वितरण प्रणालियों में रिंग मेन यूनिट्स का अनुप्रयोग

आर्थिक विकास के निरंतर होने और बिजली के लोगों के जीवन पर बढ़ते प्रभाव के साथ, विशेष रूप से उच्च लोड घनत्व वाले शहरी क्षेत्रों में, बिजली की आपूर्ति की विश्वसनीयता विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। एक रिंग मेन संरचना पर आधारित वितरण नेटवर्क की स्थापना बिजली की आपूर्ति की विश्वसनीयता में सुधार, आपूर्ति की निरंतरता की गारंटी देने और वितरण उपकरणों की खराबी और रखरखाव के बंद रहने के प्रभाव को कम करने में प्रभावी रह सकती है। रिंग मेन संचालन तरीके की एक महत्वपूर्ण युक्ति के रूप में, रिंग मेन यूनिट (RMU) अपनी सरल संरचना, छोटे आकार, कम लागत और बिजली की आपूर्ति के पैरामीटर, प्रदर्शन और सुरक्षा में सुधार करने की क्षमता के कारण शहरी आवासीय क्षेत्र, ऊंची इमारतें, बड़ी सार्वजनिक संरचनाएं और औद्योगिक इकाइयों जैसे लोड केंद्रों पर वितरण सबस्टेशनों और कॉम्पैक्ट सबस्टेशनों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।

1. रिंग मेन यूनिट्स के प्रकार

वितरण प्रणालियों में, रिंग मेन कार्यों को करने में सक्षम उपकरण मुख्य रूप से रिंग मेन प्रकार के केबल शाखा बॉक्स और RMU होते हैं। रिंग मेन प्रकार के केबल शाखा बॉक्स की लागत कम होती है और इनकी स्थापना स्थान अधिक लचीली होती है। वे विशेष रूप से ऐसे शहरी क्षेत्रों में लाभदायक होते हैं जहाँ वितरण कक्ष (जो RMU के लिए आवश्यक है) के लिए स्थान प्राप्त करना कठिन होता है, इस प्रकार उनकी लचीलेपन का प्रदर्शन होता है। हालांकि, RMU की तुलना में, रिंग मेन शाखा बॉक्स की सबसे बड़ी दोष गरिब सुरक्षा प्रदर्शन (विशेष रूप से गलत संचालन के खिलाफ उपायों की दृष्टि से), असंतोषजनक संचालन पर्यावरण और कुछ जोखिम हैं। यदि स्थिति अनुमति देती है, तो लेखक रिंग मेन विन्यास के लिए RMU का प्राथमिक उपयोग करने की सिफारिश करता है। RMU को उपयोग किए जाने वाले लोड स्विच के प्रकार के आधार पर विभिन्न प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: एयर-ब्लास्ट RMU, पिस्टन-टाइप RMU, वैक्यूम RMU और SF6 RMU। इनमें से, एयर-ब्लास्ट और पिस्टन-टाइप RMU अपने लोड स्विचों के गंभीर दोषों और कम विश्वसनीयता के कारण बड़ी मात्रा में उत्तरदायी हो गए हैं। वैक्यूम RMU और SF6 RMU वितरण प्रणालियों में उनके उच्च प्रदर्शन, विश्वसनीय संचालन और रखरखाव के कारण व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

1.1 वैक्यूम रिंग मेन यूनिट्स

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर और वैक्यूम स्विचगियर के घरेलू उत्पादन और उपयोग के वर्षों का अनुभव चीन में वैक्यूम तकनीक को अपेक्षाकृत परिपक्व बना दिया है। घरेलू विकसित वैक्यूम RMU टाइप परीक्षणों में उच्च प्रदर्शन दिखाते हैं लेकिन व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। मुख्य कारण संचालन यंत्रांग का अपर्याप्त प्रदर्शन है। वैक्यूम स्विच के संचालन यंत्रांग का डिजाइन अपेक्षाकृत जटिल है, और घरेलू रॉ मटेरियल, प्रक्रिया तकनीक और गुणवत्ता नियंत्रण के स्तर के कारण, घरेलू निर्माताओं द्वारा उत्पादित संचालन यंत्रांगों की गुणवत्ता अभी तक वास्तव में मानक नहीं है। संचालन और रखरखाव कठिन है, और वैक्यूम RMU में वैक्यूम की डिग्री को मापना रखरखाव का एक प्रमुख चुनौती है।

