फोटोइलेक्ट्रिक वर्तनी परिवर्तकों के डिजाइन और GIS में उनके अनुप्रयोग का अध्ययन

1. प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर का डिज़ाइन और एप्लिकेशन का उदाहरण GIS में

यह लेख 126kV GIS परियोजना को एक विशिष्ट उदाहरण के रूप में लेता है ताकि प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर के डिज़ाइन विचारों और GIS सिस्टम में उनके व्यावहारिक अनुप्रयोग को गहराई से खोजा जा सके। चूंकि इस GIS परियोजना की आधिकारिक रूप से ऑपरेशन में लाई गई, विद्युत प्रणाली स्थिर रही है, कोई बड़ी विफलता नहीं हुई है, और ऑपरेशन की स्थिति अपेक्षाकृत आदर्श है।

1.1 प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर का डिज़ाइन और अनुप्रयोग विचार

परियोजना के प्रारंभिक चरण में, GIS परियोजना टीम ने प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर की व्यवस्था योजना पर तीव्र चर्चा की। मुख्य विवाद का केंद्र इस पर था: क्या इसे सल्फर हेक्साफ्लोराइड SF₆ गैस वातावरण में या पारंपरिक हवा के वातावरण में व्यवस्थित किया जाना चाहिए।

योजना 1: सल्फर हेक्साफ्लोराइड गैस वातावरण में व्यवस्थित

यदि यह योजना अपनाई जाती है, तो प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर उच्च-दबाव सल्फर हेक्साफ्लोराइड गैस वातावरण में होगा, और इसके और नियंत्रण कक्ष के बीच विद्युत संपर्क ऑप्टिकल फाइबरों पर निर्भर करेगा। हालांकि, सल्फर हेक्साफ्लोराइड के उच्च-दबाव वातावरण में, ऑप्टिकल फाइबर्स को नियंत्रण बॉक्स में लाना काफी कठिन होता है। यदि ऑप्टिकल फाइबर्स को केबल के रूप के समान टर्मिनल पोर्ट बनाना है, तो व्यापक निर्विघ्न वेल्डिंग तकनीक का उपयोग किया जाना चाहिए; लेकिन वेल्डिंग प्रक्रिया न केवल ऑप्टिकल सिग्नलों के प्रसारण को ही रोकेगी, बल्कि वेल्डिंग द्वारा बनाए गए चालक मार्ग धारा ट्रांसफार्मर की विद्युत अवरोधन क्षमता पर भी प्रभाव डाल सकता है, जिससे कई अनुकूल नहीं है।

योजना 2: हवा के वातावरण में व्यवस्थित

इस योजना में उच्च दबाव के प्रभाव को ध्यान में नहीं रखना पड़ता, इसलिए वेल्डिंग से संबंधित कोई चिंताएं नहीं हैं। हालांकि, यह ध्यान देना आवश्यक है कि कैसे धारा ट्रांसफार्मर की गुंथाई बनाई जा सकती है, और कैसे विक्षेपण धाराओं द्वारा मापन की सटीकता और अन्य संभावित प्रभावों पर प्रभाव पड़ सकता है।

सख्त विश्लेषण और तुलना के बाद, GIS परियोजना टीम ने अंततः योजना 2 का चयन किया। यह योजना प्रणाली के संचालन की सुरक्षा, विश्वसनीयता और स्थिरता को प्राथमिक विचार के रूप में लेती है, और योजना के लागू करने के दौरान इसकी ऑपरेटेबिलिटी को पूरी तरह से ध्यान में रखती है।

2. योजना समस्याओं का समाधान
संरचनात्मक डिज़ाइन और कनेक्शन

प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर के डिज़ाइन संरचना की पारंपरिक विद्युत-चुंबकीय धारा ट्रांसफार्मर के साथ तुलना और विश्लेषण करके, यह निर्धारित किया गया है कि प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर को हवा के वातावरण में व्यवस्थित किया जाए, और निम्नलिखित डिज़ाइन कार्य किया जाए:

अनुकूलित बड़े पैमाने की फ्लैंज बनाएं, प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर को फ्लैंज के अंदर रखें, और फ्लैंज के किनारे से ऑप्टिकल फाइबर निकालें। इस तरह, ऑप्टिकल फाइबर और प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर के बीच कनेक्शन भाग ट्रांसफार्मर के अंदर स्थित होता है, और यह क्षेत्र अन्य बाहरी ट्रांसफार्मरों के बड़े फ्लैंजों के निकट होता है, और प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर और सल्फर हेक्साफ्लोराइड गैस को धातु द्वारा अलग किया जाता है।

चूंकि धारा ट्रांसफार्मर के संचालन के दौरान विक्षेपण धाराएं उत्पन्न होती हैं, जो प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर की मापन सटीकता और वोल्टेज पर हस्तक्षेप करती हैं। इस समस्या को हल करने के लिए, दोनों बड़े फ्लैंजों की धातु संपर्क सतहों पर इलेक्ट्रोस्टैटिक स्प्रे ट्रीटमेंट का उपयोग किया जाता है, ताकि विक्षेपण धारा लूप को रोका जा सके और सल्फर हेक्साफ्लोराइड गैस की गुंथाई सुनिश्चित की जा सके।

विद्युत क्षेत्र का सिमुलेशन और सत्यापन

डिज़ाइन में फ्लैंज संरचना के उपयोग के कारण, प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर का विद्युत क्षेत्र वितरण बदल जाएगा। योजना की प्रभावशीलता की सत्यापन के लिए, परिपक्व सिमुलेशन गणना उपकरण (जैसे ANSYS सॉफ्टवेयर) का उपयोग करके परीक्षण और विश्लेषण कार्य करना आवश्यक है। दोनों फ्लैंजों के धातु वलयों और चालकों पर ANSYS का उपयोग करके क्षेत्र तीव्रता प्रयोग किया जाता है। प्रयोग में उपयोग की गई बिजली की झटका वोल्टेज 150kV है। ANSYS सॉफ्टवेयर द्वारा तीव्र विश्लेषण के बाद, यह निष्कर्ष निकला कि फ्लैंज और छायांकन कवर के किनारे भागों पर क्षेत्र तीव्रता सबसे अधिक है, और अधिकतम मान 20kV/mm तक पहुंचता है। यह परिणाम परियोजना टीम द्वारा गहराई से शोध और वैज्ञानिक और तीव्र सिमुलेशन गणनाओं के बाद परीक्षण और स्वीकृति से गुजर चुका है।

वर्तमान में, यह परियोजना लंबे समय से स्थिर रूप से चल रही है, और परिणाम अच्छे हैं। वर्तमान में, प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर के शोध में चीन में निश्चित उपलब्धियां हासिल की गई हैं। हालांकि, उच्च वोल्टेज स्तर के अनुप्रयोग स्थितियों में, तनाव और तापमान के कारण द्विप्रतिबिंबन के प्रभाव को कम करना, प्रणाली के लंबे समय तक स्थिर संचालन को सुनिश्चित करना, और मापन सटीकता को आगे बढ़ाना जैसी समस्याओं को अगले चरण में हल करना आवश्यक है।

3. निष्कर्ष

GIS सिस्टम में प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर की योजना चयन, लागू करने और समस्याओं के समाधान के पूरे प्रक्रिया की चर्चा के माध्यम से, GIS डिज़ाइन और अनुप्रयोग के क्षेत्र में उल्लेखनीय परिणाम हासिल किए गए हैं। पारंपरिक विद्युत-चुंबकीय धारा ट्रांसफार्मर की तुलना में, प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर के स्पष्ट लाभ हैं, और इसका अनुप्रयोग क्षेत्र विस्तारित हो रहा है। कई निर्माताओं और उपयोगकर्ताओं ने इसे पहले से ही अपना लिया है। यह देखा जा सकता है कि निकट भविष्य में, प्रकाश-विद्युत धारा ट्रांसफार्मर विद्युत-चुंबकीय धारा ट्रांसफार्मर को पूरी तरह से प्रतिस्थापित कर सकता है, और तकनीक के लगातार विकास और परिपक्वता के साथ, यह ट्रांसफार्मर तकनीक के प्रगति में बड़ा योगदान दे सकता है।