आंतरिक उच्च-वोल्टेज वायु विभाजकों का अनुप्रयोग

2007 के पहले छमाही में, हुआइबेई माइनिंग समूह की इलेक्ट्रोमेकेनिकल उपकरण कंपनी के परियोजना भागीदारों के रूप में, हमने पूर्वी क्षेत्र में स्थित 10kV सबस्टेशन के लिए तकनीकी सुधार कार्य किया। हमारा प्राथमिक कार्य था यह कि मूल 10kV डिसकनेक्टर - तेल-संचित सर्किट ब्रेकर इकाइयों को ZN20 इंडोर हाई-वोल्टेज वैक्यूम सर्किट ब्रेकर के साथ बदल दिया जाए।

पहले, SN10-10 तेल-संचित सर्किट ब्रेकर लंबे समय तक संचालन में रहे, जिसके कारण उनके मेकेनिज़्म में तेल की गंभीर रिसाव होने लगा। इससे प्रत्येक छमाही में फिर से तेल भरने की आवश्यकता पड़ती थी, जिससे बड़ा संरक्षण कार्य बोझ था। इसके अलावा, उनके संचालन मेकेनिज़्म में मैनुअल संचालन था, और संरक्षण उपकरण ऐतिहासिक रिले से बने थे, जो अपर्याप्त विश्वसनीयता और उच्च फेल दर के कारण थे। इसके अलावा, रिले संरक्षण को प्रत्येक वर्ष एक बार कैलिब्रेट करने की आवश्यकता थी, जो एक गंभीर और जटिल काम था।

सुरक्षित उत्पादन को सुनिश्चित करने के लिए, हमने इन सर्किट ब्रेकरों को वैक्यूम सर्किट ब्रेकरों में अपग्रेड करने का निर्णय लिया। यह सुधार न केवल मौजूदा संचालन समस्याओं का समाधान करता है, बल्कि सबस्टेशन के भविष्य में स्थिर और कुशल संचालन के लिए भी एक मजबूत आधार बनाता है।

वैक्यूम सर्किट ब्रेकरों की संरचनात्मक विशेषताएं

पूर्वी क्षेत्र में स्थित 10kV सबस्टेशन के तकनीकी सुधार के दौरान, हमने ZN20 प्रकार के वैक्यूम सर्किट ब्रेकर की संरचनात्मक विशेषताओं को गहन रूप से समझा। यह ब्रेकर मुख्य रूप से संचालन मेकेनिज़्म, बॉक्स शरीर, वैक्यूम ट्यूब, इंसुलेशन फ्रेम, और इंसुलेटर से बना है। इसमें संचालन मेकेनिज़्म को सामने लगाया गया है, जो त्रि-आयामी ब्लॉक की व्यवस्था है।

पतली स्टील प्लेट से बने बॉक्स शरीर के अंदर, उच्च वोल्टेज घटक अंतिम भाग पर लगाए गए हैं। मेकेनिज़्म मुख्य धुरी से कनेक्टिंग प्लेट के माध्यम से जुड़ा है। मुख्य धुरी के घूमने पर, इस पर लगे क्रैंक आर्म इंसुलेटर को धकेलते हैं, जो वैक्यूम ट्यूब के गतिशील चालक रॉड को स्विचिंग कार्यों के लिए चलाते हैं। बंद और खुलने की संचालन दोनों मैनुअल या इलेक्ट्रिकल रूप से संचालन मेकेनिज़्म के माध्यम से की जा सकती है। इसके अलावा, इसमें AC/DC दोनों के लिए ऊर्जा संचय इलेक्ट्रिक मोटर, सहायक संपर्क मेकेनिज़्म, और संचालन मीटर लगे हैं। पैनल पर स्पष्ट "ON" और "OFF" स्थिति इंडिकेटर संचालन की स्थिति की सीधी निगरानी को सुविधाजनक बनाते हैं।

सर्किट ब्रेकर उच्च वोल्टेज सर्किट को वैक्यूम ट्यूब के माध्यम से अवरुद्ध करता है। चित्र 1 में दिखाए गए अनुसार, एक वैक्यूम ट्यूब में गतिशील चालक रॉड, स्थिर चालक रॉड, गतिशील और स्थिर संपर्क, आवरण, बेलोस, और सिरामिक एन्क्लोजर शामिल हैं। सिरामिक आवरण के अंदर 10⁻⁴ से 10⁻⁷ टोर (टोर) तक की उच्च वैक्यूम डिग्री से बंद किया गया है, बेलोस एक छोर पर गतिशील चालक रॉड से और दूसरे छोर पर गतिशील एंड कवर से जुड़ा है। यह लचीला घटक बाहरी संचालन को संभव बनाता है, जबकि पूरी तरह से हीर्मेटिक रहता है। संपर्क के चारों ओर का आवरण वैक्यूम आर्क के दौरान उत्पन्न होने वाले धातु वाष्प को अवशोषित करता है, जिससे इंसुलेशन आवरण का प्रदूषण रोका जाता है।

