फीडर संरक्षण

फीडर संरक्षण

परिभाषा

फीडर संरक्षण विद्युत फीडरों को दोषों से सुरक्षित रखने का संदर्भ है ताकि ग्रिड की अविच्छिन्न विद्युत आपूर्ति सुनिश्चित की जा सके। फीडर उप-स्टेशन से लोड अंत तक विद्युत ऊर्जा प्रसारित करते हैं। विद्युत वितरण नेटवर्क में इनकी महत्वपूर्ण भूमिका के कारण, विभिन्न प्रकार के दोषों से फीडरों की संरक्षण अत्यंत महत्वपूर्ण है। फीडर संरक्षण की प्राथमिक आवश्यकताएँ निम्नलिखित हैं:

• चयनात्मक ट्रिपिंग: एक शॉर्ट-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 विस्तार 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 करने चाहिए ताकि दोषपूर्ण खंड को अलग किया जा सके। यह अतिरिक्तता 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 का अनावश्यक ट्रिपिंग रोका जा सके। यह संतुलन दोष संभालन के लिए आवश्यक है।

समय-स्तरित संरक्षण

समय-स्तरित संरक्षण एक योजना है जिसमें रिलियों के संचालन समय को अनुक्रमिक रूप से सेट किया जाता है। इस दृष्टिकोण से, जब दोष होता है, तो केवल विद्युत प्रणाली का सबसे छोटा संभव भाग अलग किया जाता है, जिससे पूरे विद्युत आपूर्ति पर विस्तार को कम किया जा सकता है। समय-स्तरित संरक्षण के व्यावहारिक अनुप्रयोग नीचे वर्णित हैं।

रेडियल फीडरों का संरक्षण

एक रेडियल विद्युत प्रणाली एक एकांतरित विद्युत प्रवाह के द्वारा विशेषित है, जो जनरेटर या आपूर्ति स्रोत से लोड अंत तक चलता है। हालांकि, इस प्रणाली में एक महत्वपूर्ण दोष है: दोष के दौरान, लोड अंत पर विद्युत आपूर्ति की निरंतरता बनाए रखना चुनौतीपूर्ण होता है।

एक रेडियल प्रणाली में जहाँ अनेक फीडर श्रृंखला में जुड़े होते हैं, चित्र में दिखाए गए अनुसार, दोष होने पर प्रणाली के सबसे छोटे संभव भाग को अलग करना लक्ष्य होता है। समय-स्तरित संरक्षण इस उद्देश्य को प्रभावी रूप से पूरा करता है। ओवर-करंट संरक्षण प्रणाली ऐसे सेट की जाती है कि जितना रिले जनरेटिंग स्टेशन से दूर होता है, उसका संचालन समय उतना ही कम होता है। यह पदानुक्रमिक समय-सेटिंग मेकेनिज्म यह सुनिश्चित करता है कि दोषों को समस्या के स्रोत के जितना निकट संभव हो उतना ही शीघ्र साफ किया जाए, जिससे प्रणाली के बाकी भाग पर प्रभाव कम हो।

जब SS4 पर दोष होता है, तो रिले OC5 पहले संचालित होना चाहिए, अन्य किसी रिले के बजाय। इसका अर्थ है कि रिले OC4 का संचालन समय रिले OC3 की तुलना में कम होना चाहिए, और इसी तरह आगे। यह स्पष्ट रूप से इन रिलियों के लिए ठीक समय-स्तरित की आवश्यकता को दर्शाता है। दो आसन्न सर्किट ब्रेकरों के बीच का न्यूनतम समय अंतर उनके अपने स्वयं के स्वीकृत समयों 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 न्यूनतम विभेदक समय लगभग 0.4 सेकंड होता है। रिलियों OC1, OC2, OC3, OC4, और OC5 के लिए समय सेटिंग 0.2 सेकंड, 1.5 सेकंड, 1.5 सेकंड, 1.0 सेकंड, 0.5 सेकंड, और तत्काल हैं। समय-स्तरित प्रणाली के अतिरिक्त, गंभीर दोषों के लिए संचालन समय को न्यूनतम करना आवश्यक है। यह ट्रिप कोइल के साथ समय-सीमित फ्यूज को समान्तर जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है।

