HECI GCB जनरेटरहरूको लागि – फास्ट SF₆ सर्किट ब्रेकर
1. परिभाषा र कार्य
1.1 जनरेटर सर्किट ब्रेकरको भूमिका
जनरेटर सर्किट ब्रेकर (GCB) जनरेटर र अपस्टेप ट्रान्सफारमरको बीच एक नियंत्रणयोग्य डिस्कनेक्ट पॉइन्ट हो, जो जनरेटर र शक्ति ग्रिडको बीच एक इन्टरफेसको रुपमा काम गर्छ। यसका मुख्य कार्यहरू जनरेटर-पक्षीय दोषहरूलाई अलग गर्न र जनरेटर सिंक्रोनाइजेशन र ग्रिड कनेक्शन दौरान संचालन नियंत्रण गर्न योग्य बनाउने हुन्छन्। GCB को संचालन सिद्धांत आम सर्किट ब्रेकरबाट बहुधा फरक छैन; तर, जनरेटर दोष विद्युत धारामा उच्च DC घटकको उपस्थितिको कारणले, GCBहरूले दोषलाई तेजी साथ अलग गर्न अत्यंत तेजी साथ संचालन गर्नुपर्छ।
1.2 जनरेटर सर्किट ब्रेकर वाले र बिना जनरेटर सर्किट ब्रेकरको प्रणालीको तुलना
आंकडा 1 जनरेटर सर्किट ब्रेकर बिना जनरेटर दोष विद्युत धारा अवरोधन गर्ने स्थिति देखाउँछ।
आंकडा 2 जनरेटर सर्किट ब्रेकर (GCB) संपन्न जनरेटर दोष विद्युत धारा अवरोधन गर्ने स्थिति देखाउँछ।
उपरोक्त तुलनामा देखाइएको अनुसार, जनरेटर सर्किट ब्रेकर (GCB) स्थापना गर्ने फाइदाहरू निम्नानुसार सारांशित गरिन सकिन्छ:
जनरेटिङ युनिटको सामान्य चालन र बन्द गर्ने दौरान, अक्षम सिप्लाई स्विचिङ आवश्यक छैन—केवल जनरेटर सर्किट ब्रेकरको संचालन गर्नुपर्छ, यसले स्टेशन सेवा विद्युतको विश्वसनीयतालाई बढाउँछ।
जनरेटर (GCBको जनरेटर पक्षमा) अन्तर्निहित दोष घटनामा, केवल जनरेटर सर्किट ब्रेकरलाई ट्रिप गर्नुपर्छ, यसले युनिट दोष दौरान संचालन जटिलतालाई ठूलो हकार घटाउँछ।
यसले मुख्य ट्रान्सफारमर र उच्च वोल्टेज स्टेशन सेवा ट्रान्सफारमरको लागि बेहतर सुरक्षा प्रदान गर्छ। यदि यी ट्रान्सफारमरहरूको अन्तर्निहित दोष घट्यो भने, जनरेटरले दोष विद्युत धारा फिल्ड धोकाको अवसान देखि फिर्ता दिन्छ—यदि मुख्य ट्रान्सफारमरको उच्च वोल्टेज पक्षको सर्किट ब्रेकर रक्षात्मक रिलेइंग द्वारा खोलिएको छ। GCB स्थापना गरिएको अवस्थामा, जनरेटरलाई तेजी साथ अलग गर्न सकिन्छ, यसले मुख्य ट्रान्सफारमरको न्यूनतम क्षति घटाउँछ—यो ठूलो जनरेटिङ युनिटको लागि एक महत्वपूर्ण फाइदा हुन्छ।
