500kV सबस्टेशन में छोटे न्यूट्रल पॉइंट रिएक्टर्स का चयन और अनुप्रयोग के सिद्धांत क्या हैं

1 500kV सबस्टेशन में छोटे न्यूट्रल पॉइंट रिएक्टर की संबंधित सिद्धांत
1.1 परिभाषाएँ और भूमिकाएँ

एक रिएक्टर एक महत्वपूर्ण विद्युत प्रणाली का घटक है जो AC धारा और वोल्टेज के बीच के फेज संबंध को नियंत्रित करता है, जो इंडक्टिव और कैपेसिटिव दो प्रकार का होता है। इंडक्टिव रिएक्टर छोटे सर्किट धारा को सीमित करते हैं और स्थिरता में सुधार करते हैं; कैपेसिटिव रिएक्टर प्रसारण दक्षता और वोल्टेज गुणवत्ता में सुधार करते हैं। एक छोटा न्यूट्रल पॉइंट रिएक्टर तीन-फेज प्रणाली के न्यूट्रल पॉइंट और भूमि के बीच जुड़ा एक विशेष प्रकार का रिएक्टर होता है।

500kV सबस्टेशन (बड़े पैमाने और लंबी दूरी के विद्युत प्रसारण के लिए महत्वपूर्ण) में, ऐसे रिएक्टर महत्वपूर्ण हैं। वे छोटे सर्किट धारा को प्रभावी रूप से सीमित करते हैं, नुकसान को कम करते हैं और स्थिरता में सुधार करते हैं। वे धारा/वोल्टेज की उतार-चढ़ाव को भी कम करते हैं, जो संवेदनशील उपकरणों को नुकसान पहुँचा सकता है, विद्युत गुणवत्ता में सुधार करते हैं। इसके अलावा, वे दोष निर्णय और सुरक्षा में मदद करते हैं, सर्किट ब्रेकर और रिले जैसे उपकरणों के साथ समन्वय करके दोष की तेज और सटीक अलगाव के लिए।

1.2 प्रकार और विशेषताएँ

अलग-अलग प्रकार के छोटे रिएक्टरों में अपने अनन्य फायदे, नुकसान और अनुप्रयोग स्थितियाँ होती हैं। 500kV सबस्टेशन के न्यूट्रल पॉइंट के लिए एक छोटा रिएक्टर चुनते समय, विशिष्ट आवश्यकताओं, लागत की सीमाओं, और रखरखाव की जटिलता जैसे कई कारकों को व्यापक रूप से ध्यान में रखना आवश्यक होता है। इसलिए, प्रत्येक प्रकार के छोटे रिएक्टर की विशेषताओं को समझना प्रभावी चयन के लिए एक महत्वपूर्ण चरण है।

आम तौर पर, वर्गीकरण निम्नलिखित तीन विधियों से किया जा सकता है: रिएक्टेंस मान द्वारा, संरचना द्वारा, और नियंत्रण मोड द्वारा, जैसा कि सारणी 1 में दिखाया गया है।

2 चयन मानक और विधियाँ
2.1 घरेलू और अंतरराष्ट्रीय मानकों की तुलना

500kV सबस्टेशन के लिए छोटे न्यूट्रल-पॉइंट रिएक्टर चुनते समय, घरेलू और अंतरराष्ट्रीय मानकों को समझना और उनकी तुलना करना महत्वपूर्ण है। यह उत्पाद की गुणवत्ता/प्रदर्शन को सुनिश्चित करता है और क्षेत्रीय/अनुप्रयोग-विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करता है।

अंतरराष्ट्रीय स्तर पर, IEC (International Electrotechnical Commission) विद्युत उपकरणों के मानक निर्माण में नेतृत्व करता है। IEC मानक अधिक व्यापक और कठोर होते हैं, डिजाइन, निर्माण, परीक्षण, और रखरखाव - अक्सर वैश्विक "सुवर्ण मानक" के रूप में देखे जाते हैं। चीन में, मानक आमतौर पर राज्य ग्रिड कॉर्पोरेशन या संबंधित संस्थाओं द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। ये व्यावहारिकता और लागत-कुशलता पर अधिक ध्यान देते हैं, लेकिन पर्यावरण संरक्षण जैसे पहलुओं में अपेक्षाकृत ढीले हो सकते हैं, जैसा कि सारणी 2 में दिखाया गया है।

2.2 चयन विधियाँ और प्रक्रियाएँ

500kV सबस्टेशन के लिए छोटे न्यूट्रल-पॉइंट रिएक्टर चुनते समय, दो मुख्य पहलू शामिल होते हैं: गणनात्मक सिमुलेशन और प्रयोगात्मक सत्यापन। प्रत्येक के अपने अनन्य फायदे और नुकसान होते हैं, लेकिन दोनों को मिलाकर, व्यापक और सटीक मूल्यांकन करने के लिए सक्षम होता है ताकि सफल चयन सुनिश्चित किया जा सके।

गणनात्मक सिमुलेशन का चरण महत्वपूर्ण है। पहले, आवश्यकता विश्लेषण करें ताकि विद्युत पैरामीटर (धारा, वोल्टेज, आवृत्ति) को स्पष्ट किया जा सके, जो गणनाओं का आधार होता है। सटीक मॉडल/अल्गोरिदम का उपयोग करके आवश्यक रिएक्टेंस और रेटेड धारा जैसे महत्वपूर्ण पैरामीटर निर्धारित करें। फिर, सॉफ्टवेयर (जैसे, PSS/E, DIgSILENT) का उपयोग करके विस्तृत प्रणाली सिमुलेशन करें। यह परिणामों की सत्यापन करता है और विविध स्थितियों में रिएक्टर के प्रदर्शन का मूल्यांकन करता है।

फायदे में पूर्वानुमान और लागत-कुशलता शामिल हैं - पूर्व स्थापना प्रदर्शन की सिमुलेशन गलत उपकरण के चयन से बचाती है, लागत और समय बचाती है। सीमाएँ: परिणाम मॉडल की सटीकता पर भारी रूप से निर्भर करते हैं, और सटीक मॉडल बनाने के लिए पेशेवर सॉफ्टवेयर और मजबूत तकनीकी विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है।

2.3 प्रयोगात्मक सत्यापन

गणनात्मक सिमुलेशन के विपरीत, प्रयोगात्मक सत्यापन रिएक्टर के प्रदर्शन का सीधा मूल्यांकन करता है। रिएक्टर के प्रकार/विशिष्ट चयन के बाद, प्रोटोटाइप/नमूने की पहली परीक्षण लैब में चलाई जाती है ताकि बुनियादी प्रदर्शन और विश्वसनीयता की जाँच की जा सके⁵। फिर, कठोर ऑन-साइट परीक्षण अनुसरण करते हैं - वास्तविक 500kV सबस्टेशन में, रिएक्टर जटिल स्थितियों का सामना करते हैं, जो प्रदर्शन और विश्वसनीयता का अंतिम परीक्षण होता है।

प्रयोगात्मक सत्यापन की शक्ति वास्तविक दुनिया के प्रदर्शन की सीधी दृष्टि है। वास्तविक स्थिति के डेटा का विश्लेषण सुनिश्चित करता है कि रिएक्टर डिजाइन/संचालन की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। लेकिन इसके नुकसान भी हैं: अनेक प्रयोग और लंबी अवधि का डेटा संग्रह लागत और समय को बढ़ाता है।

3 अनुप्रयोग मामला विश्लेषण
3.1 मामले का पृष्ठभूमि

यह मामला एक पश्चिमी शहर केंद्र में 500kV सबस्टेशन का है, जो निकटवर्ती व्यापारिक क्षेत्रों और आवासीय क्षेत्रों को विद्युत प्रदान करता है। क्षेत्र में उष्णकटिबंधीय मौसम (वार्षिक औसत तापमान 15°C, 60% सापेक्ष आर्द्रता), उच्च विद्युत आवश्यकता, जटिल ग्रिड, और शिखर लोड 400MW तक पहुँचता है।

3.2 अनुप्रयोग प्रक्रिया
3.2.1 चयन और स्थापना

चयन परियोजना की सफलता की कुंजी है, इसलिए इस चरण में बहुत समय और संसाधनों का निवेश किया जाता है। टीम गहरी आवश्यकता विश्लेषण करती है, ग्रिड लोड की विशेषताओं, धारा/वोल्टेज की आवश्यकताओं, और विशेष स्थितियों (जैसे, छोटे सर्किट, ओवरलोड) का मूल्यांकन करती है।

इसके आधार पर, वे गणनाएँ और सिमुलेशन चलाते हैं। PSS/E जैसे सॉफ्टवेयर का उपयोग करके, वे विविध स्थितियों (छोटे सर्किट धारा सीमित करना, प्रणाली गैर-संतुलन, धारा असंतुलन) में रिएक्टर के प्रदर्शन का मॉडल बनाते हैं। सिमुलेशन दिखाते हैं कि उच्च रिएक्टेंस, तेल-संतुलित, सक्रिय नियंत्रित रिएक्टर सबसे अच्छा फिट होता है। इस प्रकार का एक छोटा न्यूट्रल-पॉइंट रिएक्टर (रेटेड धारा 2000A, रिएक्टेंस 10Ω) अस्थायी रूप से चुना जाता है। सत्यापन के लिए, टीम घरेलू/अंतरराष्ट्रीय मानक (जैसे, IEC), स्थानीय विद्युत मानक, और समान मामलों में पूर्व अनुसंधान का संदर्भ लेती है।

सभी संबद्धों (विद्युत कंपनियों, डिजाइन संस्थानों, उपकरण आपूर्तिकर्ताओं) से मंजूरी प्राप्त होने के बाद, स्थापना शुरू होती है। एक पेशेवर टीम भौतिक स्थापना, विद्युत कनेक्शन, और प्रणाली एकीकरण का संचालन करती है। स्थापना के बाद, गंभीर ऑन-साइट परीक्षण/कमीशनिंग रिएक्टेंस की सटीकता, प्रणाली प्रतिक्रिया की गति, और अन्य विद्युत उपकरणों के साथ समन्वय की जाँच करते हैं ताकि स्थिर संचालन सुनिश्चित किया जा सके।

3.2.2 संचालन और निगरानी

जब उपकरण को संचालन में लाया जाता है, तो एक उन्नत निगरानी प्रणाली का उपयोग वास्तविक समय के डेटा ट्रैकिंग और प्रदर्शन मूल्यांकन के लिए किया जाता है। यह न केवल धारा और वोल्टेज की निगरानी शामिल होती है, बल्कि उपकरण के तापमान, तेल की गुणवत्ता, और अन्य महत्वपूर्ण पैरामीटरों की निगरानी भी शामिल होती है।

3.2.3 रखरखाव और विकास

तेल-संतुलित प्रकार और सक्रिय नियंत्रण के चयन के कारण, उपकरण का रखरखाव अपेक्षाकृत सरल है। रखरखाव केवल एक वर्ष में एक बार किया जाता है, मुख्य रूप से तेल की गुणवत्ता की जाँच और विद्युत पैरामीटरों की कलिब्रेशन शामिल होती है। संचालन डेटा के आधार पर, आवश्यक प्रणाली विकास किया जाता है ताकि उपकरण के प्रदर्शन और विश्वसनीयता में आगे की सुधार हो सके।

3.3 लाभ विश्लेषण
3.3.1 आर्थिक लाभ

लागत बचाना: ध्यानपूर्वक चयन और विकास के कारण, रिएक्टर संचालन के दौरान उच्च स्तर की स्थिरता और विश्वसनीयता प्रदर्शित करता है, जिससे उपकरण की विफलता के कारण होने वाले रखरखाव और प्रतिस्थापन लागत में बहुत कमी होती है। आंकड़ों के अनुसार, पारंपरिक रिएक्टरों की तुलना में, एक वर्ष में रखरखाव की लागत में लगभग 20% की बचत हुई है।

दक्षता में सुधार: रिएक्टर के अनुप्रयोग से विद्युत ग्रिड की संचालन दक्षता में लगभग 5% की वृद्धि हुई है, जिसका अर्थ है उच्च विद्युत उत्पादन और कम संचालन लागत।

लाभ पर निवेश: उपकरण की लागत, संचालन लागत, और दक्षता में सुधार को समग्र रूप से देखते हुए, इस रिएक्टर का निवेश लाभ अवधि तीन वर्षों के भीतर अपेक्षित है, जो एक बहुत संतोषजनक परिणाम है।

3.3.2 तकनीकी लाभ

प्रणाली की स्थिरता: रिएक्टर के अनुप्रयोग से प्रणाली की स्थिरता में लगभग 5% की वृद्धि हुई है। छोटे सर्किट या अन्य असामान्य स्थितियों में, रिएक्टर धारा को प्रभावी रूप से सीमित करता है और विद्युत ग्रिड और उपकरणों को नुकसान से सुरक्षा प्रदान करता है।

विश्वसनीयता: उच्च रिएक्टेंस, तेल-संतुलित, और सक्रिय नियंत्रित रिएक्टर के चयन के कारण, उपकरण विभिन्न कार्य स्थितियों में अत्यंत विश्वसनीयता प्रदर्शित करता है। एक वर्ष के भीतर कोई विफलता या असामान्यता नहीं हुई, जिसस