रिले सुरक्षा की बुनियादी बातें: प्रसारण लाइन दोषों के प्रकार और मौलिक सुरक्षा योजनाएं

1. विद्युत लाइनों पर दोषों के प्रकार

फेज-से-फेज दोष:

• तीन-फेज शॉर्ट सर्किट

• दो-फेज शॉर्ट सर्किट

ग्राउंड दोष:

• एक-फेज से ग्राउंड दोष

• दो-फेज से ग्राउंड दोष

• तीन-फेज से ग्राउंड दोष

2. रिले सुरक्षा उपकरणों की परिभाषा
जब विद्युत प्रणाली के किसी घटक में असामान्यता या दोष होता है, तो रिले सुरक्षा उपकरण तेजी से और चयनात्मक रूप से दोषपूर्ण या असामान्य घटक को प्रणाली से अलग कर देते हैं, जिससे शेष स्वस्थ उपकरणों का निरंतर सामान्य संचालन सुनिश्चित रहता है।

उदाहरण शामिल हैं: ओवरकरंट सुरक्षा, दूरी सुरक्षा, जीरो-सिक्वेंस सुरक्षा, और उच्च-आवृत्ति सुरक्षा।

• मुख्य सुरक्षा: शॉर्ट-सर्किट दोष के दौरान प्रणाली की स्थिरता और उपकरणों की सुरक्षा के बुनियादी आवश्यकताओं को पूरा करने वाली सुरक्षा। यह पहले कार्य करती है, सर्किट ब्रेकर को ट्रिप करती है और संरक्षित उपकरण या पूरी लाइन पर दोषों को चयनात्मक रूप से साफ़ करती है।

• बैकअप सुरक्षा: यदि मुख्य सुरक्षा या सर्किट ब्रेकर कार्य नहीं करता, तो दोष को हटाने वाली सुरक्षा।

• सहायक सुरक्षा: मुख्य और बैकअप सुरक्षा में सीमाओं को दूर करने के लिए जोड़ी गई सरल सुरक्षा।

3. प्रसारण लाइनों में रिले सुरक्षा की भूमिका
संचालन के दौरान, प्रसारण लाइनें तेज हवा, बर्फ और बर्फ, बिजली की चार्ज, बाह्य क्षति, इन्सुलेशन विफलता, या प्रदूषण फ्लैशओवर के कारण दोषों का सामना कर सकती हैं। ऐसी स्थितियों में, रिले सुरक्षा उपकरण तेजी से और चयनात्मक रूप से कार्य करता है, लाइन सर्किट ब्रेकर (स्विच) को ट्रिप करता है।

यदि दोष अस्थायी है, तो दोष के गायब होने के बाद स्विच सफलतापूर्वक रिक्लोज़ होता है, सुरक्षित विद्युत प्रदान को बहाल करता है। यदि दोष स्थायी है, तो रिक्लोज़ विफल होता है, और दोषपूर्ण लाइन तेजी से अलग की जाती है, स्वस्थ लाइनों को निरंतर विद्युत प्रदान की सुनिश्चितता देता है।

4. ओवरकरंट सुरक्षा उपकरण
ओवरकरंट सुरक्षा उपकरण लाइन दोष के दौरान धारा में महत्वपूर्ण वृद्धि के आधार पर डिजाइन किए जाते हैं। जब दोष धारा सुरक्षा सेटिंग (पिकअप धारा) तक पहुंचती है, तो उपकरण कार्य करना शुरू करता है। जब समय देरी की सेटिंग पूरी होती है, तो लाइन सर्किट ब्रेकर ट्रिप होता है।

सामान्य प्रकार शामिल हैं:

• तात्कालिक ओवरकरंट सुरक्षा: सरल, विश्वसनीय और तेजी से कार्य करने वाली, लेकिन केवल एक हिस्से (आमतौर पर 80-85%) की सुरक्षा करती है।

• समय-देरी वाली ओवरकरंट सुरक्षा: छोटी समय देरी के साथ कार्य करती है, पूरी लाइन की सुरक्षा करती है और अगले डाउनस्ट्रीम लाइन की तात्कालिक सुरक्षा के साथ समन्वित होती है।

• ओवरकरंट सुरक्षा: मैक्सिमम लोड धारा से बचने के लिए सेट की जाती है। यह पूरी लाइन और अगली लाइन की पूरी लंबाई की सुरक्षा करती है, बैकअप सुरक्षा के रूप में कार्य करती है।

• दिशात्मक ओवरकरंट सुरक्षा: ओवरकरंट सुरक्षा में शक्ति दिशा तत्व जोड़ती है। यह केवल तब कार्य करती है जब दोष शक्ति बस से लाइन की ओर बहती हो, विपरीत दिशा के दोष के दौरान गलत कार्य से बचाती है।

