सीमित पृथ्वी दोष संरक्षण

पृथ्वी दोष: कारण, प्रभाव और सुरक्षात्मक उपाय

जब एक जीवित चालक और पृथ्वी के बीच अनमाना विद्युत संयोजन होता है, तो पृथ्वी दोष होता है। यह आमतौर पर अनुप्रस्थ विघटन के कारण होता है, जो विद्युत घटकों के वृद्धि, यांत्रिक क्षति, या कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों से उत्पन्न हो सकता है। जब पृथ्वी दोष होता है, तो छोटे-सर्किट धाराएँ विद्युत प्रणाली में बहती हैं। ये दोष धाराएँ या तो पृथ्वी के माध्यम से या जुड़े विद्युत उपकरणों के माध्यम से स्रोत तक वापस आती हैं।

पृथ्वी दोष धाराओं की उपस्थिति गंभीर परिणाम हो सकते हैं। वे विद्युत प्रणाली के उपकरणों, जैसे ट्रांसफार्मर, मोटर, और स्विचगियर, को गंभीर नुकसान पहुँचा सकते हैं, जिसमें घटकों का अतिताप, अनुप्रस्थ का पिघलना, और भौतिक विनाश शामिल हो सकता है। इसके अलावा, पृथ्वी दोष विद्युत आपूर्ति की निरंतरता को विघटित करते हैं, जिससे विद्युत की कमी होती है, जो आवासीय, वाणिज्यिक, और औद्योगिक उपभोक्ताओं पर प्रभाव डाल सकती है।

पृथ्वी दोष से संबंधित जोखिमों को कम करने के लिए, सीमित पृथ्वी दोष सुरक्षा योजना लागू की जाती है। इस सुरक्षा योजना के केंद्र में पृथ्वी दोष रिले, एक महत्वपूर्ण घटक, होता है जो विद्युत प्रणाली की सुरक्षा में एक आवश्यक भूमिका निभाता है। जब पृथ्वी दोष पाया जाता है, तो पृथ्वी दोष रिले सर्किट ब्रेकर को ट्रिपिंग कमांड देता है। यह कार्रवाई तेजी से दोषपूर्ण सर्किट के भाग को अलग करती है, जिससे दोष धारा का प्रवाह सीमित होता है और संभावित नुकसान कम होता है।

पृथ्वी दोष रिले को धारा ट्रांसफार्मरों के अवशिष्ट भाग में रणनीतिक रूप से स्थापित किया जाता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है। यह स्थिति रिले को प्रभावी रूप से निगरानी करने और पृथ्वी दोष के संकेतक असामान्य धारा प्रवाहों का पता लगाने में सक्षम बनाती है। विशेष रूप से, यह शक्ति ट्रांसफार्मरों के डेल्टा या अनावृत स्टार वाइंडिंग के लिए आवश्यक सुरक्षा प्रदान करता है, जो इन महत्वपूर्ण घटकों को दोष धाराओं के विनाशक प्रभाव से सुरक्षित रखता है। नीचे दिखाया गया चित्र ट्रांसफार्मर के स्टार या डेल्टा वाइंडिंग के साथ पृथ्वी दोष रिले के विस्तृत कनेक्शनों को दर्शाता है, जो विश्वसनीय दोष निगरानी और सुरक्षा की सटीक व्यवस्था को उजागर करता है।

पृथ्वी दोष सुरक्षा प्रणाली की व्यवस्था और संचालन

धारा ट्रांसफार्मर (CTs) पृथ्वी दोष सुरक्षा प्रणाली में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो निर्दिष्ट सुरक्षा जोन के दोनों ओर रणनीतिक रूप से स्थापित होते हैं। इन CTs के द्वितीयक टर्मिनलों को सुरक्षा रिले के साथ समानांतर रूप से जोड़ा जाता है, जिससे दोष निगरानी के लिए एक महत्वपूर्ण विद्युत पथ बनता है। CTs का आउटपुट विशेष रूप से विद्युत लाइन से बहने वाली शून्य अनुक्रम धारा का प्रतिनिधित्व करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ध्यान दें, बाह्य दोष के दौरान शून्य अनुक्रम धारा अनुपस्थित रहती है, जबकि आंतरिक दोष के दौरान, यह वास्तविक दोष धारा के दोगुने मान तक बढ़ जाती है।

पृथ्वी दोष सुरक्षा प्रणाली का संचालन

विद्युत प्रणाली के स्टार-संयोजित भाग की सुरक्षा एक सीमित पृथ्वी दोष सुरक्षा योजना द्वारा की जाती है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है। यह सुरक्षा योजना निर्दिष्ट सुरक्षा जोन के भीतर पृथ्वी दोषों को निश्चित रूप से पहचानने और प्रतिक्रिया करने के लिए इंजीनियरिंग की गई है, जो शून्य अनुक्रम धारा की विशिष्ट विशेषताओं का उपयोग करके तेजी से और विश्वसनीय दोष अलगाव सुनिश्चित करती है।

पृथ्वी दोष सुरक्षा प्रणाली: संचालन तंत्र और डिजाइन विशेषताएँ

मान लीजिए कि विद्युत नेटवर्क में एक बाह्य दोष, F1, होता है। यह दोष घटना धारा ट्रांसफार्मरों (CTs) के द्वितीयक में I1 और I2 धाराओं को प्रेरित करती है। बाह्य दोषों की विद्युत व्यवस्था और प्रकृति के कारण, I1 और I2 का परिणामी योग शून्य होता है। इसके विपरीत, जब सुरक्षा जोन के भीतर दोष, F2, होता है, तो केवल I2 उपस्थित होता है; I1 प्रभावहीन या नगण्य होता है। यह I2 फिर पृथ्वी दोष रिले के माध्यम से गुजरता है, जिससे इसका संचालन होता है। महत्वपूर्ण रूप से, पृथ्वी दोष रिले को ऐसे डिज़ाइन किया गया है कि यह केवल सुरक्षा जोन के भीतर के आंतरिक दोषों पर प्रतिक्रिया करे, जिससे यह चयनात्मक रूप से विद्युत प्रणाली के दोषपूर्ण भागों को अलग करता है।

पृथ्वी दोष रिले को दोषों को सटीक रूप से पहचानने के लिए उच्च डिग्री की संवेदनशीलता होनी चाहिए। इसे इस प्रकार इंजीनियरिंग किया गया है कि यह विद्युत वाइंडिंग की निर्धारित धारा से कम से कम 15% से अधिक दोष धाराओं को संवेदन कर सके। यह विशिष्ट सेटिंग रिले को विद्युत वाइंडिंग के निर्धारित, सीमित हिस्से की सुरक्षा करने में सक्षम बनाती है, जिसके कारण यह सुरक्षा योजना सीमित पृथ्वी दोष सुरक्षा के रूप में उपयुक्त नामित है।

सुरक्षा प्रणाली की विश्वसनीयता को आगे बढ़ाने के लिए, एक स्थिरीकरण धारा रिले के श्रृंखला में जोड़ी जाती है। यह योगदान एक महत्वपूर्ण कार्य निभाता है: यह चुंबकीय इनरश धाराओं के प्रभाव को प्रभावी रूप से कम करता है। चुंबकीय इनरश धाराएँ, जो प्रणाली की ऊर्जा या अन्य अस्थायी घटनाओं के दौरान हो सकती हैं, रिले के झूठे ट्रिपिंग का कारण बन सकती हैं। इन अवांछित धाराओं को विरोध करके, स्थिरीकरण धारा सुनिश्चित करती है कि पृथ्वी दोष रिले केवल वास्तविक दोष स्थितियों पर प्रतिक्रिया करे, जिससे विद्युत सुरक्षा प्रणाली की समग्र अखंडता और विश्वसनीयता में सुधार होता है।