ओवरहेड लाइन्स संरक्षण – दोष और संरक्षण उपकरण
ओवरहेड लाइनों में सामान्य दोष
ओवरहेड लाइनों में दोषों के सबसे प्रचलित कारण निम्न हैं:
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ओवरहेड लाइनों के संरक्षण उपकरण
समय-ग्रेडित ओवरकरंट सुरक्षा उच्च-वोल्टेज (एचवी) ओवरहेड प्रसारण लाइनों के लिए अप्रभावी होती है। इसका कारण अनेक आपस में जुड़े दोष वर्तमान के स्रोत होते हैं, जो दोष वर्तमान सीमाकर्ता द्वारा सीमित हो सकते हैं। एचवी ओवरहेड प्रसारण लाइनों में सुरक्षा योजनाओं की प्रमुख आवश्यकताएँ निम्न हैं:
इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, निम्नलिखित सुरक्षा उपकरण आमतौर पर एचवी ओवरहेड लाइनों में इस्तेमाल किए जाते हैं:
डिफरेंशियल सुरक्षा आमतौर पर छोटी ओवरहेड लाइनों पर लागू की जाती है, जबकि दूरी सुरक्षा लंबी ओवरहेड लाइनों के लिए अधिक उपयुक्त होती है। ओवरहेड लाइनों को छोटा या लंबा के रूप में वर्गीकृत करना लाइन की इंडक्टेंस, प्रतिरोध और क्षमता की तुलना पर आधारित होता है। एक लाइन को तब छोटा माना जाता है जब इसका प्रतिरोध और क्षमता इंडक्टेंस की तुलना में नगण्य होते हैं। यह मूल्यांकन अक्सर ओवरहेड लाइन के π-चित्र का उपयोग करके किया जाता है।
कई कारक लाइन की इंपीडेंस, छोटे-सर्किट स्थितियों में इसकी भौतिक प्रतिक्रिया और लाइन चार्जिंग करंट पर प्रभाव डालते हैं। ये वोल्टेज स्तर, प्रसारण लाइन की भौतिक निर्माण, चालकों का प्रकार और आकार, और चालकों के बीच की दूरी शामिल हैं। इसके अलावा, लाइन टर्मिनलों की संख्या लोड और दोष करंट के प्रवाह पर प्रभाव डालती है, जिसे सुरक्षा प्रणाली को ध्यान में रखना चाहिए। समानांतर लाइनें भी रिलेंग पर प्रभाव डालती हैं, क्योंकि आपसी कपलिंग ग्राउंड करंट को प्रभावित कर सकती है, जिसे सुरक्षा रिले द्वारा मापा जाता है। श्रृंखला कैपेसिटर बैंक या शंट रिएक्टर जैसे टैप ट्रांसफॉर्मर या ऋणात्मक संशोधन उपकरणों की उपस्थिति, सुरक्षा प्रणाली के चयन और सुरक्षा उपकरणों की सेटिंग पर भी प्रभाव डालती है। इस परिणामस्वरूप, ओवरहेड लाइन का विस्तृत अध्ययन उपयुक्त सुरक्षा रिले का निर्धारण करने के लिए आवश्यक है। आमतौर पर, 80-100 किमी तक की लंबाई वाली लाइन को छोटी माना जा सकता है, हालांकि यह वोल्टेज स्तर और नेटवर्क की विशेषताओं पर निर्भर करता है।
लगभग 90% ओवरहेड लाइन दोष अस्थायी स्वभाव के होते हैं। दोषों को निम्न प्रकार से वर्गीकृत किया जा सकता है:
इस तरह के दोषों के लिए, एक-पोल-ट्रिप की आवश्यकता हो सकती है, जो सर्किट ब्रेकर ट्रिप होने के बाद लाइन को तुरंत सेवा में वापस लाने की अनुमति देता है। इस परिणामस्वरूप, एक-पोल-ट्रिप और ऑटो-रिक्लोज स्कीम आमतौर पर ओवरहेड प्रसारण लाइनों (आमतौर पर 220 किलोवोल्ट या उससे अधिक वोल्टेज) से जुड़े सर्किट ब्रेकर में इस्तेमाल की जाती हैं। जब सर्किट ब्रेकर दोष करंट को रोकते हैं, तो फ्लैशओवर आर्क निर्मित होता है, और आयनित हवा विलीन हो जाती है। ऑटो-रिक्लोज आमतौर पर केवल कुछ चक्रों के बाद ही सफल होता है। हालांकि, जब ऊर्जा से युक्त कार्य किया जा रहा हो, तो लाइनों पर काम कर रहे ऑटोमेटिक रिक्लोज उपकरणों को नॉन-रिक्लोज मोड में सेट किया जाना चाहिए। इन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले सर्किट ब्रेकर को विशेष रूप से इन संचालनों को संभालने और निर्धारित ट्रिप आदेश तक पोल अनिर्दिष्टता से रोकने के लिए डिजाइन किया जाना चाहिए।