सुधार परियोजना के दौरान हमारे हाथों के अनुभव से, हमने वैक्यूम सर्किट ब्रेकरों के लिए पारंपरिक तेल-संचित ब्रेकरों की तुलना में गहरी रूप से समझा:

• छोटा संपर्क अंतराल, कम संचालन ऊर्जा की आवश्यकता और तेज एक्शन।

• कम आर्किंग समय और दोष धारा को अवरुद्ध करने पर संपर्क की कम अपघटन।

• संपीड़ित आकार, हल्का वजन, और मेंटेनेंस की आवश्यकताओं में बहुत कमी।

• आग और विस्फोट के प्रतिरोधी, साथ ही कम संचालन शोर।

• ये लाभ सबस्टेशन संचालन की विश्वसनीयता में सुधार और मेंटेनेंस लागत कम करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

आवेदन प्रभाव

परियोजना भागीदारों के रूप में, हम गहरी रूप से समझते हैं कि वैक्यूम सर्किट ब्रेकर का संचालन मेकेनिज़्म ऊर्जा-संचय स्प्रिंग की एलास्टिक ऊर्जा के माध्यम से वैक्यूम ट्यूब के संपर्कों को बंद करता है, जो मैनुअल ऊर्जा-संचय गति से स्वतंत्र है, जिससे तेज बंद प्रदर्शन सुनिश्चित होता है। मेकेनिज़्म में तीन गति स्थितियाँ होती हैं: ऊर्जा-संचय, बंद, और खुलना।

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर विद्युत धारा को विद्युत धारा शून्य होने पर वैक्यूम आर्क को बुझाकर अवरुद्ध करता है। वैक्यूम आर्क बुझने के क्षण पर, संपर्कों के बीच इलेक्ट्रॉन, सकारात्मक आयन, और अन्य कणों का घनत्व तेजी से घटता है। माइक्रोसेकंडों के भीतर, संपर्क अंतराल अपने मूल उच्च वैक्यूम डिग्री को वापस बहाल कर लेता है और उच्च विद्युत विभव प्रदर्शित करता है, जो पुनर्स्थापन वोल्टेज को बिना ब्रेकडाउन के संभाल सकता है और अवरुद्ध प्रक्रिया पूरी हो जाती है। इसलिए, यदि विद्युत धारा शून्य होने के ठीक बाद उच्च वोल्टेज लगाया जाता है, तो संपर्क अंतराल फिर से ब्रेकडाउन नहीं होगा—यानी वैक्यूम आर्क पहले विद्युत धारा शून्य पर पूरी तरह से बुझ जाता है।

आवेदन प्रभाव

जून 2007 में सुधार के बाद ZN20 10kV उच्च वोल्टेज वैक्यूम सर्किट ब्रेकरों को संचालन में लाया गया, जिन्होंने उत्कृष्ट प्रदर्शन दिखाया। सर्किट ब्रेकर तेज खुलने/बंद करने की गति, कम संचालन शोर, और सटीक और विश्वसनीय एक्शन वाले हैं।

पिछले तेल-संचित सर्किट ब्रेकरों की तुलना में, जिनके लिए अक्सर तेल भरने और भारी मेंटेनेंस कार्य की आवश्यकता थी, वैक्यूम सर्किट ब्रेकरों ने मेंटेनेंस कार्यों और लागत में बहुत कमी की, जिससे व्यावहारिक आर्थिक लाभ प्राप्त हुए। सुधार से पहले 20 से अधिक वर्षों के संचालन में, सबस्टेशन ने कई गलत संचालन दुर्घटनाओं (जैसे, तेल-संचित सर्किट ब्रेकर के बंद स्थिति में डिसकनेक्टर को जबरदस्ती खोलना) का सामना किया, जिससे उपकरणों को विभिन्न मात्रा में क्षति हुई।

सुधार के बाद, उच्च वोल्टेज स्विचगियर में डिसकनेक्टरों को हटा दिया गया, और प्रत्येक सर्किट एक वैक्यूम सर्किट ब्रेकर द्वारा नियंत्रित किया गया। जब सर्किट ब्रेकर खुला हो, तो ब्रेकर कार्ट निकाला जा सकता है, जो उच्च वोल्टेज डिसकनेक्टर की फ़ंक्शन का काम करता है। इसके अलावा, स्विचगियर "पांच रोकथाम" की आवश्यकताओं के अनुसार मैकेनिकल और इलेक्ट्रिकल लॉक्स से लैस है, जो गलत संचालन दुर्घटनाओं को प्रभावी रूप से रोकता है, दुर्घटना दर को कम करता है, और सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करता है।