১৪৫ কেভি ডিসকানেক্ট সুইচের ভুল পরিচালনা ঘটনার বিশ্লেষণ এবং প্রতিকার

১. পরিচিতি

ইন্দোনেশিয়ার বিদ্যুৎ গ্রিডে ১৪৫কিভি উচ্চ ভোল্টেজ স্বিচ (HVDs) এর জন্য আর্কিপেলাগো ভূমিতে ট্রান্সমিশনের বিশ্বস্ততা রক্ষায় অপরিহার্য। তবে, মিথ্যা প্রচালন ঘটনাগুলি গ্রিডের স্থিতিশীলতার জন্য বড় ঝুঁকি হয়। এই নিবন্ধটি ইন্দোনেশিয়ার একটি সাবস্টেশনে ১৪৫কিভি HVD-এর মিথ্যা প্রচালন পর্যবেক্ষণ করে, মূল কারণগুলি বিশ্লেষণ করে এবং প্রতিকার প্রস্তাব করে, IP66 প্রোটেকশন স্ট্যান্ডার্ড এবং IEC 60068-3-3 অনুসারে পরিচালনার নিরাপত্তা বাড়ানোর জন্য উল্লেখ করে।

২. ইন্দোনেশিয়ায় ঘটনার সারাংশ

মার্চ ২০২৪-এ, জাভা দ্বীপের একটি সাবস্টেশনে ১৪৫কিভি স্বিচ একটি সাধারণ লোড ট্রান্সফার সময় অপ্রত্যাশিতভাবে খুলে গেল, যা প্রোটেক্টিভ রিলে সক্রিয়করণের একটি পর্যায় শুরু করে। ঘটনাটি সুরাবায়ার কাছাকাছি একটি উপকূলীয় সাবস্টেশনে ঘটেছিল, যেখানে স্বিচের IP66-রেটেড এনক্লোজার তাত্পর্যপূর্ণভাবে ট্রপিকাল শর্তগুলি সহ্য করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল। অপরিকল্পিত খোলার ফলে ১২০,০০০টি গৃহে বিদ্যুৎ সরবরাহ বিঘ্নিত হয় এবং ৩০ মেগাওয়াট লোড ছাড়া যায়, যার মেরামত খরচ $৮০০,০০০ এর বেশি হয়। পরবর্তী বিশ্লেষণে পরিবেশগত অবনতি এবং নিয়ন্ত্রণ সিস্টেমের দোষ মূল কারণ হিসেবে পরিচিত হয়।

৩. মূল কারণ বিশ্লেষণ
৩.১ নিয়ন্ত্রণ সিস্টেমের দুর্বলতা
৩.১.১ প্যারাসাইটিক সার্কিট আবেদন

স্বিচের DC নিয়ন্ত্রণ সার্কিট সাবস্টেশনের বজ্রপাত প্রোটেকশন সিস্টেমের সাথে একটি সাধারণ গ্রাউন্ড শেয়ার করেছিল, যা ২০২৩ এর PLN রিপোর্টে ২০% ইন্দোনেশিয়ান ১৪৫কিভি সাবস্টেশনে একটি ডিজাইন দোষ হিসেবে চিহ্নিত হয়েছিল। পার্শ্ববর্তী বজ্রপাত সময়, ক্ষণিক অতিরিক্ত ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ তারকাব্য তে ১২V DC স্পাইক তৈরি করেছিল, যা স্বিচের খোলার রিলে ভুলভাবে সক্রিয় করেছিল। ২০২২ সালে বালিতে একটি ঘটনার মতো, যেখানে গ্রাউন্ড লুপ কারণে ১৪৫কিভি HVD-এর মিথ্যা প্রচালন ঘটেছিল, এই ক্ষেত্রটি নিয়ন্ত্রণ এবং প্রোটেকশন সার্কিটের মধ্যে অপর্যাপ্ত বিচ্ছিন্নতা উপস্থাপন করেছিল।

৩.১.২ রিলের বয়স্কতা

স্বিচের ইলেকট্রোম্যাগনেটিক রিলে, ১০০,০০০ অপারেশনের জন্য রেট করা, ১৫০,০০০ চক্র পূর্ণ করার পরও প্রতিস্থাপন করা হয়নি। রিলে কয়েলে পরিবেশনের পর আলোচনা করা হয়েছিল, যা সাধারণত খোলা কন্টাক্ট মধ্যে অর্কিং সেতু তৈরি করেছিল। IEC 60068-3-3 থার্মাল সাইক্লিং টেস্ট পরে রিলের এপক্সি ইনসুলেশন >৬০°C তে অপসারণ হয়েছিল, যা ইন্দোনেশিয়ার অকন্ডিশনাল সুইচগুলিতে সাধারণ তাপমাত্রা।

