उच्च वोल्टता रिक्लोज़र्स का डिजाइन और एप्लिकेशन: इंडोनेशिया और वियतनाम में 20kV प्रणालियों पर केंद्रित

1. परिचय

आधुनिक विद्युत ग्रिड बुनियादी संरचना में, उच्च-वोल्टेज रिक्लोजर विद्युत आपूर्ति की विश्वसनीयता और कार्यक्षमता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इस बात का विशेष महत्व है, जैसे इंडोनेशिया, जिसकी विस्तृत और जटिल विद्युत वितरण नेटवर्क अनेक द्वीपों पर फैली हुई है, और वियतनाम, जिसकी समुद्र तटीय विद्युत प्रणालियाँ विकसित हो रही हैं। 20kV वोल्टेज स्तर, मध्य-उच्च वोल्टेज की श्रेणी में आता है, जिसका उपयोग शहरी ग्रिड, औद्योगिक विद्युत आपूर्ति, और कुछ उच्च-वोल्टेज प्रसारण लाइनों में विद्युत प्रसारण की कार्यक्षमता और लागत-प्रभावशीलता के लाभों के कारण व्यापक रूप से किया जाता है।

2. उच्च-वोल्टेज रिक्लोजर का कार्य और महत्व

एक उच्च-वोल्टेज रिक्लोजर विद्युत वितरण नेटवर्क स्वचालन में उपयोग किया जाने वाला एक बुद्धिमान स्विचगियर है। इसमें दोष धारा का पता लगाने, निर्धारित समय के भीतर उसे रोकने, और निर्धारित संख्या में रिक्लोजर करने की "स्व-संहित" क्षमता होती है। जब लाइन में एक शॉर्ट-सर्किट दोष होता है, तो रिक्लोजर निर्धारित अनुक्रम और समय अंतराल के अनुसार खुलने और बंद होने का कार्य करता है। यदि दोष स्थायी हो, तो निर्धारित ऑपरेशन अनुक्रम पूरा होने के बाद और रिक्लोजर विफल होने पर, यह ओपन-सर्किट स्थिति में लॉक हो जाता है, दोषी खंड को अलग कर देता है। दोष को हल करने के बाद, आमतौर पर मैनुअल रीसेट की आवश्यकता होती है लॉक को रिलीज़ करने के लिए। अस्थायी दोषों के लिए, किसी रिक्लोजर की सफलता के बाद अगले खुलने और बंद होने की ऑपरेशन समाप्त हो जाती है, और एक निश्चित देरी के बाद, यह प्रारंभिक सेट स्थिति में वापस आ जाता है, अगले संभावित दोष के लिए तैयारी करता है।

इंडोनेशिया में, जहाँ विस्तृत क्षेत्र को कवर करने वाला विद्युत ग्रिड है, उच्च-वोल्टेज रिक्लोजर दोषों के बाद विद्युत आपूर्ति को तेजी से वापस लाने, बिजली की छुट्टी के समय को कम करने, और विद्युत आपूर्ति की समग्र विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए आवश्यक हैं। इसी तरह, वियतनाम के समुद्र तटीय क्षेत्रों में, जहाँ आर्द्रता और नमक-धुंआ जैसे पर्यावरणीय कारक विद्युत ग्रिड के लिए चुनौतियाँ पेश कर सकते हैं, रिक्लोजर स्थिर विद्युत आपूर्ति को बनाए रखने में मदद करते हैं।

3. 20kV उच्च-वोल्टेज रिक्लोजर के डिज़ाइन पर विचार
3.1 विद्युत प्रदर्शन डिज़ाइन
3.1.1 निर्धारित वोल्टेज और धारा

20kV रिक्लोजर के लिए, निर्धारित वोल्टेज 20kV डिज़ाइन किया गया है ताकि ग्रिड वोल्टेज स्तर के साथ मेल खाता हो। निर्धारित धारा को उस विद्युत ग्रिड खंड में वास्तविक लोड धारा के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए जहाँ यह स्थापित किया गया है। इंडोनेशिया या वियतनाम के औद्योगिक क्षेत्रों में उच्च-शक्ति उपकरणों के साथ, भारी लोड की स्थितियों में सामान्य संचालन की गारंटी देने के लिए उच्च-निर्धारित धारा वाले रिक्लोजर की आवश्यकता हो सकती है।

