హై-వోల్టేజ్ సబ్-స్టేషన్లోని ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్ల విశ్వాసక్షమత విశ్లేషణ

1 పరిచయం

విద్యుత్ శక్తికి త్వరగా పెరిగే కోరికను తీర్చడానికి, విద్యుత్ ఉత్పత్తి, సంకలనం, వితరణ వ్యవస్థలు అనుకూలంగా అభివృద్ధి చెందాలి. ఈ అభివృద్ధి నుండి ఏర్పడే ప్రముఖ సమస్య లోపం విద్యుత్ శరణాలు త్వరగా పెరిగిపోవడం. లోపం విద్యుత్ శరణాల పెరిగిపోవడం కలిగిన ప్రమాదాలు:

• లోపం వేరు పాథంలో సమాంతరంగా ఉన్న పరికరాల అతిహేతువ్యం;
• విద్యుత్ శరణాల చొప్పించు ప్రక్రియలో తుది మరియు పునరుద్ధారణ వోల్టేజీలు పెరిగిపోవడం, ఇది అతిచ్ఛాదన వ్యవస్థలను నశిపరచవచ్చు;
• కాయిల్-అధారిత పరికరాల్లో (ఉదాహరణకు, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు, జనరేటర్లు, రిఐక్టర్లు) చాలా ఎక్కువ మెకానికల్ శక్తుల ఉత్పత్తి;
• లోపం విద్యుత్ శరణాల పరిమాణం మరియు చొప్పించు సమయం ఆధారంగా వ్యవస్థా అస్థిరత;
• ప్రస్తుతం ఉన్న సర్కిట్ బ్రేకర్లు పెరిగిన లోపం విద్యుత్ శరణాలను చొప్పించలేదు, ఇది సమయం మరియు డబ్బు ద్వారా ఖర్చు చేసే మార్పులను ఆవశ్యకం చేస్తుంది; ఈ ఖర్చులను తప్పించడానికి, సమాంతరంగా ఉన్న విద్యుత్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లను పరిమితం చేయాల్సి వస్తుంది లేదా వ్యవస్థా సంకలనాన్ని తగ్గించాల్సి వస్తుంది, ఇది సంకలన సామర్థ్యం మరియు వ్యవస్థా నమోదంలను తగ్గిస్తుంది;
• పెరిగిన లోపం విద్యుత్ శరణాలు సరిచేయడానికి సమయం పెరిగిపోవడం, ఇది లాంగ్ ఆట్ సమయాన్ని పెరిగిపోవడం మరియు ఆర్థిక నష్టాలను పెరిగిపోవడం;
• గ్రిడ్ నమోదం తగ్గిపోవడం.

ప్రస్తుతం, ఈ ప్రభావాలను తగ్గించడానికి మూడు ప్రధాన పరిష్కారాలు లభ్యంగా ఉన్నాయి:

• లోపం సంభావ్యత తక్కువగా ఉన్న గ్రిడ్ రచనలను నిర్మించడం;
• అధిక చొప్పించు సామర్థ్యం ఉన్న సర్కిట్ బ్రేకర్లను ఉపయోగించడం లేదా తక్కువ సామర్థ్యం ఉన్న బ్రేకర్లను అధిక సామర్థ్యం ఉన్న బ్రేకర్లతో మార్చడం;
• గ్రిడ్‌ని మార్చడం లోపం విద్యుత్ స్థాయిని తగ్గించడానికి. ఈ పరిష్కారాల ఒక సమన్వయం సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది, వ్యవస్థా నమోదం స్వీకరాల సరిహద్దులలో ఉంటూ అప్టిమల్ నెట్వర్క్ రచనను చేయడానికి. కానీ, లోపాల సాధ్యత ఎప్పుడూ పూర్తిగా తొలించలేము. పెరిగిన లోపం విద్యుత్ శరణాల ఆధారంగా విద్యుత్ పరికరాలను రూపొందించడం వ్యవహారంలో అసాధ్యం. మూడవ పరిష్కారం మరొక రెండు విధాలుగా విభజించబడవచ్చు:
  • వ్యవస్థా సంకలనాన్ని తగ్గించడం (ఉదాహరణకు, బస్ విభజన);
  • లోపం విద్యుత్ శరణాల పరిమితకారులను (FCLs) ఉపయోగించడం.

అధిక చొప్పించు సామర్థ్యం ఉన్న సర్కిట్ బ్రేకర్లతో మార్చడం ఖర్చువాన్ని చేసే పరిష్కారం మరియు చొన్ని సందర్భాలలో అసాధ్యం అవుతుంది. అలాగే, ప్రతిరక్షణ వ్యవస్థలు రిలే విశేషాల ఆధారంగా లోపం గుర్తించడంలో దీర్ఘకాలం తీసుకుంటాయి. సర్కిట్ బ్రేకర్ పనికిరణ మరియు ఆర్క్ వినాశం తాత్కాలికం కాదు, సాధారణంగా లోపం జరిగిన తర్వాత 3–5 సైకిల్లల్లో పూర్తిగా లోపం విద్యుత్ శరణాలను చొప్పించడం అవసరం. ఇందులో, లోపం విద్యుత్ శరణాలు లోపం పాథంలో సమాంతరంగా ఉన్న పరికరాల ద్వారా చాలా ఎక్కువ విద్యుత్ ప్రవాహం జరిగించుతుంది, ఈ చాలా చిన్న సమయంలో ప్రభావం ఉంటుంది, ప్రత్యేకంగా మొదటి సైకిల్లో లోపం విద్యుత్ శరణాల డీసీ ఘటకం చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది.