৩.২ পরিবেশগত অবনতি
৩.২.১ IP66 সীল ব্যর্থতা

IP66 সার্টিফিকেশন সত্ত্বেও, স্বিচের EPDM গ্যাস্কেট ৩মিমি ফাটল দেখায়, যা লবণ মিস্ট প্রবেশ করতে দেয়। ইস্ট জাভার উপকূলীয় বাতাসে ০.০৫mg/m³ লোহিত আয়ন থাকে, যা করোজিয়ন বৃদ্ধি করে। SEM বিশ্লেষণে গ্যাস্কেটে অজোন ক্র্যাকিং দেখা গেছে, যা UV রশ্মি (বার্ষিক UV ইন্ডেক্স >১২) এবং আর্দ্রতা >৮৫% এর দীর্ঘ সময়ের প্রক্ষেপণের ফল। এটি এনক্লোজারের ধুলা/পানি প্রোটেকশন কমিয়ে দেয়, যার ফলে অভ্যন্তরীণ কম্পোনেন্টে ০.২mm রঞ্জন দেখা গেছে তামা কন্টাক্টে।

৩.২.২ আর্দ্রতা-প্ররোচিত ইনসুলেশন অবনতি

উচ্চ আর্দ্রতা (৯০% RH গড়) স্বিচের কম্পোজিট ইনসুলেটরে পানি জমা করে, যা সারফেস রেজিস্টিভিটি ১০¹²Ω থেকে ১০⁸Ω পর্যন্ত হ্রাস করে। পার্শিয়াল ডিসচার্জ (PD) মনিটরিং ডাটা দেখায় PD কর্মকাণ্ড ৫pC থেকে ২৫pC পর্যন্ত ছয় মাসে বৃদ্ধি পেয়েছে, যা ফ্ল্যাশওভারের একটি পূর্বাভাস। ইনসুলেটরের হাইড্রোফোবিক কোটিং, IEC 60068-3-3 অনুসারে, ত্রোপিকাল শর্তে তিন বছরের পর কার্যক্ষমতা হারিয়েছে, যা পানি ফিল্ম প্রতিরোধ করতে ব্যর্থ হয়েছে।

৩.৩ রক্ষণাবেক্ষণের অসুবিধা
৩.৩.১ অপর্যাপ্ত লুব্রিকেশন

স্বিচের মেকানিক্যাল লিঙ্কেজে NLGI Grade 2 সিলিকন গ্রিস অপর্যাপ্ত ছিল, যা প্রচালন মেকানিজমে ১৫% বেশি ঘর্ষণ তৈরি করেছিল। তাপমাপক সেন্সর পিভট জয়েন্টে ৪০°C বেশি রেকর্ড করেছিল, যা স্টিক-স্লিপ মোশন তৈরি করেছিল যা স্বাভাবিক খোলার কমান্ড মিমিক্স করেছিল। এটি ২০২৪ সালের PLN রিপোর্টের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা ৪৩% ১৪৫কিভি HVD মিথ্যা প্রচালন অবহেলিত লুব্রিকেশনের সাথে সম্পর্কিত।

৩.৩.২ সেন্সর ক্যালিব্রেশনের দেরি

স্বিচের কন্টাক্ট রেজিস্ট্যান্স সেন্সর, ±১০μΩ ক্যালিব্রেট করা, ১৮ মাস ধরে যাচাই করা হয়নি। প্রকৃত সঠিকতা ±৩৫μΩ পর্যন্ত সরে গিয়েছিল, ১২০μΩ কন্টাক্ট অবনতি (ক্রিটিক্যাল থ্রেশহোল্ড: ১৫০μΩ) ঢেকে দিয়েছিল। এই ধরনের ক্যালিব্রেশনের দেরি ইন্দোনেশিয়ার দূরবর্তী সাবস্টেশনে সাধারণ, যেখানে ৩৭% ১৪৫কিভি HVD-এর স্কেডিউল্ড রক্ষণাবেক্ষণ অভাব যা লজিস্টিক চ্যালেঞ্জের কারণে হয়।

৪. সম্পূর্ণ প্রতিকার
৪.১ নিয়ন্ত্রণ সিস্টেম পুনর্নির্মাণ
৪.১.১ বিচ্ছিন্ন গ্রাউন্ডিং আর্কিটেকচার

১৪৫কিভি HVD নিয়ন্ত্রণ সার্কিটের জন্য একটি স্টার গ্রাউন্ডিং সিস্টেম বাস্তবায়ন করুন, যা বজ্রপাত প্রোটেকশন গ্রাউন্ড থেকে ৫মিটার দূরে পৃথক করে। নিয়ন্ত্রণ পাওয়ার ফিডে ১০০০V আইসোলেশন ট্রান্সফরমার ইনস্টল করুন, যা ২০২৩ সালে মেদানে একটি কেস স্টাডিতে দেখানো হয়েছিল যা ট্রানজিয়েন্ট-প্ররোচিত মিথ্যা প্রচালন ৯২% হ্রাস করেছিল।

