हाइ-वोल्टेज SF6 सर्किट ब्रेकर की ऊर्जा संचय दोष के कारण क्लोजिंग कोइल के बर्नआउट का विश्लेषण और सुधार

उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर तीन-पार एसी 50Hz वायुमंडलीय उच्च-वोल्टेज विद्युत उपकरण हैं। इनमें स्व-ऊर्जा धूमकेतु निर्मूलन कक्ष संरचना होती है और इनमें स्प्रिंग संचालन मेकेनिज्म लगाए जाते हैं। ये सर्किट ब्रेकर सरल संरचना, सुविधाजनक संचालन, और उच्च सुरक्षा और विश्वसनीयता के लिए प्रसिद्ध हैं। इसलिए, ये संचार और वितरण लाइनों के नियंत्रण और संरक्षण के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं और इन्हें टाइ-टाइप सर्किट ब्रेकर के रूप में भी उपयोग किया जा सकता है।

एक विशिष्ट उपस्थान का 110kV प्रणाली इस प्रकार के सर्किट ब्रेकर का उपयोग करता है। हालांकि, संचालन के वर्षों के साथ, द्वितीयक परिपथ में खामियाँ धीरे-धीरे सामने आने लगती हैं। विशेष रूप से, ऊर्जा-संचय परिपथ में समस्याओं के कारण बंद करने वाले कुंडली का जलना अक्सर होने लगता है। यह लेख इस प्रकार के सर्किट ब्रेकर के संचालन के दौरान हुए एक विशेष दोष के उदाहरण पर विश्लेषण करता है और इसके लिए संबंधित सुधार उपाय प्रस्तावित करता है।

1 दोष घटना

220kV उपस्थान का 110kV SF₆ सर्किट ब्रेकर स्प्रिंग संचालन मेकेनिज्म का उपयोग ऊर्जा-संचय उपकरण के रूप में करता है। जब सर्किट ब्रेकर खुला होता है और बंद करने वाला विद्युत परिपथ सामान्य दिखाई देता है, तो संचालन कर्मचारी बंद करने का संकेत भेजते हैं। हालांकि, सर्किट ब्रेकर न केवल बंद नहीं होता, बल्कि बंद करने वाली कुंडली भी जल जाती है। जब सभी बंद करने की शर्तें पूरी होती हैं, तो यह विशेष दोष क्यों होता है? इस प्रकार के दोषों की दोहराव से बचने के लिए, गंभीर शोध और विश्लेषण की आवश्यकता होती है।

2 दोष विश्लेषण

इस प्रकार के सर्किट ब्रेकर के बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में, YF "स्थानीय/दूर" ट्रांसफर स्विच (जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है) है। जब दूर से बंद करना आवश्यक होता है, तो संचालन शक्ति के धनात्मक पोल C7→YF संपर्क 3 - 4→अंतिम-त्रिप सहायक रिले 52Y के नियमित बंद संपर्क 31 - 32→स्प्रिंग ऊर्जा-संचय रिले 99CN के नियमित बंद संपर्क 21 - 22→रिले 49MX के नियमित बंद संपर्क 31 - 32→बंद करने वाली स्प्रिंग स्थिति मॉनिटरिंग रिले 33HBX के नियमित बंद संपर्क 31 - 32→सर्किट ब्रेकर के नियमित सहायक संपर्क 1 - 2 और 5 - 6→बंद करने वाली कुंडली 52C→SF₆ गैस निम्न-वोल्टेज लॉकिंग रिले 63GLX के नियमित बंद संपर्क 31 - 32→संचालन नियंत्रण शक्ति के ऋणात्मक पोल तक जाता है। जब शक्ति का वोल्टेज बंद करने वाली कुंडली 52C पर लगाया जाता है, तो विद्युत चुंबक कार्य करता है और सर्किट ब्रेकर बंद हो जाता है।

उपरोक्त परिपथ विश्लेषण के आधार पर, बंद करने वाली कुंडली 52C को ऊर्जा देने के लिए निम्नलिखित चार शर्तें पूरी होनी चाहिए:

•  52Y, 49MX, और 33HBX के कुंडलियाँ ऊर्जा से दूर हैं, और उनके नियमित बंद संपर्क 31 - 32 बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में जुड़े हैं;

• 99CN की कुंडली ऊर्जा से दूर है, और उसके नियमित बंद संपर्क 21 - 22 बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में जुड़े हैं;

• 52B खुला स्थिति में है, और उसके नियमित सहायक संपर्क 1 - 2 और 5 - 6 बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में जुड़े हैं;