5. दूरी सुरक्षा उपकरण
दूरी सुरक्षा दोष बिंदु और सुरक्षा स्थापना बिंदु के बीच की इम्पीडेंस (या दूरी) पर प्रतिक्रिया करती है। यह उत्कृष्ट दिशात्मक विशेषताएं रखती है और उच्च-वोल्टेज रिंग नेटवर्कों पर व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। तीन-चरणीय दूरी सुरक्षा आमतौर पर उपयोग की जाती है:

• जोन I: तात्कालिक कार्य, 80%-85% लाइन लंबाई की सुरक्षा करता है।

• जोन II: पूरी लाइन की सुरक्षा करता है और अगली लाइन (आमतौर पर आसन्न लाइन का जोन I) में विस्तार करता है।

• जोन III: इस लाइन और अगली लाइन की पूरी लंबाई की सुरक्षा करता है, जोन I और II के लिए बैकअप के रूप में कार्य करता है।

6. जीरो-सिक्वेंस धारा सुरक्षा उपकरण
सीधे ग्राउंड न्यूट्रल प्रणालियों (या उच्च-भू-फ़ॉल्ट-करंट प्रणालियों) में, एक-फेज से ग्राउंड दोष एक महत्वपूर्ण जीरो-सिक्वेंस धारा उत्पन्न करता है। इस धारा का उपयोग करने वाले सुरक्षा उपकरण जीरो-सिक्वेंस धारा सुरक्षा उपकरण कहलाते हैं। तीन-चरणीय व्यवस्था आमतौर पर उपयोग की जाती है:

• चरण I: तात्कालिक जीरो-सिक्वेंस धारा सुरक्षा, 70%-80% लाइन लंबाई को कवर करती है।

• चरण II: समय-देरी वाली जीरो-सिक्वेंस धारा सुरक्षा, पूरी लाइन लंबाई और अगली लाइन का एक हिस्सा को कवर करती है।

• चरण III: जीरो-सिक्वेंस ओवरकरंट सुरक्षा, पूरी लाइन और अगली लाइन के लिए बैकअप के रूप में कार्य करती है।

7. उच्च-आवृत्ति सुरक्षा उपकरण
उच्च-आवृत्ति सुरक्षा दोनों छोरों पर धाराओं के दशा कोटा (या शक्ति दिशा) को उच्च-आवृत्ति संकेतों में परिवर्तित करती है, जो उच्च-आवृत्ति चैनल द्वारा विपरीत छोर पर भेजे जाते हैं। प्रणाली दोनों छोरों पर धारा दशा या शक्ति दिशा की तुलना करती है।

यह सुरक्षा केवल सुरक्षित लाइन खंड के अंदर के दोषों पर प्रतिक्रिया करती है और डाउनस्ट्रीम लाइनों के साथ समन्वय की आवश्यकता नहीं होती। यह समय देरी के बिना कार्य करती है, जिससे सुरक्षित लाइन पर किसी भी दोष का तेजी से निराकरण संभव होता है।

कार्य सिद्धांत के आधार पर, उच्च-आवृत्ति सुरक्षा निम्नलिखित में वर्गीकृत है:

• ब्लॉकिंग टाइप (दिशात्मक तुलना): दोनों छोरों पर शक्ति दिशा की तुलना करती है।

• दशा तुलना टाइप: दोनों छोरों पर धारा दशा कोटा की तुलना करती है।

8. स्वचालित रिक्लोज़ उपकरण
स्वचालित रिक्लोज़ उपकरण एक ऐसा उपकरण है जो सर्किट ब्रेकर को ट्रिप होने के बाद ऑटोमैटिक रूप से रिक्लोज़ करता है।

कार्य:

• अस्थायी दोषों के लिए, दोष गायब होने के बाद, उपकरण तेजी से ब्रेकर को रिक्लोज़ करता है, सामान्य विद्युत प्रदान को बहाल करता है।

• स्थायी दोषों के लिए, रिक्लोज़ विफल होता है, ब्रेकर फिर से ट्रिप होता है, और दोषपूर्ण लाइन अलग की जाती है, स्वस्थ लाइनों को निरंतर विद्युत प्रदान की सुनिश्चितता देता है।

9. लाइन दोष रिकॉर्डर
एक उपकरण जो लाइन दोष से पहले और दौरान धारा और वोल्टेज की तरंग रूप को स्वचालित रूप से रिकॉर्ड करता है, साथ ही समय और सर्किट ब्रेकर की संचालन स्थिति को भी रिकॉर्ड करता है।

रिकॉर्ड किए गए तरंग रूपों के विश्लेषण द्वारा, दोष के प्रकार को सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है, और दोष की लगभग स्थिति की गणना की जा सकती है। यह दोष विश्लेषण, दोष निर्धारण और सामान्य विद्युत प्रदान के बहाल करने के लिए महत्वपूर्ण डेटा प्रदान करता है।