माइक्रोकंप्यूटर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरण हाई-वोल्टेज स्विचगियर में किस भूमिका को निभाता है और इसे कैसे चुना जाए?
उच्च-वोल्टेज स्विचगियर में माइक्रोकंप्यूटर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों की भूमिका और चयन
हाल के वर्षों में, मध्य-और उच्च-वोल्टेज वितरण प्रणाली परियोजनाओं में माइक्रोकंप्यूटर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों के अनुप्रयोग में बहुत बढ़ोत्थान हुआ है। ये उपकरण उपयोगकर्ता-अनुकूल होते हैं और पारंपरिक रिले सुरक्षा की गुंजाइशें, जैसे जटिल वायरिंग, कम विश्वसनीयता, और गुंथने और ट्रायल करने की घुटनीदार प्रक्रियाएं, दूर करते हैं। माइक्रोकंप्यूटर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों में व्यापक स्व-निदान क्षमताएं होती हैं, जिससे निरीक्षण और आयोजन बहुत सुविधाजनक हो जाता है।
एक असामान्यता का पता चलते ही, मुख्य प्रोसेसिंग यूनिट (CPU) सिग्नल जनरेटर को उचित ऑडियो और विजुअल अलार्म सिग्नल जारी करने का आदेश देती है। इसके अलावा, विभिन्न सहायक कार्यों को आसानी से लागू किया जा सकता है, जैसे फ़ॉल्ट जानकारी का प्रिंटिंग और घटना के बाद सुरक्षा कार्रवाई के समय का रिकॉर्डिंग। इन उपकरणों का निर्माण बहुत सारे निर्माताओं द्वारा किया जाता है, प्रत्येक अलग-अलग कार्यक्षमताओं और हार्डवेयर कॉन्फ़िगरेशन के साथ, जिससे सबसे उपयुक्त इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरण चुनना चुनौतीपूर्ण हो जाता है।
I. माइक्रोकंप्यूटर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों का चयन
माइक्रोकंप्यूटर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों को सही और सटीक रूप से अपने रिले सुरक्षा कार्यों को पूरा करने के लिए, डिजाइन चरण के दौरान चयन को विश्वसनीयता, प्रतिक्रिया समय, रखरखाव और आयोजन की आसानी, और अतिरिक्त कार्यों पर एक समग्र मूल्यांकन के आधार पर किया जाना चाहिए।
1.1 माइक्रोकंप्यूटर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों की विश्वसनीयता
माइक्रोकंप्यूटर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों के लिए सिग्नल इनपुट पारंपरिक रिले सुरक्षा के समान होता है: वोल्टेज और करंट सिग्नल वोल्टेज ट्रांसफार्मर (VTs) और करंट ट्रांसफार्मर (CTs) से लाए जाते हैं, ट्रांसड्यूसर द्वारा सुरक्षा उपकरण द्वारा आवश्यक स्टैंडर्ड सिग्नल में परिवर्तित किए जाते हैं, और निम्न-और उच्च-क्रम अनुसारिक और अन्य इंटरफ़ेरेंस सिग्नलों से फिल्टर किए जाते हैं। एनालॉग-टू-डिजिटल (A/D) कनवर्टर फिर एनालॉग सिग्नल को डिजिटल सिग्नल में बदलते हैं। CPU डिजिटल इनपुट पर गणना करता है, उन्हें पूर्वनिर्धारित मानों के साथ तुलना करता है, निर्णय लेता है, और यह तय करता है कि अलार्म या ट्रिप ट्रिगर करना चाहिए।
