उच्च वोल्टता सर्किट ब्रेकर में फेज से बाहर करंट स्विचिंग
जब दो विद्युत नेटवर्क के हिस्से, जिनका संचालन वोल्टेज समान है, एक दूसरे से जुड़े हों, तो अगर उनके समतुल्य स्रोतों में विभिन्न धारा कोण हों, तो कुछ या सभी धाराओं में 180° का फेज विस्थापन हो सकता है। स्विचिंग प्रक्रिया के दौरान, सर्किट ब्रेकर विभिन्न धारा कोणों वाले स्रोत वोल्टेज का सामना करता है, जिससे जोड़ में फेज-विस्थापित धाराएँ उत्पन्न होती हैं। इन धाराओं को जोड़ के दोनों तरफ के सर्किट ब्रेकर द्वारा विश्वसनीय रूप से रोकना आवश्यक होता है।
विशेष रूप से, स्रोत वोल्टेज को दर्शाने वाले घूर्णन वेक्टरों के बीच का धारा कोण अंतर निरंतर वोल्टेज तरंग रूपों को असंगत बनाता है, जिससे स्विचिंग के मोहरे में महत्वपूर्ण अस्थायी धाराएँ और वोल्टेज तनाव उत्पन्न होते हैं। अस्थायी विस्थापन वोल्टेज (TRV) के लिए, यह स्विचिंग कार्य सर्किट ब्रेकर के दोनों तरफ सक्रिय शक्ति स्रोतों द्वारा विशेषीकृत होता है, जो स्विचिंग प्रक्रिया की जटिलता और चुनौतियों को बढ़ाता है।
आकृति 1 में दिखाया गया है, मान लीजिए कि शक्ति स्रोत S1 और S2 दो विभिन्न धारा कोणों वाले स्रोतों को दर्शाते हैं। जब सर्किट ब्रेकर इन दो स्रोतों के बीच स्विचिंग करता है, तो धारा कोण अंतर अस्थायी धारा में महत्वपूर्ण वृद्धि का कारण बन सकता है, जिससे सर्किट ब्रेकर पर अधिक टूटने की मांग होती है। इसलिए, सर्किट ब्रेकर को इन उच्च-तनाव शर्तों को संभालने की पर्याप्त क्षमता होनी चाहिए, जिससे सुरक्षित और विश्वसनीय स्विचिंग प्रक्रिया सुनिश्चित हो सके।
महत्वपूर्ण बिंदुओं का सारांश
फेज विस्थापन स्विचिंग: दो विभिन्न धारा कोणों वाले स्रोतों के बीच स्विचिंग के दौरान होता है।
अस्थायी धाराएँ: धारा कोण अंतर के कारण महत्वपूर्ण अस्थायी धाराएँ उत्पन्न होती हैं।
अस्थायी विस्थापन वोल्टेज (TRV): स्विचिंग कार्य सर्किट ब्रेकर के दोनों तरफ सक्रिय शक्ति स्रोतों से युक्त होता है, जो जटिलता बढ़ाता है।
सर्किट ब्रेकर की आवश्यकताएँ: सर्किट ब्रेकर को उच्च-तनाव शर्तों को संभालने की क्षमता होनी चाहिए, जिससे सुरक्षित और विश्वसनीय स्विचिंग प्रक्रिया सुनिश्चित हो सके।
पूर्व में चर्चा की गई दोष स्विचिंग कार्यों में, लोड तरफ का अस्थायी विस्थापन वोल्टेज (TRV) घटक अंततः शून्य हो जाता है। हालांकि, फेज विस्थापन स्विचिंग में, S2 तरफ का TRV घटक धीरे-धीरे S2 स्रोत के शक्ति आवृत्ति विस्थापन वोल्टेज (RV) तक घटता है। जैसा कि आकृति 2 में दिखाया गया है, मान लीजिए कि दो स्रोतों के बीच का वोल्टेज धारा कोण अंतर 90° है, और छोटे सर्किट रिएक्टरों का इंपीडेंस समान है।
इसलिए, फेज विस्थापन स्विचिंग प्रक्रिया का प्राथमिक विशेषता अत्यधिक ऊँचे TRV शिखर है, जबकि रिस्ट्राइकिंग वोल्टेज (RRRV) और धारा की दर अपेक्षाकृत मध्यम रहती है। चूंकि फेज विस्थापन शर्तों के तहत TRV शिखर सभी स्विचिंग कार्यों में सबसे ऊँचा होता है, इसे आमतौर पर अन्य जटिल स्विचिंग शर्तों, जैसे लंबी दूरी की प्रसारण लाइनों पर दोषों को साफ करने या श्रृंखला-संतुलित लाइनों पर दोषों को संभालने के लिए मानक के रूप में उपयोग किया जाता है।
महत्वपूर्ण बिंदुओं का सारांश:
लोड-तरफ TRV: सभी मामलों में, लोड-तरफ का TRV घटक शून्य हो जाता है।S2-तरफ TRV फेज विस्थापन में: S2 स्रोत के शक्ति आवृत्ति विस्थापन वोल्टेज (RV) तक घटता है।
TRV शिखर: फेज विस्थापन स्विचिंग के तहत अत्यधिक ऊँचा होता है।
RRRV और धारा: अपेक्षाकृत मध्यम रहती हैं।
संदर्भ मानक: फेज विस्थापन शर्तों के तहत TRV शिखर सबसे ऊँचा होता है, जिससे यह अन्य जटिल स्विचिंग शर्तों का मूल्यांकन करने के लिए एक सामान्य संदर्भ बन जाता है।