समान्तर फीडरों का संरक्षण

समान्तर फीडर कनेक्शन निरंतर विद्युत आपूर्ति और लोड के वितरण को सुनिश्चित करने के लिए मुख्य रूप से उपयोग किए जाते हैं। जब संरक्षित फीडर पर दोष होता है, तो संरक्षण उपकरण दोषपूर्ण फीडर की पहचान करेगा और अलग करेगा, जिससे शेष फीडर तुरंत बढ़ी हुई लोड को ग्रहण कर सकते हैं।

समान्तर फीडर प्रणाली में रिलियों के लिए सबसे सरल और प्रभावी संरक्षण विधियों में से एक उत्पादन छोर पर विपरीत समय विशेषताओं वाले समय-स्तरित ओवरलोड रिलियों का उपयोग और ग्राहक छोर पर तत्काल विपरीत-पावर या दिशात्मक रिलियों का उपयोग शामिल है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। यह विन्यास तेज और सटीक दोष की पहचान और अलगाव की अनुमति देता है, समान्तर फीडर प्रणाली की समग्र विश्वसनीयता और स्थिरता को बढ़ाता है।

जब किसी एक लाइन पर गंभीर दोष F होता है, तो लाइन के उत्पादन और ग्राहक छोर से दोष में विद्युत प्रवाह होता है। इस परिणामस्वरूप, बिंदु D पर रिले के माध्यम से विद्युत प्रवाह की दिशा उलट जाती है, जिससे रिले खुल जाता है।

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

रिंग मेन प्रणाली का संरक्षण

रिंग मेन प्रणाली एक अंतर्जुड़न नेटवर्क है जो एक श्रृंखला में विद्युत स्टेशनों को अनेक मार्गों से जोड़ता है। इस प्रणाली में, विद्युत प्रवाह की दिशा को जैसे-जैसे आवश्यकता हो उसी तरह से समायोजित किया जा सकता है, विशेष रूप से जब अंतर्जुड़न का उपयोग किया जाता है।

इस प्रकार की प्रणाली का मूल योजना नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, जहाँ G जनरेटिंग स्टेशन को दर्शाता है, और A, B, C, और D उप-स्टेशनों को दर्शाते हैं। जनरेटिंग स्टेशन पर, विद्युत प्रवाह एक दिशा में होता है, इसलिए समय-लाग ओवरलोड रिलियों की आवश्यकता नहीं होती। उप-स्टेशनों के छोरों पर समय-स्तरित ओवरलोड रिलियों का इंस्टॉल किया जाता है। ये रिलियों केवल तब ट्रिप होंगे जब ओवरलोड विद्युत उन उप-स्टेशनों से दूर प्रवाहित होता है जिनका संरक्षण किया जा रहा है, जिससे चयनात्मक दोष अलगाव और रिंग मेन प्रणाली की स्थिरता सुनिश्चित होती है।

जब GABCD की दिशा में रिंग को पार किया जाता है, तो प्रत्येक स्टेशन के दूरी वाले रिलियों को धीरे-धीरे घटते समय-लाग के साथ सेट किया जाता है। जनरेटिंग स्टेशन पर, समय-लाग 2 सेकंड सेट किया जाता है; स्टेशन A, B, और C पर, सेटिंग 1.5 सेकंड, 1.0 सेकंड, और 0.5 सेकंड होती हैं, जबकि अगले संबंधित बिंदु पर रिले तत्काल संचालित होता है। इसी तरह, जब रिंग को विपरीत दिशा में घूमा जाता है, तो निकासी तरफ के रिलियों को संबंधित समय-लाग पैटर्न के अनुसार सेट किया जाता है।

जब बिंदु F पर दोष होता है, तो विद्युत दो अलग-अलग मार्गों से दोष में प्रवाहित होता है: ABF और DCF। उन रिलियों को ट्रिगर किया जाता है जो उप-स्टेशन B और दोष बिंदु F के बीच स्थित होते हैं, और उप-स्टेशन C और दोष बिंदु F के बीच। यह विन्यास सुनिश्चित करता है कि रिंग मेन प्रणाली के किसी दिए गए खंड पर दोष होने पर केवल उस विशिष्ट खंड पर संबंधित रिलियों का संचालन होता है। इस परिणामस्वरूप, प्रणाली के अप्रभावित खंड बिना किसी विच्छेद के कार्य करते रह सकते हैं, जिससे विद्युत वितरण नेटवर्क की समग्र अखंडता और विश्वसनीयता बनी रहती है।