ਫਲੈਕਸੀਬਲ ਡੀਸੀ ਟਰਾਂਸਮੀਸ਼ਨ ਸਿਸਟਮਾਂ ਲਈ ਰੇਜ਼ਿਸਟਿਵ ਸੁਪਰਕੰਡਕਟਿਵ ਫਲਟ ਕਰੰਟ ਲਿਮਿਟਰਜ਼ ਦੀ ਬਿਹਤਰਤਮ ਰੋਧ ਚੋਣ ਦਾ ਅਧਿਆਇਨ

1 ਰੈਸਿਸਟਿਵ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਫਾਲਟ ਕਰੰਟ ਲਿਮਿਟਰ

1.1 ਪ੍ਰਚਲਨ ਸਿਧਾਂਤ

ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਬਿਜਲੀ ਗ੍ਰਿੱਡ ਦੀਆਂ ਸ਼ਾਹਕਾਰੀਆਂ ਦਾ ਪੈਮਾਨਾ ਵਧਦਾ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ, ਘਰੇਲੂ ਬਿਜਲੀ ਸਿਸਟਮਾਂ ਦੀ ਛੋਟ ਸਰਕਿਟ ਕੈਪੈਸਿਟੀ ਵੀ ਜਲਦੀ ਵੜਦੀ ਜਾ ਰਹੀ ਹੈ, ਜੋ ਗ੍ਰਿੱਡ ਦੀ ਨਿਰਮਾਣ ਅਤੇ ਪ੍ਰਚਲਨ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਉਤਾਰਦੀ ਹੈ। ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਛੋਟ ਸਰਕਿਟ ਕਰੰਟ ਦੇ ਸਮੱਸਿਆ ਨੂੰ ਹਲ ਕਰਨ ਲਈ, ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵਿਟੀ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ 'ਤੇ ਆਧਾਰਿਤ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਫਾਲਟ ਕਰੰਟ ਲਿਮਿਟਰ (SFCLs) ਨੂੰ ਦੱਖਣਾ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ। SFCLs ਨੂੰ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਉੱਚ-ਰੋਧ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਟ੍ਰਾਂਜੀਸ਼ਨ ਦੌਰਾਨ ਦੈਮੈਨਿੰਗ ਗੁਣਾਂ ਅਨੁਸਾਰ ਰੈਸਿਸਟਿਵ ਅਤੇ ਇੰਡਕਟਿਵ ਦੋ ਪ੍ਰਕਾਰਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਭਾਜਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਇਨਾਂ ਵਿਚੋਂ, ਰੈਸਿਸਟਿਵ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਫਾਲਟ ਕਰੰਟ ਲਿਮਿਟਰ ਦਾ ਸਹਿਜ ਸਥਾਪਤੀ ਢਾਂਚਾ, ਘੱਟ ਆਕਾਰ, ਅਤੇ ਹਲਕਾ ਵਜ਼ਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਦਾ ਪ੍ਰਚਲਨ ਸਿਧਾਂਤ ਸਹਜ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਇਹ ਉੱਚ-ਰੋਧ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸਦਾ ਕਰੰਟ-ਲਿਮਿਟਿੰਗ ਰੋਧ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਧ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਮਜਬੂਤ ਫਾਲਟ ਕਰੰਟ ਦੀ ਨਿਯੰਤਰਣ ਕਰਨ ਦੀ ਕਾਮਕਾਜੀ ਕਰਤਾ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਅਲਾਵਾ, ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵਾਂ ਦੇ ਸੀਰੀਜ਼ ਜਾਂ ਪੈਰਲਲ ਕੰਫਿਗਰੇਸ਼ਨ ਦੀ ਰਾਹੀਂ ਉਪਕਰਣ ਦੀ ਕੈਪੈਸਿਟੀ ਨੂੰ ਲੈਂਦਰ ਤੋਲੜਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਸਾਮਗ੍ਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਗਟਾਵ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਅਕਾਦਮਿਕ ਅਤੇ ਔਦ്യੋਗਿਕ ਦੋਵਾਂ ਵਿੱਚ ਰੈਸਿਸਟਿਵ SFCLs ਨੂੰ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਦਾ ਮੁੱਖ ਦਿਸ਼ਾ ਮਾਨਿਆ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ।

