नो-लोड ट्रांसफॉर्मर को AIS उच्च वोल्टेज डिसकनेक्ट स्विच द्वारा स्विचिंग के दौरान बनाए गए परिघटन
उच्च-वोल्टेज अलगावको का परिचय
उच्च-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर और ग्राउंडिंग स्विच के बीच का अंतर
उच्च-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर (सर्किट ब्रेकर) और ग्राउंडिंग स्विच दो अलग-अलग मैकेनिकल स्विचिंग उपकरण हैं, जो प्रत्येक पावर सिस्टम में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
उच्च-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर: इसका मुख्य उपयोग सर्किट के खुला या बंद होने को दर्शाने के लिए होता है। सर्किट ब्रेकर को धारा को टूटने की क्षमता होती है, जिससे वह लाइव स्थिति में बड़ी धारा को कट सकता है और संपर्क बिंदुओं को अलग करने और बहाली वोल्टेज स्थापित होने पर स्थिरता बनाए रख सकता है। उच्च-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर आमतौर पर शॉर्ट सर्किट और ओवरलोड जैसी दोष से पावर सिस्टम की रक्षा करने के लिए इस्तेमाल किए जाते हैं।
ग्राउंडिंग स्विच: इसका मुख्य कार्य सर्किट के विभिन्न भागों, जिनमें उपकरण शामिल हो सकते हैं, को ग्राउंड करना है, सुरक्षित संपर्क सुनिश्चित करना। ग्राउंडिंग स्विच को धारा को टूटने की क्षमता नहीं होती, इसलिए इसे लोड धारा को कटने के लिए नहीं इस्तेमाल किया जा सकता। यह आमतौर पर उच्च-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर के साथ इस्तेमाल किया जाता है, ताकि सर्किट ब्रेकर खुलने के बाद सर्किट के सभी भागों को विश्वसनीय रूप से ग्राउंड किया जा सके और दुर्घटनाजनित विद्युत दरार से बचा जा सके।
AIS उच्च-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर की संचालन सीमाएं
वायु अन्तरित स्विचगियर (AIS) में, उच्च-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर संचालन या संपर्क बिंदुओं को अलग करने और उनके बीच बहाली वोल्टेज स्थापित होने के बाद धारा को टूटने की क्षमता नहीं रखता। इसका मतलब यह है कि अगर सर्किट ब्रेकर लाइव स्थिति में संचालित होता है, तो यह केवल छोटी धाराओं को टूटने में प्रभावी हो सकता है। विशेष रूप से, जब संपर्क बिंदुओं पर रेटेड वोल्टेज दिखाई देता है, तो सर्किट ब्रेकर छोटी धाराओं को टूटने में सक्षम होता है, लेकिन बड़ी धाराओं या भारी लोडों को नहीं।
ग्राउंडिंग स्विचों का कार्य
ग्राउंडिंग स्विच का मुख्य कार्य सर्किट के विभिन्न भागों को ग्राउंड करना है, जिससे रखरखाव या जांच के दौरान सुरक्षा सुनिश्चित होती है। इसे उच्च-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर के साथ या स्वतंत्र रूप से इस्तेमाल किया जा सकता है। सर्किट को ग्राउंड करके, ग्राउंडिंग स्विच स्थिर आवेश के संचय को निरस्त करता है, दुर्घटनाजनित विद्युत दरार से बचाता है और आगामी रखरखाव कार्य के लिए सुरक्षा प्रदान करता है।
क्षमता और नो-लोड ट्रांसफार्मर स्विचिंग का सारांश