৪.১.২ সলিড-স্টেট রিলে আপগ্রেড

ইলেকট্রোম্যাগনেটিক রিলেগুলি IEC 60950-সার্টিফিকেট সলিড-স্টেট রিলে (SSR) দিয়ে ১০⁷ অপারেশনের জন্য প্রতিস্থাপন করুন। সেমারাঙ্গের একটি পাইলট প্রকল্পে SSR-গুলি শূন্য ভোল্টেজ স্পাইক এবং ৫০% দ্রুত সুইচিং সময় দেখানো হয়েছিল, যা আর্দ্র পরিবেশে অর্কিং ঝুঁকি দূর করেছিল।

৪.২ পরিবেশগত সহনশীলতা উন্নয়ন
৪.২.১ IP66 সীল সিস্টেম পুনর্নির্মাণ

• গ্যাস্কেট প্রতিস্থাপন: ব্যবহার করুন ফ্লুঅরোএলাস্টোমার (FKM) গ্যাস্কেট ২০০°C তাপমাত্রা সহ্যশীলতা, ৩০০% দৈর্ঘ্যমান এবং UV স্ট্যাবিলাইজার, IEC 60068-3-3-এর ট্রোপিকাল জলবায়ু অনুবন্ধ মেনে।

• ড্রেনেজ পরিবর্তন: ১২mm উইপ হোল সঙ্গে স্বিচ এনক্লোজারে যোগ করুন, পানি সঞ্চয় কমানোর জন্য। জাকার্তায় একটি ট্রায়াল দেখানো হয়েছিল যে ২৪ ঘণ্টার মধ্যে অভ্যন্তরীণ আর্দ্রতা ৮৫% থেকে ৫৫% হ্রাস পেয়েছিল।

৪.২.২ উন্নত ইনসুলেশন সমাধান

• সুপারহাইড্রোফোবিক কোটিং: ইনসুলেটরে অ্যারোসল-ভিত্তিক SiO₂ কোটিং (কন্টাক্ট কোণ >১৫০°) প্রয়োগ করুন, হাইড্রোফোবিকিটি ৩ থেকে ৭ বছর পর্যন্ত বढ়ানোর জন্য। বালিতে ক্ষেত্র পরীক্ষায় PD কর্মকাণ্ড ৮০% হ্রাস পেয়েছিল।

• ডিহিউমিডিফায়ার সংযোজন: এনক্লোজারে Peltier-এফেক্ট ডিহিউমিডিফায়ার (৩L/দিন ক্ষমতা) ইনস্টল করুন, <৪০% RH রক্ষণ করার জন্য। সুলাওয়েসির একটি সাবস্টেশনে কন্টাক্ট রেজিস্ট্যান্স স্থিতিশীলতা ৬৫% উন্নতি পেয়েছিল ইনস্টলেশনের পর।

৪.৩ প্রেডিক্টিভ রক্ষণাবেক্ষণ অপ্টিমাইজেশন
৪.৩.১ IoT-এনেবল্ড মনিটরিং

৪G-এনেবল্ড সেন্সর নেটওয়ার্ক বাস্তবায়ন করুন:

• কন্টাক্ট রেজিস্ট্যান্স (০.১μΩ রেজোলিউশন)

• মেকানিজম ভাইব্রেশন (১০০Hz - ১০kHz ব্যান্ডউইথ)

• এনক্লোজার আর্দ্রতা/তাপমাত্রা (±১% RH, ±০.৫°C)

ডাটা একটি ক্লাউড-ভিত্তিক AI প্ল্যাটফর্ম (সঠিকতা ৯৪%) দ্বারা বিশ্লেষণ করা হয় যা ৭২ ঘণ্টা আগে ফেল প্রেডিক্ট করে, যা পাপুয়াতে একটি পাইলট প্রকল্পে প্রমাণিত হয়েছিল যা অপ্রত্যাশিত বিঘ্ন ৮৫% কমিয়েছিল।

৪.৩.২ অঞ্চলভিত্তিক রক্ষণাবেক্ষণ স্কেডিউল

আবহাওয়া ভিত্তিক রক্ষণাবেক্ষণ পরিকল্পনা বিকাশ করুন:

৫. প্রযুক্তিগত এবং অর্থনৈতিক প্রভাব
৫.১ বিশ্বস্ততা মেট্রিক উন্নতি

• MTBF বৃদ্ধি: প্রাথমিক ১২,০০০ ঘণ্টা থেকে পরবর্তী ৪৫,০০০ ঘণ্টা, IEC 62271-102-এর লক্ষ্য অতিক্রম করে।

• ফল্ট ডিটেকশন সময়: প্রকৃত সময়ের IoT মনিটরিং দ্বারা ৪ ঘণ্টা থেকে ১৫ মিনিট হ্রাস পেয়েছে।

৫.২ খরচ-প্রতিদান