उच्च-वोल्टेज लोड स्विच - फ्यूज कंबीनेशन इलेक्ट्रिकल एप्लायंस समाधान: स्थानांतरण धारा पर आधारित सुरक्षा अनुप्रयोग मार्गदर्शिका

I. मुख्य मुद्दा और उद्देश्य​
यह समाधान बिजली ट्रांसफॉर्मरों की सुरक्षा के दौरान "लोड स्विच-फ्यूज़ संयुक्त विद्युत उपकरण" के मुख्य पैरामीटर "ट्रांसफर करंट" और वास्तविक सिस्टम शॉर्ट सर्किट करंट के बीच मेल न होने से उत्पन्न सुरक्षा जोखिमों को दूर करने का उद्देश्य रखता है। इसका लक्ष्य, चयन, सत्यापन और अनुप्रयोग के लिए स्पष्ट गाइडलाइन्स प्रदान करना है, ताकि ट्रांसफॉर्मर फ़ॉल्ट के दौरान संयुक्त विद्युत उपकरण सही और विश्वसनीय रूप से कार्य कर सके। यह लोड स्विच को अपनी क्षमता से अधिक करंट बंद करने के कारण क्षतिग्रस्त होने से रोकता है और पूरे वितरण सिस्टम की सुरक्षा करता है।

​II. महत्वपूर्ण अवधारणा: ट्रांसफर करंट​

1. ​परिभाषा और तंत्र​
   ट्रांसफर करंट वह महत्वपूर्ण करंट मान है जो यह निर्धारित करता है कि फ़ॉल्ट करंट को फ्यूज़ या लोड स्विच द्वारा बंद किया जाएगा। इसकी घटना संयुक्त विद्युत उपकरण के कार्यक्रम से निकटता से संबंधित है:
   • ​छोटा फ़ॉल्ट करंट: एक फेज (पहले-स्पष्ट फेज) का फ्यूज़ पहले पिघलता है, और इसका स्ट्राइकर लोड स्विच मेकेनिज्म को ट्रिगर करता है, जिससे लोड स्विच के सभी तीन पोल साथ ही खुलते हैं और शेष दो-फेज करंट को बंद करते हैं।
   • ​बड़ा फ़ॉल्ट करंट: सभी तीन फ्यूज़ लगभग एक साथ और तेजी से पिघलते हैं, लोड स्विच खुलने से पहले ही फ़ॉल्ट करंट को बंद कर देते हैं।
   • ट्रांसफर करंट ठीक इन दो कार्य मोड के बीच की सीमा है।
2. ​आधिकारिक निर्धारण विधि​
   IEC मानकों के अनुसार, ट्रांसफर करंट (Itr) को निम्नलिखित आधार पर निर्धारित किया जाता है:
   • लोड स्विच का कुल ब्रेक टाइम (T0): फ्यूज़ स्ट्राइकर के सक्रिय होने से लोड स्विच के कंटैक्ट के पूर्ण अलगाव तक का समय।
   • फ्यूज़ का समय-करंट विशेषता वक्र: -6.5% विनिर्माण विचलन के साथ विशेषता वक्र पर 0.9 × T0 के संचालन समय के लिए संबंधित करंट मान ट्रांसफर करंट है।
3. ​वर्गीकरण और प्रभावकारी कारक​
   • ​निर्धारित ट्रांसफर करंट: निर्माता द्वारा प्रदान किया गया मानक मान, जो अधिकतम फ्यूज़ तत्व रेटिंग पर आधारित होता है।
   • ​वास्तविक ट्रांसफर करंट (Ic,zy)​: इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में सत्यापित किया जाना चाहिए, वास्तविक चुने गए फ्यूज़ तत्व रेटिंग और T0 पर आधारित विशेषता वक्र से निकाला गया मान।
   • ​मुख्य प्रभावकारी कारक: लोड स्विच का ब्रेक टाइम T0 प्राथमिक कारक है। छोटा T0 बड़ा ट्रांसफर करंट का परिणाम देता है। फ्यूज़ की स्वयं की विशेषताएं भी एक कारक हैं।