• SF₆ गैस रिले 63GLX के नियमित बंद संपर्क 31 - 32 बंद हैं, बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ को जोड़ते हैं।

विश्लेषण से यह स्पष्ट होता है कि जब सभी उपरोक्त शर्तें पूरी होती हैं, तो नियंत्रण वोल्टेज कुंडली पर लगाया जा सकता है, जिससे बंद करने वाली कुंडली जल जाती है। जब चासिस की प्रारंभिक जांच की जाती है, तो पाया जाता है कि SF₆ गैस दबाव मीटर सामान्य दिखाई देता है, जबकि बंद करने वाली स्प्रिंग का यांत्रिक निर्देश ऊर्जा-संचय के बिना है। जब ऊर्जा-संचय नहीं होता, तो बंद करने वाला परिपथ कैसे चल सकता है? इसलिए, बंद करने वाली स्प्रिंग ऊर्जा-संचय परिपथ की आगे की जांच की आवश्यकता है।

चित्र 1 में दिखाए गए मोटर ऊर्जा-संचय परिपथ से स्पष्ट है कि जब इस सर्किट ब्रेकर की बंद करने वाली स्प्रिंग ऊर्जा-संचय नहीं होती, तो सर्किट ब्रेकर मेकेनिज्म के पीछे लगे ऊर्जा-संचय सीमा स्विच 33HB का नियमित बंद संपर्क C - NC नियंत्रण 99CN और 33HBX रिले को एक साथ नियंत्रित करता है, डीसी नियंत्रण शक्ति के धनात्मक पोल को जोड़ता है:

• स्प्रिंग ऊर्जा-संचय रिले 99CN ऊर्जा से चलता है और उसकी शक्ति मोटर परिपथ को जोड़ती है, और बंद करने वाली स्प्रिंग विद्युत ऊर्जा-संचय करती है; इसके साथ-साथ, 99CN के नियमित बंद संपर्क 21 - 22 बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में विच्छेदित हो जाते हैं, जिससे सर्किट ब्रेकर का दुर्घटनाजनक बंद होना बंद करने वाली स्प्रिंग ऊर्जा-संचय प्रक्रिया के दौरान रोका जा सकता है।

• जब बंद करने वाली स्प्रिंग स्थिति मॉनिटरिंग सहायक रिले 33HBX की कुंडली ऊर्जा से चलती है, तो 33HBX के नियमित बंद संपर्क 31 - 32 बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में विच्छेदित हो जाते हैं। यह सुनिश्चित करता है कि बंद करने वाली स्प्रिंग ऊर्जा-संचय प्रक्रिया के दौरान, सर्किट ब्रेकर का द्वितीयक बंद करने वाला परिपथ खुला होता है, 99CN के नियमित बंद संपर्क 21 - 22 के साथ एक विश्वसनीय दोहरा लॉकिंग कार्य करता है।

जब स्प्रिंग ऊर्जा-संचय स्थिति में होती है, तो ऊर्जा-संचय मेकेनिज्म के यांत्रिक घटक 33HB के ऊर्जा-संचय सीमा स्विच के नियमित बंद संपर्क C - NC को विच्छेदित करते हैं। 99CN और 33HBX रिले की कुंडलियाँ ऊर्जा से दूर हो जाती हैं, और ऊर्जा-संचय समाप्त हो जाता है। 99CN के नियमित बंद संपर्क 21 - 22 और 33HBX के नियमित बंद संपर्क 31 - 32 बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ को जोड़ते हैं। घटक वायरिंग आरेख में संपर्कों के कार्य से, केवल तब 99CN और 33HBX रिले ऊर्जा से चलते हैं, तब बंद करने वाला परिपथ लॉक होता है। इसलिए, उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर, यह निर्णय लिया गया है कि 33HB के ऊर्जा-संचय सीमा स्विच के नियमित बंद संपर्क C - NC की विफलता उसके यांत्रिक घटकों द्वारा ऊर्जा-संचय करने में असफलता का कारण हो सकती है।

