विद्युत प्रणालीमा छोटो सर्किट विद्युत सीमित गर्ने र फाउल्ट करेन्ट लिमिटर (FCL) को प्रयोग
० परिचय
शक्ति प्रणालीहरूको विकास र बढेको लोड माग संग, ठूलो क्षमताका उत्पादन युनिटहरू र सबस्टेशन उपकरणहरूको एकीकरण—विशेष गरी लोड केन्द्रहरूमा ठूलो शक्ति संयन्तहरूको उदय र ठूलो शक्ति प्रणालीहरूको जोड़-बनाउने—अनिवार्य रूपमा छोटो आउटपुट धारामा लगातार वृद्धि ल्याएको हो। यस धारा नियन्त्रण गर्ने प्रभावी उपायहरू छैन भने, यो रुझान नयाँ सबस्टेशनहरूको लागि उपकरण निवेशमा थोरै वृद्धि गर्ने गर्दछ र अस्तित्वमा रहेका सबस्टेशन सुविधाहरूको संचार र नलीहरूमा गम्भीर प्रभाव राख्छ, यसले रेनोभेशन र अपग्रेड गर्ने लागि ठूलो रकम आवश्यक बनाउँछ।
प्रणाली विकासको शुरुआती चरणमा, जब प्रणाली क्षमता छोटो छ र छोटो आउटपुट धारा स्तर छ, छोटो आउटपुट धारामा वृद्धि आमतौरले स्विचिङ उपकरणहरूलाई बदल्दै गरिन सकिन्छ—यस चरणमा अन्य सबस्टेशन उपकरणहरूको अधिक फासफास छ। तर, जब शक्ति प्रणाली क्षमता ठूलो हुन्छ, छोटो आउटपुट स्तर उच्च हुन्छ, र प्रणाली जोड़-बनाउने वा अतिरिक्त क्षमता विस्तारको कारण छोटो आउटपुट धारा लगातार बढ्दै जान्छ, त्यसपछि सिर्जिल्लो सर्किट ब्रेकरहरूलाई बदल्ने योग्य छैन। अस्तित्वमा रहेका सबस्टेशनहरूमा मुख्य ट्रान्सफार्मर, डिसकनेक्टर, इन्स्ट्रुमेन्ट ट्रान्सफार्मर, बसबार, इन्सुलेटर, संरचना, फाउंडेशन, र ग्राउंडिङ सिस्टमहरूलाई बढाउन वा बदल्न आवश्यक पर्छ। यसको अतिरिक्त, संचार रेखाहरूलाई शील्डिङ गर्न वा यसलाई भूमिका संचार केबलमा रूपान्तरण गर्न आवश्यक पर्छ।
विभिन्न कारणहरूबाट, नयाँ ठूलो क्षमताका उत्पादन युनिटहरू र शक्ति संयन्तहरू २२०kV ग्रिडमा लगातार एकीकृत भइरहेका छन्, यसले छोटो आउटपुट धारा स्तरमा अत्यधिक तीव्र वृद्धि ल्याएको छ। धेरै २२०kV सर्किट ब्रेकरहरू—यदि त्यही एकै सबस्टेशन—को बिच्चेको क्षमता र डाइनामिक स्थिरता उत्पादन अब बढेको छोटो आउटपुट स्तरको साथ मेल खाँदैन, यसले गम्भीर तकनीकी र आर्थिक चुनौतीहरू उत्पन्न गर्छ। छोटो आउटपुट धारा नियन्त्रणको अनुसन्धान त्यसैले आवश्यक छ।
१ परम्परागत धारा नियन्त्रण उपायहरू र उनीहरूको सीमाहरू
छोटो आउटपुट धारा नियन्त्रण प्रणाली संरचना, संचालन, र उपकरणको दृष्टिकोणबाट देख्न सकिन्छ। परम्परागत उपायहरू यस प्रकारका छन्, तर प्रत्येकमा ठूलो सीमाहरू छन्:
- क. ग्रिड संरचना समायोजन
उच्च वोल्टेज ग्रिडको विकास, निम्न वोल्टेज ग्रिड/बसबारको विभाजन, र ग्रिड विभाजन समावेश छ। - उच्च वोल्टेज ग्रिडको विकास: ठूलो निवेश आवश्यक छ र पर्यावरण समस्याहरू समावेश छन्।
- निम्न वोल्टेज ग्रिड विभाजन/विभाजन: लागू गर्न साधारण छ र छोटो आउटपुट धारा नियन्त्रणमा ठूलो प्रभाव छ, तर प्रणाली सुरक्षा फासफास घटाउँछ र संचालन लचीलाता लिमिट गर्छ, यसले केवल आवश्यक स्थितिहरूमा उपयुक्त छ।
- ख. डीसी जोड़-बनाउने प्रविधि
डीसी जोड़-बनाउने छोटो आउटपुट धारा लाई ठूलो रूपमा घटाउन सक्छ, तर दुई छोरमा कन्वर्टर स्टेशनको निवेश अत्यधिक उच्च छ। लामो जोड़-बनाउने वा ठूलो शक्ति आदान-प्रदान छैन भने, यो समाधान आर्थिक रूपमा अस्फुल्ल हुन्छ। - ग. उच्च-प्रतिरोध ट्रान्सफार्मर
निम्न वोल्टेज तिर छोटो आउटपुट धारा नियन्त्रण गर्न उच्च-प्रतिरोध ट्रान्सफार्मर प्रयोग गर्ने एक सामान्य उपाय हो। तर, यी ट्रान्सफार्मरहरू स्थिर अवस्थामा उच्च नुकसान देखाउँछन्, प्रणालीको आर्थिकता प्रभावित गर्छ। - घ. श्रेणी रिएक्टर
श्रेणी रिएक्टरहरूको निर्माण प्रविधि परिपक्व छ र छोटो आउटपुट धारा नियन्त्रणमा स्पष्ट प्रभाव छ, त्यही पहिले विद्युत संयन्तहरूको सहायक प्रणालीहरू र १०–३५kV सबस्टेशनहरूमा प्रयोग गरिएको छ। तर, उच्च-वोल्टेज प्रणालीहरूमा यसको लागू गर्ने नेटवर्क नुकसान बढाउँछ र प्रणाली स्थिरता घटाउँछ, यसले यसको उपयुक्तता लिमिट गर्छ। - ङ. उपकरण क्षमता विस्तार र रेनोभेशन
सर्किट ब्रेकरहरूलाई बदल्ने र अस्तित्वमा रहेका सबस्टेशनहरूलाई उच्च छोटो आउटपुट धारा स्तर लाई संभाल्न रेनोभेशन गर्ने छोटो आउटपुट धारा नियन्त्रणको लागि सीधा उपाय हो, तर यसमा उच्च निवेश र जटिल निर्माण आवश्यक छ, यसले यसको आर्थिक उपयुक्तता र समयपटुता निम्न हुन्छ।
परम्परागत उपायहरूको ठूलो सीमाहरूको बारेमा, आधुनिक शक्ति प्रणालीहरूको लागि नयाँ धारा नियन्त्रण उपकरणहरूको विकास आवश्यक बनेको छ। फाउल्ट करेन्ट लिमिटर (FCL) यो समस्याको लागि एक समाधान उभारिएको छ र यो फ्लेक्सिबल एसी ट्रान्समिशन सिस्टम (FACTS)को एक महत्त्वपूर्ण घटक पनि हो।
२ शक्ति प्रणालीहरूमा फाउल्ट करेन्ट लिमिटर (FCL)को लागू
२.१ FCLको मॉडेल र मूल सिद्धान्त
FCLको मूल सिद्धान्त श्रेणी रिएक्टर धारा नियन्त्रण प्रविधिको आधारमा आएको छ, त्यसलाई शक्ति इलेक्ट्रोनिक्सले सुधारिएको छ यसले परम्परागत श्रेणी रिएक्टरहरूको दोषहरू (उदाहरणका लागि, स्थिर अवस्थामा उच्च नुकसान र प्रणाली स्थिरतामा प्रभाव) दूर गर्छ। यसको मुख्य मॉडेल यस प्रकार अमात्रित गरिन सकिन्छ: "सामान्य अवस्थामा कोई प्रतिरोध छैन; फाउल्ट दौरान त्वरित रूपमा प्रतिरोध थप्ने र धारा नियन्त्रण गर्ने।"
- सामान्य अवस्था: स्विचिङ उपकरण बन्द छ, FCLको तुल्यकालीन प्रतिरोध शून्यको छ, प्रणालीमा कुनै प्रभाव छैन।
- फाउल्ट अवस्था: स्विचिङ उपकरण त्वरित रूपमा खुल्छ, धारा नियन्त्रण रिएक्टर थप्ने र छोटो आउटपुट धारा नियन्त्रण गर्ने।
FCLको मुख्य घटकहरू चार गुण छन्:
- त्वरित फाउल्ट धारा निर्णय घटक: प्रणाली धारालाई तत्काल निरीक्षण गर्दछ र छोटो आउटपुट फाउल्टहरूलाई त्वरित रूपमा पहिचान्छ।
- त्वरित स्विचिङ उपकरण: फाउल्ट दौरान त्वरित रूपमा कार्य गर्दछ "कोई प्रतिरोध" र "प्रतिरोध" अवस्थाहरूमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्दुको बिन्दुमा बिन्द......
