सबस्टेशन ऑटोमेशन सिस्टम की सामान्य दोष और उनका उपचार

1. सबस्टेशन ऑटोमेशन प्रणालियों की संरचनात्मक वर्गीकरण
1.1 वितरित प्रणाली संरचना

वितरित प्रणाली संरचना एक तकनीकी आर्किटेक्चर है जो डेटा संग्रह और नियंत्रण को अनेक वितरित उपकरणों और नियंत्रण इकाइयों के सहयोग से वास्तविक करती है। यह प्रणाली अनेक कार्यात्मक मॉड्यूलों से बनी होती है, जिसमें मॉनिटरिंग और डेटा संग्रह इकाइयाँ शामिल हैं। ये मॉड्यूल एक विश्वसनीय संचार नेटवर्क के माध्यम से जुड़े होते हैं और निर्धारित नियंत्रण तर्क और रणनीतियों के अनुसार सबस्टेशन ऑटोमेशन कार्यों को पूरा करते हैं।

वितरित संरचना में, प्रत्येक इकाई स्वतंत्र प्रोसेसिंग शक्ति और निर्णय-लेने की क्षमता के साथ लोकल एरिया में स्वचालित नियंत्रण और दोष निदान को सक्षम बनाती है।

इसके अलावा, ये इकाइयाँ वास्तविक समय में डेटा को केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली में अपलोड कर सकती हैं, और सबस्टेशन को दूरी से निगरानी करने वाले प्लेटफ़ॉर्म के माध्यम से केंद्रीय ढंग से प्रबंधित किया जा सकता है। पारंपरिक केंद्रीय नियंत्रण प्रणालियों की तुलना में, वितरित प्रणालियाँ अधिक लचीलापन और रिडंडेंसी के साथ आती हैं, जो एकल बिंदु फ़ैलज़ के प्रभाव से बचने और प्रणाली की स्थिरता और विश्वसनीयता को बढ़ाने में प्रभावी हैं। वितरित प्रणाली संरचना अधिक जटिल ऑटोमेशन कार्यों का समर्थन कर सकती है, सबस्टेशन को जटिल विद्युत ग्रिड पर्यावरण में लचीले ढंग से प्रतिक्रिया देने की अनुमति देती है और विद्युत आपूर्ति की सुरक्षा और स्थिरता को सुनिश्चित करती है।

1.2 केंद्रीय प्रणाली संरचना

केंद्रीय प्रणाली संरचना एक केंद्रीय नियंत्रण इकाई को केंद्र मानती है और विभिन्न उपकरणों के संचालन को केंद्रीय डेटा प्रोसेसिंग और नियंत्रण कार्यों के माध्यम से प्रबंधित और समन्वित करती है। यह संरचना एक केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली और स्मार्ट इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से बनी होती है। केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली विभिन्न उपकरणों से डेटा प्राप्त और प्रोसेस करने, और नियंत्रण रणनीतियों के अनुसार आदेश देने के लिए जिम्मेदार होती है ताकि विभिन्न सबस्टेशन उपकरणों का एकीकृत नियंत्रण और प्रबंधन संभव हो।

केंद्रीय प्रणाली में, सभी मॉनिटरिंग और नियंत्रण कार्य एक केंद्रीय नियंत्रण इकाई में केंद्रित होते हैं, और सबस्टेशन के विभिन्न उपकरण एक उच्च-गति संचार नेटवर्क के माध्यम से जुड़े होते हैं। हालांकि यह संरचना प्रणाली प्रबंधन और रखरखाव में उच्च एकीकरण और सुविधा प्रदान करती है, क्योंकि सभी नियंत्रण और निर्णय-लेने की प्रक्रियाएं एक एकल केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली पर निर्भर करती हैं, इसलिए यदि केंद्रीय प्रणाली फ़ैल जाती है, तो यह सबस्टेशन के पूरे नियंत्रण या संचालन की विफलता या रोक लगाने का कारण बन सकता है, जिससे विद्युत प्रणाली की सुरक्षा और विश्वसनीयता प्रभावित हो सकती है।

1.3 स्तरीय प्रणाली संरचना

स्तरीय प्रणाली संरचना एक आर्किटेक्चर है जो प्रणाली के कार्यों को अनेक स्तरों में विभाजित करती है, जिसमें प्रत्येक स्तर विशिष्ट कार्यों के लिए खुद के लिए जिम्मेदार होता है। यह संरचना आमतौर पर चार मुख्य स्तरों से युक्त होती है: फील्ड स्तर, नियंत्रण स्तर, मॉनिटरिंग स्तर और प्रबंधन स्तर। डेटा एक्सचेंज और नियंत्रण समन्वय प्रत्येक स्तर के बीच एक उच्च-गति संचार नेटवर्क के माध्यम से किया जाता है।फील्ड स्तर प्रणाली के निचले भाग में स्थित होता है और आमतौर पर सबस्टेशन में स्मार्ट उपकरणों और रिले संरक्षण उपकरणों से बना होता है। फील्ड स्तर विद्युत पैरामीटरों के संग्रह, उपकरणों की स्थिति की निगरानी और स्थानीय स्वचालित नियंत्रण जैसे मूल कार्यों के लिए जिम्मेदार होता है।

नियंत्रण स्तर फील्ड स्तर और मॉनिटरिंग स्तर के बीच स्थित होता है और आमतौर पर दूरी से टर्मिनल इकाइयों और प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलरों से बना होता है। नियंत्रण स्तर फील्ड स्तर से डेटा प्राप्त करने और नियंत्रण तर्क और संचालन रणनीतियों के अनुसार फील्ड उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार होता है, इस प्रकार सबस्टेशन में उपकरणों के स्वचालित शेड्यूलिंग को पूरा करता है।मॉनिटरिंग स्तर प्रणाली के ऊपर-मध्य भाग में स्थित होता है और आमतौर पर एक सुपरवाइजरी कंट्रोल एंड डेटा अक्विजिशन (SCADA) प्रणाली से बना होता है। मॉनिटरिंग स्तर नियंत्रण स्तर और फील्ड स्तर से डेटा को केंद्रीय रूप से प्रोसेस और स्टोर करने, सबस्टेशन के संचालन स्थिति को वास्तविक समय में निगरानी करने, और अलार्म और उपकरण प्रबंधन जैसे कार्यों को प्रदान करने के लिए जिम्मेदार होता है।

प्रबंधन स्तर प्रणाली के शीर्ष पर स्थित होता है और आमतौर पर सबस्टेशन के समग्र प्रबंधन और निर्णय-समर्थन के लिए जिम्मेदार होता है। प्रबंधन स्तर विद्युत प्रणाली के समग्र निगरानी और रखरखाव प्रबंधन के लिए कार्यों प्रदान करता है ताकि सबस्टेशन का समन्वित संचालन पूरे विद्युत ग्रिड में सुनिश्चित हो।

2. सबस्टेशन ऑटोमेशन प्रणालियों में सामान्य दोष
2.1 संचार नेटवर्क दोष

सबस्टेशन ऑटोमेशन प्रणाली का संचार नेटवर्क आधुनिक विद्युत प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो विभिन्न उपकरणों के बीच वास्तविक समय में डेटा ट्रांसमिशन और जानकारी साझा करने के लिए जिम्मेदार होता है। हालांकि, संचार नेटवर्क दोष सबस्टेशन के स्वचालित नियंत्रण और दूरी से निगरानी को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकते हैं, जिससे विद्युत प्रणाली का अस्थिर संचालन हो सकता है।

संचार उपकरण उम्र या गुणवत्ता से जुड़े मुद्दों के कारण फ़ैल जा सकते हैं। स्विच या राउटर के हार्डवेयर में क्षति डेटा को सामान्य रूप से फ़ॉरवर्ड करने से रोक सकती है, और ट्रांसमिशन लाइनों का विच्छेद संचार विच्छेद का कारण बन सकता है। विद्युत आपूर्ति की समस्याएं भी हार्डवेयर फ़ैलज़ के एक महत्वपूर्ण कारण हैं। अस्थिर विद्युत आपूर्ति संचार उपकरणों को सही ढंग से काम करने से रोक सकती है।

सबस्टेशन के संचार नेटवर्क में, उपकरणों के संचालन के दौरान उत्पन्न विद्युत चुंबकीय विक्षोभ संचार सिग्नल की गुणवत्ता पर प्रभाव डाल सकता है, विशेष रूप से निम्न-आवृत्ति सिग्नल या वायरलेस संचार के लिए। विद्युत प्रणाली में उच्च वोल्टेज उपकरणों द्वारा उत्पन्न मजबूत विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र भी सिग्नल की कमजोरी या विकृति का कारण बन सकते हैं, जिससे डेटा ट्रांसमिशन की विश्वसनीयता प्रभावित हो सकती है। लंबी दूरी की ट्रांसमिशन लाइनों में सिग्नल की कमजोरी भी एक सामान्य समस्या है, विशेष रूप से केबल संचार का उपयोग करते समय। ट्रांसमिशन के दौरान सिग्नल धीरे-धीरे कमजोर हो जाता है, जो रिसीविंग एंड पर डेटा को सही ढंग से प्राप्त करने से रोक सकता है।

2.2 डेटा एक्विजिशन दोष

सबस्टेशन ऑटोमेशन प्रणाली में डेटा एक्विजिशन दूरी से निगरानी और डिस्पैचिंग प्रबंधन को वास्तविक करने का आधार है। डेटा एक्विजिशन प्रणाली विभिन्न सबस्टेशन उपकरणों से वास्तविक समय में डेटा प्राप्त करने और इसे केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली या SCADA प्रणाली में ट्रांसमिट करने के लिए जिम्मेदार होती है। यदि डेटा एक्विजिशन फ़ैल होता है, तो यह सबस्टेशन के सामान्य संचालन को प्रभावित कर सकता है और यहाँ तक कि विद्युत प्रणाली की सुरक्षा को भी खतरे में डाल सकता है।

डेटा एक्विजिशन प्रणाली अनेक हार्डवेयर उपकरणों पर निर्भर करती है। यदि ये उपकरण फ़ैल होते हैं, तो डेटा एक्विजिशन सामान्य रूप से नहीं हो सकता। सेंसर की क्षति या उम्र विद्युत या तापमान जैसे महत्वपूर्ण पैरामीटरों के असही माप का कारण बन सकती है। दूरी से टर्मिनल इकाइयों (RTUs) या स्मार्ट इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों (IEDs) की विद्युत आपूर्ति की समस्याएं उपकरणों को शुरू करने से रोक सकती हैं या इन्हें बंद कर सकती हैं, जिससे डेटा ट्रांसमिशन और एक्विजिशन प्रभावित होता है।

डेटा एक्विजिशन एक स्थिर संचार नेटवर्क पर निर्भर करता है ताकि फील्ड उपकरणों से डेटा को केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली में ट्रांसमिट किया जा सके। यदि संचार नेटवर्क फ़ैल होता है, जैसे सिग्नल लॉस या डेटा ट्रांसमिशन देरी, तो यह डेटा एक्विजिशन की विफलता का कारण बन सकता है। संचार लाइनों की क्षति, नेटवर्क स्विचिंग उपकरणों की फ़ैलज़, या प्रोटोकॉल असंगतता जैसी समस्याएं डेटा ट्रांसमिशन की विश्वसनीयता और वास्तविक समय की प्रकूट प्रभावित कर सकती हैं।

यदि डेटा एक्विजिशन प्रणाली के उपकरण सही ढंग से कॉन्फिगरेट या कलिब्रेट नहीं किए गए, तो एकत्रित डेटा असही या खोया हो सकता है। यदि उपकरणों को स्थापना के दौरान विनिर्देशों के अनुसार पैरामीटरों के साथ कॉन्फिगरेट नहीं किया गया या बाद में नियमित रूप से कलिब्रेट नहीं किया गया, तो डेटा एक्विजिशन दोष आसानी से हो सकता है। डेटा एक्विजिशन प्रणाली का सामान्य संचालन उपयुक्त सॉफ्टवेयर प्लेटफ़ॉर्म या प्रोग्राम के समर्थन पर निर्भर करता है। यदि सॉफ्टवेयर में छेद हैं या संस्करण असंगत हैं, तो डेटा एक्विजिशन नियमित रूप से नहीं चल सकता।

2.3 गलत अलार्म दोष

सबस्टेशन ऑटोमेशन प्रणाली के दैनिक संचालन में, यह विद्युत उपकरणों की स्थिति को वास्तविक समय में निगरानी कर सकती है और अलार्म सिग्नल दे सकती है ताकि उचित उपाय तुरंत लिए जा सकें। हालांकि, गलत अलार्म ऑटोमेशन प्रणालियों में एक सामान्य दोष प्रकार है। गलत अलार्म न केवल कर्मचारियों के सामान्य संचालन को प्रभावित कर सकते हैं, बल्कि संसाधनों का व्यर्थ उपयोग और अनावश्यक व्यवधान भी कर सकते हैं। गंभीर मामलों में, यह अनुचित आपातकालीन प्रतिक्रियाओं का कारण भी बन सकता है।

सबस्टेशन ऑटोमेशन प्रणाली का अलार्म कार्य आमतौर पर निर्धारित थ्रेशहोल्ड पर निर्भर करता है। यदि ये थ्रेशहोल्ड बहुत संवेदनशील रखे गए हैं या वास्तविक संचालन की स्थितियों के साथ मेल नहीं खाते, तो अ