1.2 SF6 रिंग मेन यूनिट्स के फायदे और नुकसान

वितरण प्रणालियों में SF6 RMU का उपयोग मुख्य रूप से आयातित उत्पादों द्वारा किया जाता है। वे अपने उत्कृष्ट प्रदर्शन, विश्वसनीय संचालन, पूरी तरह से इन्सुलेटेड सील्ड डिजाइन और रखरखाव मुक्त लाभों के कारण बिजली आपूर्ति विभागों द्वारा व्यापक रूप से स्वीकार किए जाते हैं। आदर्श SF6 RMU में Schneider का RM6, ABB का SafeRing और Siemens का 8DJ20 शामिल हैं। हालांकि, संचालन के दौरान कुछ दोष भी होते हैं।

1.2.1 SF6 RMU के फायदे:

(1) उच्च प्रदर्शन विशेषताएं: SF6 RMU उच्च संचालन आवृत्ति वाले होते हैं, जो लगातार 100 बार निर्धारित सक्रिय लोड को बनाने और टूटने में सक्षम होते हैं। वे अच्छी टूटने की क्षमता रखते हैं और उच्च विद्युत धारा का सामना करने में सक्षम होते हैं।

(2) सुविधाजनक रखरखाव: कैबिनेट सतह डिजाइन उपयोगकर्ता-अनुकूल है। पैनल पर स्पष्ट वायरिंग डायग्राम इंगित करता है जो संचालन के लिए गाइडेंस प्रदान करता है। कुछ उत्पाद तो यहाँ तक जाते हैं कि कैबिनेट सतह पर ध्यान देने योग्य बातें भी लिख देते हैं, जो ऑपरेटर की गलती की घटनाओं को और कम करते हैं। अधिकांश RMU उत्पादों में मुख्य सर्किट की लाइव स्थिति को निर्धारित करने वाली उपकरण शामिल होते हैं, जो लाइव स्थिति का निर्देश देते हैं और जब इलेक्ट्रोमैग्नेटिक लॉक के साथ जोड़े जाते हैं, तो लाइव स्थिति में हैंडल द्वार को बंद करने से रोकते हैं, जिससे गलत संचालन कम होता है। इसके अलावा, सामने के द्वार पर एक पारदर्शी एक्रिलिक दर्शन विंडो शामिल होता है जो स्विच के ओपन/क्लोज स्थिति को सीधे देखने की अनुमति देता है, जो बहुत सुविधाजनक है।

(3) मजबूत लचीलेपन: आधुनिक RMU विभिन्न वितरण नेटवर्क डिजाइनों की आवश्यकताओं को बहुत लचीले तरीके से पूरा कर सकते हैं और वास्तविक स्थितियों के अनुसार यादृच्छिक रूप से जोड़े जा सकते हैं। इसके अलावा, केबल कनेक्शन तरीके भी बहुत लचीले होते हैं, जो असमान भूमि सतहों पर भी अनुकूलनीय कनेक्शन देते हैं, जिससे आंशिक डिस्चार्ज नहीं होता है।

1.2.2 SF6 RMU के नुकसान:

(1) अलची संरचना: उन्हें केवल निर्माता द्वारा प्रदान किए गए सीमित संख्या के योजनाओं से चुना जा सकता है, जिससे विभिन्न उपयोगकर्ता-विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करना कठिन होता है।

(2) विस्तार की अक्षमता: स्विचगियर के आयात होने के बाद, विस्तार आम तौर पर संभव नहीं होता है।

(3) विशेष अनुपातों की आवश्यकता: वे विशिष्ट केबल टर्मिनेशन जैसे विशेष अनुपातों की आवश्यकता होती है, जो लागत में महंगे हो सकते हैं।

(4) तीव्र स्थापना आवश्यकताएं: यदि स्थापना आवश्यकताएं पूरी नहीं होती हैं, तो यूनिट अपने उद्देश्यित प्रदर्शन को प्राप्त नहीं कर सकते हैं।

पूरी तरह से सील्ड SF6 RMU की अलची संरचना के कारण, वितरण नेटवर्क में विस्तारयोग्य आधे सील्ड SF6 RMU का उपयोग बढ़ गया है। आधे सील्ड RMU में प्रत्येक यूनिट के लिए स्वतंत्र गैस कंपार्टमेंट होते हैं, जिससे विस्तार, स्थापना और प्रतिस्थापन आसान होता है। वर्तमान में, व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले RMU में Schneider का SM6, ABB का Uniswitch और Siemens का 8DH10 शामिल हैं। जैसे-जैसे घरेलू निर्माताओं ने SF6 लोड स्विच तकनीक पर काबू पाया, घरेलू उत्पादित SF6 RMU की मात्रा और गुणवत्ता धीरे-धीरे सुधार हो रही है। हालांकि, वर्तमान में, घरेलू 10kV और 20kV SF6 RMU का बाजार अभी भी विदेशी कंपनियों (जैसे Schneider या ABB) द्वारा नियंत्रित है।

