मध्य वोल्टेज स्विचगियर
3 किलोवोल्ट से 36 किलोवोल्ट तक स्विचगियर प्रणाली को मध्य वोल्टेज स्विचगियर या MV स्विचगियर के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। ये स्विचगियर कई प्रकार के हो सकते हैं। ये धातु से घिरा आंतरिक प्रकार का स्विचगियर, धातु से घिरा बाहरी प्रकार का स्विचगियर, धातु के बिना बाहरी प्रकार का स्विचगियर आदि हो सकते हैं। इस स्विचगियर का अवरोधन माध्यम विद्युत तेल, SF6 गैस या वैक्यूम हो सकता है। शक्ति नेटवर्क की मुख्य आवश्यकता दोषी स्थिति के दौरान विद्युत धारा को अवरोधित करना है, चाहे MV स्विचगियर प्रणाली में किसी भी प्रकार का CB (सर्किट ब्रेकर) का उपयोग किया जाए। हालांकि, यह अन्य स्थितियों में भी काम करने में सक्षम हो सकता है।
मध्य वोल्टेज स्विचगियर, निम्नलिखित कार्यों को करने में सक्षम होना चाहिए,
सामान्य ON/OFF स्विचिंग संचालन।
शॉर्ट सर्किट धारा अवरोधन।
क्षमतात्मक धाराओं का स्विचिंग।
उत्तेजक धाराओं का स्विचिंग।
कुछ विशेष अनुप्रयोग।
उपरोक्त सभी उल्लिखित कार्यों को उच्च स्तर की सुरक्षा और विश्वसनीयता के साथ किया जाना चाहिए।
शॉर्ट सर्किट धारा अवरोधन
सर्किट ब्रेकर डिज़ाइन का मुख्य ध्यान यह है कि सभी सर्किट ब्रेकर उच्च डिग्री की विश्वसनीयता और सुरक्षा के साथ शॉर्ट सर्किट धारा को अवरोधित करने में सक्षम हों। एक सर्किट ब्रेकर के कुल जीवनकाल में होने वाले दोषी ट्रिपिंग की संख्या मुख्य रूप से प्रणाली की स्थिति, प्रणाली की गुणवत्ता और पर्यावरणीय स्थितियों पर निर्भर करती है। यदि ट्रिपिंग की संख्या बहुत अधिक है, तो सबसे अच्छा विकल्प वैक्यूम सर्किट ब्रेकर है, क्योंकि यह 25 KA तक की शॉर्ट सर्किट धारा के साथ 100 दोषी ट्रिपिंग तक किसी भी रखरखाव की आवश्यकता नहीं हो सकता। जबकि, अन्य सर्किट ब्रेकर 15 से 20 दोषी ट्रिपिंग के बाद उसी शॉर्ट सर्किट धारा के साथ रखरखाव की आवश्यकता होती है। ग्रामीण क्षेत्रों में स्थित सबस्टेशन आमतौर पर बाहरी प्रकार के होते हैं, और उनमें से अधिकांश अनुपेक्षित प्रकार के होते हैं। इसलिए, इस प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए रखरखाव मुक्त बाहरी प्रकार का, मध्य वोल्टेज स्विचगियर सबसे उपयुक्त है। पोर्सेलेन की लिपटी वाला वैक्यूम सर्किट ब्रेकर पारंपरिक आंतरिक कियोस्क के विरुद्ध इस मांग को पूरा करता है।
क्षमतात्मक धारा का स्विचिंग
मध्य वोल्टेज शक्ति प्रणाली में क्षमता बैंक का उपयोग प्रणाली के शक्ति गुणांक को सुधारने के लिए किया जाता है। अनलोड केबल और अनलोड ओवरहेड लाइनों में भी क्षमतात्मक चार्जिंग धारा होती है। क्षमता बैंक और अनलोड शक्ति लाइनों को पुनर्आयनित किए बिना सुरक्षित रूप से प्रणाली से अलग किया जाना चाहिए। संपर्क अंतराल में पुनर्आयनन प्रणाली में अतिरिक्त वोल्टेज का कारण बनता है। वैक्यूम सर्किट ब्रेकर इस मांग को पूरा करता है।