​III. मुख्य अनुप्रयोग सिद्धांत और सत्यापन प्रक्रिया​

1. ​सुवर्ण नियम​
   सुरक्षा को सुनिश्चित करने के लिए, निम्नलिखित शर्त को पूरा किया जाना चाहिए:
   ट्रांसफॉर्मर के लो-वोल्टेज साइड बसबार पर तीन-फेज शॉर्ट सर्किट करंट, हाइ-वोल्टेज साइड पर परिवर्तित (Isc) > संयुक्त विद्युत उपकरण का वास्तविक ट्रांसफर करंट (Ic,zy)
   • ​जब पूरा होता है: तीन-फेज शॉर्ट सर्किट करंट फ्यूज़ द्वारा बंद किया जाता है, लोड स्विच की सुरक्षा करता है।
   • ​जब पूरा नहीं होता: लोड स्विच को करंट (लगभग दो-फेज शॉर्ट सर्किट करंट) बंद करना पड़ता है और कठिन ट्रांसिएंट रिकवरी वोल्टेज (TRV) का सामना करना पड़ता है, जिससे बंद करने में विफलता की संभावना बढ़ जाती है और दुर्घटनाओं का खतरा होता है।
2. ​चयन और सत्यापन कदम​
   संयुक्त विद्युत उपकरण का सही अनुप्रयोग करने के लिए, निम्नलिखित कदमों का पालन किया जाना चाहिए:
3. ​सिस्टम पैरामीटर संग्रह: सिस्टम शॉर्ट सर्किट क्षमता, ट्रांसफॉर्मर क्षमता, और इम्पीडेंस वोल्टेज प्राप्त करें।
4. ​प्रारंभिक चयन: ट्रांसफॉर्मर के निर्धारित करंट के आधार पर, उपयुक्त फ्यूज़ विन्यास और लोड स्विच प्रकार का प्रारंभिक चयन करें।
5. ​महत्वपूर्ण करंट की गणना:
   o ट्रांसफॉर्मर के लो-वोल्टेज साइड पर तीन-फेज शॉर्ट सर्किट करंट की गणना करें और इसे हाइ-वोल्टेज साइड (Isc) पर परिवर्तित करें।
   o चुने गए फ्यूज़ विन्यास और लोड स्विच के T0 समय के आधार पर, निर्माता द्वारा प्रदान किए गए वक्र से वास्तविक ट्रांसफर करंट (Ic,zy) प्राप्त करें।
6. ​मुख्य सत्यापन: Isc और Ic,zy की तुलना करें।
   o यदि Isc > Ic,zy, तो सत्यापन पारित होता है, और समाधान अधिकांशतः सुरक्षित होता है।
   o यदि Isc < Ic,zy, तो समाधान जोखिम लेने वाला होता है, और अनुकूलन कार्यवाही की आवश्यकता होती है (भाग IV देखें)।
7. ​अंतिम क्षमता सत्यापन: सत्यापित करें कि चुने गए लोड स्विच की निर्धारित ट्रांसफर करंट बंद करने की क्षमता गणना किए गए Ic,zy से अधिक है। यह अंतिम सुरक्षा बाधा के रूप में कार्य करता है।

