110kV ट्रांसफार्मर शून्य-अनुक्रमणिका संरक्षण: मुद्दे और सुधार कार्यवाही

110 किलोवोल्ट ट्रांसफॉर्मरों के जीरो-सीक्वेंस संरक्षण से सम्बन्धित समस्याएँ

एक प्रभावी रूप से ग्राउंड किए गए प्रणाली में, ट्रांसफॉर्मर का न्यूट्रल-से-ग्राउंड विस्थापन वोल्टेज एक निश्चित स्तर तक सीमित होता है, और न्यूट्रल-पॉइंट गैप संरक्षण संचालित नहीं होता। गैप संरक्षण लगाने का उद्देश्य अप्रभावी रूप से ग्राउंड किए गए प्रणालियों में ऊँचे जीरो-सीक्वेंस वोल्टेज के कारण ट्रांसफॉर्मर के इन्सुलेशन को नुकसान से बचाना होता है। गैप केवल तब संचालित होता है जब एक-प्रकार ग्राउंड फ़ॉल्ट होता है, सभी सीधे ग्राउंड किए गए न्यूट्रल-पॉइंट ट्रांसफॉर्मर ट्रिप हो जाते हैं, और ऊर्जा से भरे अग्राउंड न्यूट्रल-पॉइंट ट्रांसफॉर्मर फ़ॉल्ट वाले ग्रिड से जुड़े रहते हैं। इस मामले में, गैप निकास करता है ताकि न्यूट्रल-से-ग्राउंड वोल्टेज को कम किया जा सके और इन्सुलेशन को नुकसान से बचा जा सके। 

हालाँकि, गैप ब्रेकडाउन ट्रंकन तरंगों का उत्पादन करता है, जो ट्रांसफॉर्मर के टर्न-से-टर्न इन्सुलेशन के लिए हानिकारक होते हैं। इसलिए, जब एक-प्रकार ग्राउंड फ़ॉल्ट के कारण जीरो-सीक्वेंस वोल्टेज बढ़ता है, तो जीरो-सीक्वेंस ओवरवोल्टेज संरक्षण—गैप करंट संरक्षण के बजाय—ट्रांसफॉर्मर को ट्रिप करना अधिक उपयुक्त होता है। विपरीत, गैप करंट संरक्षण में एक डिग्री यादृच्छिकता शामिल होती है और विभिन्न कारणों से संचालित नहीं हो सकता। इस संदर्भ में, ट्रांसफॉर्मर न्यूट्रल-पॉइंट इन्सुलेशन की संरक्षण के लिए, जीरो-सीक्वेंस ओवरवोल्टेज संरक्षण गैप करंट संरक्षण से अधिक महत्वपूर्ण है। 

आमतौर पर, जीरो-सीक्वेंस ओवरवोल्टेज संरक्षण और गैप करंट संरक्षण को एक संपूर्ण न्यूट्रल-पॉइंट इन्सुलेशन संरक्षण योजना बनाने के लिए एक साथ उपयोग किया जाता है। इसलिए, केवल गैप करंट संरक्षण लगाना जबकि जीरो-सीक्वेंस ओवरवोल्टेज संरक्षण नहीं लगाया जाता है, अपर्याप्त होता है—विशेष रूप से अविरत गैप ब्रेकडाउन के दौरान, जहाँ निकास करंट नहीं बनाया जा सकता, गैप करंट संरक्षण अप्रभावी हो जाता है।

वर्तमान में आयात किए गए अधिकांश 110 किलोवोल्ट उपस्टेशन केवल न्यूट्रल-पॉइंट रॉड गैप के साथ सुसज्जित हैं, लेकिन तुल्य संरक्षण रिलेइंग की कमी है। यह व्यवस्था अनुकूल नहीं है। जब ग्रिड का जीरो-सीक्वेंस वोल्टेज रेटेड फेज वोल्टेज के निकट बढ़ता है, तो सभी अग्राउंड-न्यूट्रल ट्रांसफॉर्मर एक साथ जीरो-सीक्वेंस ओवरवोल्टेज का अनुभव करते हैं। अगर गैप ओवरकरंट संरक्षण के बिना एक टर्मिनल ट्रांसफॉर्मर का न्यूट्रल-पॉइंट गैप निकास पहले से ही हो जाता है—और निकास नहीं बनाया जा सकता—तो ऊर्जा से भरा अग्राउंड-न्यूट्रल ट्रांसफॉर्मर फ़ॉल्ट वाले ग्रिड से जुड़ा रहता है। 

इसलिए, न्यूट्रल-पॉइंट गैप संरक्षण और जीरो-सीक्वेंस ओवरवोल्टेज संरक्षण नहीं लगाया गया हो, तो टर्मिनल ट्रांसफॉर्मरों के लिए, जिनकी निचली वोल्टेज पक्षों पर बिजली स्रोत नहीं है, न्यूट्रल-पॉइंट रॉड गैप को हटा देना चाहिए या इसकी दूरी उद्देश्यपूर्ण रूप से बढ़ा देनी चाहिए ताकि पहले से ही निकास न हो।

आंतरिक ब्रिज संयोजन वाले उपस्टेशनों के लिए, न्यूट्रल-ग्राउंड ट्रांसफॉर्मर के जीरो-सीक्वेंस करंट संरक्षण के पहले समय सेटिंग का उपयोग ब्रेकर 900 और 100 बस टाइ को ट्रिप करने के लिए करना उत्तम नहीं है। जब निचली वोल्टेज पक्ष एक साथ संचालित होते हैं, तो ब्रेकर 900 को ट्रिप करने से एक बस खंड की अनावश्यक हानि होती है। तब भी, अग्राउंड ट्रांसफॉर्मर का निचली वोल्टेज पक्ष ब्रेकर बंद रहता है। 

