विद्युत धारा सीमितक | स्थापन और शोध गाइड

James

फील्ड: विद्युत संचालन

China

1 दोष धारा सीमितक (FCLs) को स्थापित करने के स्थान

जनरेटर टर्मिनल पर：इस स्थान पर FCL को स्थापित करने से दोष के दौरान ग्रिड में शॉर्ट-सर्किट धारा स्तर कम होता है, जनरेटर पर यांत्रिक और तापीय दबाव कम होता है, और इस प्रकार उपकरणों और उपकरणों में हानि कम होती है।
प्लांट वितरण उपस्टेशन पर：इस स्थान पर शॉर्ट-सर्किट धारा स्तर आमतौर पर बहुत ऊँचा होता है। FCL को स्थापित करने से दोष धारा को महत्वपूर्ण रूप से दबाया जा सकता है।
समग्र बसबार पर：जब लोड मांग में वृद्धि के कारण बड़े ट्रांसफॉर्मर की आवश्यकता हो, तो मौजूदा सर्किट ब्रेकर और डिस्कनेक्ट स्विचों को बदलने की आवश्यकता नहीं होती। उच्च शक्ति स्तर पर, उच्च क्षमता, कम इम्पीडेंस ट्रांसफॉर्मर का उपयोग वोल्टेज नियंत्रण को बनाए रखने के लिए किया जा सकता है, जबकि ट्रांसफॉर्मर पर दोष धारा दबाव को सीमित किया जाता है। ट्रांसफॉर्मर के उच्च वोल्टेज पक्ष पर दोष धारा को सीमित करने के बाद, मध्य वोल्टेज बसबार पर शॉर्ट-सर्किट के कारण उच्च वोल्टेज बसबार पर केवल न्यूनतम वोल्टेज गिरावट होती है।
नेटवर्क टाइ-लाइन पर：नेटवर्क इंटरकनेक्शन बिंदुओं पर FCLs को स्थापित करने से शक्ति प्रवाह नियंत्रण, वोल्टेज स्थिरता, आपूर्ति सुरक्षा, प्रणाली स्थिरता और विक्षोभ नियंत्रण के संबंध में महत्वपूर्ण लाभ होते हैं।
बसबार इंटरकनेक्शन पर：अलग-अलग बसबारों को FCL के साथ जोड़ने के बाद, शॉर्ट-सर्किट धाराओं का प्रभाव महत्वपूर्ण रूप से बढ़ता नहीं है। जब एक बसबार पर दोष होता है, तो SFCL पर वोल्टेज गिरावट दोषी बसबार पर वोल्टेज स्तर बनाए रखने में मदद करती है, जिससे यह सेवा में रह सकता है। अनेक बसबारों को जोड़ने से ट्रांसफॉर्मरों का समानांतर संचालन संभव होता है, जिससे प्रणाली इम्पीडेंस कम होता है, वोल्टेज नियंत्रण क्षमता में सुधार होता है, और टैप-चेंजिंग ट्रांसफॉर्मरों की आवश्यकता नहीं रहती। एक बसबार से अतिरिक्त शक्ति दूसरी बसबार पर लोड की आपूर्ति कर सकती है, जिससे ट्रांसफॉर्मर की निर्धारित क्षमता का उपयोग सुधार होता है।
धारा-सीमितक रिएक्टर स्थानों पर：सामान्य स्थितियों में, FCL धारा-सीमितक रिएक्टर को शॉर्ट कर देता है, जिससे अनावश्यक वोल्टेज गिरावट और शक्ति हानि से बचा जा सकता है।
ट्रांसफॉर्मर फीडर पर：ट्रांसफॉर्मर फीडर पर FCL को स्थापित करने से निचले उपकरणों की सुरक्षा होती है और स्विचिंग संचालन के दौरान इनरश धारा कम होती है।
बसबार फीडर पर：यदि ट्रांसफॉर्मर फीडर पर FCL स्थापित नहीं है, तो इसे बसबार फीडर पर स्थापित किया जाना चाहिए। हालांकि यह अधिक FCL इकाइयों की आवश्यकता पैदा कर सकता है, लेकिन यह दोष और सामान्य स्थितियों में बसबार पर हानि को कम करता है।
स्थानीय जनरेटर कनेक्शन बिंदुओं पर：FCLs अतिरिक्त वितरित जनरेशन स्रोतों (जैसे, थर्मल पावर प्लांट, विंड फार्म) को जोड़ने में बहुत लाभदायक होते हैं, क्योंकि ये दोष धारा के कुल योगदान को कम करते हैं।
ओपन लूप को बंद करने के लिए：मध्य वोल्टेज नेटवर्कों में, लूप को उच्च दोष धारा के कारण कभी-कभी खुला रखा जाता है। FCLs का उपयोग इन लूपों को बंद करने में किया जा सकता है, जिससे आपूर्ति की विश्वसनीयता, वोल्टेज संतुलन, और नेटवर्क हानि में सुधार होता है।

2 दोष धारा सीमितकों के शोध की दिशाएं

वर्तमान में, FCLs का उपयोग व्यक्तिगत परियोजनाओं में सीमित है। बड़े पैमाने पर लागू करने के लिए, निम्नलिखित शोध क्षेत्रों की तत्काल आवश्यकता है:

