उच्च-वोल्टेज/निम्न-वोल्टेज प्रीफ़ैब्रिकेटेड सबस्टेशन के वर्गीकरण और विकास प्रवृत्तियों का विश्लेषण

1. परिचय

उच्च-वोल्टेज/कम-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन, जिन्हें आमतौर पर "प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन" कहा जाता है, को "प्रीफैब सबस्टेशन" या "बॉक्स सबस्टेशन" के रूप में संक्षिप्त किया जाता है। चीन में, इन्हें पहले "संयुक्त सबस्टेशन", "संयुक्त ट्रांसफार्मर", "कारखाना-सभाजित संपीड़ित सबस्टेशन", "बॉक्स-टाइप उच्च-वोल्टेज विद्युत प्राप्ति इकाइयाँ" और "प्रीफैब्रिकेटेड संपीड़ित सबस्टेशन" जैसे विभिन्न नामों से जाना जाता था। नवंबर 1995 में, अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन (IEC) ने IEC 1330 मानक में उन्हें आधिकारिक तौर पर "उच्च-वोल्टेज/कम-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन" के रूप में नामित किया। वर्तमान मानक GB/T 17467—2020 उच्च-वोल्टेज/कम-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन भी "उच्च-वोल्टेज/कम-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन" शब्दावली का उपयोग करता है, जो निम्नलिखित पाठ में "प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन" के रूप में संक्षिप्त रूप में उल्लिखित होगा।

प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन की मुख्य विशेषताएँ निम्नलिखित हैं:

• उत्पाद का डिजाइन और निर्माण कारखाने में पूरा किया जाता है।

• GB/T 17467 मानक में निर्दिष्ट प्रकार की परीक्षणों द्वारा सत्यापित।

• कारखाना परीक्षणों द्वारा मान्यता प्राप्त।

इसका मूल गठन तीन कार्यात्मक इकाइयों, ट्रांसफार्मर रूम, उच्च-वोल्टेज स्विच रूम और कम-वोल्टेज स्विच रूम से मिलकर बना होता है। इनके अंदर संयोजित मुख्य घटक (मानक में, ट्रांसफार्मर, उच्च-वोल्टेज स्विचगियर, कम-वोल्टेज स्विचगियर आदि को मुख्य घटक के रूप में परिभाषित किया गया है) प्रकार की परीक्षणों और कारखाना परीक्षणों द्वारा योग्य माने गए हैं। इन घटकों को आवश्यकता के अनुसार एक-दूसरे से जोड़ा जाता है और एक साझा आवरण या बॉक्स के अंदर एक प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन उत्पाद के रूप में संयोजित किया जाता है। आम योजना को GB/T 17467 की आवश्यकताओं के अनुसार प्रकार की परीक्षणों द्वारा सत्यापित किया जाता है, और फिर कारखाना परीक्षणों से गुजरने के बाद उपयोगकर्ताओं को स्थापना और उपयोग के लिए दिया जाता है। यह एक आदर्श प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन की मूल संरचनात्मक रूप है।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, ऑटोमेशन उपकरण, संचार इकाइयाँ, वीडियो सुरक्षा प्रणाली, नियंत्रण विद्युत स्रोत प्रणाली, आग लगने से बचाव प्रणाली आदि प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन में एकीकृत किए जाते हैं, जो विभिन्न कार्य परिस्थितियों में प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन की कार्यात्मक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए महत्वपूर्ण घटक या अनुपूरक बन जाते हैं।

प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन की मुख्य फायदे उच्च एकीकरण, छोटा फुटप्रिंट, छोटी निर्माण अवधि, लचीला साइट चयन, मजबूत पर्यावरणीय अनुकूलन, सुविधाजनक स्थापना और उपयोग, सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन, कम निवेश, और त्वरित परिणाम शामिल हैं।