उच्च-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर की क्षमता धारा स्विचिंग क्षमता
IEC मानकों के अनुसार, उच्च-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर विशेष रूप से दोष धाराओं को टूटने के लिए डिजाइन नहीं किए जाते, लेकिन क्योंकि वे लाइव स्थिति में संचालित होते हैं, इसलिए यह छोटी धाराओं को टूटने की अपेक्षा की जाती है। IEC के अलगावक (डिसकनेक्टर) की परिभाषा के अनुसार, सर्किट ब्रेकर (अलगावक) एक सर्किट को खोल सकता है या बंद कर सकता है, जहाँ नगण्य धारा टूटी या जोड़ी जाती है, या जहाँ सर्किट ब्रेकर के पोल के सिरों के बीच वोल्टेज नहीं बदलता।
हालांकि यह स्पष्ट रूप से नहीं कहा गया, इस विवरण को छोटी क्षमता चार्जिंग धाराओं और लूप स्विचिंग (जिसे समानांतर स्विचिंग भी कहा जाता है) के लिए संदर्भित किया जा सकता है, जो विशिष्ट अनुप्रयोगों में बस ट्रांसफर स्विच कहलाते हैं। IEC 62271-102 इसे पुष्टि करता है और "नगण्य" क्षमता चार्जिंग धाराओं के लिए 0.5 A की ऊपरी सीमा निर्धारित करता है, जिससे अधिक मूल्य के लिए उपयोगकर्ता और निर्माता के बीच सहमति की आवश्यकता होती है।
रेटेड बस ट्रांसफर धारा
IEC 62271-102 के अनुसार, रेटेड बस ट्रांसफर धारा इस प्रकार निर्धारित की गई है:
52 kV < Ur < 245 kV वोल्टेज स्तरों के लिए, बस ट्रांसफर धारा सर्किट ब्रेकर की रेटेड नॉर्मल धारा का 80% है, लेकिन 1600 A से सीमित है।
245 kV ≤ Ur ≤ 550 kV वोल्टेज स्तरों के लिए, बस ट्रांसफर धारा सर्किट ब्रेकर की रेटेड नॉर्मल धारा का 60% है।
Ur > 550 kV वोल्टेज स्तरों के लिए, बस ट्रांसफर धारा सर्किट ब्रेकर की रेटेड नॉर्मल धारा का 80% है, लेकिन 4000 A से सीमित है।
नो-लोड ट्रांसफार्मर स्विचिंग का अनुप्रयोग
व्यावहारिक रूप से, विशेष रूप से उत्तरी अमेरिका में, नो-लोड ट्रांसफार्मरों को स्विच करने के लिए वायु सर्किट ब्रेकर आमतौर पर इस्तेमाल किए जाते हैं। नो-लोड ट्रांसफार्मर की चुम्बकीय धारा आमतौर पर बहुत कम होती है, आमतौर पर 1 A या उससे कम। इस मामले में, ट्रांसफार्मर को एक श्रृंखला RLC सर्किट (आकृति 1 देखें) के रूप में दर्शाया जा सकता है, जिसमें संबंधित दोलन अप्रतिबद्ध होते हैं, और आयाम गुणांक 1.4 या उससे कम प्रति यूनिट होता है।
समानांतर ट्रांसमिशन लूपों में लूप स्विचिंग
एक और सामान्य प्रथा यह है कि बस ट्रांसफर को समानांतर ट्रांसमिशन लूपों के बीच स्विचिंग तक विस्तारित किया जाता है, हालांकि लूप इम्पीडेंस के कारण धारा कम होती है। यह दृष्टिकोण स्विचिंग के दौरान आर्क उत्पादन और वोल्टेज उतार-चढ़ाव को प्रभावी रूप से कम कर सकता है।
सहायक स्विचिंग उपकरणों का अनुप्रयोग
उत्तरी अमेरिका में एक व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली, लेकिन अन्य क्षेत्रों में कम सामान्य प्रथा, सहायक स्विचिंग उपकरणों को जोड़ना है, जो स्विचिंग घटनाओं की गंभीरता को कम करने में मदद करता है। उदाहरण के लिए, ये उपकरण रिस्ट्राइक्स की घटनाओं को कम कर सकते हैं या अधिक टूटने की क्षमता प्राप्त कर सकते हैं। सहायक स्विचिंग उपकरणों का उपयोग विशेष रूप से उच्च धारा या जटिल सर्किट के साथ संचालन के दौरान प्रणाली की विश्वसनीयता और सुरक्षा में सुधार कर सकता है।