ਕ੍ਰਿਟੀਕਲ ਕਰੰਟ, ਕ੍ਰਿਟੀਕਲ ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਸ਼ਤ, ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਟੀਕਲ ਤਾਪਮਾਨ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਦਾ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਰਾਜ ਵਿੱਚ ਹੋਣ ਦੇ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਭੌਤਿਕ ਪਾਰਾਮੀਟਰ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਇਨਿਓਂ ਵਿੱਚੋਂ ਕੋਈ ਵੀ ਆਪਣੀ ਕ੍ਰਿਟੀਕਲ ਕੀਮਤ ਨੂੰ ਪਾਰ ਕਰ ਦੇਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਰਾਜ ਤੋਂ ਕੁਏਂਚਿਡ ਰਾਜ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਕਰ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਕੁਏਂਚਿਡ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੋ ਸਟੇਜਾਂ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀ ਹੈ: ਪਹਿਲਾਂ, ਫਲਾਕ ਫਲੋ ਰਾਜ, ਫਿਰ ਸਾਧਾਰਨ ਰੈਸਿਸਟਿਵ ਰਾਜ। ਜਦੋਂ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਦੁਆਰਾ ਗੁਜ਼ਰਨ ਵਾਲਾ ਕਰੰਟ ਘਨਤਵ ਉਸ ਦੇ ਕ੍ਰਿਟੀਕਲ ਕਰੰਟ ਘਨਤਵ ਨੂੰ ਪਾਰ ਕਰ ਦੇਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਫਲਾਕ ਫਲੋ ਰਾਜ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਜਿੱਥੇ: E ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਦੀ ਤਾਕਤ ਹੈ; EC ਕ੍ਰਿਟੀਕਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਦੀ ਤਾਕਤ ਹੈ; J ਕਰੰਟ ਘਨਤਵ ਹੈ; JCT ਕ੍ਰਿਟੀਕਲ ਕਰੰਟ ਘਨਤਵ ਹੈ; α ਇੱਕ ਨਿਯਤ ਰਕਮ ਹੈ; Tt1 ਅਤੇ Tt2 ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ t1 ਅਤੇ t2 ਦੇ ਸਮੇਂ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ ਹੈ; QRS ਰੋਧ Rs ਵਿੱਚੋਂ t1 ਤੋਂ t2 ਤੱਕ ਪੈਦਾ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਗਰਮੀ ਹੈ; QC ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਅਤੇ ਇਸ ਦੇ ਆਸ-ਪਾਸ ਦੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ t1–t2 ਦੇ ਸਮੇਂ ਦੌਰਾਨ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਗਰਮੀ ਦੀ ਬਦਲਣ ਹੈ; Cm ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਦਾ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਗਰਮੀ ਕਾਪੈਸਿਟੀ ਹੈ; JCT(77) 77 K (77 K ਲਿਕਵਿਡ ਨਾਇਟਰੋਜਨ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ) ਤੇ ਕ੍ਰਿਟੀਕਲ ਕਰੰਟ ਘਨਤਵ ਹੈ; TC ਕ੍ਰਿਟੀਕਲ ਤਾਪਮਾਨ ਹੈ; T ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਹੈ।

ਸਮੀਕਰਣ (1) ਅਨੁਸਾਰ, ਜਦੋਂ ਕਰੰਟ ਘਨਤਵ J ਵਧਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਦੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਦੀ ਤਾਕਤ E ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਦਾ ਰੋਧ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਵਧਿਆ ਰੋਧ ਗਰਮੀ ਦੀ ਕਾਰਵਾਈ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਮੀਕਰਣ (2) ਅਨੁਸਾਰ, ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਦਾ ਹੈ।

ਸਮੀਕਰਣ (3) ਤੋਂ ਪਤਾ ਲਗਦਾ ਹੈ ਕਿ ਤਾਪਮਾਨ ਦਾ ਵਧਾਵ ਕ੍ਰਿਟੀਕਲ ਕਰੰਟ ਘਨਤਵ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਦੀ ਤਾਕਤ E ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਦਾ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਦਾ ਰੋਧ ਲਗਾਤਾਰ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਰੋਧ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਵਿੱਚ ਪੈਦਾ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਗਰਮੀ ਧੀਰੇ-ਧੀਰੇ ਇਸ ਦੇ ਆਸ-ਪਾਸ ਦੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਵਿੱਚ ਸ਼ੇਅਰ ਹੋਣ ਲਈ ਸਥਿਰ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਸਥਿਰ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਅਖੀਰ ਵਿੱਚ ਇਹ ਸਥਿਰ-ਰੋਧ ਸਾਧਾਰਨ ਰਾਜ ਵਿੱਚ ਪਹੁੰਚ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