हाल के वर्षों में, प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन नए ऊर्जा विद्युत उत्पादन और ऊर्जा संचयन क्षेत्रों जैसे पवन और फोटोवोल्टेलिक विद्युत उत्पादन में तेजी से विकास और व्यापक अनुप्रयोग देखा गया है, जिससे विद्युत ऊर्जा का संचरण या विनिमय संभव हो गया है।

प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन के अनुप्रयोग की स्थितियाँ: वितरण नेटवर्क में, प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन वोल्टेज को कम करके विद्युत ऊर्जा का वितरण करते हैं, जिससे अंतिम उपयोगकर्ताओं की आवश्यकताएँ पूरी होती हैं; विद्युत उत्पादन प्रणाली में, वे वोल्टेज को बढ़ाकर और ग्रिड से जोड़कर विद्युत ऊर्जा का विद्युत उत्पादन से ग्रिड तक संचरण संभव होता है।

प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन में स्थापित ट्रांसफार्मर की निर्धारित क्षमता और वोल्टेज स्तर उसके पैमाने और विन्यास को मापने के लिए महत्वपूर्ण संकेतक हैं। आमतौर पर, लगभग 10,000 kV·A की ट्रांसफार्मर की निर्धारित क्षमता और 40.5 kV या उससे कम वोल्टेज स्तर वाले प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशनों में, ट्रांसफार्मर और स्विचगियर या अन्य उपकरण एक संपूर्ण में या अलग-अलग मॉड्यूलों में साइट पर ले जाए जाते हैं और फिर एक संपूर्ण में योगदान किया जाता है।

जब ट्रांसफार्मर की क्षमता 31,500 kV·A से अधिक होती है, तो समर्थित स्विचगियर और अन्य सहायक उपकरण प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन के बॉक्स के अंदर स्थापित किए जाते हैं, जबकि मुख्य ट्रांसफार्मर बाहरी रूप से स्थापित किए जाते हैं। दो या अधिक मुख्य ट्रांसफार्मर होते हैं, जो अंततः एक पूर्ण सबस्टेशन बनाने के लिए जोड़े जाते हैं, जिससे विद्युत ऊर्जा का संचरण या विनिमय संभव होता है।यह लेख प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन को उद्योग के विकास दिशा या उत्पाद की मुख्य विशेषताओं के आधार पर वर्गीकृत करता है, और उनके विकास प्रवृत्तियों का विश्लेषण सबस्टेशन क्षेत्र के भीतर करता है।

2. प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन की पारंपरिक वर्गीकरण विधियाँ

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन ट्रांसफार्मर की निर्धारित क्षमता और संरचनात्मक विशेषताओं, निर्धारित वोल्टेज स्तर, मुख्य घटकों, बॉक्स की सामग्री और संरचनात्मक रूप, अनुप्रयोग की स्थितियों और मुख्य उद्देश्यों के आधार पर बहुत अलग-अलग होते हैं। इसके अलावा, अनुप्रयोग क्षेत्रों में अंतर के कारण, उद्योग मानक और उत्पाद सत्यापन विधियाँ भी अलग-अलग होती हैं। निम्नलिखित विभिन्न आयामों या उनकी मुख्य विशेषताओं के आधार पर प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन की वर्गीकरण की गई है।

1) उच्च-वोल्टेज पक्ष पर निर्धारित वोल्टेज स्तर के आधार पर वर्गीकरण

प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन उच्च-वोल्टेज पक्ष पर निर्धारित वोल्टेज स्तर के आधार पर वर्गीकृत किए जाते हैं: उच्च-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन, मध्य-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन, और कम-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन। उच्च-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन के उच्च-वोल्टेज पक्ष का निर्धारित वोल्टेज 110 kV और उससे अधिक होता है, मध्य-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन का 3.6 से 40.5 kV, और कम-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन का 1.14 kV और उससे कम।

उच्च-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन आमतौर पर विद्युत लोड केंद्र के निकट स्थापित किए जाते हैं। वे आमतौर पर मॉड्यूलर निर्माण और साइट पर निर्माण के संयोजित सबस्टेशन निर्माण तरीके का उपयोग करते हैं। वे ट्रांसफार्मर के उच्च-वोल्टेज पक्ष पर उच्च वोल्टेज स्तर, बड़ी एकल-इकाई क्षमता और एक बड़ी संख्या में प्राथमिक और द्वितीयक समर्थित उपकरणों के लिए प्रसिद्ध हैं।

