अतिरिक्त शॉर्ट सर्किट करंट की चुनौती को संबोधित करना: अल्ट्रा-फास्ट करंट लिमिटर (FCL) समाधान और अनुप्रयोग

1. अनुप्रयोग की चुनौती: पारंपरिक शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा योजनाओं की बोतल का गला

आधुनिक विद्युत ग्रिड में, विशेष रूप से विद्युत स्टेशनों और बड़े औद्योगिक पार्कों में, विद्युत प्रदान की विश्वसनीयता और ऊर्जा दक्षता को बढ़ाने के लिए अनेक ट्रांसफॉर्मर या जनरेटरों के समानांतर संचालन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालांकि, इससे प्रणाली के शॉर्ट-सर्किट धारा स्तर में तेजी से वृद्धि होती है, जो आमतौर पर मौजूदा उपकरणों जैसे स्विचगियर, सर्किट ब्रेकर और ट्रांसफॉर्मर की विराम धारिता (जैसे, गतिज/तापीय विराम धारिता) से अधिक होती है।

पारंपरिक समाधानों का सामना निम्नलिखित महत्वपूर्ण चुनौतियों से होता है:

1. पारंपरिक सर्किट ब्रेकर: उनका टूटने का समय दहाई मिलीसेकेंड तक होता है, जो पहले शॉर्ट-सर्किट धारा शिखर (शिखर धारा) के प्रभाव को रोकने में असफल रहता है। उपकरण अभी भी विशाल विद्युतचुंबकीय बल और तापीय प्रभाव का सामना करते हैं, जो क्षति का खतरा पैदा करता है।
2. धारा सीमित करने वाले रिएक्टर: यद्यपि वे शॉर्ट-सर्किट धारा को सीमित कर सकते हैं, लेकिन उनका लगातार श्रृंखला संचालन लगातार सक्रिय शक्ति की हानि (बिजली की लागत में वृद्धि), वोल्टेज गिरावट (विद्युत गुणवत्ता पर प्रभाव) और अप्रत्याशित शक्ति की हानि का कारण बनता है। यह जनरेटर नियंत्रण के साथ भी समस्याएं पैदा कर सकता है, जो गरीब आर्थिक और तकनीकी प्रदर्शन प्रदान करता है।
3. पूर्ण उपकरण प्रतिस्थापन: बढ़ी हुई शॉर्ट-सर्किट धाराओं का सामना करने के लिए पूरे स्विचगियर विभागों या ट्रांसफॉर्मर को प्रतिस्थापित करना बड़ा निवेश, जटिल इंजीनियरिंग और लंबी बिजली की बिलासी की आवश्यकता होती है।

II. समाधान: अत्यधिक तेज धारा सीमितक (FCL) का मुख्य अनुप्रयोग मूल्य

इस समाधान में प्रदान किया गया अत्यधिक तेज धारा सीमितक (FCL) एक "तेज स्विच" और "धारा सीमितक फ्यूज" के समानांतर व्यवस्था पर आधारित एक बुद्धिमान उपकरण है। यह मूल रूप से उपरोक्त चुनौतियों का सामना करता है, जिसका मुख्य अनुप्रयोग मूल्य "मिलीसेकेंड स्तर की टूटने की क्षमता" और "पूर्ण जीवन-चक्र के आर्थिक लाभ" में है।

मुख्य अनुप्रयोग लाभ:

• अत्यधिक तेज सुरक्षा, शिखर धारा प्रभाव को दूर करना: शॉर्ट-सर्किट होने के 1 मिलीसेकेंड के भीतर टूटने की कार्रवाई पूरा करने की क्षमता, जो धारा को अपने नष्टकारी शिखर तक पहुंचने से पहले प्रभावी रूप से सीमित करती है। यह स्विचगियर, CTs और केबल जंक्शन जैसे उपकरणों को विशाल विद्युतचुंबकीय बल से पूर्ण रूप से सुरक्षा प्रदान करता है, जो पारंपरिक सर्किट ब्रेकरों से असंभव है।
• महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ और ऊर्जा बचाना: FCL आमतौर पर धारा सीमितक रिएक्टर के साथ समानांतर रूप से लागू किया जाता है। सामान्य संचालन के दौरान, धारा FCL (निकट-शून्य हानि) के माध्यम से प्रवाहित होती है; शॉर्ट-सर्किट के दौरान, FCL तेजी से टूट जाता है, और धारा रिएक्टर पर सीमित करने के लिए स्थानांतरित हो जाती है। यह मोड लंबे समय तक रिएक्टरों के संचालन से संबंधित बड़ी बिजली की लागत की हानि से बचने में सफल रहता है, जो सबसे आर्थिक धारा सीमितक समाधान है। साथ ही, यह पूरे स्विचगियर विभागों को प्रतिस्थापित करने की अत्यधिक महंगी निवेश की आवश्यकता से बचाता है, जो सबस्टेशन की रीट्रोफिटिंग, विस्तार या नए निर्माण की लागत में विशेष रूप से कमी लाता है।
• उच्च विश्वसनीयता और निर्बन्धी डिजाइन: वैश्विक संचालन के 60 से अधिक वर्षों के दौरान स्थिर प्रदर्शन का साक्ष्य। इसका मुख्य चालक घटक, चालक पुल, मॉड्यूलर डिजाइन में होता है। संचालन के बाद, केवल आंतरिक मॉड्यूल को कारखाने में प्रतिस्थापित करने की आवश्यकता होती है, जिससे बहुत कम रखरखाव की लागत होती है, और मुख्य संरचना पुनरुपयोगी होती है।
• व्यापक परिदृश्य अनुकूलता: यह एकमात्र या व्यापक तकनीकी समाधान है, जो अनेक ट्रांसफॉर्मरों के समानांतर संचालन और ग्रिड कनेक्शन जिनमें निजी शक्ति स्रोत शामिल हैं, ऐसे परिदृश्यों में अत्यधिक शॉर्ट-सर्किट धारा को संबोधित करने के लिए।

III. विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य और समाधान

IV. तकनीकी लागू और चयन गाइड

1. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त विश्लेषण:
   यह उपकरण उच्च-प्रिसिजन बुशिंग CTs के माध्यम से धारा (I) और इसकी परिवर्तन दर (di/dt) का वास्तविक समय में निगरानी करता है। यह दोहरे मानदंडों - दोनों की सीमाओं से अधिक होने पर ही ट्रिप कमांड जारी करना - का उपयोग करता है, जो गलत संचालन से प्रभावी रूप से रोकता है। ट्रिगर होने पर, चालक पुल 1ms के भीतर टूट जाता है, और धारा समानांतर विशेष धारा सीमितक फ्यूज पर स्थानांतरित हो जाती है, जो बहुत कम समय में धारा सीमित करने और अंतिम आर्क निर्मूलन को पूरा करता है।
2. सप्लाई मॉडल और चयन:
   परियोजना की आवश्यकताओं के आधार पर तीन एकीकृत मोड उपलब्ध हैं:
• विविध घटक प्रकार: रीट्रोफिट परियोजनाओं के लिए उपयुक्त, मौजूदा स्विचगियर के भीतर लगाया जाता है, जिससे जगह बचती है।
• ड्रॉ-आउट प्रकार (ट्रक माउंटेड): नए स्विचगियर के लिए, चालक पुल एक निकालने योग्य ट्रक पर लगाया जाता है, जो सुविधाजनक रखरखाव के लिए एक अलग-थलग करने वाले स्विच के रूप में भी कार्य करता है।
• स्थिर कैबिनेट प्रकार: सभी वोल्टेज स्तरों के लिए उपयुक्त, विशेष रूप से 36/40.5kV प्रणालियों के लिए। सभी घटक एक संकुचित संरचना में स्थिर रूप से लगाए जाते हैं।
3. महत्वपूर्ण चयन पैरामीटर (उदाहरण):

V. सारांश

अत्यधिक तेज धारा सीमितक (FCL) एक सरल विकल्प उपकरण नहीं है, बल्कि प्रणाली सुरक्षा के लिए क्रांतिकारी दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करता है। इसके मिलीसेकेंड स्तर की टूटने की गति से, यह शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा के लिए नए मानक परिभाषित करता है, ग्राहकों को अभूतपूर्व सुरक्षा और आर्थिक लाभ प्रदान करता है। अत्यधिक शॉर्ट-सर्किट धारा की व्यापक चुनौतियों का सामना करते समय, FCL एक शीर्ष-स्तरीय समाधान प्रदान करता है, जो परिपक्व, विश्वसनीय और हजारों परियोजनाओं द्वारा वैश्विक रूप से मान्यता प्राप्त है। यह आवश्यक विद्युत प्रणालियों के भविष्य की विश्वसनीयता और आर्थिक संचालन के लिए एक रणनीतिक चुनाव है।