फीडर संरक्षण

फीडर संरक्षण

परिभाषा

फीडर संरक्षण विद्युत फीडरों को दोषों से सुरक्षित करने का अर्थ है ताकि ग्रिड की बिना रोक-टोक विद्युत आपूर्ति सुनिश्चित रहे। फीडर उपस्टेशन से लोड के अंत तक विद्युत ऊर्जा प्रसारित करते हैं। विद्युत वितरण नेटवर्क में उनकी महत्वपूर्ण भूमिका के कारण, विभिन्न प्रकार के दोषों से फीडरों की संरक्षण की आवश्यकता अत्यधिक महत्वपूर्ण है। फीडर संरक्षण की प्राथमिक आवश्यकताएँ इस प्रकार हैं:

• चयनात्मक ट्रिपिंग: छोटे-सर्किट घटना के दौरान, केवल दोष के सबसे निकट का सर्किट ब्रेकर खुलना चाहिए, जबकि अन्य सभी सर्किट ब्रेकर बंद रहें। यह विद्युत आपूर्ति पर प्रभाव को कम करता है और आउटेज की विस्तृति को कम करता है।

• बैकअप संरक्षण: यदि दोष के सबसे निकट का सर्किट ब्रेकर खुलने में विफल रहता है, तो आसन्न सर्किट ब्रेकर बैकअप संरक्षण के रूप में कार्य करना चाहिए ताकि दोषपूर्ण भाग को अलग किया जा सके। यह लोप विधि पूरे प्रणाली की विश्वसनीयता को सुनिश्चित करती है।

• सर्वोत्तम रिले प्रतिक्रिया: संरक्षण रिलियों का संचालन समय को न्यूनतम किया जाना चाहिए ताकि प्रणाली की स्थिरता बनाए रखी जा सके और स्वस्थ सर्किटों की अनावश्यक ट्रिपिंग से बचा जा सके। दोष संभालन के लिए यह संतुलन आवश्यक है।

समय-स्तरित संरक्षण

समय-स्तरित संरक्षण एक योजना है जो रिलियों के संचालन समय को अनुक्रमिक रूप से सेट करने में शामिल है। यह दृष्टिकोण सुनिश्चित करता है कि जब दोष होता है, तो केवल विद्युत प्रणाली का सबसे छोटा संभव भाग अलग किया जाता है, जिससे पूरी विद्युत आपूर्ति में विघटन को कम किया जाता है। समय-स्तरित संरक्षण के व्यावहारिक अनुप्रयोग नीचे वर्णित हैं।

रेडियल फीडरों का संरक्षण

एक रेडियल विद्युत प्रणाली एकदिशात्मक विद्युत प्रवाह से विशिष्ट है, जो जनरेटर या आपूर्ति स्रोत से लोड के अंत तक चलता है। हालांकि, यह प्रणाली एक महत्वपूर्ण दोष रखती है: दोष के दौरान, लोड अंत में विद्युत आपूर्ति की निरंतरता बनाए रखना चुनौतीपूर्ण हो जाता है।

एक रेडियल प्रणाली में जहाँ अनेक फीडर श्रृंखला में जुड़े होते हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, दोष होने पर प्रणाली के सबसे छोटा संभव भाग को अलग करने का लक्ष्य होता है। समय-स्तरित संरक्षण इस उद्देश्य को प्रभावी रूप से पूरा करता है। ओवर-करंट संरक्षण प्रणाली ऐसे कन्फिगर की जाती है कि जितना रिले जनरेटिंग स्टेशन से दूर होता है, उसका संचालन समय उतना कम होता है। यह पदानुक्रमिक समय-सेटिंग मेकानिज्म सुनिश्चित करता है कि दोष उसके स्रोत के जितना निकट हो सके, उतना निकट ही साफ किया जाता है, जिससे प्रणाली के बाकी भाग पर प्रभाव कम होता है।

जब SS4 पर दोष होता है, तो रिले OC5 पहला कार्य करना चाहिए, अन्य किसी रिले के बजाय। यह अर्थ है कि रिले OC4 का संचालन समय रिले OC3 की तुलना में कम होना चाहिए, और इसी प्रकार आगे। यह स्पष्ट रूप से इन रिलियों के लिए उचित समय-स्तरित की आवश्यकता को दर्शाता है। दो आसन्न सर्किट ब्रेकरों के बीच का न्यूनतम समय अंतर उनके स्वयं के स्पष्टीकरण समय और एक छोटे सुरक्षा मार्जिन के योग से निर्धारित किया जाता है।

सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले सर्किट ब्रेकरों के लिए, ट्यूनिंग के दौरान ब्रेकरों के बीच का न्यूनतम विभेदन समय लगभग 0.4 सेकंड होता है। रिलियों OC1, OC2, OC3, OC4, और OC5 के लिए समय सेटिंग क्रमशः 0.2 सेकंड, 1.5 सेकंड, 1.5 सेकंड, 1.0 सेकंड, 0.5 सेकंड, और तुरंत होती है। समय-स्तरित प्रणाली के अलावा, गंभीर दोषों के लिए संचालन समय को न्यूनतम करना आवश्यक है। यह ट्रिप कोइल के साथ समय-सीमित फ्यूज को समानांतर जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है।

