सबस्टेशन के द्वितीयक उपकरणों के रिले सुरक्षा परिपथ में छिपे हुए दोषों की स्वचालित निर्णय विधि पर शोध

I. परिचय

सबस्टेशन में रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट की असामान्य संचालन स्थिति पूरे विद्युत प्रणाली पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है। एक तरफ, रिले सुरक्षा का द्वितीयक सर्किट विद्युत प्रणाली का एक महत्वपूर्ण घटक होता है, और इसका मुख्य कार्य विद्युत प्रणाली के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करना होता है। जब द्वितीयक सर्किट की संचालन स्थिति असामान्य होती है, तो यह विद्युत प्रणाली की स्थिरता में कमी का कारण बन सकता है और दोषों की संभावना बढ़ा सकता है।

इसके अलावा, रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट की असामान्य स्थिति सुरक्षा उपकरण के गलत काम करने या काम न करने का कारण बन सकती है, जिससे विद्युत प्रणाली की सुरक्षा को खतरा हो सकता है। उदाहरण के लिए, जब एक लाइन में शॉर्ट-सर्किट दोष होता है, और यदि रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट की असामान्य स्थिति ने सुरक्षा उपकरण को फ़ॉल्टी लाइन को समय पर काटने से रोक दिया, तो यह अधिक गंभीर परिणामों, जैसे उपकरण की क्षति और आग, का कारण बन सकता है। इसलिए, सर्किट में छिपे हुए दोषों का प्रभावी रूप से पता लगाना अत्यंत आवश्यक है।

शिया टोंगज़हाओ आदि ने बहु-पैरामीटर जानकारी पर आधारित सबस्टेशन रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट में छिपे हुए दोषों का पता लगाने की एक विधि प्रस्तावित की है। बहु-पैरामीटर जानकारी के संग्रह के माध्यम से, रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट की संचालन स्थिति का व्यापक विश्लेषण किया जाता है, जो छिपे हुए दोषों का अधिक सटीक पता लगाने, दोष पता लगाने की सटीकता और विश्वसनीयता में सुधार, और संभावित सुरक्षा खतरों की समय पर पहचान और समाधान में मदद करता है। हालाँकि, यह विधि डेटा प्रोसेसिंग की जटिलता और गणना की मात्रा को निश्चित हद तक बढ़ाती है।

यांग युहान ने PLC तकनीक पर आधारित सबस्टेशन रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट में दोषों का पता लगाने की एक विधि प्रस्तावित की है। PLC तकनीक के लचीले प्रोग्रामिंग, उच्च विश्वसनीयता, और मजबूत विस्तार की लाभ लेकर, यह दोष पता लगाने की स्वचालन स्तर और बुद्धिमत्ता डिग्री में सुधार करता है, और द्वितीयक सर्किट की संचालन स्थिति का वास्तविक समय में मॉनिटरिंग कर सकता है, जो विद्युत प्रणाली की सुरक्षा और स्थिरता में सुधार करने में अच्छा अनुप्रयोग प्रभाव देता है। हालाँकि, वास्तविक अनुप्रयोग चरण में, PLC तकनीक के लिए अनुरूप हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर समर्थन की आवश्यकता होती है, जो विद्युत प्रणाली की लागत और जटिलता को बढ़ाएगी।

उपरोक्त के आधार पर, यह पेपर सबस्टेशन में द्वितीयक उपकरणों के रिले सुरक्षा सर्किट में छिपे हुए दोषों की स्वचालित पता लगाने की विधि पर एक अध्ययन का प्रस्ताव करता है, और तुलनात्मक परीक्षण परिवेश में डिजाइन की गई पता लगाने की विधि के प्रदर्शन का विश्लेषण और पुष्टि करता है।

II. द्वितीयक सर्किट में छिपे हुए दोषों की स्वचालित पता लगाने की योजना का डिजाइन
2.1 रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट के दोष संबंधित क्षेत्र का विश्लेषण

रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट की स्थिति संबंधी मुद्दों को संभालने की प्रक्रिया में, विभिन्न घटकों [3] के बीच संबंधों के कारण। इसलिए, जब छिपे हुए दोष होते हैं, तो संबंधित मैक्रोस्कोपिक प्रदर्शन विशिष्ट दोष स्थान तक सीमित नहीं होते। इस संबंध में, यह पेपर पहले रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट के दोष संबंधित क्षेत्र [4] का विश्लेषण करता है। एक उपयुक्त फंक्शन स्थापित करके, मूल दोष पता लगाने की समस्या को लक्ष्य फंक्शन के ऑप्टिमल फिटनेस फंक्शन की गणना समस्या में बदल दिया जाता है। इस प्रकार, रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट की वास्तविक संचालन जानकारी के आधार पर, द्वितीयक सर्किट की स्थिति का मूल्यांकन किया जा सकता है।

रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट के विशिष्ट दोष संबंधित क्षेत्र के लिए, यह पेपर रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट की वास्तविक संचालन जानकारी और अपेक्षित मान के बीच समानता को मापन के मानक के रूप में लेता है। सर्किट में कुल विद्युत धारा की गणना करते समय, यह आवश्यक हो सकता है कि सर्किट की सभी शाखाओं की विद्युत धाराओं को जोड़ा जाए, और इस समय, जोड़ की ऊपरी और निचली सीमाएँ शाखा विद्युत धाराओं की संख्या के बराबर होती हैं। ऊपर दी गई विधि के आधार पर, रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट के दोष संबंधित क्षेत्र का विश्लेषण संभव होता है, जो छिपे हुए दोषों के आगे के पता लगाने के लिए एक लागू करने का आधार प्रदान करता है।

2.2 रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट में छिपे हुए दोषों का पता लगाना

Tab.1 विभिन्न डिग्री के सर्किट दोष मानदंडों के विशेषता मान विद्युत धारा मानों के आउटपुट परिणामों की तुलना तालिका

I. परीक्षण परिणामों का विश्लेषण

टेबल 1 में दिखाए गए परीक्षण परिणामों से स्पष्ट है, तीन विभिन्न पता लगाने की विधियों में, साहित्य [1] में प्रस्तावित बहु-पैरामीटर जानकारी पर आधारित सबस्टेशन रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट में छिपे हुए दोषों का पता लगाने की विधि, उच्च-डिग्री दोष स्थितियों का पता लगाने में बेहतर प्रदर्शन करती है। जब मापन सर्किट की संपूर्ण त्रुटि डिग्री 10.0% से कम होती है, तो सर्किट दोष मानदंड के विशेषता मान के आउटपुट परिणाम लगातार कम होते हैं, जो वास्तविक दोष निर्धारण के लिए कुछ कमियाँ होती हैं।

साहित्य [2] में प्रस्तावित PLC तकनीक पर आधारित सबस्टेशन रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट में दोषों का पता लगाने की विधि के लिए, समग्र सर्किट दोष मानदंड के विशेषता मानों के आउटपुट परिणाम सापेक्ष रूप से स्थिर होते हैं, लेकिन समग्र मानों में सुधार की जगह है।

इसके विपरीत, इस पेपर में डिजाइन की गई पता लगाने की विधि के तहत, सर्किट दोष मानदंड के विशेषता मानों के आउटपुट परिणाम हमेशा 0.12 A से ऊपर रहते हैं, और अधिकतम मान 0.22 A से अधिक होता है, जो द्वितीयक उपकरणों के रिले सुरक्षा सर्किट की छिपी हुई दोष स्थिति को प्रभावी रूप से दर्शाता है। नियंत्रण समूह की तुलना में, यह स्थिरता और अनुकूलता के मामले में अपेक्षाकृत स्पष्ट फायदे दिखाता है।

डिजाइन की गई पता लगाने की विधि के प्रदर्शन का विश्लेषण करते हुए, PSCAD/EMTDC में एक सबस्टेशन के द्वितीयक उपकरणों के रिले सुरक्षा सर्किट का मॉडल बनाया गया। विशिष्ट सेटअप चरण के दौरान, वास्तविक सुरक्षा प्रकार, विद्युत घटक मॉडल, और संचालन पैरामीटर विन्यास को पूरी तरह से ध्यान में रखा गया।

II. अनुप्रयोग परीक्षण
2.1 परीक्षण तैयारी

एक टिप्पणीक संचार लाइन के आधार पर, दूरी सुरक्षा की व्यवस्था की गई और इसे द्वितीयक उपकरणों के रिले सुरक्षा सर्किट के रूप में उपयोग किया गया। विशिष्ट संचालन पैरामीटर विन्यास के मामले में, प्रतिरोध की सीमा लाइन प्रतिरोध का 80% - 120% रखी गई; लगातार समय 0.1 सेकंड, और संचालन समय 0.02 सेकंड; संचालन विशेषता चतुर्भुज विशेषता का उपयोग किया गया, जिससे सुरक्षा क्षेत्र के अंदर दोष होने पर विश्वसनीय संचालन और सुरक्षा क्षेत्र के बाहर दोष होने पर विश्वसनीय गैर-संचालन सुनिश्चित होता है; जब वोल्टेज निर्धारित वोल्टेज का 80% से कम हो, तो सुरक्षा रोक दी जाती है, जिससे बहुत कम वोल्टेज पर गलत संचालन को रोका जा सके। CT का ट्रांसफॉर्मेशन अनुपात 1000:1, और निर्धारित विद्युत धारा 1.0 A रखी गई। PT का ट्रांसफॉर्मेशन अनुपात 10000:1, और निर्धारित वोल्टेज 100 kV रखा गया। फिल्टर विन्यास के मामले में, एक लो-पास फिल्टर का उपयोग किया गया, और कट-ऑफ फ्रीक्वेंसी 500 Hz रखी गई, जिससे उच्च-फ्रीक्वेंसी शोर का सुरक्षा पर प्रभाव कम हो।

2.2 परीक्षण योजना

उपरोक्त उल्लिखित परीक्षण वातावरण के आधार पर, साहित्य [1] में प्रस्तावित बहु-पैरामीटर जानकारी पर आधारित सबस्टेशन रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट में छिपे हुए दोषों का पता लगाने की विधि और साहित्य [2] में प्रस्तावित PLC तकनीक पर आधारित सबस्टेशन रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट में दोषों का पता लगाने की विधि को परीक्षण के लिए नियंत्रण समूह के रूप में लिया गया। तीन विभिन्न विधियों के पता लगाने के परिणामों को समान कार्य स्थितियों के तहत परीक्षित किया गया।

विशिष्ट परीक्षण कार्य स्थितियों के लिए, CT की शाखा में विद्युत धारा मापन सर्किट को दोष स्थान के रूप में निर्धारित किया गया, और CT की शाखा में मापन सर्किट की संपूर्ण त्रुटि डिग्री -15%, -10%, -5%, +5%, +10%, और +15% रखी गई। इसके आधार पर, विभिन्न पता लगाने की विधियों द्वारा दिए गए दोष विद्युत धारा मापन शाखा के लिए सर्किट दोष मानदंड के विशेषता मानों का वितरण गणना की गई।

2.3 परीक्षण परिणाम और विश्लेषण

विभिन्न पता लगाने की विधियों के तहत विभिन्न डिग्री के सर्किट दोष मानदंड के विशेषता मानों के विद्युत धारा मानों के आउटपुट परिणामों की गणना की गई, और विशिष्ट डेटा परिणाम टेबल 1 में दिखाए गए हैं।

III. निष्कर्ष

रिले सुरक्षा के द्वितीयक सर्किट की असामान्यता विद्युत प्रणाली में ऊर्जा नुकसान में वृद्धि का सबसे सीधा कारणों में से एक है। जब द्वितीयक सर्किट में विद्युत धारा ट्रांसफॉर्मर या वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर फ़ॉल्ट होता है, तो यह मापन त्रुटियों का कारण बनता है, जिससे बिजली बिल की गणना की सटीकता प्रभावित होती है।

यह पेपर सबस्टेशन में द्वितीयक उपकरणों के रिले सुरक्षा सर्किट में छिपे हुए दोषों की स्वचालित पता लगाने की विधि पर एक अध्ययन का प्रस्ताव करता है, जो विभिन्न डिग्री के द्वितीयक सर्किटों के सटीक पता लगाने को प्रभावी रूप स