डिफरेंशियल और फेज तुलना सुरक्षा
डिफरेंशियल सुरक्षा किर्चहॉफ के वर्तमान कानून पर आधारित है। प्रसारण लाइन के संदर्भ में, यह लाइन के एक टर्मिनल से प्रवेश करने वाले वर्तमान और दूसरे टर्मिनल से निकलने वाले वर्तमान की तुलना करके काम करता है। प्रसारण लाइन के दोनों छोर पर लाइन डिफरेंशियल रिले डेटा को फाइबर-ऑप्टिक संचार लिंक के माध्यम से आदान-प्रदान करते हैं। यह लिंक आमतौर पर ऑप्टिकल पावर ग्राउंड वायर (OPGW) केबल का उपयोग करके स्थापित किया जाता है, जो ओवरहेड लाइन के बिजली की चार्ज संरक्षण डिजाइन के लिए भी उपयोग किया जाता है और इसकी संरचना में फाइबर-ऑप्टिक केबल शामिल होती है। चित्र 1 डिफरेंशियल सुरक्षा प्रणाली का आरेख दिखाता है।
चित्र 1 - ओवरहेड लाइन डिफरेंशियल सुरक्षा आरेख
उच्च-वोल्टेज (HV) प्रसारण लाइनों के लिए एक अन्य सुरक्षा रिलेंग प्रणाली, जो डिफरेंशियल सुरक्षा सिद्धांत पर आधारित है और अब लंबी दूरी की लाइनों के लिए भी उपयोग की जाती है, फेज तुलना सुरक्षा है।
यह प्रणाली दोनों छोरों पर वर्तमान के बीच के फेज कोण की तुलना करके काम करती है। बाहरी दोषों के दौरान, लाइन में प्रवेश करने वाला वर्तमान और लाइन से निकलने वाला वर्तमान का सापेक्ष फेज कोण समान रहता है। इस परिणामस्वरूप, दोनों टर्मिनलों पर फेज तुलना रिले में थोड़ा या कोई फेज कोण अंतर नहीं दर्ज होता। इसलिए, सुरक्षा प्रणाली स्थिर रहती है और कोई ट्रिप नहीं होती। इसके विपरीत, आंतरिक दोष के दौरान, वर्तमान दोनों छोरों से लाइन में प्रवेश करता है, जिससे फेज कोण अंतर पैदा होता है जिसे फेज तुलना रिले द्वारा निर्णय किया जा सकता है। इस अंतर की पहचान के बाद, रिले सक्रिय हो जाते हैं और दोष को अलग करने और साफ करने के लिए काम करते हैं।
फेज तुलना स्कीमों में, शुरुआती रिले एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये रिले फेज तुलना प्रक्रिया को जैसे ही दोष स्थिति की पहचान होती है शुरू करते हैं। उनका डिजाइन दोनों आंतरिक और बाहरी दोषों के लिए संचालन को सुनिश्चित करता है, जिससे व्यापक निगरानी मिलती है।
फेज तुलना सुरक्षा के प्रभावी कार्य के लिए, एक विश्वसनीय संचार चैनल अनिवार्य है। आधुनिक अनुप्रयोगों में, ऑप्टिकल ग्राउंड वायर (OPGW) केबलों में एकीकृत फाइबर ऑप्टिक केबल इस संचार लिंक की स्थापना के लिए पसंदीदा विकल्प बन गए हैं।
चित्र 2 तीन-फेज लाइनों के संरक्षण के लिए उपयोग की जाने वाली मर्ज प्राइस वोल्टेज बैलेंस प्रणाली का एकल-लाइन आरेख दिखाता है।
फेज तुलना सुरक्षा और दूरी सुरक्षा
फेज तुलना सुरक्षा
चित्र 2 - फेज तुलना सुरक्षा आरेख
फेज तुलना सुरक्षा में, अनुरूप वर्तमान ट्रांसफॉर्मर (CTs) प्रत्येक फेज में प्रसारण लाइन के दोनों छोरों पर सामान्यतः स्थित