समानांतर फीडरों का संरक्षण

समानांतर फीडर कनेक्शन निरंतर विद्युत आपूर्ति और लोड वितरण सुनिश्चित करने के लिए मुख्य रूप से इस्तेमाल किए जाते हैं। जब संरक्षित फीडर में दोष होता है, तो संरक्षण उपकरण दोषपूर्ण फीडर की पहचान करता है और उसे अलग करता है, जिससे शेष फीडर तुरंत बढ़ी हुई लोड को संभाल सकते हैं।

समानांतर फीडर प्रणाली में रिलियों के लिए सबसे सरल और प्रभावी संरक्षण विधियों में एक विधि भेजने वाले छोर पर विपरीत समय विशेषताओं वाले समय-स्तरित ओवरलोड रिलियों का उपयोग करना, और नीचे दिखाए गए चित्र के अनुसार ग्राहक छोर पर तुरंत विपरीत-शक्ति या दिशात्मक रिलियों का उपयोग करना शामिल है। यह कन्फिगरेशन दोष की तेज और सटीक पहचान और अलगाव की अनुमति देता है, जिससे समानांतर फीडर प्रणाली की समग्र विश्वसनीयता और स्थिरता में वृद्धि होती है।

जब किसी लाइन पर गंभीर दोष F होता है, तो दोष में शक्ति लाइन के भेजने वाले और ग्राहक छोर से दोनों दिशाओं से प्रवाहित होती है। इस परिणामस्वरूप, बिंदु D पर रिले के माध्यम से शक्ति प्रवाह की दिशा उलट जाती है, जिससे रिले खुल जाता है।

फिर अतिरिक्त विद्युत धारा बिंदु B तक सीमित रहेगी, जब तक उसका ओवरलोड रिले सक्रिय नहीं हो जाता और सर्किट ब्रेकर को ट्रिप नहीं कर देता। यह कार्य दोषपूर्ण फीडर को पूरी तरह से अलग करता है, जिससे स्वस्थ फीडर के माध्यम से विद्युत आपूर्ति जारी रह सकती है। हालांकि, यह विधि केवल तब प्रभावी होती है जब दोष इतना गंभीर हो कि बिंदु D पर शक्ति प्रवाह को उलट दे। इसलिए, दोष संरक्षण की विश्वसनीयता को बढ़ाने के लिए लाइन के दोनों छोरों पर ओवरलोड संरक्षण के अलावा अंतर संरक्षण भी शामिल किया जाता है।

रिंग मेन सिस्टम का संरक्षण

रिंग मेन सिस्टम एक इंटरकनेक्शन नेटवर्क है जो एक श्रृंखला में विद्युत स्टेशनों को अनेक मार्गों से जोड़ता है। इस प्रणाली में, शक्ति प्रवाह की दिशा की आवश्यकता अनुसार समायोजित की जा सकती है, विशेष रूप से जब इंटरकनेक्शन उपयोग किए जाते हैं।

इस प्रकार की प्रणाली का मूल स्कीमेटिक नीचे दिखाया गया है, जहाँ G जनरेटिंग स्टेशन को दर्शाता है, और A, B, C, और D सबस्टेशनों को दर्शाते हैं। जनरेटिंग स्टेशन पर, शक्ति एक दिशा में प्रवाहित होती है, इसलिए समय-लाग समय ओवरलोड रिलियों की आवश्यकता नहीं होती। समय-स्तरित ओवरलोड रिलियों को सबस्टेशनों के छोरों पर स्थापित किया जाता है। ये रिलियों केवल तब ट्रिप करेंगे जब ओवरलोड धारा उन सबस्टेशनों से दूर प्रवाहित हो, जिनका संरक्षण किया जा रहा है, जिससे चयनात्मक दोष अलगाव सुनिश्चित होता है और रिंग मेन प्रणाली की स्थिरता बनी रहती है।

जब GABCD की दिशा में रिंग पारित होता है, तो प्रत्येक स्टेशन के दूरी की ओर रिलियों को ग्रेडियंट रूप से घटते समय-लाग समय के साथ कन्फिगर किया जाता है। जनरेटिंग स्टेशन पर, समय-लाग समय 2 सेकंड सेट किया जाता है; स्टेशन A, B, और C पर, सेटिंग क्रमशः 1.5 सेकंड, 1.0 सेकंड, और 0.5 सेकंड होती है, जबकि अगले संबंधित बिंदु पर रिले तुरंत कार्य करता है। इसी तरह, जब रिंग की विपरीत दिशा में गति की जाती है, तो बाहर निकलने वाली ओर के रिलियों को संबंधित समय-लाग पैटर्न के अनुसार सेट किया जाता है।

जब बिंदु F पर दोष होता है, तो शक्ति दो अलग-अलग मार्गों से दोष में प्रवाहित होती है: ABF और DCF। ट्रिगर होने वाले रिलियों उन बिंदुओं पर स्थित होते हैं जो सबस्टेशन B और दोष बिंदु F, और सबस्टेशन C और दोष बिंदु F के बीच स्थित होते हैं। यह कन्फिगरेशन सुनिश्चित करती है कि रिंग मेन प्रणाली के किसी दिए गए खंड पर दोष के लिए केवल उस विशिष्ट खंड पर संबंधित रिलियों का कार्य करना पड़ेगा। इस परिणामस्वरूप, प्रणाली के अप्रभावित भाग बिना किसी विघटन के जारी रह सकते हैं, जिससे पूरी विद्युत वितरण नेटवर्क की अखंडता और विश्वसनीयता बनी रहती है।