FCLs की भूमिका का अध्ययन शक्ति प्रसारण क्षमता में सुधार और ग्रिड स्थिरता पर उनका प्रभाव के संदर्भ में; शक्ति प्रणाली स्थिरता की आवश्यकताओं को पूरा करने वाले मूलभूत पैरामीटरों का प्रस्ताव।
FCLs के लिए आदर्श स्थापना स्थानों और क्षमता विन्यास का अध्ययन आदर्श क्षेत्रीय ग्रिड संरचनाओं के आधार पर, और प्रणाली स्थिरता और उपकरणों की तापीय/यांत्रिक सहनशीलता की आवश्यकताओं को पूरा करने वाले महत्वपूर्ण पैरामीटरों का निर्धारण।
एक से अधिक FCLs या FCLs और मौजूदा FACTS उपकरणों के बीच समन्वय और नियंत्रण रणनीतियों का अध्ययन।
FCL नियंत्रण के पारंपरिक प्रणाली नियंत्रण और रिले सुरक्षा योजनाओं के साथ एकीकरण का अध्ययन।
FCL नियंत्रण को मौजूदा ग्रिड डिस्पैच और नियंत्रण प्रणालियों में शामिल करने की विधियों का अध्ययन।
विभिन्न लोड स्थानों पर लगाए जाने पर FCLs और शक्ति प्रणाली के बीच पारस्परिक प्रभावों का विश्लेषण, और इसके लिए संबंधित मिटिगेशन रणनीतियों का विकास।
FCLs की भूमिका का अध्ययन बड़े एकीकृत शक्ति ग्रिडों में।

FCLs उच्च वोल्टेज, उच्च शक्ति उपकरण हैं, और उनकी विश्वसनीयता और लागत-प्रभावीता महत्वपूर्ण प्रदर्शन संकेतक हैं। विश्वसनीयता में सुधार के लिए न केवल तर्कसंगत सर्किट टोपोलोजी और परिपक्व नियंत्रण रणनीतियों की आवश्यकता होती है, बल्कि डिजाइन और नियंत्रण में सरलता भी आवश्यक है। प्रणाली डिजाइन का विकास आकार, वजन और लागत को कम करने का एक केंद्रीय लक्ष्य FCL शोध में रहता है। इसके अलावा, नियंत्रण प्रणाली की विरोधी-विक्षोभ क्षमता और संचालन स्थिरता विश्वसनीय दोष धारा सीमित के लिए आवश्यक हैं।

FCLs का एक और मुद्दा उनका एकल कार्य है - वे सामान्य संचालन के दौरान निष्क्रिय रहते हैं, जिससे ग्रिड निवेश लागत बढ़ जाती है। वितरण नेटवर्कों में, विभिन्न शक्ति गुणवत्ता संपन्न उपकरण (जैसे, डाइनामिक वोल्टेज रेस्टोरर (DVR), यूनिफाइड पावर क्वालिटी कंडीशनर (UPQC), एडवांस्ड स्टैटिक वार जनरेटर (ASVG), सुपरकंडक्टिंग मैग्नेटिक एनर्जी स्टोरेज (SMES)) शक्ति गुणवत्ता में सुधार करने के लिए स्थापित किए जाते हैं। यदि एक उपकरण ऐसा डिजाइन किया जा सके जो सामान्य संचालन के दौरान विभिन्न संपन्न फंक्शन (शक्ति गुणवत्ता में सुधार) प्रदान कर सके और प्रणाली दोष के दौरान तुरंत उच्च इम्पीडेंस प्रस्तुत कर सके तो यह बहु-कार्यक्षमता प्राप्त करेगा। ऐसा उपकरण मौजूदा FCLs की तुलना में सुधारी हुई धारा-सीमित के सिद्धांत और प्रदर्शन प्रदान कर सकता है।

3 दोष धारा सीमितकों से संबंधित वर्तमान मुद्दे

FCLs एक नया सुरक्षा उपकरण है, जिसे बढ़ता ध्यान मिल रहा है, और उनके भावी शक्ति प्रणालियों में लागू करने की संभावना उम्मीदवार है। हालांकि, उनके संभावित प्रभावों और प्रभावों का विश्लेषण एक अपरिहार्य चुनौती है। प्रमुख वर्तमान मुद्दे निम्नलिखित हैं:

दोष ट्रांसिएंट के दौरान FCLs की गतिशील व्यवहार, जिसमें संक्रमण स्थिरता और लोड स्थिरता पर प्रभाव शामिल है।
FCLs की दोष नियंत्रण रणनीतियाँ और रिले सुरक्षा प्रणालियों के साथ उनका समन्वय।
FCLs के लिए अत्यधिक तेज दोष निर्णायक प्रणालियों और नियंत्रकों का डिजाइन।
FCLs का शक्ति गुणवत्ता, विशेष रूप से हार्मोनिक उत्पादन, पर प्रभाव।
शक्ति प्रणालियों में FCLs का आदर्श एकीकृत स्थापना।
FCLs का प्रभाव मौजूदा उपकरणों और घटकों की संचालन स्थिति पर।
शक्ति प्रणालियों में FCLs के लागू का आर्थिक मूल्यांकन। इन मुद्दों को संबोधित करने से FCL तकनीक के विकास और अपनाने में बहुत बड़ा योगदान होगा।