विद्युत प्रणालियों में FA और UFLS के बीच कौन से संघर्ष हैं और उन्हें कैसे हल किया जाए?

फीडर ऑटोमेशन (FA) और अंडर-फ्रीक्वेंसी लोड शेडिंग (UFLS) दो महत्वपूर्ण सुरक्षा और नियंत्रण तंत्र हैं जो पावर सिस्टम में काम करते हैं। जबकि दोनों सुरक्षित और स्थिर सिस्टम संचालन को सुनिश्चित करने का लक्ष्य रखते हैं, फिर भी उनके तर्क और समय में संभावित टकराव हो सकता है जिसके लिए सावधानी से समन्वय की आवश्यकता होती है।

फीडर ऑटोमेशन (FA): मुख्य रूप से वितरण नेटवर्क में स्थानीय फीडर दोषों (जैसे, शॉर्ट सर्किट, ग्राउंड फ़ॉल्ट) को संबोधित करता है। इसका उद्देश्य दोषपूर्ण खंडों को तेजी से स्थानांतरित और अलग करना और बिना दोषपूर्ण क्षेत्रों में बिजली की आपूर्ति को स्विचों का उपयोग करके नेटवर्क की पुनर्गठन के माध्यम से बहाल करना है। FA तेजी से स्थानीय बिजली आपूर्ति की पुनर्स्थापना पर जोर देता है।

अंडर-फ्रीक्वेंसी लोड शेडिंग (UFLS): आपस में जुड़े ग्रिड में गंभीर फ्रीक्वेंसी गिरावट (जैसे, जनरेटर ट्रिपिंग, अचानक लोड वृद्धि, या टाइ-लाइन अलगाव से शक्ति की कमी) पर प्रतिक्रिया करता है। यह नियमित रूप से पूर्वनिर्धारित गैर-महत्वपूर्ण लोडों को छोड़ता है ताकि फ्रीक्वेंसी की गिरावट से बचा जा सके, शक्ति संतुलन बहाल हो और सिस्टम फ्रीक्वेंसी स्थिर हो। UFLS समग्र सिस्टम फ्रीक्वेंसी सुरक्षा पर प्राथमिकता देता है।

अंडर-वोल्टेज लोड शेडिंग (UVLS): वास्तविक समय में सिस्टम वोल्टेज की निगरानी करता है। जब वोल्टेज पूर्वनिर्धारित थ्रेशहोल्ड से नीचे गिर जाता है, तो UVLS योजना पूर्वनिर्धारित तर्क के आधार पर यह निर्धारित करता है कि कार्रवाई करना चाहिए या नहीं। यदि परिस्थितियाँ पूरी होती हैं, तो यह लोडों को क्रमिक रूप से छोड़ता है ताकि रिएक्टिव शक्ति की मांग को कम किया जा सके या रिएक्टिव समर्थन बढ़ाया जा सके, जिससे वोल्टेज को सामान्य स्तर पर बहाल किया जा सके।

घटनाक्रम उदाहरण

• उदाहरण 1: 2019 में, उत्तरी अमेरिका में, FA-प्रेरित बिजली आपूर्ति की पुनर्स्थापना ने द्वितीयक फ्रीक्वेंसी गिरावट को ट्रिगर किया।

• उदाहरण 2: 2020 में, पूर्वी चीन में, शॉर्ट-सर्किट दोष के बाद FA कार्य करने से गलत UFLS सक्रिय हो गया।

• उदाहरण 3: 2021 में, विंड फार्म की विच्छेदन से UFLS और FA के बीच ओवरलैपिंग कार्रवाइयाँ ट्रिगर हुईं।

• उदाहरण 4: 2022 में, दक्षिणी चीन में एक टाइफून के दौरान, FA नेटवर्क की पुनर्गठन से अतिरिक्त लोड शेडिंग हुई।

घटना का विवरण

2022 में, 110kV लाइन A और एक पावर प्लांट की ग्रिड-संलग्न लाइन B 110kV सबस्टेशन के बस सेक्शन I पर संचालित हो रही थी। लाइन A पर दोष होने से स्विच A ट्रिप हो गया। हालाँकि, क्योंकि प्लांट का लाइन B स्विच बंद रहा, बिजली की आपूर्ति सबस्टेशन को जारी रही। इस परिणामस्वरूप, बस सेक्शन I पर वोल्टेज अंडर-वोल्टेज थ्रेशहोल्ड से नीचे नहीं गिरा, जिससे 110kV ऑटोमेटिक ट्रांसफर स्विच (ATS) शुरू नहीं हुआ। इसी तरह, प्लांट ने ट्रांसफार्मर नंबर 1 के माध्यम से 10kV बस I और IV को बिजली की आपूर्ति की, जिनका वोल्टेज भी थ्रेशहोल्ड से ऊपर रहा, इसलिए 10kV ATS सक्रिय नहीं हुआ।

जैसे-जैसे प्लांट लोड की आपूर्ति जारी रहा, सिस्टम फ्रीक्वेंसी धीरे-धीरे घटने लगी। स्विच A ट्रिप होने के 5.3 सेकंड बाद, फ्रीक्वेंसी 48.2 Hz तक गिर गई। प्लांट का अंडर-वोल्टेज और अंडर-फ्रीक्वेंसी सेपरेशन डिवाइस, 47 Hz और 0.5 s पर सेट, संचालित नहीं हुआ। हालाँकि, सबस्टेशन का UFLS रिले, 48.25 Hz और 0.3 s पर सेट, 48.12 Hz की फ्रीक्वेंसी को देखकर सही ढंग से संचालित हुआ, कई 10kV फीडर (लाइन C, D, E, F, G) को छोड़ दिया। सभी द्वितीयक उपकरणों ने अपेक्षित रूप से संचालन किया।

साइट पर समीक्षा

110kV सबस्टेशन का स्विच A संरक्षण कार्रवाई के कारण सही रूप से ट्रिप हुआ, और UFLS संचालित हुआ, लाइन C, D, E, F, और G को अलग किया। सबस्टेशन स्विचों ने ट्रिप सिग्नल जारी किया, जिससे FA सक्रिय हो गया। दोष सबस्टेशन स्विच और पहले लाइन स्विच के बीच पहचाना गया। FA ने सभी पाँच लाइनों पर संचालन शुरू किया, दोष को सबस्टेशन आउटलेट और पहले स्विच के बीच स्थानांतरित किया। हालाँकि, साइट पर निरीक्षण के दौरान कोई दोष नहीं मिला, जिससे गलत FA संचालन की पुष्टि हुई।

समाधान

• लोड शेडिंग जानकारी के संचालन को सुधारें। UFLS/UVLS संरक्षण वाली लाइनों के लिए, स्वचालित लोड ट्रांसफर कार्यों को रोकने का समर्थन करें।

• रोबस्ट लोड ट्रांसफर रोक: पूरी तरह से स्वचालित केंद्रीकृत FA योजनाओं में, लोड शेडिंग सिग्नल प्राप्त करने पर, तुरंत प्रभावित लाइनों के लिए FA कार्य को रोक दें।