2. SF6 रिंग मेन यूनिट्स से संबंधित मुद्दे

2.1 SF6 गैस में नमी की मात्रा

SF6 RMU कम ही नमी की मात्रा की परीक्षण रिपोर्ट आते हैं। उपकरण के संचालक के रूप में, बिजली आपूर्ति कंपनियाँ अक्सर नमी की मात्रा को स्वयं मापने में असफल रहती हैं। SF6 गैस में नमी का स्तर इसकी आर्क-मिटिगेशन प्रदर्शन और उपकरण के सुरक्षित संचालन प्रदर्शन पर प्रत्यक्ष रूप से प्रभाव डालता है। वर्षों तक संचालन में रहने वाले SF6 RMU की आर्क-मिटिगेशन क्षमता की स्थिति का मूल्यांकन एक चुनौती है।

2.2 SF6 गैस लीकेज की समस्याएं

SF6 RMU में सीलिंग समस्याओं के कारण गैस लीक हो सकती है। व्यावहारिक अनुभव से पता चलता है कि यद्यपि आयातित उपकरण आम तौर पर अच्छी सीलिंग प्रदर्शन देते हैं, लेकिन लीक घटनाएं अभी भी होती हैं। चूंकि अधिकांश यूनिटों में गैस मानिटरिंग उपकरण नहीं होते हैं, इसलिए उपयोगकर्ता लीक के बारे में अनजान रह सकते हैं, जो गुप्त खतरों का निर्माण कर सकता है। यह विशेष रूप से शून्य गेज दबाव पर RMU की प्रदर्शन (इन्सुलेशन, स्विचिंग, आदि) और आंतरिक आर्क फ़ॉल्ट का सामना करने की क्षमता के संदर्भ में चिंताजनक है। बहुत से इन उत्पादों में मैनुअल संचालन यंत्रांग शामिल होते हैं, और ऑपरेटर निकटवर्ती काम करते हैं। एक दुर्घटना का गंभीर परिणाम हो सकता है। वर्तमान में, दबाव इंडिकेटर को शामिल करना एक अनिवार्य आवश्यकता बन गई है, जो आधे सील्ड RMU के लिए एक आवश्यक अनुपात बन गया है।

2.3 यंत्रांग की समस्याएं

वितरण ट्रांसफॉर्मर संरक्षण में, लोड स्विच और फ्यूज का संयोजन इकाइयों का उपयोग सामान्य है। लोड स्विच लोड धारा को टूटता है, और फ्यूज शॉर्ट-सर्किट और ओवरलोड धाराओं को टूटता है। हेबेई के वितरण नेटवर्क में, पूरी तरह से सील्ड RMU में घटनाएं हुईं जहाँ फ्यूज फट गया, लेकिन लोड स्विच विश्वसनीय रूप से खुलने में विफल रहा, जिससे दोषपूर्ण ट्रांसफॉर्मर को डी-एनर्जाइज करने में विफलता हुई और गंभीर नुकसान हुआ। कारण ट्रिपिंग वायर की यंत्रांग के लिए नियंत्रित ट्रिपिंग के लिए अतिरिक्त यात्रा थी, जो फ्यूज स्ट्राइकर पिन से आए आघात बल को लोड स्विच की ट्रिपिंग यंत्रांग को सक्रिय करने में सफल नहीं होने दिया। इस दोष को ट्रिपिंग वायर और नटों की ताकत को समायोजित करके ठीक किया जा सकता है। इसके अलावा, ट्रांसफॉर्मर फीडर इकाइयों के लिए फ्यूज संचालन की नकल करना एक अनिवार्य प्री-कमीशनिंग परीक्षण में शामिल किया गया है।

2.4 इक्वलाइजिंग शील्ड की सामग्री की समस्या

आधे सील्ड RMU आम तौर पर स्पर्श योग्य केबल टर्मिनेशन का उपयोग नहीं कर सकते। इक्वलाइजिंग शील्ड आम तौर पर केबल टर्मिनेशन कनेक्शन बिंदुओं पर फेज-से-फेज दूरी की कमी को संबोधित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, एल्यूमिनियम इक्वलाइजिंग शील्ड नम वातावरण में बहुत संवेदनशील होते हैं। भले ही एंटी-कंडेंशन हीटर के साथ उपयोग किया जाए, उनकी नम शर्तों में प्रभावशीलता सीमित होती है। 20kV वितरण प्रणालियों में,