण क्षमता वाले विच्छेद (50kA) को सहन कर सकती है, जो सर्किट ब्रेकर के रखरखाव चक्र को बहुत बढ़ाता है। पारंपरिक नोजल सामग्रियों की तुलना में, PTFE-सुरक्षित कार्बन फाइबर नोजल लंबे समय तक काम करते हैं, जिससे उपकरण के रखरखाव और प्रतिस्थापन की आवश्यकता कम हो जाती है, और इस प्रकार विद्युत ग्रिड के कुल संचालन और रखरखाव लागत को कम करता है।

SONCAP प्रमाणिकरण और अनुरूपता

नाइजीरिया के बाजार में प्रवेश के लिए, ABB द्वारा विकसित 252kV डेड टैंक SF6 सर्किट ब्रेकर आर्क-क्वेंचिंग चैंबर प्रणाली ने SONCAP प्रमाणिकरण प्रक्रिया को सफलतापूर्वक पारित किया है। SONCAP प्रमाणिकरण नाइजीरिया के मानक संगठन द्वारा लागू की गई एक सख्त मूल्यांकन कार्यक्रम है जो सुनिश्चित करता है कि आयातित विद्युत उत्पाद स्थानीय सुरक्षा, स्वास्थ्य, और पर्यावरण संरक्षण मानकों को पूरा करते हैं।

प्रमाणिकरण प्रक्रिया के दौरान, ABB का उत्पाद विभिन्न पहलुओं में व्यापक परीक्षणों से गुजरा है, जिसमें विद्युत प्रदर्शन, यांत्रिक प्रदर्शन, सुरक्षा प्रदर्शन, और पर्यावरणीय अनुकूलता शामिल हैं। डुअल-ब्रेक सीरीज आर्क-क्वेंचिंग डिज़ाइन, टी-टाइप पिस्टन दबाव बर्तन संरचना, और PTFE-सुरक्षित कार्बन फाइबर नोजल सभी ने सख्त जाँच और सत्यापन को ठीक से संभाला है।

उदाहरण के लिए, विद्युत प्रदर्शन परीक्षणों में, डुअल-ब्रेक प्रणाली का वोल्टेज-शेयरिंग प्रदर्शन, विभिन्न दोष विद्युत धाराओं के तहत सर्किट ब्रेकर की आर्क-क्वेंचिंग क्षमता, और विद्युतीय आर्क-क्वेंचिंग दबाव के पुनर्प्राप्ति विशेषताएं सभी नाइजीरिया के मानकों की या उनसे अधिक आवश्यकताओं को पूरा करती हैं। यांत्रिक प्रदर्शन परीक्षणों में, टी-टाइप पिस्टन संरचना की ताकत और दीर्घावधि, और सर्किट ब्रेकर के यांत्रिक संचालन की विश्वसनीयता भी पूरी तरह से मान्यता प्राप्त की गई है।

SONCAP प्रमाणिकरण का सफल प्राप्ति न केवल ABB के 252kV डेड टैंक SF6 सर्किट ब्रेकर आर्क-क्वेंचिंग चैंबर प्रणाली की उच्च गुणवत्ता और विश्वसनीयता को सिद्ध करती है, बल्कि इसके नाइजीरिया की विद्युत ग्रिड में व्यापक उपयोग के लिए भी एक मजबूत गारंटी प्रदान करती है।

नाइजीरिया की विद्युत ग्रिड में उपयोग

इस उन्नत आर्क-क्वेंचिंग चैंबर प्रणाली वाले 252kV डेड टैंक SF6 सर्किट ब्रेकर को नाइजीरिया में कई महत्वपूर्ण विद्युत प्रसारण परियोजनाओं में सफलतापूर्वक लागू किया गया है। इन परियोजनाओं में, सर्किट ब्रेकर ने उत्कृष्ट प्रदर्शन दिखाया है।

संचालन के दौरान, डुअल-ब्रेक सीरीज आर्क-क्वेंचिंग डिज़ाइन ने बहुत से शॉर्ट-सर्किट दोषों को प्रभावी ढंग से संभाला, दोषों के तेजी से अलगाव को सुनिश्चित किया, और विद्युत ग्रिड पर प्रभाव को कम किया। टी-टाइप पिस्टन दबाव बर्तन संरचना ने उच्च-गति SF6 गैस फ्लो को स्थिर रूप से उत्पन्न किया, जिससे सर्किट ब्रेकर आर्क-क्वेंचिंग कार्य को एक छोटे समय में पूरा कर सके। PTFE-सुरक्षित कार्बन फाइबर नोजल भी अच्छा प्रदर्शन दिखाए हैं, और बहुत से संचालनों के बाद भी कोई महत्वपूर्ण आर्क-क्षय या क्षति नहीं हुई है।

इन सर्किट ब्रेकरों के विश्वसनीय संचालन के कारण, नाइजीरिया की विद्युत ग्रिड की विश्वसनीयता और स्थिरता में महत्वपूर्ण सुधार हुआ है। सर्किट ब्रेकर दोषों से विद्युत विफलताएं बहुत कम हो गई हैं, जिससे नाइजीरिया में औद्योगिक उत्पादन और लोगों की दैनिक जीवन के लिए एक अधिक स्थिर विद्युत आपूर्ति प्रदान की गई है। इसके साथ ही, सर्किट ब्रेकरों की लंबी जीवनावधि और कम रखरखाव की आवश्यकता ने स्थानीय विद्युत विभाग के संचालन और रखरखाव लागत को कम किया, जो नाइजीरिया के विद्युत उद्योग के टिकाऊ विकास के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

निष्कर्ष

ABB द्वारा विकसित 252kV डेड टैंक SF6 सर्किट ब्रेकर आर्क-क्वेंचिंग चैंबर प्रणाली, जिसमें नवीन डुअल-ब्रेक सीरीज आर्क-क्वेंचिंग, टी-टाइप पिस्टन दबाव बर्तन संरचना, और PTFE-सुरक्षित कार्बन फाइबर नोजल शामिल है, नाइजीरिया के उच्च-वोल्टेज विद्युत प्रसारण के लिए एक उत्कृष्ट समाधान प्रदान करती है। SONCAP प्रमाणिकरण प्राप्ति सुनिश्चित करती है कि यह स्थानीय मानकों के अनुसार अनुरूप है, और इसका नाइजीरिया की विद्युत ग्रिड में सफल उपयोग इसकी उच्च विश्वसनीयता और उत्कृष्ट प्रदर्शन की पुष्टि करता है। यह डिज़ाइन मामला न केवल नाइजीरिया की