उच्च वोल्टेज स्विचगियर क्या है?

उच्च वोल्टेज स्विचगियर क्या है?

उच्च वोल्टेज स्विचगियर की परिभाषा

उच्च वोल्टेज स्विचगियर को 36KV से अधिक वोल्टेज का प्रबंधन करने वाली उपकरण के रूप में परिभाषित किया गया है ताकि सुरक्षित और प्रभावी बिजली वितरण सुनिश्चित किया जा सके।

मुख्य घटक

हवा ब्लास्ट, तेल, SF6, और वैक्यूम सर्किट ब्रेकर जैसे उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकर, उच्च वोल्टेज धारा को अवरुद्ध करने के लिए आवश्यक होते हैं।

उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकर की महत्वपूर्ण विशेषताएँ

उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकर में निम्नलिखित महत्वपूर्ण विशेषताएँ प्रदान की जानी चाहिए, ताकि उच्च वोल्टेज स्विचगियर में प्रयुक्त सर्किट ब्रेकरों का सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित किया जा सके,

• अंतिम दोष।

• छोटी लाइन दोष।

• ट्रांसफार्मर या रिएक्टर की चुंबकीय धारा।

• लंबी प्रसारण लाइन को ऊर्जा प्रदान करना।

• कैपेसिटर बैंक को चार्जिंग करना।

• आउट ऑफ फेज अनुक्रम में स्विचिंग।

हवा ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर

इस डिजाइन में, दो अलग-अलग संपर्कों के बीच चाप को बुझाने के लिए उच्च दबाव वाली संपीड़ित हवा का उपयोग किया जाता है, जब धारा शून्य होती है।

तेल सर्किट ब्रेकर

यह बल्क ऑयल सर्किट ब्रेकर (BOCB) और मिनिमम ऑयल सर्किट ब्रेकर (MOCB) में विभाजित होता है। BOCB में, अवरुद्धक इकाई को पृथ्वी विभव के एक तेल टैंक के अंदर रखा जाता है। यहाँ तेल को दोनों रोधक और अवरुद्धक माध्यम के रूप में उपयोग किया जाता है। MOCB में, अवरुद्धक इकाइयों को एक रोधक चैम्बर में रखकर तेल की मात्रा को कम किया जा सकता है, जो एक इंसुलेटर कॉलम पर लाइव विभव पर होता है।

SF6 सर्किट ब्रेकर

SF6 गैस का उपयोग उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों में चाप बुझाने के माध्यम के रूप में आमतौर पर किया जाता है। सल्फर हेक्साफ्लोराइड गैस उच्च विद्युत ऋणात्मक होती है, जिसमें उत्कृष्ट रोधक और चाप बुझाने की गुणवत्ता होती है। इन गुणों की अनुमति से उच्छ वोल्टेज सर्किट ब्रेकरों को छोटे आकार और छोटे संपर्क अंतराल के साथ डिजाइन किया जा सकता है। इसकी उत्कृष्ट रोधक क्षमता उच्छ वोल्टेज प्रणालियों के लिए आंतरिक प्रकार के स्विचगियर के निर्माण में भी मदद करती है।

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर

वैक्यूम में, दो अलग-अलग धारा वाहक संपर्कों के बीच धारा शून्य होने के बाद आगे का आयनन नहीं होता। शुरुआती चाप अगले शून्य पारगमन के साथ मर जाएगा, लेकिन जैसे-जैसे धारा अपने पहले शून्य पार होती है, चाप बुझाना पूरा हो जाता है। हालांकि VCB में चाप बुझाने की विधि बहुत तेज है, लेकिन यह उच्छ वोल्टेज स्विचगियर के लिए एक उचित समाधान नहीं है, क्योंकि बहुत उच्छ वोल्टेज स्तर के लिए VCB बनाना आर्थिक रूप से लाभदायक नहीं है।

स्विचगियर के प्रकार

• गैस इन्सुलेटेड आंतरिक प्रकार (GIS),

• हवा इन्सुलेटेड बाहरी प्रकार।

दोष प्रबंधन

आमतौर पर बिजली प्रणाली से जुड़ी लोड आवेशकीय प्रकृति की होती है। इस आवेशकता के कारण, जब एक सर्किट ब्रेकर द्वारा छोटे सर्किट धारा को अवरुद्ध किया जाता है, तो कुछ सैकड़ों Hz के क्रम में उच्च रीस्ट्राइकिंग वोल्टेज या उच्च आवृत्ति की दोलन की संभावना होती है। यह वोल्टेज दो भागों में होता है

चाप निर्मोचन के तुरंत बाद उच्च आवृत्ति के दोलन के साथ अस्थायी बहाली वोल्टेज।इस उच्च आवृत्ति के दोलन के गिरने के बाद, सिर्किट ब्रेकर संपर्कों पर शक्ति आवृत्ति बहाली वोल्टेज दिखाई देता है।