3.1.2 दोष-तोड़ने की क्षमता

रिक्लोजर को बड़ी मात्रा की शॉर्ट-सर्किट धाराओं को रोकने के लिए पर्याप्त दोष-तोड़ने की क्षमता होनी चाहिए। 20kV प्रणाली में, शॉर्ट-सर्किट धाराएँ कई किलो-एम्पियर तक पहुँच सकती हैं। डिज़ाइन में स्थानीय विद्युत ग्रिड के सबसे खराब संभावित शॉर्ट-सर्किट परिदृश्यों, जैसे पावर स्रोत के निकट तीन-फेज शॉर्ट-सर्किट, को ध्यान में रखना चाहिए। उदाहरण के लिए, इंडोनेशिया में एक आम 20kV औद्योगिक वितरण नेटवर्क में, शॉर्ट-सर्किट धारा लगभग 20-30kA हो सकती है, इसलिए रिक्लोजर को ऐसी धाराओं को सुरक्षित और विश्वसनीय रूप से टूटने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

3.2 यांत्रिक डिज़ाइन
3.2.1 संचालन तंत्र

रिक्लोजर का संचालन तंत्र अत्यंत विश्वसनीय होना चाहिए और अक्सर संचालन को सहन करने की क्षमता रखना चाहिए। स्प्रिंग-प्रकार या स्थायी-चुंबक-प्रकार के संचालन तंत्र आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। वियतनाम के समुद्र तटीय क्षेत्रों की कठोर पर्यावरणीय स्थितियों में, एक अच्छी तरह से सील और रसायनिक अपघटन से प्रतिरोधी स्थायी-चुंबक संचालन तंत्र पसंद किया जा सकता है। यह नमक-धुंआ और उच्च आर्द्रता की उपस्थिति में भी स्थिर संचालन की गारंटी दे सकता है, रसायनिक अपघटन के कारण यांत्रिक विफलताओं के जोखिम को कम करता है।

3.2.2 संपर्क प्रणाली

रिक्लोजर की संपर्क प्रणाली इसके प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है। अच्छी विद्युत चालकता और आर्किंग से रोकने की क्षमता वाले उच्च-गुणवत्ता वाले संपर्क सामग्रियों का चयन किया जाता है। 20kV रिक्लोजर के लिए, तांबा-टंगस्टन लोहे जैसी सामग्रियों का अक्सर उपयोग किया जाता है। संपर्क डिज़ाइन संपर्क दबाव को अच्छा रखने की गारंटी देना चाहिए ताकि संपर्क प्रतिरोध को कम किया जा सके और सामान्य संचालन के दौरान गर्मी से बचा जा सके। इसके अलावा, संपर्क प्रणाली दोष-तोड़ने की ऑपरेशन के दौरान उत्पन्न होने वाले उच्च-ऊर्जा आर्क को सहन करने में सक्षम होनी चाहिए, और लंबे समय तक काम कर सकनी चाहिए।

3.3 अवरोधन डिज़ाइन
3.3.1 अवरोधन सामग्रियाँ

20kV रिक्लोजर में, संचालन पर्यावरण के आधार पर उपयुक्त अवरोधन सामग्रियाँ चुनी जाती हैं। इंडोनेशिया के उष्णकटिबंधीय जलवायु में, जहाँ उच्च आर्द्रता होती है, ऐपॉक्सी रेजिन जैसी सामग्रियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। ऐपॉक्सी-रेजिन-आधारित अवरोधन आर्द्रता से अवशोषण के कारण विद्युत टूटन से प्रभावी रूप से रोक सकता है। वियतनाम के समुद्र तटीय क्षेत्रों में, नमक-धुंआ के अतिरिक्त कारक को ध्यान में रखते हुए, विशेष अवरोधन कोटिंग अवरोधन सामग्रियों पर लगाई जा सकती हैं ताकि उनके अवरोधन प्रदर्शन को आगे बढ़ाया जा सके।

3.3.2 अवरोधन संरचना

रिक्लोजर की अवरोधन संरचना यह सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन की गई है कि पर्याप्त विद्युत अवरोधन दूरी हो और निर्धारित वोल्टेज और अस्थायी अतिवोल्टेज का सामना कर सके। उदाहरण के लिए, लाइव और ग्राउंडेड भागों के बीच का अवरोधन डिज़ाइन अंतरराष्ट्रीय और राष्ट्रीय मानकों के अनुसार होना चाहिए। इंडोनेशिया में, रिक्लोजर डिज़ाइन SNI 04-0225 मानक की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, जो उच्च-वोल्टेज विद्युत उपकरणों के लिए न्यूनतम अवरोधन दूरियों और टिकाऊ वोल्टेज स्तरों को निर्दिष्ट करता है।