బస్ విభజన మరియు వ్యవస్థా సంకలనం తగ్గించడం ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి వేరు ప్రయోగాలుగా ఉంటాయి. కానీ, వాటి మీద మరొకొక ప్రక్రియా చట్టాలు, విద్యుత్ ప్రవాహం మార్పులు, మరియు నష్టాలు విభజించబడతాయి. FCLల ఆవశ్యకత ప్రతిషేధపు మరియు సురక్షితంగా ఉన్న పరికరాలను రక్షించడానికి ఉంటుంది. సాధారణంగా, అన్ని ప్రత్యేకించిన FCL విధానాలు లోపం పాథంలో ఉన్న ప్రతిరోధాన్ని అధికంగా చేర్చడం ఆధారంగా ఉంటాయి, మాత్ర అమలులో భిన్నంగా ఉంటాయి. ఒక ఆదర్శ FCL కోర్టీ విశేషాలు సాధారణంగా:

• సాధారణ విద్యుత్ వ్యవస్థా పరిస్థితులలో చాలా తక్కువ ప్రతిరోధం;
• లోపం ప్రకటనలో అధిక ప్రతిరోధం చేర్చడం;
• లోపం విద్యుత్ శరణాల డీసీ ఘటకాన్ని పరిమితం చేయడానికి త్వరగా పనిచేయడం;
• చాలా తక్కువ సమయంలో అనేక పనికిరణలను చేయడం మరియు స్వయంగా పునరుద్ధారణం;
• విద్యుత్ వ్యవస్థాలో హార్మోనిక్లను చేర్చకుండా;
• అల్పకాలిక ఓవర్వోల్టేజీలను తగ్గించడం;
• చాలా నమోదు.

2 లోపం విద్యుత్ శరణాల పరిమితకారుల నమోదు

సబ్స్టేషన్లలో FCLల ప్రయోగం సాధారణంగా రెండు ప్రధాన కారణాల ఆధారంగా ఉంటుంది:

• అధిక లోపం విద్యుత్ శరణాల సామర్థ్యం ఉన్న సర్కిట్ బ్రేకర్లతో ప్రతిస్థాపించడం యొక్క ఖర్చువాన్ని తప్పించడం;
• ప్రయోగం లేదా నమోదు సమస్యల కారణంగా సబ్స్టేషన్ టాపోలజీని నిలిపి ఉంచడం. ప్రస్తుతం, FCLల నమోదు విశేషాల గురించి నమోదు మరియు సంశోధనలు లేవు; కాబట్టి, ఈ పరిశోధనలో, మనం తెలియజేయడానికి ప్రయత్నిస్తాము. చాలా FCLలు చాలా సంక్లిష్ట టెక్నాలజీలను ఉపయోగిస్తాయి, ఇది వాటి నమోదును తగ్గిస్తుంది.

చాలా విధాలైన FCLలు ఉన్నాయి, వాటిలో రెండు ప్రధానమైనవి రిజనెంట్-టైప్ మరియు సూపర్కండక్టివ్ FCLలు.

A. రిజనెంట్-టైప్ FCLలు

చాలా విధాలైన రిజనెంట్-టైప్ FCLల రూపులు ప్రతిపాదించబడ్డాయి. వాటిలో సాధారణంగా సమాంతర రిజనెంట్-టైప్ మరియు సమాంతర రిజనెంట్-టైప్ FCLలు ఉన్నాయి. రిజనెంట్-టైప్ FCLలు లోపం పరిమితం చేయడానికి చాలా సులభమైన విశేషాలు కలిగి ఉన్నాయి, వాటిలో:

• విద్యుత్ శరణాల చొప్పించు లేకుండా పనిచేయడం;
• లోపాలకు త్వరగా ప్రతికీర్తి చేయడం;
• లోపం ప్రకటనలో విద్యుత్ శరణాలను ప్రవహించడం;
• పునరుద్ధారణ సామర్థ్యం.

కానీ, రిజనెంట్-టైప్ FCLలు సాధారణంగా చాలా ఘటకాలను కలిగి ఉన్నాయి, మొత్తం నమోదు ప్రతి ఘటకం సరైన పనికిరణను ఆధారంగా ఉంటుంది. అలాగే, చాలా రిజనెంట్-టైప్ FCLలు బాహ్య ట్రిగర్ పరికరాలు అవసరం, ఇది లోపాన్ని గుర్తించడం మరియు ట్రిగర్ పనికిరణ అనుసరించడానికి అదనపు ఘటకాలు అవసరం. ఇది వ్యవస్థా సంక్లిష్టతను పెరిగించి నమోదును తగ్గిస్తుంది. కాబట్టి, స్వ్యంగా ట్రిగర్ చేసే FCLలు చాలా నమోదుగా ఉంటాయి.

B. సూపర్కండక్టివ్ FCLలు

రిజనెంట్-టైప్ FCLల కంటే, సూపర్కండక్టివ్ FCLలు తక్కువ ఘటకాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు స్వ్యంగా ట్రిగర్ చేస్తాయి. లోపం విద్యుత్ శరణాల పరిమితకారం సులభమై