1.2 ਲੈਕਾਂਟੀ DC ਸਿਸਟਮਾਂ ਵਿੱਚ R-SFCL ਦਾ ਪ੍ਰਯੋਗ

ਲੈਕਾਂਟੀ DC ਟਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਸਿਸਟਮਾਂ ਵਿੱਚ, DC ਕਰੰਟ ਦੇ ਕੋਈ ਸਹਜ ਜ਼ੀਰੋ-ਕਰੋਸਿੰਗ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ। ਜਦੋਂ ਕੋਈ ਛੋਟ ਸਰਕਿਟ ਫਾਲਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਫਾਲਟ ਕਰੰਟ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਸਿਸਟਮ ਵਿੱਚ ਬਿਜਲੀ ਉਪਕਰਣਾਂ ਲਈ ਗੰਭੀਰ ਧਮਕੀ ਬਣਦਾ ਹੈ। ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਯੋਗਿਕਤਾ ਦੀ ਸਲਾਹਕਾਰੀ ਲਈ, ਸਰਕਿਟ ਬ੍ਰੇਕਰਾਂ ਨੂੰ ਫਾਲਟ ਹੋਇਆ ਲਾਇਨ ਨੂੰ ਜਲਦੀ ਵੱਲੋਂ ਅਲਗ ਕਰਨਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ, DC ਸਰਕਿਟ ਬ੍ਰੇਕਰ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਯੋਗਿਕ ਲੋੜਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਨਹੀਂ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।

ਜਦੋਂ ਕੋਈ DC ਪਾਰਟੀ ਫਾਲਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਸਧਾਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ AC ਪਾਰਟੀ ਬ੍ਰੇਕਰ ਚਲਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਇਹ ਅਨਿਵਾਰਿਤ ਰੀਤੀ ਨਾਲ ਕਨਵਰਟਰ ਸਟੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਬੰਦ ਕਰ ਦੇਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸ ਸਮੇਂ ਦੌਰਾਨ ਪਾਵਰ ਇਲੈਕਟਰੋਨਿਕ ਉਪਕਰਣਾਂ ਨੂੰ ਓਵਰਕਰੰਟ ਦੇ ਕਾਰਨ ਨੁਕਸਾਨ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। DC ਸੁਰੱਖਿਆ ਕੋਈ ਭੀ ਫਾਲਟ ਸੀਕੁੰਸ ਨੂੰ ਕੇਵਲ ਕੁਝ ਮਿਲੀਸੈਕਿਓਂ ਵਿੱਚ ਪੂਰਾ ਕਰਨਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ AC ਸਰਕਿਟ ਬ੍ਰੇਕਰਾਂ ਦੀ ਸਭ ਤੋਂ ਤੇਜ ਕਾਰਵਾਈ ਸਮੇਂ ਸਾਧਾਰਨ ਰੀਤੀ ਨਾਲ 50 ਮਿਲੀਸੈਕਿਓਂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਸਿਸਟਮ ਵਿੱਚ ਪਾਵਰ ਇਲੈਕਟਰੋਨਿਕ ਉਪਕਰਣਾਂ ਦੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਕਰਨ ਲਈ ਨਹੀਂ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ।

