೧೦ಕಿಲೋವೋಲ್ಟ್ ಹೊರಗಡೆ ವ್ಯೂಹ ಸ್ಥಿತಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಟ್ರಿಪರ್‌ನ ಅಧ್ಯಾಯದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ

ಪರಿಚಯ

ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗಕ್ಕೆ ಶ್ರೇಷ್ಠ ಘಟಕವೆಂದರೆ ವ್ಯೂಹ ವಿಭಾಗ. ಇದರಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಗುಣಗಳಿವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ದೊಡ್ಡ ವಿಭಾಗದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು, ಉತ್ತಮ ವಿದ್ಯುತ್ ಮಧ್ಯಂತರ ನಿವಾರಣ ಸ್ವಭಾವ, ಅಸ್ವಚ್ಛತೆಯ ಅಭಾವ ಮತ್ತು ಚಿಕ್ಕ ಆಕಾರ. ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಟ್ಟಗಳ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ವಿಕಸಿಸುತ್ತಿದ್ದು, ಬಾಹ್ಯ ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ ಅಭ್ಯಂತರದ ವಿದ್ಯುತ್ ನಿವಾರಣ ಸ್ವಭಾವದ ಗಂಭೀರ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವುದು ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

ವಿಭಾಗದ ಒಳಗಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿತರಣೆ ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ನಿವಾರಣ ಸ್ವಭಾವದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬಿಳಿಯುತ್ತದೆ. ಸಮನಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿತರಣೆಯ ಅಭಾವವು ಸಂಪರ್ಕ ವಿದಾನದ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಮಧ್ಯಂತರದ ವಿಘಟನೆಯಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ತೆರೆಯುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಅಭಾವಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ಒಳಗೆ ಗ್ರೇಡಿಂಗ್ ಶೀಲ್ಡ್ ಸ್ಥಾಪಿಸುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಸಮನಾಗಿ ಮಾಡಬಹುದು, ಇದರ ಫಲಿತಾಂಶವಾಗಿ ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ರಚನೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಯೋಗ್ಯ ಮತ್ತು ಚಿಕ್ಕ ಆಕಾರದ ಆಗುತ್ತದೆ.

ಆದರೆ, ಶೀಲ್ಡ್ ಸ್ಥಾಪನೆಯು ವಿಭಾಗದ ಒಳಗಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ವಿಭಾಗದ ನಿವಾರಣ ಸ್ವಾಭಾವದ ಖಚಿತ ಪರಿಶೀಲನೆ ಮತ್ತು ಶೀಲ್ಡ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿತರಣೆಯ ಮೇಲಿನ ಪ್ರಭಾವದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ, ಬಾಹ್ಯ ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮಾಡುವುದು ಉತ್ಪನ್ನದ ಖಚಿತತೆಯನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸುವ ಪ್ರಮುಖ ಹಂತವಾಗಿದೆ.

ಈ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ದೇಶದ ಸ್ವಂತ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗ ಉತ್ಪಾದನ ಯುನಿಟ್ಗಳು ಸ್ವಂತ ವಿಕಸಿಸಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಿದ ನೂತನ ಪ್ರಕಾರದ 10kV ಬಾಹ್ಯ ಉನ್ನತ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಏಸಿ ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ನಿವಾರಣ ರಚನೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿ ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ.

ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ನಡೆಸುವಾಗ, ಮಾದರಿಯ ಸೀಮೆಗಳಿಗೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪ್ರದಾನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಮಾದರಿಯ ರಚನೆಯ ಪ್ರಕಾರ ಟೆಟ್ರಾಹೆಡ್ರಲ್ ಮೆಷ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗ್ರಿಡ್ ಮೆಷ್ ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಮೆಷ್ ಉಪಯೋಗಿಸಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗವು ಅಕ್ಷೀಯ ಸಮಮಿತಿ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗವನ್ನು ತ್ರಿ-ಆಯಾಮ ನಿರ್ದೇಶಾಂಕ ಪದ್ಧತಿಯ X-ಅಕ್ಷ ಮೇಲೆ ವಿಭಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಮೆಷ್ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಪ್ರಾದುರ್ಭಾವವೆಂದರೆ, ಚಿತ್ರದ ವಕ್ರತೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದ್ದಾಗ ಗ್ರಿಡ್ ವಿಭಾಗವು ತುಂಬ ಸಂಕೀರ್ಣ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಹಾಗೆ ಸ್ಥಿರ ರಚನೆಯ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ರಿಡ್ ಘನತೆ ಸಾಪೇಕ್ಷವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಎರಡು ಪ್ರಕಾರದ ಪ್ರದೇಶಗಳು, ಅಂದರೆ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ತೆರೆಯುವ ಮತ್ತು ಮುಚ್ಚುವ ಪ್ರದೇಶಗಳು, ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ತೆರೆಯುವ ಮಧ್ಯದ ವಿಭಿನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿತರಣೆಯ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯ ಸಂಕೇಂದ್ರಣ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯ ಸಂಕೇಂದ್ರಣ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಈ ಲೇಖನದ ಪ್ರಮುಖ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರದೇಶಗಳಾಗಿವೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ವಿಭಿನ್ನ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಪೋಲ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 1 ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ಆಂತರಿಕ ವಿಸ್ತರಿತ ರಚನೆಯ ರಚನಾಚಿತ್ರ