AIS उच्च-वोल्टेज अलगावकों का उपयोग नो-लोड ट्रांसफार्मर स्विचिंग में
72.5–245 kV की सीमा में नो-लोड ट्रांसफार्मर स्विचिंग के लिए, AIS उच्च-वोल्टेज अलगावक आमतौर पर इस्तेमाल किए जाते हैं। चूंकि नो-लोड ट्रांसफार्मर की चुम्बकीय धारा आमतौर पर बहुत कम (आमतौर पर 1 A या उससे कम) होती है, अलगावक सुरक्षित रूप से स्विचिंग संचालन कर सकते हैं। ट्रांसफार्मर को एक श्रृंखला RLC सर्किट के रूप में सरलीकृत किया जा सकता है, जिसमें संबंधित दोलन अप्रतिबद्ध होते हैं, और आयाम गुणांक 1.4 या उससे कम प्रति यूनिट होता है।
इस स्थिति में, अलगावक का प्राथमिक कार्य यह सुनिश्चित करना है कि ट्रांसफार्मर की चुम्बकीय धारा स्विचिंग के दौरान महत्वपूर्ण आर्किंग या वोल्टेज उतार-चढ़ाव का कारण न बने। उचित डिजाइन और संचालन के माध्यम से, AIS उच्च-वोल्टेज अलगावक इस कार्य को प्रभावी रूप से संपन्न कर सकते हैं, जिससे पावर सिस्टम का सुरक्षित और स्थिर संचालन सुनिश्चित होता है।
आकृति 2 में एक वास्तविक क्षेत्र स्विचिंग घटना का ट्रेस दिखाया गया है।
अलगावक पर ट्रांसिएंट रिकवरी वोल्टेज (TRV) इस प्रकार आकृति 3 में दिखाए गए स्रोत वोल्टेज और ट्रांसफार्मर-पक्ष दोलन के बीच का अंतर है।
धारा टूटना: एक डाइएलेक्ट्रिक घटना
धारा टूटना मूल रूप से तब होता है जब संपर्क बिंदुओं के बीच का फासला ट्रांसिएंट रिकवरी वोल्टेज (TRV) को सहन करने के लिए पर्याप्त बड़ा हो जाता है। यह प्रक्रिया आंतरिक रूप से एक डाइएलेक्ट्रिक घटना है, जहाँ संपर्क बिंदुओं के बीच के हवा या वैक्यूम की इन्सुलेशन शक्ति लगाए गए वोल्टेज से अधिक हो जाती है, जिससे आर्क बंद हो जाता है और धारा फ्लो टूट जाता है।
नो-लोड ट्रांसफार्मर की चुम्बकीय धारा को टूटना
नो-लोड ट्रांसफार्मर की चुम्बकीय धारा को टूटना एक बार-फिर-बंद घटना है, जो बार-बार रिस्ट्राइक्स का कारण बन सकती है। प्रत्येक रिस्ट्राइक झटके की धारा को प्रेरित कर सकता है, जो आर्क की अवधि को लंबा करता है, समग्र स्विचिंग समय को बढ़ाता है, और आर्क संपर्कों को धीमा करता है। इन घटनाओं की बार-बार होने वाली प्रकृति स्विचिंग उपकरण पर महत्वपूर्ण तनाव डाल सकती है और समय के साथ इसकी प्रदर्शन को गिरा सकती है।
इन प्रभावों को कम करने के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि स्विचिंग उपकरण चुम्बकीय धारा के विशिष्ट विशेषताओं, जैसे इसके इनरश व्यवहार और संबंधित ट्रांसिएंट वोल्टेजों को संभालने में सक्षम हो। स्विचिंग उपकरण का उचित डिजाइन और चयन, और अतिरिक्त उपकरणों जैसे सर्ज आरेस्टर्स या डैम्पिंग रेसिस्टर्स का उपयोग, रिस्ट्राइक्स की संभावना को कम करने और प्रणाली पर प्रभाव को कम करने में मदद कर सकता है।