ਵਰਤਮਾਨ ਤਕਨੀਕ R-SFCLs ਨੂੰ ਲਗਭਗ 3 ਮਿਲੀਸੈਕਿਓਂ ਵਿੱਚ ਸਾਧਾਰਨ ਰੈਸਿਸਟਿਵ ਰਾਜ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਰੈਸਿਸਟਿਵ ਸੁਪਰਕੌਂਡਕਟਿਵ ਫਾਲਟ ਕਰੰਟ ਲਿਮਿਟਰ ਰਿਲੇ ਸੁਰੱਖਿਆ ਦੇ ਕਾਰਵਾਈ ਤੋਂ ਬਹੁਤ ਜਲਦੀ ਕਰੰਟ-ਲਿਮਿਟਿੰਗ ਰਾਜ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਫਾਲਟ ਕਲੀਅਰੈਂਸ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਉੱਚ-ਰੋਧ ਰਾਜ ਵਿੱਚ ਪਹੁੰਚ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਦੁਆਰਾ ਛੋਟ ਸਰਕਿਟ ਕਰੰਟ ਨੂੰ ਕਾਰਗੋਂ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਘਟਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

2 ਲੈਕਾਂਟੀ DC ਸਿਸਟਮਾਂ ਵਿੱਚ DC ਫਾਲਟ ਦੇ ਗੁਣ

ਫਾਲਟ ਬਿੰਦੂ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਸਿਰਫ ਸਿਸਟਮ ਦੇ ਰੋਧ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਨਹੀਂ ਕਿ ਕਰੰਟ ਪਾਥ ਜਾਂ ਛੋਟ ਸਰਕਿਟ ਫਾਲਟ ਦੇ ਮੁੱਢਲੇ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ। ਮੋਡਲਿੰਗ ਦੀ ਸੁਵਿਧਾ ਲਈ, ਫਾਲਟ ਨੂੰ DC ਲਾਇਨ ਦੇ ਮਿਡ-ਪੋਇੰਟ ਵਿੱਚ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਹ ਧਾਤੂ ਦਾ ਛੋਟ ਸਰਕਿਟ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। PSCAD/EMTDC ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਇੱਕ ਦੋ-ਟਰਮੀਨਲ ਲੈਕਾਂਟੀ DC ਸਿਸਟਮ ਦਾ ਸਿਮੁਲੇਸ਼ਨ ਮੋਡਲ ਅਤੇ ਇੱਕ R-SFCL ਮੋਡਲ ਬਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦਾ ਸਿਸਟਮ ਰੇਟਿੰਗ ਵੋਲਟੇਜ ਹੈ ±110 kV ਅਤੇ ਰੇਟਿੰਗ ਪਾਵਰ 75 MW ਹੈ। R-SFCL ਦੀ ਸਥਾਪਤੀ ਸਥਿਤੀ ਚਿੱਤਰ 1 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਈ ਗਈ ਹੈ।

ਜਦੋਂ ਕੋਈ DC ਛੋਟ ਸਰਕਿਟ ਫਾਲਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ IGBT ਨੂੰ ਫਾਲਟ ਕਰੰਟ ਨੂੰ ਸੰਭਾਲਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਦੀ ਬਲਾਕਿੰਗ ਫੰਕਸ਼ਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਇਮੀਡੀਏਟਲੀ ਬੈਲਕ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪਰ ਇੱਕੱਠੇ, IGBT ਨਾਲ ਪਾਰਲਲ ਜੋੜੇ ਦੀਆਂ ਡਾਇਓਡਾਂ ਅਤੇ ਟਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਲਾਇਨਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਅਨਕੰਟਰੋਲੇਬਲ ਬ੍ਰਿੱਜ ਰੈਕਟੀਫਾਇਅਰ ਸਰਕਿਟ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ IGBT ਨੂੰ ਬੈਲਕ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਵੀ ਕੰਮਿਊਟੇਸ਼ਨ ਜਾਰੀ ਰੱਖਦੀ ਹੈ। ਇੱਕ DC ਪੋਲ ਟੁ ਪੋਲ ਛੋਟ ਸਰਕਿਟ ਨੂੰ ਮੁੱਖ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਤਿੰਨ ਸਟੇਜਾਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ: ਪਹਿਲਾਂ ਸਟੇਜ ਫਾਲਟ ਦੇ ਤੁਰੰਤ ਬਾਦ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਦੌਰਾਨ DC ਪਾਰਟੀ ਕੈਪੈਸਿਟਰ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਡਿਸਚਾਰਜ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ DC ਕਰੰਟ ਕੇਵਲ ਕੁਝ ਮਿਲੀਸੈਕਿਓਂ ਵਿੱਚ ਆਪਣੇ ਚੋਟੀ ਮੁੱਲ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਜਾ