जनरेटर की अंतर सुरक्षा

जनरेटर डिफ़रेंशियल सुरक्षा

जनरेटर के लिए डिफ़रेंशियल सुरक्षा मुख्य रूप से स्टेटर वाइंडिंग को पृथ्वी दोष और फेज-से-फेज दोष से सुरक्षित करती है। स्टेटर वाइंडिंग दोष गंभीर खतरा प्रदर्शित करते हैं, जो जनरेटर को गंभीर नुकसान पहुंचा सकते हैं। स्टेटर वाइंडिंग की सुरक्षा के लिए, डिफ़रेंशियल सुरक्षा प्रणाली का उपयोग किया जाता है ताकि दोष को सबसे कम समय में साफ़ किया जा सके, इस प्रकार नुकसान की मात्रा को कम किया जा सके।

मर्ज - प्राइज सर्कुलेटिंग करंट सिस्टम

इस सुरक्षा योजना में, सुरक्षित खंड के दोनों सिरों पर धाराओं की तुलना की जाती है। सामान्य संचालन के दौरान, वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के द्वितीयक वाइंडिंग में धाराओं की मात्रा समान होती है। हालांकि, जब कोई दोष होता है, तो एक छोट-सर्किट धारा प्रणाली में प्रवाहित होती है, जिससे धाराओं की मात्रा अलग-अलग हो जाती है। दोष की स्थिति में धारा का यह अंतर रिले के संचालन कुंडले के माध्यम से चैनलिज़ किया जाता है।

जब धारा पूर्वनिर्धारित सीमा से अधिक हो जाती है, तो रिले अपने संपर्कों को बंद कर देता है, जिससे सर्किट ब्रेकर को ट्रिप करने का आदेश दिया जाता है। यह कार्रवाई दोषपूर्ण खंड को प्रणाली के शेष भाग से अलग करती है। ऐसी सुरक्षा प्रणाली को मर्ज-प्राइज सर्कुलेटिंग करंट सिस्टम के रूप में जाना जाता है, जो पृथ्वी दोष और फेज-से-फेज दोष का पता लगाने और उन पर प्रतिक्रिया करने में अत्यंत प्रभावी साबित होती है।

डिफ़रेंशियल सुरक्षा प्रणाली का कनेक्शन

डिफ़रेंशियल सुरक्षा प्रणाली के लिए दो समान वर्तमान ट्रांसफॉर्मर की आवश्यकता होती है, जो सुरक्षित क्षेत्र के दोनों ओर स्थापित होते हैं। इन वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के द्वितीयक टर्मिनलों को ताराकार विन्यास में जोड़ा जाता है, और उनके अंतिम टर्मिनलों को पायलट तारों द्वारा जोड़ा जाता है। इसके साथ ही, रिले कुंडलों को डेल्टा विन्यास में जोड़ा जाता है। वर्तमान ट्रांसफॉर्मर और रिले के न्यूट्रल बिंदुओं को एक सामान्य टर्मिनल से जोड़ा जाता है। यह विशिष्ट वायरिंग व्यवस्था धारा असंतुलन का सटीक पता लगाने और तत्काल दोष की अलगाव को सुनिश्चित करती है।

रिले को तीनों पायलट तारों के समान विभव बिंदुओं के बीच जोड़ा जाता है ताकि प्रत्येक वर्तमान ट्रांसफॉर्मर पर समान भार बना रहे। क्योंकि प्रत्येक पायलट तार के मध्य बिंदु उसका समान विभव बिंदु होता है, रिले को इन तारों के मध्य बिंदु पर विशेष रूप से स्थित किया जाता है।

डिफ़रेंशियल सुरक्षा प्रणाली के लिए ऑप्टिमल फंक्शनिंग के लिए, रिले कुंडलों को मुख्य सर्किट के पास वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के पास रखना बहुत महत्वपूर्ण है। इसे पायलट तारों के साथ श्रृंखला में बैलेंसिंग रेझिस्टर्स डालकर प्राप्त किया जा सकता है, जिससे समान विभव बिंदुओं को मुख्य सर्किट ब्रेकर के पास ले जाया जा सकता है।

डिफ़रेंशियल सुरक्षा प्रणाली का कार्य नियम

मान लीजिए कि नेटवर्क के R फेज पर एक इन्सुलेशन ब्रेकडाउन होता है, जिससे एक दोष पैदा होता है। इसके परिणामस्वरूप, वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के द्वितीयक में धाराओं में असंतुलन पैदा होता है। यह असंतुलन डिफ़रेंशियल धाराओं का निर्माण करता है, जो रिले कुंडले के माध्यम से प्रवाहित होता है। इसके परिणामस्वरूप, रिले सक्रिय हो जाता है और सर्किट ब्रेकर को ट्रिप करने का आदेश देता है, जिससे दोषपूर्ण खंड को प्रणाली के शेष भाग से अलग किया जाता है।

हालांकि, इस सुरक्षा प्रणाली में एक महत्वपूर्ण सीमा है: यह ट्रांसफॉर्मर की चुंबकीय इनरश धारा के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है। इनरश धारा रिले को गलत ढंग से संचालित कर सकती है। इस समस्या को सुलझाने के लिए, एक बायस्ड डिफ़रेंशियल रिले का उपयोग किया जाता है। यह प्रकार का रिले अपने कुंडले के माध्यम से एक निश्चित स्तर की असंतुलित धारा को गुजरने की अनुमति देता है बिना अनावश्यक संचालन को ट्रिगर किए।

इनरश धारा के प्रभाव को आगे कम करने के लिए, डिज़ाइन में एक रेस्ट्रेनिंग कुंडला शामिल किया जाता है। रेस्ट्रेनिंग कुंडला इनरश धारा के प्रभाव को प्रभावी रूप से कम करता है, जिससे रिले चुंबकीय इनरश से गलत ट्रिपिंग से लगातार बचा रहता है। ऐसी कन्फ़िगरेशन वाले रिलियों को बायस्ड डिफ़रेंशियल रिले के रूप में जाना जाता है।

दोष परिदृश्य और रिले का संचालन

जब किसी दो फेजों के बीच, उदाहरण के लिए, Y और B फेजों के बीच एक दोष होता है, तो एक छोट-सर्किट धारा इन दो फेजों के माध्यम से प्रवाहित होती है। यह दोष वर्तमान ट्रांसफॉर्मर (CTs) के माध्यम से प्रवाहित धाराओं की संतुलन को बाधित करता है। इसके परिणामस्वरूप, एक डिफ़रेंशियल धारा रिले के संचालन कुंडले के माध्यम से प्रवाहित होती है, जिससे रिले ट्रिप हो जाता है और अपने संपर्कों को खोल देता है, जिससे दोषपूर्ण खंड को विद्युत प्रणाली से अलग किया जाता है।

डिफ़रेंशियल सुरक्षा प्रणाली की समस्याएं

एक डिफ़रेंशियल सुरक्षा प्रणाली में, आमतौर पर एक न्यूट्रल प्रतिरोध तार का उपयोग पृथ्वी दोष धाराओं के दुष्प्रभाव को कम करने के लिए किया जाता है। हालांकि, जब न्यूट्रल बिंदु के पास एक पृथ्वी दोष होता है, तो एक छोटा विद्युत विभव (emf) एक अपेक्षाकृत छोटी छोट-सर्किट धारा का उत्पादन करता है, जो न्यूट्रल के माध्यम से प्रवाहित होती है। न्यूट्रल ग्राउंडिंग का प्रतिरोध इस धारा को और कम करता है। इस परिणामस्वरूप, केवल एक छोटी धारा रिले तक पहुंचती है। क्योंकि यह छोटी धारा रिले कुंडले को सक्रिय करने के लिए पर्याप्त नहीं होती, दोष अपरिलेखित रह सकता है, जिससे जनरेटर को नुकसान हो सकता है।

संशोधित डिफ़रेंशियल सुरक्षा प्रणाली योजना

उपरोक्त उल्लिखित समस्या को सुलझाने के लिए, एक सुधारित डिफ़रेंशियल सुरक्षा प्रणाली योजना विकसित की गई है। यह संशोधित योजना दो विभिन्न तत्वों को शामिल करती है: एक फेज दोषों के खिलाफ सुरक्षा के लिए और दूसरा पृथ्वी दोषों के खिलाफ सुरक्षा के लिए।

फेज-दोष सुरक्षा तत्वों को ताराकार विन्यास में एक प्रतिरोधक के साथ जोड़ा जाता है। इसके अलावा, पृथ्वी-दोष रिले ताराकार फेज तत्वों और न्यूट्रल बिंदु के बीच स्थित होता है। विशेष रूप से, दो फेज-दोष तत्व, एक संतुलन प्रतिरोधक के साथ, ताराकार विन्यास में जोड़े जाते हैं, और फिर पृथ्वी-दोष रिले ताराकार कनेक्शन और न्यूट्रल पायलट तार के बीच जोड़ा जाता है। यह विन्यास प्रणाली की क्षमता को फेज और पृथ्वी दोषों का सटीक पता लगाने और उन पर प्रतिक्रिया करने में सुधार करता है, जिससे डिफ़रेंशियल सुरक्षा प्रणाली की कुल विश्वसनीयता में सुधार होता है।

ताराकार कनेक्शन सममिति प्रदर्शित करता है, जिससे वर्तमान-परिचलन बिंदु से उत्पन्न होने वाली किसी भी संतुलित ओवरफ्लो धारा पृथ्वी-दोष रिले के माध्यम से नहीं गुजरती। इस प्रकार, इस प्रणाली के भीतर, संवेदनशील पृथ्वी-दोष रिले सामान्य संतुलित धारा की उतार-चढ़ाव के बिना पृथ्वी दोषों का सटीक पता लगाने में स्थिर रूप से संचालित होता है।