रखरखाव कर्मचारी ने सर्किट ब्रेकर मेकेनिज्म के पीछे कवर प्लेट को खोला और ऊर्जा-संचय सीमा स्विच को निकाला। जांच और मापन के बाद, पाया गया कि 33HB के ऊर्जा-संचय सीमा स्विच के आंतरिक संपर्क ऊर्जा-संचय प्रक्रिया के दौरान क्षतिग्रस्त हो गए थे, जिससे शक्ति उसके नियमित बंद संपर्क C - NC से गुजर नहीं पा रही थी। इस परिणामस्वरूप, 99CN और 33HBX रिले की कुंडलियाँ ऊर्जा प्राप्त नहीं कर पा रही थीं। 99CN कंटैक्टर नहीं चला, और शक्ति ऊर्जा-संचय मोटर को जोड़ने में असफल रहा। इसके साथ-साथ, 99CN के नियमित बंद संपर्क 21 - 22 और 33HBX के नियमित बंद संपर्क 31 - 32 बंद करने वाले परिपथ में लंबे समय तक जुड़े रहे। क्योंकि सर्किट ब्रेकर की स्प्रिंग मेकेनिज्म ऊर्जा-संचय नहीं कर रही थी और द्वितीयक बंद करने वाला परिपथ चल रहा था, इसलिए न केवल सर्किट ब्रेकर नियमित रूप से बंद नहीं हो सकता था, बल्कि बंद करने वाली कुंडली भी जल जाती थी।

3 उपचार और संशोधन

सिर्फ ऊर्जा-संचय सीमा स्विच को बदलने से इस लेख में वर्णित विशेष दोष का मूल समाधान नहीं हो सकता। अनुचित डिजाइन और असंपूर्ण इंटरलॉकिंग मेकेनिज्म के कारण, जब ऊर्जा-संचय सीमा स्विच क्षतिग्रस्त होता है, तो यह बंद करने वाले परिपथ में विफलता का कारण बनता है। इसलिए, ऊर्जा-संचय और बंद करने वाले नियंत्रण परिपथों में निम्न संशोधन किए जाते हैं:
(1) ऊर्जा-संचय सीमा स्विच 33HB एक जोड़े के नियमित बंद संपर्क और एक जोड़े के नियमित खुले संपर्क से बना होता है, जिन दोनों संपर्कों को यांत्रिक रूप से इंटरलॉकिंग किया जाता है। ट्रावल स्विच की विशेषताओं के आधार पर, निम्न संशोधन किए जाते हैं: 33HB के नियमित बंद संपर्क C - NC को 99CN की कुंडली से जोड़ा जाता है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। यह संशोधन सर्किट ब्रेकर के बंद करने वाले परिपथ को ऊर्जा-संचय प्रक्रिया के दौरान विच्छेदित और बंद करने से रोकने का कार्य बनाए रखता है। 33HB के नियमित खुले संपर्क O - NO को 33HBX की कुंडली से जोड़ा जाता है। जब स्प्रिंग ऊर्जा-संचय स्थिति में होती है, 33HB का नियमित खुला संपर्क O - NO बंद हो जाता है और 33HBX की कुंडली को जोड़ता है। इसके साथ-साथ, 33HBX रिले के बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में जुड़े नियमित बंद संपर्क 31 - 32 को हटा दिया जाता है और उनके स्थान पर 33HBX के नियमित खुले संपर्क 43 - 44 को जोड़ा जाता है। यह संशोधन एक जोड़े के संपर्कों से दो रिले को नियंत्रित करने से एक जोड़े के संपर्कों से एक रिले को नियंत्रित करने में बदल देता है। यह सुनिश्चित करता है कि बंद करने वाला नियंत्रण परिपथ ऊर्जा-संचय न होने और ऊर्जा-संचय प्रक्रिया के दौरान चलने से रोका जा सकता है। केवल तब स्प्रिंग ऊर्जा-संचय स्थिति में, जब 33HBX की कुंडली ऊर्जा से चलती है और नियमित खुले संपर्क 43 - 44 बंद हो जाते हैं, तब बंद करने वाला नियंत्रण परिपथ जुड़ा जा सकता है। इसके साथ-साथ, यह ऊर्जा-संचय सीमा स्विच पर लंबे समय तक लोड को कम करता है और उसकी लंबी उम्र को बढ़ाता है।
(2) समय रिले T जोड़ें। 33HBX रिले के नियमित बंद संपर्क 31 - 32 को समय रिले की कुंडली के साथ श्रृंखलित रूप से जोड़ें, और समय रिले की संचालन समय सीमा को 15s तक सेट करें, जो सर्किट ब्रेकर के स्प्रिंग ऊर्जा-संचय समय से थोड़ा अधिक होता है। समय रिले को जोड़ने से निम्न कार्य संभव होते हैं: 15s के दौरान, जब स्प्रिंग ऊर्जा-संचय नहीं होता, 33HBX की कुंडली ऊर्जा से दूर होती है, नियमित बंद संपर्क 31 - 32 बंद होते हैं, और समय रिले ऊर्जा-संचय नहीं होने का संकेत भेजता है। जब स्प्रिंग ऊर्जा-संचय स्थिति में होती है, 33HBX ऊर्जा से चलता है, नियमित बंद संपर्क 31 - 32 वि