मध्य-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन आमतौर पर विद्युत उत्पादन प्रणालियों, वितरण नेटवर्क के अंतिम टर्मिनल, या अस्थायी विद्युत प्रदान की स्थितियों में उपयोग किए जाते हैं। उनकी योजना व्यवस्था आमतौर पर सरल होती है, ट्रांसफार्मर की क्षमता आमतौर पर छोटी होती है, और निर्माण प्रक्रिया आमतौर पर सरल होती है।कम-वोल्टेज प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन आमतौर पर द्वितीयक नियंत्रण उपकरण, सहायक उपकरण, या कम-वोल्टेज स्विचगियर को अंदर स्थापित किया जाता है, जिससे विशिष्ट कार्यात्मक आवश्यकताएँ पूरी होती हैं।

2) उपयोग या स्थापना परिवेश के आधार पर वर्गीकरण

वे उपयोग या स्थापना परिवेश के आधार पर आंतरिक प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन और बाहरी प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन में वर्गीकृत किए जाते हैं। आमतौर पर, जिन प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन की चर्चा की जाती है, वे बाहरी प्रकार के होते हैं। इसके अलावा, कुछ कारखानों, इमारतों, या आंतरिक विद्युत उपकरणों के पास, जहाँ विद्युत लोड छोटा होता है, समर्थित प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन आंतरिक प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन होते हैं। उनका उपयोग परिवेश या सुरक्षा स्तर बाहरी प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन की तुलना में अधिक अच्छा होता है, और उत्पाद स्वयं को वातावरण संरक्षण और सुरक्षा के लिए थोड़ा कम आवश्यकताएँ होती हैं।

3) उत्पाद स्थापना विधि के आधार पर वर्गीकरण

वे उत्पाद स्थापना विधि के आधार पर स्थिर प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन और चलनशील प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन में वर्गीकृत किए जाते हैं। आमतौर पर, प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन फाउंडेशन पर स्थिर रूप से स्थापित किए जाते हैं, और उनकी स्थापना स्थिति उपयोग के दौरान अपरिवर्तित रहती है।

कुछ अनुप्रयोग स्थितियों में, जैसे कि खदान, तेल क्षेत्र, निर्माण स्थल, और अस्थायी रखरखाव विद्युत प्रदान की स्थितियों में, निर्माण प्रगति के साथ-साथ, प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन की स्थिति बदलने की आवश्यकता होती है। दो प्रकार के चलनशील प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन होते हैं: चक्र-प्रदान प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन और स्किड-माउंटेड प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन। जब प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन की विद्युत प्रदान स्थिति बदलनी होती है, तो इसे ट्रेलर या अर्ध-ट्रेलर का उपयोग करके खींचकर और ढालकर परिवहन किया जा सकता है।

4) बॉक्स निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री के आधार पर वर्गीकरण

प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन के बॉक्स निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली विभिन्न सामग्रियों के आधार पर, वे स्टील प्लेट प्रकार, गैर-धातु प्रकार, स्टेनलेस स्टील प्लेट प्रकार, एल्युमिनियम एलोय प्रकार, कलर स्टील कंपोजिट प्लेट प्रकार, जिनबांग प्लेट प्रकार, मैग्नीशियम-एल्युमिनियम-जिंक कोटेड प्लेट प्रकार, कंटेनर प्रकार आदि में वर्गीकृत किए जा सकते हैं। मुख्य विशेषता यह है कि प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन के बॉक्स की सामग्री या संरचनात्मक रूप भिन्न होते हैं, जो उपयोगकर्ताओं या उपयोग की विभिन्न आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।

5) बॉक्स के रूप या पर्यावरण के साथ मेल खाने की डिग्री के आधार