ಚಿತ್ರ 1 - ಸ್ಥಿರ ಮುಂದಿನ ಟೋಪ್ ಪ್ಲೇಟ್; 2 - ಮುಖ್ಯ ಶೀಲ್ಡಿಂಗ್ ಕವರ್; 3 - ಸಂಪರ್ಕ; 4 - ಬೆಲೋವ್ಸ್; 5 - ಚಲನೀಯ ಮುಂದಿನ ಟೋಪ್ ಪ್ಲೇಟ್; 6 - ಸ್ಥಿರ ಕಂಡ್ಯಕ್ಟಿಂಗ್ ರಾಡ್; 7 - ಅನುಕೂಲನ ಹೌಸಿಂಗ್; 8 - ಚಲನೀಯ ಕಂಡ್ಯಕ್ಟಿಂಗ್ ರಾಡ್

ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಮತ್ತು ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ

ಈ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶಗಳ ನಡುವೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಬಜ್ಜೆ ಕಳೆಯುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ನಿವಾರಣ ಸ್ವಾಭಾವದ ಪರಿಶೀಲನೆ ನಡೆಸಲಾಗಿದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ಸ್ಥಿರ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ 125 kV ಉನ್ನತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪ್ರದಾನಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಚಲನೀಯ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ 0 ಶೂನ್ಯ ಪ್ಯಾಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ಪ್ರದಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಂಪರ್ಕ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ 50%, 80% ಮತ್ತು 100% ಗಳಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಪ್ಯಾಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ವಿತರಣೆಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ಯಾಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ಯೂನಿಟ್ V ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯ ಯೂನಿಟ್ V/m ಆಗಿದೆ.

ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ಶೀಲ್ಡಿಂಗ್ ಕವರ್ ಇದ್ದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿಕೃತಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಫಲಿತಾಂಶವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶದ ಆಸ್ಪದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವಿತರಣೆಯು ಸಮನಾಗಿ ಮತ್ತು ಸಮಮಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಶೀಲ್ಡಿಂಗ್ ಕವರ್ ಮೇಲೆ ಉತ್ಪನ್ನವಾದ ಅನುಕೂಲ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸ್ತರವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ 60 kV ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

• 50% ಸಂಪರ್ಕ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ಪ್ಯಾಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ವಿತರಣೆ

• 80% ಸಂಪರ್ಕ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ಪ್ಯಾಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ವಿತರಣೆ

•  100% ಸಂಪರ್ಕ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ಪ್ಯಾಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ವಿತರಣೆ

ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ, (a) - (c) ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ಮೇಲೆ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಿದ ಮೂರು ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯ ವಿತರಣೆಯ ರೇಖಾಚಿತ್ರಗಳು.

50% ಸಂಪರ್ಕ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ಶೀಲ್ಡಿಂಗ್ ಕವರ್ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯ ಗರಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯವು 25.4 kV/mm ಆಗಿದೆ. ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯು ಮುಂದಿನ ಎರಡು ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಗ್ರೇಡಿಂಗ್ ಶೀಲ್ಡಿಂಗ್ ಕವರ್ ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಮಾಡಿದೆ, ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯು ಸಮನಾಗಿ ವಿತರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶದ ನಡುವೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿದೆ.

ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ಸಂಪರ್ಕ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ 80% ಮತ್ತು 100% ಗಳಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯ ಗರಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಯಾವುದು 21.2 kV/mm ಮತ್ತು 18.1 kV/mm ಆಗಿವೆ. ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಮಾಡಿದೆ, ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯು ಸಮನಾಗಿ ವಿತರಿಸಲಾಗಿದೆ.

• 50% ಸಂಪರ್ಕ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ರೇಖಾಚಿತ್ರ

• 80% ಸಂಪರ್ಕ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ರೇಖಾಚಿತ್ರ

• 100% ಸಂಪರ್ಕ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ರೇಖಾಚಿತ್ರ

ಚಿತ್ರಗಳಿಂದ ಕಾಣುವುದಾಗಿ, ಬಾಹ್ಯ ಅನುಕೂಲನ ಮಧ್ಯಂತರವು ಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು ಸಮನಾದಂತೆ ಇದ್ದಾಗ, ವ್ಯೂಹ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯ ವಿತರಣೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಮೂಲಕ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶದ ಮುಂದಿನ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರ ಪ್ರದೇಶದ ಮುಂದಿನ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ನಿವಾರಣ ದುರ್ಬಲ ಪ್ರದೇಶಗಳು ನಿವಾರಣ ವಿಘಟನೆಯನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಉತ್ಪನ್ನದ ವಾಸ್ತವಿಕ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯ ಸಂಕೇಂದ್ರಣ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು ಚಲನೀಯ ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶದ ಮುಂದಿನ ಪ್ರದೇ