एक अतिरिक्त महत्वपूर्ण फाइदा उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकरको गैर-साथै (पोल-डिसअग्रीमेन्ट) संचालनले जनरेटरलाई हुने क्षतिलाई कमी वा निरसन गर्ने हो। जनरेटर-ट्रान्सफारमर युनिट कनेक्शनमा, उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकर उच्च रेटेड वोल्टेजमा संचालन गर्छ, र ओपन-टाइप स्विचगियरमा, बडा फेझ-टु-फेझ दूरी यसलाई यान्त्रिक तीन-पोल इन्टरलकिङ गर्न रोक्छ। त्यसैले, सामान्य स्विचिङ दौरान पनि गैर-साथै संचालन घट्न सक्छ। यी स्थितिले जनरेटर स्टेटरमा नकारात्मक-क्रम विद्युत धारा उत्पन्न गर्छ, र रोटरमा नकारात्मक-क्रम चुम्बकीय क्षेत्रको लागि अत्यंत सीमित टोलरेन्स छ—यसले गम्भीर रोटर नुकसान ल्याउन सक्छ। तर, आधुनिक GCBहरू तीन-पोल यान्त्रिक इन्टरलकिङ सहित डिजाइन र निर्माण गरिएका छन्, यसले गैर-साथै संचालनलाई प्रभावी रूपमा रोक्छ।
GCBको जनरेटर पक्षमा घटिएको दोषहरूको लागि, केवल जनरेटर सर्किट ब्रेकरलाई ट्रिप गर्नुपर्छ—मुख्य ट्रान्सफारमरको उच्च वोल्टेज पक्षको ब्रेकर खोल्नुपर्दैन—यसले समग्र ग्रिड संरचनामा न्यूनतम प्रभाव र व्यवस्थाको स्थिरतामा लाभ दिन्छ।
शक्ति संयन्त्रको लेआउट साधारण र आर्थिक बन्छ, इन्स्टालेशन, टेस्टिङ समय र खर्चहरू घटाउँछ। स्टेशन सेवा ट्रान्सफारमर र यसको साथी मध्यम र उच्च वोल्टेज स्विचगियर लिक्विड गर्न सकिन्छ। GCB संचालनको साथ, औसत संयन्त्र उपलब्धता 0.3%–0.6% बढ्छ, र उच्च जनरेटर उपलब्धता त्यसपछि ऊर्जा राजस्वमा सीधा वृद्धि ल्याउँछ।
2. संरचना र कार्य
2.1 समग्र संरचना
सर्किट ब्रेकर प्रणाली अन्ततः निम्न घटकहरू र उपकरणहरू सामान्य सपोर्ट फ्रेममा स्थापित छन्। ऑर्डर विवरणानुसार, निकालिएका घटकहरूमा केही शामिल छैन सक्छ।
HEC/HECI-प्रकारको स्विचगियरको मानक डिजाइन यी घटकहरू सहित छ:
SF₆ सर्किट ब्रेकर
डिसकनेक्टर (इसोलेटिङ स्विच)
ग्राउन्डिङ (ग्राउन्डिङ) स्विच
कैपसिटर
विद्युत धारा ट्रान्सफारमर (CTs)
वोल्टेज ट्रान्सफारमर (VTs)
सर्ज आरेस्टर, शोर्टिङ लिङ्क, र स्टार्ट-अप स्विच (स्टैटिक फ्रिक्वेन्सी कन्वर्टर, SFC) विकल्पीय आइटमहरू उपलब्ध छन्।
1 – सर्किट ब्रेकर 2 – डिसकनेक्टर (इसोलेटिङ स्विच) 3a – ग्राउन्डिङ स्विच 3b – ग्राउन्डिङ स्विच 4 – शोर्टिङ लिङ्क 5 – स्टार्ट-अप स्विच (SFC) 6 – कैपसिटर
7 – विद्युत धारा ट्रान्सफारमर 8 – वोल्टेज ट्रान्सफारमर 9 – सर्ज आरेस्टर 10 – एन्क्लोजर
सर्किट ब्रेकरमा SF₆ गैसले आर्क-क्वेन्चिंग मध्यमको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। मुख्य संपर्क र आर्किङ संपर्कहरू अलग गरिएका छन्। संपर्कहरूलाई स्प्रिंग-ऑपरेटेड मेकेनिज्मद्वारा संचालित गरिन्छ। सर्किट ब्रेकरको तीन धुरीहरूलाई यान्त्रिक रूपमा इन्टरलिंक्ड गरिएका छन्।