अस्थायी बहाली वोल्टेज

चाप निर्मोचन के तुरंत बाद, उच्च आवृत्ति के साथ सिर्किट ब्रेकर संपर्कों पर अस्थायी बहाली वोल्टेज दिखाई देता है। यह अस्थायी बहाली वोल्टेज अंततः ओपन सर्किट वोल्टेज के निकट आता है। यह बहाली वोल्टेज एक एकल आवृत्ति का नहीं, बल्कि शक्ति नेटवर्क की जटिलता के कारण कई अलग-अलग आवृत्तियों का संयोजन होता है।

शक्ति आवृत्ति बहाली वोल्टेज

यह तो कुछ नहीं, बल्कि अस्थायी बहाली वोल्टेज दमित होने के बाद सिर्किट ब्रेकर संपर्कों पर ओपन सर्किट वोल्टेज दिखाई देता है। तीन फेज प्रणाली में शक्ति आवृत्ति बहाली वोल्टेज अलग-अलग फेजों में अलग-अलग होता है। यह पहले फेज में सबसे अधिक होता है। 

यदि नेटवर्क का न्यूट्रल ग्राउंड नहीं है, तो पहले फेज को बहाल करने के लिए वोल्टेज 1.5U होता है, जहाँ U फेज वोल्टेज है। एक ग्राउंड न्यूट्रल प्रणाली में, यह 1.3U होगा। डैम्पिंग रेजिस्टर का उपयोग करके, अस्थायी बहाली वोल्टेज की तीव्रता और बढ़ने की दर को सीमित किया जा सकता है। 

चाप निर्मोचन माध्यम की डाइएलेक्ट्रिक बहाली और अस्थायी बहाली वोल्टेज की बढ़ने की दर, उच्च वोल्टेज स्विचगियर प्रणाली में प्रयुक्त सर्किट ब्रेकर के प्रदर्शन पर बहुत प्रभाव डालती है। एक हवा ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर में, एक बार आयनित हवा धीरे-धीरे डी-आयनित होती है, इसलिए हवा डाइएलेक्ट्रिक शक्ति को बहाल करने में लंबा समय लेती है। 

इसीलिए बहाली वोल्टेज की बढ़ने की दर को धीमा करने के लिए कम मूल्य वाले ब्रेकर रेजिस्टर का उपयोग करना अधिक उपयुक्त है। दूसरी ओर, ABCB शुरुआती बहाली वोल्टेज के लिए कम संवेदनशील होता है क्योंकि SF6 सर्किट ब्रेकर में चाप वोल्टेज उच्च होता है, अवरुद्धक माध्यम (SF6) की डाइएलेक्ट्रिक शक्ति की बहाली की दर, हवा से तेज होती है। निम्न चाप वोल्टेज SF6 CB को शुरुआती बहाली वोल्टेज के लिए अधिक संवेदनशील बनाता है।

तेल सर्किट ब्रेकर में, चाप के दौरान उत्पन्न हुए तेल के आर्क तापमान के कारण उत्पन्न दाबित हाइड्रोजन गैस, चाप शून्य के तुरंत बाद डाइएलेक्ट्रिक शक्ति की त्वरित बहाली प्रदान करती है। इसलिए OCB बहाली वोल्टेज की बढ़ने की दर के लिए अधिक संवेदनशील होता है। यह शुरुआती अस्थायी बहाली वोल्टेज के लिए भी अधिक संवेदनशील होता है।

लघु लाइन दोष

प्रसारण नेटवर्क में लघु लाइन दोष को 5 किमी की लाइन लंबाई के भीतर होने वाले छोटे सर्किट दोष के रूप में परिभाषित किया गया है। दो आवृत्तियों को सर्किट ब्रेकर पर लगाया जाता है और स्रोत और लाइन तरफ की अस्थायी बहाली वोल्टेज, दोनों वोल्टेज सर्किट ब्रेकर के अवरुद्ध होने से पहले के तात्कालिक मान से शुरू होते हैं।

सप्लाई तरफ, वोल्टेज सप्लाई आवृत्ति पर दोलन करेगा और अंततः ओपन सर्किट वोल्टेज के निकट आएगा। लाइन तरफ, अवरुद्ध होने के बाद, ट्रांसमिशन लाइन के माध्यम से फंसी चार्ज के तात्कालिक तरंगें यात्रा करेंगी, क्योंकि ड्राइविंग तरफ कोई ड्राइविंग वोल्टेज नहीं है, इसलिए लाइन के नुकसान के कारण वोल्टेज अंततः शून्य हो जाएगा।