विद्युत ऊर्जा वितरणमा स्मार्ट सबस्टेशन ऑटोमेशनको प्रायोगिक गाइडलाई

सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम (SAS), जैसा कि इसका नाम सुझाता है, अपनी क्षमता में विशिष्ट है कि यह मानव संचालक के कार्यों के लिए स्वचालित कार्यों को प्रतिस्थापित कर सकता 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, निगरानी, डेटा संग्रह, सुरक्षा, नियंत्रण और दूरसंचार शामिल हैं।

पहले, दूरस्थ टर्मिनल यूनिट्स (RTUs) का उपयोग उपक्रम स्तर पर सबस्टेशन में बिजली की स्विचगियर और बिजली वितरक के नेटवर्क प्रबंधन सिस्टम के बीच लंबी दूरी की निगरानी के लिए मध्यस्थ के रूप में किया जाता था (नीचे आंकड़ा 1 देखें)।

इन यूनिट्स को बहुत सारे इनपुट और आउटपुट से सुसज्जित किया जाता है, जो दूरस्थ नेटवर्क नियंत्रण केंद्रों के साथ संचार इंटरफेस के रूप में कार्य करते हैं। दूरस्थ टर्मिनल यूनिट्स (RTUs) और नेटवर्क नियंत्रण केंद्र (NCC) मिलकर सुपरवाइजरी कंट्रोल एंड डेटा एक्विजिशन सिस्टम (SCADA) का गठन करते हैं, जैसा कि आंकड़ा 1 में दिखाया गया है।

सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम के कई उल्लेखनीय विशिष्ट कार्य हैं:

• वोल्टेज रूपांतरण नियंत्रण (लोड टैप चेंजर नियंत्रण)

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

• स्वचालित इंटरलक्स और स्विचगियर स्विचिंग मेकेनिज्म को लागू करना।

• निगरानी डेटा को नियंत्रण केंद्र तक प्रसारित करना।

• स्थानीय या दूरस्थ रूप से बिजली सिस्टम की दोषों को सुलझाना।

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

उदाहरण के लिए, सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम (SAS) में कई कार्य उपकरणों की विफलता या छोटे सर्किट विफलता से स्वचालित रूप से पुनर्स्थापन करने के लिए समन्वित होते हैं। ये कार्य बहुत सारे उपकरणों को शामिल करते हैं, जिनकी जिम्मेदारियाँ प्राथमिक उपकरणों (जैसे सर्किट ब्रेकर, ट्रांसफार्मर, इंस्ट्रूमेंट ट्रांसफार्मर आदि) और द्वितीयक उपकरणों (जैसे संरक्षण रिले, मर्जिंग यूनिट, इंटेलिजेंट इलेक्ट्रोनिक डिवाइस) के बीच विभाजित की जाती हैं।

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

इस प्रकार, इन उपकरणों और उपकरणों के बीच केबलिंग और तार कनेक्शन जटिल हो जाते हैं, जिससे रखरखाव, मरम्मत, विस्तार या संशोधन ऑपरेशन के लिए बहुत अधिक प्रयास और समय की आवश्यकता होती है। सबस्टेशन प्राथमिक व्यवस्था के विभिन्न स्तरों पर श्रृंखला संचार नेटवर्क के लागू करके केबलिंग और वायरिंग की मात्रा को कम करने के प्रयास किए गए हैं। ये पहलुओं ने सबस्टेशन उपकरण प्रदाताओं द्वारा विकसित प्राथमिक समाधानों का उद्भव किया है।

महत्वपूर्ण कंपनियाँ, जिनमें यूटिलिटी कम्युनिकेशन आर्किटेक्चर (UCA) जैसी गैर-लाभकारी समूह शामिल हैं, जो सबस्टेशन उपकरण आपूर्तिकर्ताओं और यूटिलिटी उपयोगकर्ताओं से बनी हैं, सबस्टेशन संचार में सुधार करने पर काम कर रही हैं। वे अंतरराष्ट्रीय मानकों के विकास में भाग लेकर फंक्शनल संगतता को बढ़ावा दे रहे हैं और उच्च नेटवर्क बैंडविड्थ की पेशकश करने वाली आर्किटेक्चर का प्रस्ताव कर रहे हैं। उद्देश्य अंतर्सबस्टेशन और विभिन्न सबस्टेशनों के बीच संचार की विश्वसनीयता को सुधारना है।

SAS में सबस्टेशन ऑटोमेशन वर्गीकृत संरचना प्रौद्योगिकी लागू के आधार पर विभाजित है। सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम में तीन स्तर होते हैं: स्टेशन स्तर, बे स्तर और प्रक्रिया स्तर (जैसा कि आंकड़ा 2 में दिखाया गया है)। इन स्तरों का उपयोग विभिन्न कार्यक्षमताओं को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। तकनीकी विशेषताओं के मामले 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 स्वीकार नहीं की गई थी।

आमतौर पर, सेंसर बहुत बड़े विद्युत धारा और वोल्टेज के मानों को मापते हैं। विद्युत धारा और वोल्टेज ट्रांसफार्मर (CTs/VTs) का उपयोग बड़ी मात्रा की धारा और वोल्टेज को मानक मानों में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है, जो फिर रिले इनपुट में डाल दिए जाते हैं। आमतौर पर, स्केल्ड मान 5A (यूरोप में 1A) धारा और 120 वोल्ट वोल्टेज के लिए होते हैं। वास्तव में, संरक्षण रिले या आधुनिक इंटेलिजेंट इलेक्ट्रोनिक डिवाइस संरक्षण तर्क को लागू करते हैं।

आंकड़ा 2 - सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम की संरचना: स्टेशन, बे और प्रक्रिया स्तरों का चित्रण

ये उपकरण विद्युत धारा और वोल्टेज के स्तर को निरीक्षित और मापते हैं, जिससे कुछ मान निकाले जाते हैं, जो संरक्षण तर्क द्वारा निगरानी किए जाते हैं, जैसे एक्स्ट्रा हाई वोल्टेज (EHV)/हाई वोल्टेज (HV) ट्रांसफार्मर के दो विभिन्न तरफ की विद्युत धारा। जब कोई पैरामीटर निर्दिष्ट मान (पिकअप सेटिंग) से ऊपर जाता है, तो संरक्षण तर्क पूर्वनिर्धारित चरणों के अनुसार या प्रोग्राम्ड कंट्रोल 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, जिससे एक लाइन या बस को अलग किया जाता है।