वायु निर्वहन सर्किट ब्रेकर चयन गाइड: पैरामीटर और एप्लिकेशन

I. वैक्यूम सर्किट ब्रेकर का चयन

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर को रेटेड धारा और रेटेड शॉर्ट-सर्किट धारा के आधार पर चुना जाना चाहिए, जिसमें वास्तविक विद्युत ग्रिड की क्षमता को ध्यान में रखा जाना चाहिए। अत्यधिक सुरक्षा गुणांक को अपनाने की प्रवृत्ति से बचना चाहिए। अत्यधिक संरक्षणशील चयन न केवल अर्थशास्त्रीय रूप से "ओवर-साइजिंग" (छोटी लोड के लिए बड़ा ब्रेकर) का कारण बनता है, बल्कि छोटी इंडक्टिव या कैपेसिटिव धाराओं को अवरुद्ध करने में ब्रेकर की प्रदर्शन को भी प्रभावित करता है, जो धारा चोपिंग ओवरवोल्टेज का कारण बन सकता है। 

संबंधित साहित्य के अनुसार, चीन के संचालन वाले विद्युत ग्रिड में 10kV फीडर सर्किटों का लगभग 93.1% 2000A या उससे कम रेटेड धारा का होता है। इसलिए, रेटेड ऑपरेटिंग धारा का चयन मुख्य रूप से 2000A और उससे नीचे के मूल्यों पर केंद्रित होना चाहिए। अधिकतम शॉर्ट-सर्किट धारा का चयन "शहरी नेटवर्क योजना और पुनर्निर्माण के लिए दिशा-निर्देशों" की आवश्यकताओं का पालन करते हुए किया जाना चाहिए, अत्यधिक सुरक्षा गुणांक की अंधविश्वासी तलाश से बचना चाहिए।

वर्तमान में चीनी बाजार में, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले आयातित ब्रांड सर्किट ब्रेकर शनियर के HVX, ABB के VD4, और सिमेंस के 3AE श्रृंखला शामिल हैं। घरेलू ब्रांड चांगशु स्विचगियर के CV1, शांगलियन के RMVS1, और बाओगुआंग के ZN172 श्रृंखला शामिल हैं। घरेलू और आयातित ब्रांडों के बीच गुणवत्ता का अंतर अब नगण्य है।

II. वैक्यूम सर्किट ब्रेकर और उनकी विशेषताएं

सर्किट ब्रेकर एक स्विचिंग उपकरण है जिसमें विशेष आर्क-इक्सटिंगविशिंग चेम्बर सुसज्जित होती है। यह सामान्य सर्किट की स्थितियों में धारा को बंद, ले, और अवरुद्ध कर सकता है, और निर्दिष्ट समयावधियों के भीतर असामान्य सर्किट की स्थितियों (जैसे, शॉर्ट सर्किट) को बंद, ले, और अवरुद्ध कर सकता है। यह 50Hz की आवृत्ति और 3.6kV और उससे ऊपर के वोल्टेज स्तर के विद्युत ग्रिड के लिए उपयुक्त है, जिसे लोड धाराओं (आमतौर पर 4000A से अधिक नहीं), ओवरलोड धाराओं, और रेटेड शॉर्ट-सर्किट धाराओं (आमतौर पर 63kA से अधिक नहीं) को स्विच करने के लिए उपयोग किया जाता है। 

इसे विशेष अनुप्रयोगों में खाली लंबी प्रसारण लाइनों, खाली ट्रांसफॉर्मर, कैपेसिटर बैंक, आदि को स्विच करने के लिए भी उपयोग किया जा सकता है, और निर्दिष्ट अवधियों (1s, 3s, 4s) के भीतर शॉर्ट-सर्किट धाराओं (आमतौर पर 63kA से अधिक नहीं) को ले, और शॉर्ट-सर्किट धाराओं (आमतौर पर 160kA से अधिक नहीं) पर बंद किया जा सकता है। सर्किट ब्रेकर का यांत्रिक जीवन आमतौर पर 10,000 ऑपरेशन होता है, विशेष मॉडल 30,000 या 60,000 ऑपरेशन तक पहुंच सकते हैं। जब एक स्थायी चुंबकीय एक्चुएटर से सुसज्जित होता है, तो यह 100,000 ऑपरेशन तक पहुंच सकता है। CB1984-2014 के अनुसार, सर्किट ब्रेकर का विद्युत जीवन 274 ऑपरेशन है। 

