प्रैक्टिकल गाइड टू स्मार्ट सबस्टेशन ऑटोमेशन इन इलेक्ट्रिक एनर्जी डिस्ट्रीब्यूशन्स

सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम (SAS), जैसा कि इसका नाम सुझाता है, मैनुअल ऑपरेटर की गतिविधियों के स्थान पर स्वचालित कार्यों को लागू करने की क्षमता से अलग होता है। स्वचालित संचालन बिजली के प्रसार और वितरण के सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसके कार्यों में, लेकिन इनसे सीमित नहीं, मॉनिटरिंग, डेटा संकलन, सुरक्षा, नियंत्रण, और दूरसंचार शामिल हैं।

पहले, रिमोट टर्मिनल यूनिट्स (RTUs) केवल उपयोगकर्ताओं के नेटवर्क प्रबंधन सिस्टम और सबस्टेशनों में प्रक्रिया स्तर पर बिजली स्विचगियर के बीच लंबी दूरी की निगरानी के लिए अंतर्मध्यक के रूप में इस्तेमाल किए जाते थे (नीचे दिए गए आंकड़े 1 देखें)।

इन यूनिटों को बहुत सारे इनपुट और आउटपुट दिए गए होते हैं, जो दूरस्थ नेटवर्क नियंत्रण केंद्रों के साथ संचार इंटरफेस के रूप में कार्य करते हैं। रिमोट टर्मिनल यूनिट्स (RTUs) और नेटवर्क नियंत्रण केंद्र (NCC) मिलकर निगरानी, नियंत्रण और डेटा अधिग्रहण सिस्टम (SCADA) बनाते हैं, जैसा कि आंकड़े 1 में दिखाया गया है।

सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम के कई उल्लेखनीय विशिष्ट कार्य हैं:

• वोल्टेज ट्रांसफॉर्मेशन नियंत्रण (लोड टैप चेंजर नियंत्रण)

• बस, लाइन, फीडर, ट्रांसफॉर्मर, जनरेटर और अन्य उपकरणों के लिए उपकरण सुरक्षा।

• स्वचालित इंटरलॉक और स्विचगियर स्विचिंग मेकेनिज्म को लागू करना।

• नियंत्रण केंद्र तक मॉनिटरिंग डेटा का प्रसारण।

• स्थानीय या दूरस्थ रूप से पावर सिस्टम फ़ॉल्ट का समाधान करना।

• अन्य सबस्टेशनों (इंट्रा-सबस्टेशन) और क्षेत्रीय नियंत्रण केंद्रों के साथ संचार स्थापित करना।

उदाहरण के लिए, सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम (SAS) में कई कार्य उपकरणों की खराबी या शॉर्ट सर्किट विफलताओं से स्वचालित रूप से बहाली के लिए समन्वित किए जाते हैं। ये कार्य बहुत सारे उपकरणों को शामिल करते हैं, जिनकी जिम्मेदारियाँ प्राथमिक उपकरणों (जैसे सर्किट ब्रेकर, ट्रांसफॉर्मर, इंस्ट्रूमेंट ट्रांसफॉर्मर, आदि) और द्वितीयक उपकरणों (जैसे सुरक्षा रिले, मर्जिंग यूनिट, बुद्धिमान इलेक्ट्रॉनिक उपकरण) के बीच बाँटी जाती हैं।

आंकड़ा 1 - सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम: क्लासिक SCADA सिस्टमों की आर्किटेक्चर

इस प्रकार, इन उपकरणों और उपकरणों के बीच केबलिंग और तार कनेक्शन जटिल हो जाते हैं, जिससे रखरखाव, मरम्मत, विस्तार, या संशोधन कार्यों के लिए बहुत सारा प्रयास और समय की आवश्यकता पड़ती है। सबस्टेशन प्राधिकारिकता स्तरों पर श्रृंखला संचार नेटवर्क को लागू करके केबलिंग और तार कनेक्शन की मात्रा को कम करने का प्रयास किया गया है। ये पहल कार्यान्वयन ने सबस्टेशन उपकरण प्रदाताओं द्वारा विकसित विशेषाधिकारिक समाधानों को लाया है।