१ – फ्लेक्सिबल कनेक्शन २ – डिसकनेक्टर (इसोलेटिंग स्विच) ३ – आर्क एक्सटिंगुशिंग चेम्बर ४ – इन्सुलेशन ५ – एन्क्लोजर ६ – अर्थिंग (ग्राउंडिंग) स्विच ७ – इसोलेटेड-फेज बसबार कनेक्शन
८ – करंट ट्रान्सफार्मर
GCB एन्क्लोजरको अन्दरी अन्दरको घटकहरू तलको चित्रमा देखाइएका छन्।
२.२ घटकहरूको रचना र फंक्शन
१) ऑपरेटिंग मेकेनिज्म
HECI5-ट्यप GCB स्विच AHMA ४ ऑपरेटिंग मेकेनिज्म प्रयोग गर्छ। यस ऑपरेटिंग मेकेनिज्मको शारीरिक फोटो यस प्रकार छ:
१ – कंबाइन्ड मोटर (ऑइल पम्प मोटर) २ – कंट्रोल भाल्व असिस्टेन्ट संपर्क ३ – असिस्टेन्ट संपर्क
① ऑपरेटिंग माड्यूल:
यो माड्यूलले एक स्थिर दबाव अन्तर संरचना अपनाउँछ, जहाँ उच्च दबावको ऑइल लगातार पिस्टन रोडको उपरी छोरमा कार्य गर्छ। खुल्ने र बन्द गर्ने गतिहरूलाई अनुरूप थ्रोटल स्क्रूहरूद्वारा अलग रूपमा चढाउन सकिन्छ।
② ऊर्जा स्टोरेज माड्यूल:
हाइड्रोलिक ऑइलको कारणले, अक्क्युमुलेटर पिस्टनले डिस्क स्प्रिंगहरूलाई संपीडित गर्छ र ऊर्जा स्टोरेज पिस्टन सिलिंडरमा लामो समयसम्म हाइड्रोलिक ऊर्जा संचित गर्छ, जसले खुल्ने र बन्द गर्ने कार्यहरूको लागि आवश्यक ऊर्जा रिजर्भ उपलब्ध गराउँछ।
③ कंट्रोल माड्यूल:
मुख्य कंट्रोल रूमबाट आएका इलेक्ट्रिकल कमान्ड सिग्नलहरूले ओपन/क्लोज सोलेनोइड भाल्वहरूलाई सक्रिय गर्छ, जसले डायरेक्शनल कंट्रोल भाल्वलाई शिफ्ट गर्छ र यसले सर्किट ब्रेकरको खुल्ने वा बन्द गर्ने कार्य गर्छ।
④ अडाप्टर (लिंकेज) माड्यूल:
पिस्टन रोडको चलनमा, एउटा कनेक्टिंग क्रैंक आर्मले असिस्टेन्ट स्विचलाई घुमाउँछ, जसले खुल्ने/बन्द गर्ने स्थिति सिग्नलहरूलाई स्विच गर्छ।
⑤ हाइड्रोलिक पम्प माड्यूल:
एक इलेक्ट्रिक मोटरले हाइड्रोलिक पम्पलाई चलाउँछ र यसले ऑइललाई अक्क्युमुलेटरमा इन्जेक्ट गर्छ, जसले इलेक्ट्रिक ऊर्जालाई हाइड्रोलिक ऊर्जामा रूपान्तरित गर्छ।
⑥ मोनिटरिंग माड्यूल:
डिस्क स्प्रिंगहरूको संपीडनले लिमिट स्विचमा एक कैमलाई चलाउँछ, जसले घुमाउँदा माइक्रोस्विचको संपर्कहरूलाई खुल्ने वा बन्द गर्छ। यसले मुख्य कंट्रोल रूमको लागि अलार्म सिग्नलहरू र स्वचालित इन्टरलकिंग फंक्शनहरू प्रदान गर्छ। (जब दबाव निर्धारित मानभन्दा बढ्दा जाने छ, तब दबाव रिलीफ भाल्व स्वचालित रूपमा खुल्छ र ओवरप्रेशर प्रोटेक्शन प्रदान गर्छ।)
२) सर्किट ब्रेकर
सर्किट ब्रेकर GCBको मुख्य घटक हो। यसको संरचना र सिद्धान्त साधारण छ, र यसको कार्यात्मक चित्र तल देखाइएको छ:
S1 – स्प्रिंग लिमिट स्विच S0 – असिस्टेन्ट स्विच SA – स्थिति इंडिकेटर Y1 – क्लोजिंग कोइल Y2, Y3 – ओपनिंग कोइल १ र २ M0 – ऊर्जा स्टोरेज मोटर R10 – हीटर DI – घनत्व इंडिकेटर
F6 – घनत्व मोनिटर
३) SF₆ गैस सिस्टम
GCBमा SF₆ गैस केवल सर्किट ब्रेकर, घनत्व रिले, घनत्व मापक, र इन्टरकनेक्टिंग गैस पाइपिंगमा मात्र उपस्थित छ।
घनत्व मोनिटर एक तापमान-कम्पेन्सेटेड दबाव मोनिटरिंग उपकरण हो, जसले तीन धुरी (तीन-फेज) सर्किट ब्रेकरमा SF₆ गैसको घनत्वलाई मोनिटर गर्छ। गैसको दबाव लगातार दबाव मापकद्वारा देख्न सकिन्छ। जब दबाव निर्धारित थ्रेसहोल्डभन्दा निम्न जाने छ, तब घनत्व मोनिटरले "गैस रीप्लेनिश" सिग्नल पठाउँछ। यदि SF₆ दबाव लगातार घट्ने छ, तब दुई स्वतन्त्र माइक्रोस्विचहरू इन्टरलक्सको लागि सक्रिय हुन्छन् जसले कुनै पनि स्विचिङ गतिविधिलाई रोक्दछ—सर्किट ब्रेकर मासिक र इलेक्ट्रिकल रूपमा लकआउट हुन्छ।
घनत्व मोनिटरको सेट पॉइंथरहरू अनुसार नियन्त्रण चित्रहरू र SF₆ गैसको घनत्व विशेषता वक्रहरूमा निर्धारित गरिएका छन्।
नियन्त्रण केबिनेटको नियन्त्रण पनेल प्राथमिक रूपमा चार भागहरू गर्छ:
इन्टरलक स्विच
अपरेशन काउंटर
अपरेशन र अलार्म इंडिकेटर
स्थानीय अपरेशन मोड बटनहरू
४) नियंत्रण केन्द्र
सर्किट ब्रेकरको संचालन मेकानिजमका सबै फंक्सनहरू नियंत्रण केन्द्रमा समाविष्ट छन्। अन्तिम रूपरेखा र कार्यात्मक व्यवस्थालाई संबंधित नियंत्रण चित्रांशमा विस्तार साथ विवरणित गरिएको छ। निम्नलिखित नियंत्रण घटकहरू सबै नियंत्रण केन्द्रमा स्थापित छन्:
S2 – स्थानीय/दूरी चयन स्विच: संचालन ढाँचा S2 स्विच द्वारा चयन गरिन्छ।
दूरी स्थितिमा, आदेशहरू मुख्य नियंत्रण कक्षबाट मात्र ही प्रदान गरिन्छ।
स्थानीय स्थितिमा, आदेशहरू सर्किट ब्रेकरको नियंत्रण केन्द्रबाट मात्र ही आरम्भ गरिन्छ।
स्थानीय स्थितिमा, चयन स्विच S2को कुनी बाहिर निकाल्न सकिँदैन। यो सल्ने नियंत्रण कक्षमा राख्न सिफारिस गरिन्छ।
S11/S12 – सर्किट ब्रेकर संचालनका लागि प्रकाशित पुश-बटन स्विचहरू।
५) दबाव राहत (विस्फोट सुरक्षा) प्रणाली
फट्ने डिस्क: आन्तरिक आर्क दोष (दीर्घ समयसम्म छोटो सर्किट धारा द्वारा) घटित भएको अवस्थामा, यदि एन्क्लोजर भित्रको ग्यास दबाव सक्रियण थ्रेसह्लाई पुग्छ भने, फट्ने डिस्क फट्दछ र अतिरिक्त दबाव तुरुन्तै रिलीज गर्दछ। यो तीव्र वेन्टिङ एक्सेस दबावित SF₆ ग्यासलाई सुरक्षित रूपमा छोड्दै विनाशकारी एन्क्लोजर विफलता रोक्दछ।