सर्किट ब्रेकर आमतौर पर ऑटो-रीक्लोजिंग क्षमता रखते हैं, जिससे दोष स्पष्ट होने के बाद तेजी से विद्युत आपूर्ति को फिर से स्थापित किया जा सकता है, और आमतौर पर महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। हालांकि, सर्किट ब्रेकर अपेक्षाकृत महंगे होते हैं (संबंधित रिले या माइक्रोप्रोसेसर-आधारित सुरक्षा की आवश्यकता होती है), और उनका दोष अवरुद्धन समय 80ms के भीतर होता है (सुरक्षा रिले के प्रतिक्रिया समय, ब्रेकर का ट्रिपिंग समय, और आर्किंग समय पर निर्भर करता है)। उनका दोष धारा अवरुद्धन गति स्विचगियर असेंबली की तुलना में धीमी होती है, इसलिए सुरक्षित उपकरणों को पर्याप्त छोटे समय की धारा सहन क्षमता होनी चाहिए।

III. सर्किट ब्रेकर के मुख्य अनुप्रयोग

सर्किट ब्रेकर आमतौर पर औद्योगिक और खान उद्योगों, विद्युत संयंत्रों, और सबस्टेशनों में विद्युत सिस्टम को प्राप्त, नियंत्रित, और सुरक्षित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। एक आदर्श विन्यास (12kV के उदाहरण से) दो आगमनी सर्किट ब्रेकर और एक या अधिक निर्गमनी सर्किट ब्रेकर (चित्र देखें) से गठित होता है। आगमनी सर्किट ब्रेकर की धारा आमतौर पर 4000A से अधिक नहीं होती, जिसका शॉर्ट-सर्किट अवरुद्धन धारा आमतौर पर 50kA से अधिक नहीं होती। निर्गमनी सर्किट ब्रेकर की रेटेड धारा आमतौर पर 1600A से अधिक नहीं होती, जिसका शॉर्ट-सर्किट अवरुद्धन धारा आमतौर पर 40kA से अधिक नहीं होती।

IV. सर्किट ब्रेकर के चयन के मानक

• जब 630A से अधिक लोड धारा को नियंत्रित कर रहे हों, तो सर्किट ब्रेकर का उपयोग करें।

• जब 1600kVA से अधिक क्षमता वाले ट्रांसफॉर्मर को विद्युत संयोजन के अंत में सुरक्षित कर रहे हों, तो सर्किट ब्रेकर का उपयोग करें।

• जब 1200kW से अधिक क्षमता वाले मोटर को सुरक्षित कर रहे हों, तो सर्किट ब्रेकर का उपयोग करें।

• जब कैपेसिटर बैंकों को स्विच कर रहे हों, तो सर्किट ब्रेकर का उपयोग करें।

• जब जनरेटर को सुरक्षित कर रहे हों, तो विशेष जनरेटर सर्किट ब्रेकर का उपयोग करें।

• जब विद्युत लाइनों या महत्वपूर्ण उपकरणों को सुरक्षित कर रहे हों, तो सर्किट ब्रेकर का उपयोग करें।

सर्किट ब्रेकर के अनुप्रयोग के उदाहरण

V. वैक्यूम सर्किट ब्रेकर के संचालन के दौरान ध्यान रखने योग्य बातें

संचालन के दौरान, वैक्यूम सर्किट ब्रेकर की रखरखाव उपयोग की स्थिति और संचालन आवृत्ति पर आधारित होना चाहिए। उन ब्रेकरों के लिए जो अक्सर संचालित नहीं होते (वार्षिक ऑपरेशन यांत्रिक जीवन के 1/5 से अधिक नहीं), यांत्रिक जीवन की अवधि के भीतर वार्षिक नियमित जाँच पर्याप्त होती है। अक्सर संचालित ब्रेकरों के लिए, जाँच के बीच ऑपरेशन की संख्या यांत्रिक जीवन के 1/5 से अधिक नहीं होनी चाहिए।