4. मानकों का पालन: IEC 60068-2-52 और SNI 04-0225
4.1 IEC 60068-2-52

IEC 60068-2-52 मानक वियतनाम के समुद्र तटीय क्षेत्रों के संदर्भ में रिक्लोजरों के लिए पर्यावरणीय परीक्षण के संदर्भ में प्रासंगिक है। वियतनाम के समुद्र तटीय क्षेत्रों में, रिक्लोजर नमक-धुंआ के रसायनिक अपघटन के खिलाफ इस मानक की आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है। यह मानक नमक-धुंआ परिवेश में उपकरणों के लिए विशिष्ट परीक्षण विधियों और स्वीकृति मानदंडों को निर्दिष्ट करता है। उदाहरण के लिए, रिक्लोजरों को निश्चित समय के लिए नमक-धुंआ स्प्रे परीक्षण का सामना करना चाहिए, और परीक्षण के बाद, उनका विद्युत और यांत्रिक प्रदर्शन निर्दिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। इस मानक का पालन सुनिश्चित करता है कि रिक्लोजर वियतनाम के कठोर समुद्र तटीय पर्यावरण में विश्वसनीय रूप से संचालन कर सकते हैं।

4.2 SNI 04-0225

इंडोनेशिया में, SNI 04-0225 मानक उच्च-वोल्टेज विद्युत उपकरणों, जिनमें रिक्लोजर शामिल हैं, के लिए महत्वपूर्ण है। यह मानक विद्युत सुरक्षा, अवरोधन आवश्यकताओं, और यांत्रिक प्रदर्शन जैसे पहलुओं को कवर करता है। इंडोनेशियाई बाजार के लिए डिज़ाइन किए गए रिक्लोजरों को इस मानक में निर्दिष्ट वोल्टेज-सहनशीलता परीक्षण की आवश्यकताओं का पालन करना चाहिए। उदाहरण के लिए, रिक्लोजर का अवरोधन निर्दिष्ट AC और DC वोल्टेज परीक्षणों का सामना करने के बिना टूटने की स्थिति में नहीं होना चाहिए, विद्युत ग्रिड में कर्मियों और उपकरणों की सुरक्षा की गारंटी देता है।

5. इंडोनेशिया और वियतनाम में रिक्लोजर के लिए विशेष आवश्यकताएँ

5.1 इंडोनेशिया
5.1.1 द्वीप-आधारित विद्युत ग्रिड

इंडोनेशिया का विद्युत ग्रिड अनेक द्वीपों पर फैला हुआ है। रिक्लोजरों को दूरस्थ द्वीप क्षेत्रों में आसानी से स्थापित और रखरखाव किया जा सकने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। स्व-संहित संचालन और नियंत्रण प्रणालियों के साथ कॉम्पैक्ट-आकार के रिक्लोजर पसंद किए जाते हैं। इन रिक्लोजरों को आसानी से द्वीपों पर ले जाया जा सकता है और उन्हें पोलों पर या छोटे सबस्टेशनों में स्थापित किया जा सकता है। इसके अलावा, कुछ द्वीपों पर अक्सर सीमित विद्युत आपूर्ति क्षमता के कारण, रिक्लोजरों को अपेक्षाकृत कम शक्ति के सहायक विद्युत स्रोतों के साथ भी दक्षता से काम करने की क्षमता होनी चाहिए।

5.1.2 उष्णकटिबंधीय जलवायु

इंडोनेशिया की उष्णकटिबंधीय जलवायु, जहाँ साल भर उच्च तापमान और आर्द्रता होती है, रिक्लोजरों के प्रदर्शन के लिए चुनौतियाँ पेश करती हैं। रिक्लोजर डिज़ाइन में प्रभावी ताप-निकासी के उपायों को शामिल किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, एंक्लोजर में ताप-चालक सामग्रियों का उपयोग और अंतर्निहित घटकों को गर्मी से बचाने के लिए उचित वेंटिलेशन चैनलों का डिज़ाइन। इसके अलावा, सामग्रियों का चयन आर्द्रता-प्रेरित रसायनिक अपघटन के खिलाफ उनकी प्रतिरोधक्षमता को ध्यान में रखते हुए किया जाना चाहिए ताकि लंबे समय तक सेवा जीवन की गारंटी दी जा सके।

5.2 वियतनाम (सम