बसबार डिफ़रेंशियल संरक्षण

बसबार डिफरेंशियल संरक्षण की परिभाषा

बसबार डिफरेंशियल संरक्षण एक योजना है जो किरचहॉफ़ के विद्युत धारा नियम का उपयोग करके बसबार में प्रवेश और निकासी की धाराओं की तुलना करके तेजी से दोषों को अलग करती है।

धारा डिफरेंशियल संरक्षण

बसबार संरक्षण की योजना में, किरचहॉफ़ के विद्युत धारा नियम का उपयोग किया जाता है, जो कहता है कि, एक विद्युत नोड में प्रवेश करने वाली कुल धारा, नोड से निकलने वाली कुल धारा के बराबर होती है। इसलिए, बस खंड में प्रवेश करने वाली कुल धारा, बस खंड से निकलने वाली कुल धारा के बराबर होती है।

डिफरेंशियल बसबार संरक्षण का सिद्धांत बहुत सरल है। यहाँ, सीटीज के सेकेंडरी पारालल जुड़े होते हैं। इसका मतलब है, सभी सीटीज के एस1 टर्मिनल एक साथ जुड़े होते हैं और एक बस तार बनाते हैं। इसी तरह, सभी सीटीज के एस2 टर्मिनल एक साथ जुड़े होते हैं और एक और बस तार बनाते हैं। एक ट्रिपिंग रिले इन दो बस तारों के बीच जुड़ा होता है।

 यहाँ, ऊपर दिए गए चित्र में हम मान लेते हैं कि सामान्य स्थिति में, फीड A, B, C, D, E और F धारा IA, IB, IC, ID, IE और IF ले रहे हैं। अब, किरचहॉफ़ के विद्युत धारा नियम के अनुसार,

 वास्तव में, डिफरेंशियल बसबार संरक्षण के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी सीटीज समान धारा अनुपात के होते हैं। इसलिए, सभी सेकेंडरी धाराओं का योग भी शून्य के बराबर होना चाहिए।

 अब, कहते हैं कि सभी सीटी सेकेंडरी के साथ पारालल जुड़े रिले से धारा iR है, और iA, iB, iC, iD, iE और iF सेकेंडरी धाराएँ हैं। अब, नोड X पर KCL लागू करें। KCL के अनुसार, नोड X पर,

 तो, स्पष्ट है कि सामान्य स्थिति में बसबार संरक्षण ट्रिपिंग रिले में कोई धारा नहीं बहती है। यह रिले आमतौर पर रिले 87 के रूप में जाना जाता है। अब, कहते हैं कि किसी भी फीडर पर, संरक्षित क्षेत्र के बाहर, दोष हो गया है।

इस मामले में, दोषपूर्ण धारा उस फीडर के सीटी के प्राथमिक द्वारा गुजरेगी। यह दोषपूर्ण धारा बस से जुड़े सभी फीडरों द्वारा योगदान की जाती है। इसलिए, दोषपूर्ण स्थिति में, अगर हम नोड K पर KCL लागू करें, हम अभी भी पाएंगे, i R = 0

यहाँ, बाहरी दोषपूर्ण स्थिति में, रिले 87 में कोई धारा नहीं बहती है। अब, बस पर दोष होने की स्थिति पर विचार करें। इस स्थिति में, दोषपूर्ण धारा बस से जुड़े सभी फीडरों द्वारा योगदान की जाती है। इसलिए, इस स्थिति में, सभी योगदान दोषपूर्ण धाराओं का योग, कुल दोषपूर्ण धारा के बराबर होता है।

अब, दोषपूर्ण पथ पर कोई सीटी नहीं है। (बाहरी दोष में, दोषपूर्ण धारा और अलग-अलग फीडर द्वारा दोष के लिए योगदान की गई धारा, उनके प्रवाह के रास्ते में सीटी लगती है)। सभी सेकेंडरी धाराओं का योग अब शून्य नहीं है। यह दोषपूर्ण धारा के सेकेंडरी समतुल्य के बराबर है। अब, अगर हम नोड पर KCL लागू करें, हम एक गैर-शून्य मान i R पाएंगे।

 इस स्थिति में धारा 87 रिले के माध्यम से बहना शुरू होती है और इस सेक्शन के बसबार से जुड़े सभी फीडरों के सर्किट ब्रेकर को ट्रिप कर देती है।

जैसे-जैसे इस सेक्शन के बस से जुड़े सभी आगत और निकासी फीडर ट्रिप हो जाते हैं, बस मर जाती है। यह डिफरेंशियल बसबार संरक्षण योजना बसबार के धारा डिफरेंशियल संरक्षण के रूप में भी जानी जाती है।