जब संचालन आवृत्ति अत्यधिक उच्च होती है या यांत्रिक/विद्युत जीवन समाप्त होने वाला होता है, तो जाँच की अवधियों को छोटा किया जाना चाहिए। जाँच और समायोजन की वस्तुएं वैक्यूम स्तर, यात्रा, संपर्क यात्रा, संकल्पना, खुलना/बंद होना, गति, और संचालन यंत्र के प्रमुख घटकों, बाहरी विद्युत कनेक्शन, अपरदक, और नियंत्रण विद्युत आपूर्ति सहायक संपर्कों की जाँच शामिल हैं।

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर के संचालन के दौरान निम्नलिखित मुद्दों पर ध्यान देना चाहिए:

(1) ओवरवोल्टेज की समस्याएं

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर छोटी धाराओं, विशेष रूप से ट्रांसफॉर्मर के चुंबकीकरण धाराओं जैसी छोटी इंडक्टिव धाराओं को अवरुद्ध करते समय अक्सर उच्च ओवरवोल्टेज उत्पन्न करते हैं, क्योंकि धारा चोपिंग में महत्वपूर्ण होता है। इसके अलावा, कैपेसिटर बैंकों की कैपेसिटिव धाराओं को अवरुद्ध करते समय, आर्क री-इग्निशन टालना मुश्किल होता है; जब री-इग्निशन होता है, तो यह री-इग्निशन ओवरवोल्टेज उत्पन्न कर सकता है। इसलिए, उच्च प्रदर्शन धातु ऑक्साइड सर्ज आरेस्टर या RC (रेजिस्टर-कैपेसिटर) सुरक्षा उपकरणों को स्थापित किया जाना चाहिए।

(2) इंटरप्टर चेम्बर में वैक्यूम की अखंडता की निगरानी

वैक्यूम इंटरप्टर के अंदर वैक्यूम स्तर आमतौर पर 10⁻⁴ और 10⁻⁶ Pa के बीच रखा जाता है। जैसे-जैसे इंटरप्टर पुराना होता है और अधिक स्विचिंग ऑपरेशन इकट्ठा होते हैं, या बाहरी प्रभावों के कारण, वैक्यूम स्तर धीरे-धीरे बिगड़ता है। जब यह एक महत्वपूर्ण सीमा से नीचे गिर जाता है, तो अवरुद्धन क्षमता और अपरदक शक्ति प्रभावित होती है। इसलिए, संचालन के दौरान इंटरप्टर के अंदर वैक्यूम स्तर की नियमित जाँच की जानी चाहिए।

(3) संपर्क की खपत की निगरानी

वैक्यूम इंटरप्टर के संपर्क सतहें अनेक धारा अवरुद्धन के बाद धीरे-धीरे खपत होती हैं। संपर्क खपत बढ़ने के साथ, संपर्क यात्रा बढ़ती है, जो बेलोज़ के कार्य स्ट्रोक को बढ़ाती है, जिससे इसकी सेवाजीवन काफी कम हो जाता है। आमतौर पर, अधिकतम अनुमत विद्युत खपत लगभग 3mm होती है। जब संचयित खपत 3mm या उससे अधिक हो जाती है, तो वैक्यूम इंटरप्टर की अवरुद्धन प्रदर्शन और चालकता दोनों घटती है, जो इसके सेवाजीवन के समाप्त होने का संकेत देता है।

VI. निष्कर्ष

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर के चयन में, वास्तविक विद्युत आपूर्ति की स्थिति और लोड पक्ष पर वास्तविक लोड विशेषताओं को पूरी तरह से ध्यान में रखा जाना चाहिए। सर्किट ब्रेकर का सही और तर्कसंगत चयन प्रणाली के सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।