एक क्षमता बैंक को स्विच करते समय, उच्च दर से बढ़ती धारा CB के संपर्कों के माध्यम से प्रवाहित होगी। तरल शीतलन माध्यम और ट्यूलिप संपर्कों वाले सर्किट ब्रेकर में संपर्क पिन की विलंबित हो सकती है। वैक्यूम मध्य वोल्टेज स्विचगियर इस उद्देश्य के लिए सबसे परफेक्ट विकल्प है, क्योंकि वैक्यूम सर्किट ब्रेकर में छोटे प्रारंभिक आर्किंग समय के दौरान निम्न विद्युत आर्किंग होती है।
उत्तेजक धारा का स्विचिंग
पुराने VCB का धारा चोपिंग स्तर 20 A था, जब ये ब्रेकर ट्रांसफार्मर को स्विच करने के लिए उपयोग किए जाते थे, तो विशेष सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस की आवश्यकता होती थी। आधुनिक VCB का बहुत कम चोपिंग धारा है, जो लगभग 2 - 4A है। इसलिए आधुनिक वैक्यूम मध्य वोल्टेज स्विचगियर एक अनलोड ट्रांसफार्मर को स्विच करने के लिए बहुत उपयुक्त है। चूंकि आधुनिक VCB बहुत कम स्तर पर धारा को चोप करता है, इसलिए अतिरिक्त सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस की आवश्यकता नहीं होती। इसलिए VCB बहुत कम उत्तेजक लोड स्विचिंग के लिए उपयुक्त है। लेकिन जब प्रणाली में उत्तेजक धारा कम होती है लेकिन बहुत कम नहीं, तो VCB सबसे अच्छा विकल्प है।
मध्य वोल्टेज स्विचगियर का विशेष अनुप्रयोग
आर्क फर्नेस
एक विद्युत आर्क फर्नेस को अक्सर OFF और ON किया जाना होता है। स्विच की जाने वाली धारा फर्नेस की निर्धारित धारा से 0 से 8 गुना हो सकती है। एक विद्युत आर्क फर्नेस को इसकी सामान्य निर्धारित धारा 2000A तक प्रतिदिन लगभग 100 बार ON और OFF किया जाना होता है। एक सामान्य, SF6 सर्किट ब्रेकर, हवा सर्किट ब्रेकर और तेल सर्किट ब्रेकर इस अक्सर संचालन के लिए समग्र रूप से आर्थिक नहीं हैं। मानक वैक्यूम सर्किट ब्रेकर इस अक्सर उच्च धारा सर्किट ब्रेकर संचालन के लिए सबसे उपयुक्त विकल्प है।
रेलवे ट्रैक्शन
मध्य वोल्टेज स्विचगियर का एक और अनुप्रयोग एक फेज रेलवे ट्रैक प्रणाली है। रेलवे ट्रैक्शन प्रणाली से संबंधित सर्किट ब्रेकर का मुख्य कार्य ओवरहेड कैटेनरी प्रणाली में शॉर्ट सर्किट को अवरोधित करना है, जो अक्सर होता है और यह अस्थायी होता है। इसलिए, इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाने वाले सर्किट ब्रेकर को छोटे संपर्क अंतराल के लिए छोटा ब्रेकिंग समय, छोटा आर्किंग समय, तेज ब्रेकिंग, और VCB सबसे अच्छा संभव समाधान होना चाहिए। एक फेज सर्किट ब्रेकर में आर्किंग ऊर्जा तीन फेज सर्किट ब्रेकर से बहुत अधिक होती है। फिर भी, वैक्यूम सर्किट ब्रेकर में यह पारंपरिक सर्किट ब्रेकर की तुलना में बहुत कम होती है। ओवरहेड कैटेनरी प्रणाली में होने वाले शॉर्ट सर्किटों की संख्या विद्युत प्रसारण प्रणाली पर होने वाले शॉर्ट सर्किटों की संख्या से बहुत अधिक होती है। मध्य वोल्टेज स्विचगियर और वैक्यूम सर्किट ब्रेकर ट्रैक्शन अनुप्रयोग के लिए सबसे उपयुक्त है। हम निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि, उन मध्य वोल्टेज प्रणालियों में जहां ट्रिपिंग दर बहुत अधिक होती है, MV वैक्यूम स्विचगियर सबसे उपयुक्त समाधान है।
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