विश्वसनीयता की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, माप और सुरक्षा इनपुट सिग्नल उपकरण के अंदर स्वतंत्र प्रोसेसिंग यूनिट द्वारा प्रसंस्कृत और आउटपुट किए जाते हैं। यह उच्च मापन शुद्धता को सुनिश्चित करता है और गंभीर दोषों के दौरान अपेक्षाकृत अधिक मार्जिन प्रदान करता है। उपकरण को दोष सिग्नल करंट 20 गुना नियमित मान तक पहुंचने पर A/D ओवरफ्लो या संतृप्ति का अनुभव नहीं होना चाहिए, जो आमतौर पर विशिष्ट इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों की विश्वसनीयता की आवश्यकताओं को संतुष्ट करता है।
1.2 माइक्रोकंप्यूटर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों का प्रतिक्रिया समय
डिजाइन और चयन के दौरान, एक सुरक्षा उपकरण की गुणवत्ता केवल तीन निर्देशांकों पर निर्णय की जा सकती है: गणना शुद्धता, प्रतिक्रिया समय, और गणना लोड। ये तीन गुण एक दूसरे के विरोधी हैं: कम गणना शुद्धता और छोटा गणना लोड तेज प्रतिक्रिया समय का कारण बनता है, जबकि उच्च शुद्धता और बड़ा लोड धीमा प्रतिक्रिया समय का कारण बनता है। सामान्य रूप से, विद्युत ग्रिड के अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए, गणना लोड 3 गुना से अधिक होना चाहिए, गणना शुद्धता 0.2% से अधिक होनी चाहिए, और अधिकतम प्रतिक्रिया समय 30 मिलीसेकंड से कम होना चाहिए, जो आम इंजीनियरिंग आवश्यकताओं के लिए प्रतिक्रिया समय की आवश्यकताओं को पूरा करता है।
1.3 माइक्रोकंप्यूटर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों के अन्य कार्यों का चयन
इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों में बहुत सारे इंटीग्रेटेड चिप शामिल होते हैं, जिनके लिए रखरखाव के लिए उच्च स्तरीय तकनीकी विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है। चयन के दौरान, मॉड्यूलर और सामान्य हार्डवेयर वाले उपकरणों का पसंद किया जाना चाहिए, जिससे हार्डवेयर दोषों को सिर्फ मॉड्यूलों को बदलकर हल किया जा सके, जिससे कार्यक्षमता में सुधार होता है।
इसके अलावा, सुरक्षा उपकरण में एक बिल्ट-इन EPROM मॉड्यूल होना चाहिए, जिससे सभी सेटिंग मूल्यों को डिजिटल रूप से संग्रहित किया जा सके। क्षेत्रीय कर्मियों को उपकरणों के आयोजन के लिए इन सेटिंग्स को आसानी से याद करना चाहिए, बिना डेटा को फिर से लिखे। पूर्ण परियोजना की स्वचालित निगरानी प्रणाली के साथ एकीकरण के लिए, सुरक्षा उपकरण की संचार क्षमता होनी चाहिए, जिससे डेटा बसों के माध्यम से आसानी से नेटवर्क बनाया जा सके और कार्रवाई की जानकारी को ऊपरी स्तर की स्वचालित निगरानी प्रणाली तक पहुंचाया जा सके।
2. इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों और पूर्ण प्लांट ऑटोमेशन नियंत्रण प्रणाली के बीच का संबंध
प्लांट ऑटोमेशन नियंत्रण प्रणाली की कॉन्फ़िगरेशन और संचार आवश्यकताओं के आधार पर, माइक्रोकंप्यूटर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों के लिए ऑटोमेशन प्रणाली आमतौर पर तीन स्तरों में विभाजित होती है: स्विचगियर स्तर, सबस्टेशन स्तर, और केंद्रीय नियंत्रण कक्ष।
2.1 स्विचगियर स्तर
स्विचगियर स्तर में विभिन्न प्रकार के माइक्रोकंप्यूटर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरण शामिल होते हैं, जो सीधे स्विचगियर पर स्थापित होते हैं। प्रत्येक उपकरण अपने संबंधित कैबिनेट के माप, सुरक्षा सिग्नल, और नियंत्रण कार्यों को सीधे संभालता है। विशिष्ट कार्य निम्नलिखित हैं:
(1) इनकमर कैबिनेट
सुरक्षा कार्य: तात्कालिक ओवरकरंट ट्रिपिंग, समय-डिले ओवरकरंट ट्रिपिंग।
मापन कार्य: तीन-धारा करंट, तीन-धारा वोल्टेज, सक्रिय और ऋणात्मक शक्ति, सक्रिय और ऋणात्मक ऊर्जा।
निगरानी कार्य: सर्किट ब्रेकर खुला/बंद स्थिति।
नियंत्रण कार्य: मैनुअल खुला/बंद (कैबिनेट पर), दूरस्थ नियंत्रण खुला/बंद।
अलार्म कार्य: दोष के कारण ट्रिप, चेतावनी सिग्नल, खुला/बंद, उपकरण दोष, दोष रिकॉर्डिंग, आदि।
(2) ट्रांसफार्मर कैबिनेट
सुरक्षा कार्य: तात्कालिक ओवरकरंट ट्रिपिंग, समय-डिले ओवरकरंट ट्रिपिंग, इनवर्स-टाइम ओवरलोडिंग, एक-धारा ग्राउंड दोष, हेवी गैस ट्रिप।
मापन, निगरानी, और नियंत्रण कार्य: इनकमर कैबिनेट के समान।
अलार्म कार्य: दोष के कारण ट्रिप, लाइट गैस, तापमान अलार्म, चेतावनी सिग्नल, खुला/बंद, उपकरण दोष, दोष रिकॉर्डिंग, आदि।
(3) बसबार कैबिनेट
सुरक्षा, निगरानी, और नियंत्रण कार्य: इनकमर कैबिनेट के समान।
अलार्म कार्य: दोष के कारण ट्रिप, उपकरण दोष, दोष रिकॉर्डिंग, आदि।
(4) मोटर कैबिनेट
सुरक्षा कार्य: तात्कालिक ओवरकरंट ट्रिपिंग, समय-डिले ओवरकरंट ट्रिपिंग, ओवरलोड, एक-धारा ग्राउंड दोष, कम वोल्टेज, ओवरहीट।
मापन कार्य: तीन-धारा करंट, तीन-धारा वोल्टेज, सक्रिय और ऋणात्मक शक्ति, सक्रिय और ऋणात्मक ऊर्जा।
निगरानी कार्य: सर्किट ब्रेकर खुला/बंद स्थिति।
नियंत्रण कार्य: मैनुअल खुला/बंद (कैबिनेट पर), दूरस्थ नियंत्रण खुला/बंद।
अलार्म कार्य: दोष के कारण ट्रिप, चेतावनी सिग्नल, खुला/बंद, उपकरण दोष, दोष रिकॉर्डिंग, आदि।
अपने संबंधित स्विचगियर में डेटा अधिग्रहण के बाद, सुरक्षा उपकरण डेटा को बस के माध्यम से सबस्टेशन स्तर के मॉनिटरिंग कंप्यूटर तक प्रसारित करते हैं। यह प्रणाली नियंत्रण केबलों को बहुत कम करती है, और स्थानीय आयोजन समय को कम करती है, और कार्यक्षमता में सुधार करती है।
2.2 सबस्टेशन स्तर
सबस्टेशन से कई सिग्नलों को प्लांट के औद्योगिक ईथरनेट के माध्यम से केंद्रीय नियंत्रण कक्ष तक प्रसारित किया जाता है, और सबस्टेशन केंद्रीय नियंत्रण कक्ष से सिग्नल प्राप्त करता है और सुरक्षा उपकरणों को नियंत्रण कमांड देता है। सबस्टेशन स्तर आमतौर पर औद्योगिक नियंत्रण कंप्यूटर, प्रिंटर, और मॉनिटर से बना होता है। इसके मुख्य कार्य स्विचगियर इंटीग्रेटेड सुरक्षा उपकरणों की कॉन्फ़िगरेशन और प्रबंधन, प्रणाली के संचालन की निगरानी, सबस्टेशन डेटाबेस की स्थापना और प्रबंधन, और केंद्रीय नियंत्रण कक्ष के साथ संचार शामिल हैं।
क्योंकि निर्माताओं अपने सुरक्षा उपकरण सॉफ्टवेयर और विद्युत गणना विधियों को गोपनीय रखते हैं, सबस्टेशन स्तर को केंद्रीय नियंत्रण कक्ष और सुरक्षा उपकरणों के बीच सिग्नल भेजने और प्राप्त करने के लिए संचार प्रोटोकॉल कनवर्जन का भी संभालना पड़ता है।
2.3 संचार नेटवर्क
स्विचगियर और सबस्टेशन के बीच संचार के लिए MODbus बस नेटवर्क का उपयोग किया जा सकता है, जो अधिकतम 64 स्लेव स्टेशनों का समर्थन करता है। संचार नेटवर्क और उपकरणों के बीच ऑप्टिकल आइसोलेशन का उपयोग बाहरी इंटरफ़ेरेंस को रोकने के लिए किया जाता है। सबस्टेशन और