जीरो-सीक्वेंस ओवरवोल्टेज संरक्षण की कमी में, अगर एक अस्थायी निचली वोल्टेज पक्ष बिजली स्रोत (उदाहरण के लिए, 10 किलोवोल्ट बिजली स्थानांतरण के कारण) मौजूद है, तो अग्राउंड ट्रांसफॉर्मर ओवरवोल्टेज के जोखिम में होता है। इसलिए, जब 110 किलोवोल्ट पक्ष पर तीन-प्रकार वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर (VTs) लगाए गए हों, तो जीरो-सीक्वेंस ओवरवोल्टेज संरक्षण जोड़ना एक सरल और प्रभावी सुरक्षा उपाय है।

ट्रांसफॉर्मर न्यूट्रल ग्राउंडिंग विधियों का नियंत्रण और जीरो-सीक्वेंस संरक्षण के लिए सुधार उपाय

पहले, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि 110 किलोवोल्ट प्रणाली प्रभावी रूप से ग्राउंड किए गए प्रणाली के रूप में संचालित हो। गलत संचालन को रोकना सबसे मूलभूत दृष्टिकोण है—110 किलोवोल्ट स्रोत-अंत ट्रांसफॉर्मर के न्यूट्रल-पॉइंट को प्रभावी रूप से ग्राउंड करना सुनिश्चित करना। यदि संरक्षण समन्वय सेटिंग द्वारा अनुमति दी गई हो, तो दो समान्तर स्रोत-पक्ष ट्रांसफॉर्मर दोनों न्यूट्रल-पॉइंट को ग्राउंड किया जा सकता है।

अगर एक बिजली स्रोत ट्रांसफॉर्मर अपने ग्राउंड न्यूट्रल-पॉइंट को खो देता है, तो प्रणाली अप्रभावी रूप से ग्राउंड किए गए हो सकती है। इसलिए, डिजाइन चरण के दौरान, स्रोत-अंत ट्रांसफॉर्मर या ऐसे ट्रांसफॉर्मर जो भविष्य में बिजली स्रोत दे सकते हैं, को पूर्ण न्यूट्रल-पॉइंट गैप संरक्षण, जिसमें न्यूट्रल-पॉइंट जीरो-सीक्वेंस ओवरकरंट संरक्षण, न्यूट्रल-पॉइंट गैप करंट संरक्षण, और बसबार पर ओपन-डेल्टा जीरो-सीक्वेंस वोल्टेज संरक्षण शामिल हो, से सुसज्जित किया जाना चाहिए।

110 किलोवोल्ट आउटगोइंग फीडर पर, चाहे कितने ट्रांसफॉर्मर समान्तर रूप से जुड़े हों, टर्मिनल ट्रांसफॉर्मर अग्राउंड-न्यूट्रल-पॉइंट के साथ संचालित हो सकते हैं, जब तक स्रोत-पक्ष न्यूट्रल-पॉइंट ग्राउंड हो। वास्तविक संचालन में, संभावित जोखिमों को कम करने के लिए, एक ट्रांसफॉर्मर न्यूट्रल-पॉइंट को ग्राउंड किया जा सकता है। जब निर्धारित किया जाता है कि किस न्यूट्रल-पॉइंट को ग्राउंड किया जाए, तो निम्नलिखित प्राथमिकता क्रम लागू किया जाना चाहिए:

• पहले, ऐसे ट्रांसफॉर्मर को चुनें जिनका निचली वोल्टेज पक्ष अस्थायी रूप से बिजली स्रोत देता है;

• फिर, ऐसे ट्रांसफॉर्मर को चुनें जिनका उच्च-वोल्टेज पक्ष सर्किट ब्रेकर की कमी है;

• अंत में, बिजली स्रोत के सबसे निकट के ट्रांसफॉर्मर को चुनें।

वर्तमान में आयात किए गए अधिकांश 110 किलोवोल्ट टर्मिनल उपस्टेशनों के लिए, जिनमें ओपन-डेल्टा जीरो-सीक्वेंस वोल्टेज संरक्षण (बस VTs से) और न्यूट्रल-पॉइंट गैप करंट संरक्षण की कमी है, मूल रूप से लगाए गए न्यूट्रल-पॉइंट रॉड गैप को हटा देना चाहिए या इसकी दूरी उद्देश्यपूर्ण रूप से बढ़ा देनी चाहिए ताकि पहले से ही निकास न हो।

भावी 110 किलोवोल्ट उपस्टेशन डिजाइनों के लिए, उच्च-वोल्टेज पक्ष पर तीन-प्रकार वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर को ध्यान में रखा जाना चाहिए, साथ ही जीरो-सीक्वेंस ओवरवोल्टेज संरक्षण और ट्रांसफॉर्मर न्यूट्रल-पॉइंट गैप करंट संरक्षण। यह व्यवस्था संचालन की लचीलता प्रदान करती है और भावी ग्रिड संरचना के बदलावों के लिए अनुकूल होती है।

आंतरिक ब्रिज-संयोजित उपस्टेशनों के लिए, मुख्य ट्रांसफॉर्मर के न्यूट्रल-पॉइंट जीरो-सीक्वेंस करंट संरक्षण के पहले समय सेटिंग का उपयोग अन्य अग्राउंड ट्रांसफॉर्मर को ट्रिप करने के लिए करना चाहिए, ताकि अवसर विस्तार क्षेत्र को बढ़ने से या वोल्टेज नियंत्रण ओवरवोल्टेज को रोका जा सके।