बड़ी कंपनियाँ, जिनमें उपयोगकर्ताओं और उपकरण प्रदाताओं से बनी गैर-लाभकारी समूह जैसे यूटिलिटी कम्युनिकेशन आर्किटेक्चर (UCA) शामिल हैं, सबस्टेशन संचार को सुधारने पर काम कर रही हैं। वे अंतर्राष्ट्रीय मानकों के विकास में भाग लेकर संचार की कार्यक्षमता की संगतता को बढ़ावा दे रहे हैं और उच्च नेटवर्क बैंडविड्थ प्रदान करने वाली आर्किटेक्चर का प्रस्ताव कर रहे हैं। उद्देश्य सबस्टेशनों के भीतर और अलग-अलग सबस्टेशनों के बीच संचार की विश्वसनीयता को सुधारना है।

SAS में सबस्टेशन ऑटोमेशन स्तरीय आर्किटेक्चर तकनीकी लागूकरण के आधार पर वर्गीकृत होता है। सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम तीन स्तरों पर विभाजित होता है: स्टेशन स्तर, बे स्तर, और प्रक्रिया स्तर (जैसा कि आंकड़े 2 में दिखाया गया है)। इन स्तरों का उपयोग विभिन्न कार्यक्षमताओं को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। तकनीकी विशेषताओं के संदर्भ में, अतिउच्च वोल्टेज प्रसार सबस्टेशनों में सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम (SAS) का आकार उच्च वोल्टेज वितरण सबस्टेशनों की तुलना में बड़ा होगा।

आधुनिक सबस्टेशनों में, बे स्तर एक सामान्य विशेषता है, हालांकि SAS के शुरुआती दिनों में, बे स्तर की अवधारणा नहीं मानी जाती थी।

आमतौर पर, सेंसर बहुत बड़ी विद्युत धारा और वोल्टेज मात्राओं को मापते हैं। विद्युत धारा और वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर (CTs/VTs) बड़ी मात्रा में धारा और वोल्टेज को मानक मूल्यों में परिवर्तित करने के लिए इस्तेमाल किए जाते हैं, जो फिर रिले इनपुट में दिए जाते हैं। अनुपातित मान आमतौर पर धारा के लिए 5A (यूरोप में 1A) और वोल्टेज के लिए 120 वोल्ट होते हैं। मूल रूप से, सुरक्षा रिले या आधुनिक बुद्धिमान इलेक्ट्रॉनिक उपकरण सुरक्षा तर्क को लागू करते हैं।

आंकड़ा 2 - सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम की संरचना जो स्टेशन, बे, और प्रक्रिया स्तरों को दिखाती है

ये उपकरण विद्युत धारा और वोल्टेज स्तरों को निरीक्षित और मापते हैं ताकि सुरक्षा तर्क द्वारा निगरानी किए जाने वाले कुछ मूल्यों, जैसे एक्स्ट्रा हाई वोल्टेज (EHV)/हाई वोल्टेज (HV) ट्रांसफॉर्मर के दो अलग-अलग पक्षों पर विद्युत धारा, की गणना की जा सके। जब कोई पैरामीटर निर्दिष्ट मान (पिकअप सेटिंग) से ऊपर जाता है, तो सुरक्षा तर्क एक पूर्वनिर्धारित चरणों की श्रृंखला या प्रोग्राम किए गए नियंत्रण एल्गोरिथ्म के अनुसार कार्य करता है। आमतौर पर, जब कोई समस्या उत्पन्न होती है, तो एक ट्रिप सिग्नल संबंधित सर्किट ब्रेकर को भेजा जाता है ताकि एक लाइन या बस को अलग किया जा सके।