उच्च-वोल्टेज SF6 सर्किट ब्रेकरको ऊर्जा संचयन दोषले जनाउनुभएको बन्दगरी कुन्डलको ज्वलानले गरिएको विश्लेषण र सुधार

उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर तीन-फेजी AC 50Hz बाह्य उच्च-वोल्टेज विद्युत सामग्री हैं। ये स्व-ऊर्जा धूमकेतु निर्मूलन चैम्बर संरचना अपनाते हैं और स्प्रिंग संचालन मेकेनिज्म से सुसज्जित होते हैं। ये सर्किट ब्रेकर सरल संरचना, सुविधाजनक संचालन, और उच्च सुरक्षा और विश्वसनीयता के लिए प्रसिद्ध हैं। इसलिए, ये ट्रांसमिशन और डिस्ट्रिब्यूशन 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 निर्दिष्ट उपस्टेशन का 110kV सिस्टम इस प्रकार के सर्किट ब्रेकर का उपयोग करता है। हालाँकि, संचालन वर्षों के साथ बढ़ने पर, द्वितीयक परिपथ में खामियाँ धीरे-धीरे सामने आती हैं। विशेष रूप से, ऊर्जा-संचय परिपथ में समस्याओं के कारण बंद करने वाले कुण्डली का जलने का दोष बार-बार होता है। यह लेख इस प्रकार के सर्किट ब्रेकर के संचालन के दौरान घटित होने वाले एक विशेष दोष के उदाहरण का विश्लेषण करता है और उसके लिए संबंधित सुधार उपाय प्रस्तावित करता है।

1 दोष घटना

220kV उपस्टेशन में 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, संचालन व्यक्ति बंद करने का संकेत भेजते हैं। हालाँकि, सर्किट ब्रेकर न केवल बंद नहीं हो पाता, बल्कि बंद करने वाली कुण्डली भी जल जाती है। जब सभी बंद करने की शर्तें पूरी होती हैं, तो यह विशेष दोष क्यों होता है? इस तरह के दोषों की दोहराव को रोकने के लिए, गंभीर शोध और विश्लेषण की आवश्यकता है।

2 दोष विश्लेषण

इस प्रकार के सर्किट ब्रेकर के बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में, YF "स्थानीय/दूर" ट्रांसफर स्विच है (आकृति 1 देखें)। जब दूर से बंद करना आवश्यक होता है, तो संचालन शक्ति स्वित्च का धनात्मक पोल C7→YF कंटेक्ट 3 - 4→अन्तिम ट्रिपिंग सहायक रिले 52Y के नियमित बंद कंटेक्ट 31 - 32→स्प्रिंग ऊर्जा-संचय रिले 99CN के नियमित बंद कंटेक्ट 21 - 22→रिले 49MX के नियमित बंद कंटेक्ट 31 - 32→बंद करने वाली स्प्रिंग स्थिति निगरानी रिले 33HBX के नियमित बंद कंटेक्ट 31 - 32→सर्किट ब्रेकर के नियमित सहायक कंटेक्ट 1 - 2 और 5 - 6→बंद करने वाली कुण्डली 52C→SF₆ गैस निम्न-वोल्टेज लॉकिंग रिले 63GLX के नियमित बंद कंटेक्ट 31 - 32→संचालन नियंत्रण शक्ति स्वित्च का ऋणात्मक पोल। जब शक्ति वोल्टेज बंद करने वाली कुण्डली 52C पर लगाई जाती है, तो इलेक्ट्रोमैग्नेट कार्य करता है और सर्किट ब्रेकर बंद हो जाता है।

उपरोक्त परिपथ विश्लेषण के आधार पर, बंद करने वाली कुण्डली 52C को ऊर्जा देने के लिए निम्नलिखित चार शर्तों को पूरा करना आवश्यक है:

•  52Y, 49MX, और 33HBX की कुण्डलियाँ ऊर्जा नहीं लेतीं, और उनके नियमित बंद कंटेक्ट 31 - 32 बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में जुड़े होते हैं;

• 99CN की कुण्डली ऊर्जा नहीं लेती, और उसके नियमित बंद कंटेक्ट 21 - 22 बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में जुड़े होते हैं;

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

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

विश्लेषण से स्पष्ट होता है कि जब सभी उपरोक्त शर्तें पूरी होती हैं, तो नियंत्रण वोल्टेज कुण्डली पर लगाई जा सकती है, जिससे बंद करने वाली कुण्डली 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 दिखाई देता 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।

आकृति 1 से दिखाई देता है कि जब यह सर्किट ब्रेकर की बंद करने वाली स्प्रिंग ऊर्जा-संचय नहीं होती, तो सर्किट ब्रेकर मेकेनिज्म के पीछे स्थापित ऊर्जा-संचय सीमा स्विच 33HB का नियमित बंद कंटेक्ट C - NC 99CN और 33HBX रिले को नियंत्रित करता है, और DC नियंत्रण शक्ति स्विच के धनात्मक पोल को जोड़ता है:

• स्प्रिंग ऊर्जा-संचय रिले 99CN ऊर्जा लेता है और कार्य करता है, और इसका शक्ति स्त्रोत मोटर परिपथ को जोड़ता है, और बंद करने वाली स्प्रिंग विद्युत ऊर्जा-संचय करती है; साथ ही, 99CN के नियमित बंद कंटेक्ट 21 - 22 बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में विसंगत हो जाते हैं, जिससे स्प्रिंग ऊर्जा-संचय प्रक्रिया के दौरान सर्किट ब्रेकर द्वारा दुर्घटनापूर्वक बंद होने की संभावना रोकी जाती है।

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

जब स्प्रिंग ऊर्जा-संचय ठीक होता है, तो ऊर्जा-संचय मेकेनिज्म के यांत्रिक घटक 33HB के ऊर्जा-संचय सीमा स्विच के नियमित बंद कंटेक्ट C - NC को विसंगत करते हैं। 99CN और 33HBX रिले की कुण्डलियाँ शक्ति खो देती हैं, और ऊर्जा-संचय समाप्त हो जाता है। 99CN के नियमित बंद कंटेक्ट 21 - 22 और 33HBX के नियमित बंद कंटेक्ट 31 - 32 बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ को जोड़ते हैं। घटक वायरिंग आरेख में कंटेक्ट के कार्य से, केवल तब 99CN और 33HBX रिले ऊर्जा लेते हैं और कार्य करते हैं, जब बंद करने वाला परिपथ लॉक होता है। इसलिए, उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर, 33HB के ऊर्जा-संचय सीमा स्विच के नियमित बंद कंटेक्ट C - NC की विफलता मोटर के ऊर्जा-संचय करने में असमर्थता का कारण हो सकती है।

रखरखाव कर्मचारी सर्किट ब्रेकर मेकेनिज्म के पीछे के कवर प्लेट को खोलते हैं और ऊर्जा-संचय सीमा स्विच को निकालते हैं। जांच और मापन के बाद, पाया गया कि 33HB के ऊर्जा-संचय सीमा स्विच के आंतरिक कंटेक्ट ऊर्जा-संचय प्रक्रिया के दौरान क्षतिग्रस्त हो गए थे, जिससे शक्ति स्रोत उसके नियमित बंद कंटेक्ट C - NC से गुजर नहीं पा रहा था। इस परिणामस्वरूप, 99CN और 33HBX रिले की कुण्डलियाँ शक्ति नहीं ले पा रही थीं। 99CN कंटेक्टर कार्य नहीं करता था, और शक्ति स्रोत ऊर्जा-संचय मोटर को जोड़ नहीं पा रहा था। साथ ही, 99CN के नियमित बंद कंटेक्ट 21 - 22 और 33HBX के नियमित बंद कंटेक्ट 31 - 32 लंबे समय तक बंद करने वाले परिपथ से जुड़े रहे। चूंकि सर्किट ब्रेकर का स्प्रिंग मेकेनिज्म ऊर्जा-संचय नहीं कर रहा था और द्वितीयक बंद करने वाला परिपथ चल रहा था, इसलिए न केवल सर्किट ब्रेकर सामान्य रूप से बंद नहीं हो सकता था, बल्कि बंद करने वाली कुण्डली भी जल जाती थी।

3 उपचार और संशोधन

सिर्फ ऊर्जा-संचय सीमा स्विच को बदलने से इस लेख में वर्णित विशेष दोष को मूल रूप से सुलझाना संभव नहीं है। अनुचित डिजाइन और असंपूर्ण इंटरलॉकिंग मेकेनिज्म के कारण, जब ऊर्जा-संचय सीमा स्विच क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो यह बंद करने वाले परिपथ में विफलता पैदा करता है। इसलिए, ऊर्जा-संचय और बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में निम्नलिखित संशोधन किए जाते हैं:
(1) ऊर्जा-संचय सीमा स्विच 33HB एक जोड़े के नियमित बंद कंटेक्ट और एक जोड़े के नियमित खुले कंटेक्ट से बना होता है, जिन दोनों जोड़े के कंटेक्ट मेकानिकल रूप से इंटरलॉकिंग होते हैं। ट्रैवल स्विच की विशेषताओं के आधार पर, निम्नलिखित संशोधन किए जाते हैं: 33HB के नियमित बंद कंटेक्ट C - NC को 99CN की कुण्डली से जोड़ा जाता है, जैसा कि आकृति 2 में दिखाया गया है। यह संशोधन सर्किट ब्रेकर के बंद करने वाले परिपथ को ऊर्जा-संचय प्रक्रिया के दौरान विसंगत रखने और बंद करने से रोकने के कार्य को बनाए रखता है। 33HB के नियमित खुले कंटेक्ट O - NO को 33HBX की कुण्डली से जोड़ा जाता है। जब स्प्रिंग ऊर्जा-संचय ठीक होता है, 33HB के नियमित खुले कंटेक्ट O - NO 33HBX की कुण्डली से जुड़ता है। साथ ही, बंद करने वाले नियंत्रण परिपथ में जुड़े 33HBX रिले के नियमित बंद कंटेक्ट 31 - 32 को हटा दिया जाता है और उनके स्थान पर 33HBX के नियमित खुले कंटेक्ट 43 - 44 को जोड़ा जाता है। यह संशोधन एक जोड़े के कंटेक्ट से दो रिले को नियंत्रित करने से एक जोड़े के कंटेक्ट से एक रिले को नियंत्रित करने को बदल देता है। यह सुनिश्चित करता है कि बंद करने वाला नियंत्रण परिपथ ऊर्जा-संचय नहीं होने और ऊर्जा-संचय प्रक्रिया के दौरान चलने की संभावना नहीं होती। केवल तब, जब स्प्रिंग ऊर्जा-संचय ठीक होता है, 33HBX की कुण्डली ऊर्जा लेती है और नियमित खुले कंटेक्ट 43 - 44 बंद होते हैं, तभी बंद करने वाला नियंत्रण परिपथ जुड़ता है। साथ ही, यह 33HB के ऊर्जा-संचय सीमा स्विच पर लंबे समय तक लोड को कम करता है और उसकी जीवनावधि बढ़ाता है।
(2) एक समय रिले T जोड़ें। 33HBX रिले के नियमित बंद कंटेक्ट 31 - 32 को समय रिले की कुण्डली से श्रृंखलित करें, और समय रिले की संचालन समय सीमा को 15s पर सेट करें, जो सर्किट ब्रेकर के स्प्रिंग ऊर्जा-संचय समय से थोड़ा अधिक होता है। समय रिले जोड़ने से निम्नलिखित कार्य संभव होते हैं: 15s के दौरान, जब स्प्रिंग ऊर्जा-संचय नहीं होता और ऊर्जा-संचय प्रक्रिया के दौरान, 33HBX की कुण्डली ऊर्जा नहीं लेती, नियमित बंद कंटेक्ट 31 - 32 बंद होते हैं, और समय रिले ऊर्जा-संचय नहीं होने का संकेत भेजता है। जब स्प्रिंग ऊर्जा-संचय ठीक होता है, 33HBX ऊर्जा लेता ह