फेज विस्थापन स्विचिंग में TRV की विशेषताएँ
पूर्व में चर्चा की गई दोष स्विचिंग परिस्थितियों में, लोड तरफ का अस्थायी विस्थापन वोल्टेज (TRV) घटक सभी मामलों में शून्य हो जाता है। हालांकि, फेज विस्थापन स्विचिंग में, तरफ का TRV घटक स्रोत के शक्ति आवृत्ति विस्थापन वोल्टेज (RV) तक घटता है। आकृति 2 में यह दिखाया गया है, जहाँ माना गया है कि दो स्रोतों के बीच का वोल्टेज धारा कोण अंतर 90° है, और छोटे सर्किट रिएक्टरों का इंपीडेंस समान है।
संशोधित विवरण
पूर्व में चर्चा की गई दोष स्विचिंग परिस्थितियों में, लोड तरफ का अस्थायी विस्थापन वोल्टेज (TRV) घटक हमेशा शून्य हो जाता है। हालांकि, फेज विस्थापन स्विचिंग में, तरफ का TRV घटक स्रोत के शक्ति आवृत्ति विस्थापन वोल्टेज (RV) तक घटता है। आकृति 2 में यह दिखाया गया है, जहाँ माना गया है कि दो शक्ति स्रोतों के बीच 90° का धारा कोण अंतर है और छोटे सर्किट रिएक्टर समान हैं।
इसलिए, फेज विस्थापन स्विचिंग प्रक्रिया की मुख्य विशेषताएँ हैं:
बहुत ऊँचे TRV शिखर: अन्य स्विचिंग मोड की तुलना में TRV के शिखर मूल्य बहुत अधिक होते हैं।
मध्यम RRRV और धारा: रिस्ट्राइकिंग वोल्टेज (RRRV) और धारा स्तर मध्यम रहते हैं, बहुत ऊँचे TRV शिखर के बावजूद।
फेज विस्थापन शर्तों के तहत TRV शिखर सभी स्विचिंग मोड में सबसे ऊँचा होता है, इसलिए यह परिस्थिति अक्सर अन्य विशेष स्विचिंग शर्तों का मूल्यांकन करने के लिए संदर्भ के रूप में उपयोग की जाती है, जैसे:
लंबी प्रसारण लाइनों पर दोषों को साफ करना
श्रृंखला-संतुलित लाइनों पर दोषों को संभालना
महत्वपूर्ण बिंदुओं का सारांश:
लोड-तरफ TRV: सभी दोष स्विचिंग परिस्थितियों में हमेशा शून्य हो जाता है।
-तरफ TRV फेज विस्थापन में: स्रोत के शक्ति आवृत्ति विस्थापन वोल्टेज (RV) तक घटता है।
TRV शिखर: फेज विस्थापन स्विचिंग के तहत अत्यधिक ऊँचा होता है।
RRRV और धारा: अपेक्षाकृत मध्यम रहती हैं।
संदर्भ मानक: फेज विस्थापन शर्तों के तहत TRV शिखर सबसे ऊँचा होता है, जिससे यह अन्य जटिल स्विचिंग शर्तों का मूल्यांकन करने के लिए एक सामान्य बेंचमार्क बन जाता है।
आकृति 3 दो परिस्थितियों को दर्शाती है, जो फेज विस्थापन शर्तों का कारण बन सकती हैं। पहली परिस्थिति (बायें चित्र) में, एक जनरेटर को एक सर्किट ब्रेकर द्वारा ग्रिड से गलत धारा कोण पर अनावश्यक रूप से जोड़ा जाता है। दूसरी परिस्थिति (दायें चित्र) में, प्रसारण नेटवर्क के विभिन्न हिस्से संकल्प खो देते हैं, जो आमतौर पर नेटवर्क में कहीं एक छोटे सर्किट के कारण होता है।
दोनों परिस्थितियों में, फेज-विस्थापित धाराएँ नेटवर्क में प्रवाहित होती हैं, जिन्हें सर्किट ब्रेकर द्वारा विश्वसनीय रूप से रोकना आवश्यक होता है। ये परिस्थितियाँ विद्युत प्रणाली के लिए महत्वपूर्ण चुनौतियाँ प्रस्तुत करती हैं, क्योंकि फेज विस्थापन उच्च अस्थायी धाराओं और वोल्टेज का कारण बन सकता है, जिससे सर्किट ब्रेकर को इन अत्यधिक शर्तों को प्रभावी रूप से संभालना पड़ता है।
महत्वपूर्ण बिंदुओं का सारांश:
परिस्थिति 1 (बायें चित्र): एक जनरेटर को ग्रिड से गलत धारा कोण पर जोड़ा जाता है, जिससे फेज विस्थापन होता है।
परिस्थिति 2 (दायें चित्र): प्रसारण नेटवर्क के विभिन्न हिस्से संकल्प खो देते हैं, जो आमतौर पर एक छोटे सर्किट के कारण होता है, जिससे फेज विस्थापन होता है।
फेज-विस्थापित धाराएँ: दोनों परिस्थितियों में, फेज-विस्थापित धाराएँ नेटवर्क में प्रवाहित होती हैं।
सर्किट ब्रेकर की आवश्यकता: सर्किट ब्रेकर को इन फेज-विस्थापित धाराओं को विश्वसनीय रूप से रोकना चाहिए, ताकि प्रणाली की स्थिरता और सुरक्षा बनी रहे।
जनरेटर