सेक्शनलाइज्ड बसबार संरक्षण

बसबार के धारा डिफरेंशियल संरक्षण के कार्यक्रम को समझाते समय, हमने एक सरल गैर-सेक्शनलाइज्ड बसबार दिखाया है। लेकिन मध्यम उच्च वोल्टेज प्रणाली में, विद्युत बस को एक से अधिक सेक्शनों में विभाजित किया जाता है ताकि प्रणाली की स्थिरता बढ़ सके।

यह किया जाता है क्योंकि, बस के एक सेक्शन पर दोष नहीं करना चाहिए अन्य सेक्शन को अस्थिर करना। इसलिए, बस दोष के दौरान, कुल बस अवरुद्ध हो जाएगी। आइए दो सेक्शनों वाले बसबार के संरक्षण के बारे में चित्रित और चर्चा करें।

यहाँ, बस सेक्शन A या जोन A, CT 1, CT2 और CT3 द्वारा घिरा हुआ है, जहाँ CT1 और CT2 फीडर CTs हैं और CT3 बस CT है।

वोल्टेज डिफरेंशियल संरक्षण

धारा डिफरेंशियल योजना केवल तब संवेदनशील होती है जब सीटीज अधिकतम दोषपूर्ण स्थिति में संतुलित नहीं होते और समान धारा अनुपात, फेज कोण त्रुटि बनाए रखते हैं। यह आमतौर पर 80 नहीं होता, विशेष रूप से, फीडरों में से एक पर बाहरी दोष के मामले में। दोषपूर्ण फीडर पर सीटी टोटल धारा से संतुलित हो सकता है और इसके परिणामस्वरूप यह बहुत बड़ी त्रुटियाँ देगा। इस बड़ी त्रुटि के कारण, एक विशेष क्षेत्र में सभी सीटीज की सेकेंडरी धाराओं का योग शून्य नहीं हो सकता है।

 इसलिए, बाहरी बड़े दोष के मामले में भी, इस संरक्षण क्षेत्र से संबंधित सभी सर्किट ब्रेकर को ट्रिप करने की उच्च संभावना हो सकती है। धारा डिफरेंशियल बसबार संरक्षण के इस गलत कार्य से बचने के लिए, 87 रिले को उच्च पिकअप धारा और पर्याप्त समय देरी दी जाती है। धारा ट्रांसफॉर्मर के संतुलन का सबसे बड़ा कारण छोटे सर्किट धारा का ट्रांसिएंट डीसी घटक है।

यह कठिनाइयों को एयर कोर सीटीज का उपयोग करके दूर किया जा सकता है। यह धारा ट्रांसफॉर्मर लिनियर कप्लर भी कहलाता है। जैसे-जैसे सीटी के कोर में लोहा नहीं उपयोग किया जाता है, इन सीटीज की सेकेंडरी विशेषता, सीधी रेखा होती है। वोल्टेज डिफरेंशियल बसबार संरक्षण में, सभी आगत और निकासी फीडरों के सीटीज को समानांतर जोड़ने के बजाय श्रृंखला में जोड़ा जाता है।

सभी सीटीज के सेकेंडरी और डिफरेंशियल रिले एक बंद लूप बनाते हैं। अगर सभी सीटीज की पोलारिटी ठीक से मिलाई जाती है, तो सभी सीटी सेकेंडरी पर वोल्टेज का योग शून्य होता है। इसलिए, डिफरेंशियल रिले पर कोई परिणामी वोल्टेज दिखाई नहीं देगा। जब बस दोष होता है, तो सभी सीटी सेकेंडरी वोल्टेज का योग अब शून्य नहीं होता। इसलिए, परिणामी वोल्टेज के कारण लूप में धारा प्रवाहित होती है। 

चूंकि यह लूप धारा डिफरेंशियल रिले के माध्यम से भी प्रवाहित होती है, रिले कार्य करता है और संरक्षित बस क्षेत्र से जुड़े सभी सर्किट ब्रेकर को ट्रिप कर देता है। अगर न्यूट्रल इम्पीडेंस द्वारा ग्राउंड दोष धारा बहुत ही सीमित हो, तो आमतौर पर चयनात्मकता का कोई समस्या नहीं होती। ऐसी समस्या के मामले में, इसे अतिरिक्त अधिक संवेदनशील रिलेइंग उपकरणों, जिनमें एक निगरानी संरक्षण रिले शामिल है, का उपयोग करके हल किया जाता है।

चयनात्मक अलगाव का महत्व

आधुनिक प्रणालियों में केवल दोषपूर्ण सेक्शनों को अलग करने की आवश्यकता होती है ताकि विद्युत विभाजन को कम किया जा सके और दोष की तेजी से साफ सफाई की जा सके।