​IV. विभिन्न परिस्थितियों के लिए गाइडेंस​

1. ​ट्रांसफॉर्मर क्षमता ≤ 630kVA​
   • ​समाधान: संयुक्त विद्युत उपकरण का उपयोग सामान्यतः सुरक्षित और आर्थिक रूप से लाभदायक होता है।
   • ​स्पष्टीकरण: टेबल में दिखाया गया है, 500kVA और 630kVA ट्रांसफॉर्मर (4% इम्पीडेंस के साथ), पर्याप्त सिस्टम शॉर्ट सर्किट क्षमता के साथ, स्थिति Isc > Ic,zy आसानी से पूरी होती है।
   • ​सुझाव: सामान्य प्यूनेटिक लोड स्विच संयुक्त विद्युत उपकरण का चयन किया जा सकता है।
2. ​ट्रांसफॉर्मर क्षमता 800 ~ 1250kVA​
   • ​समाधान: उच्च जोखिम की सीमा, गंभीर सत्यापन आवश्यक है।
   • ​विश्लेषण: टेबल में दिखाया गया है, 6% इम्पीडेंस के साथ भी 800kVA और उससे अधिक क्षमता वाले ट्रांसफॉर्मरों के लिए स्थिति Isc > Ic,zy पूरी करना कठिन होता है। यदि छोटे T0 वाले वैक्यूम या SF6 लोड स्विच चुने जाते हैं, तो उनका ट्रांसफर करंट बड़ा होता है, जिससे स्थिति पूरी करना और भी कठिन हो जाता है।
   • ​अनुकूलन कार्यवाही:
   o लंबे ब्रेक टाइम (T0) वाले प्यूनेटिक लोड स्विच का प्राथमिक उपयोग करें, ट्रांसफर करंट को कम करने के लिए और स्थिति को पूरा करना आसान बनाने के लिए।
   o निर्माताओं से सक्रिय संपर्क करें, जानें कि वैक्यूम या SF6 लोड स्विच (T0 को बढ़ाकर) छोटे ट्रांसफर करंट मान तक समायोजित किए जा सकते हैं।
   o यदि गणना और सत्यापन के बाद स्थिति पूरी नहीं होती, तो संयुक्त विद्युत उपकरण समाधान को छोड़ दें।
   • ​अंतिम सुझाव: 1000kVA और 1250kVA ट्रांसफॉर्मर, विशेष रूप से ड्राय-टाइप ट्रांसफॉर्मर के लिए, सीधे सर्किट ब्रेकर का उपयोग करना आवश्यक रूप से सुझाया जाता है।
3. ​ट्रांसफॉर्मर क्षमता > 1250kVA​
   • ​समाधान: सुरक्षा और नियंत्रण के लिए सर्किट ब्रेकर का उपयोग किया जाना चाहिए।
   • ​स्पष्टीकरण: इस क्षमता पर शॉर्ट सर्किट करंट का स्तर संयुक्त विद्युत उपकरण की विश्वसनीय सुरक्षा क्षेत्र से ऊपर होता है। सर्किट ब्रेकर ही सुरक्षित विकल्प हैं।

​V. सारांश और विशेष नोट​

1. ​सत्यापन आवश्यक है: केवल अनुभव पर या ट्रांसफॉर्मर क्षमता पर आधारित संयुक्त विद्युत उपकरण का उपयोग करने के बजाय, Isc और Ic,zy की गणना और तुलना की जानी चाहिए।
2. ​लोड स्विच प्रकार का प्रभाव ध्यान में रखें: शक्तिशाली बंद करने की क्षमता वाले वैक्यूम या SF6 लोड स्विच को बेबाक अधिक श्रेष्ठ मानना नहीं चाहिए। उनका छोटा T0 बड़ा ट्रांसफर करंट का परिणाम देता है, जो मुख्य सत्यापन स्थिति को पूरा करने में कठिनाई उत्पन्न कर सकता है और जोखिम लाता है।
3. ​सिस्टम शॉर्ट सर्किट क्षमता का महत्व: सिस्टम शॉर्ट सर्किट क्षमता Isc के मान पर तुल्यकालिक रूप से प्रभाव डालती है। छोटी शॉर्ट सर्किट क्षमता वाले सिस्टमों में, जैसे औद्योगिक पार्क या ग्रिड अंतिम बिंदु, ऊपर वर्णित मुद्दे अधिक उभरते हैं, और चयन के दौरान अतिरिक्त सावधानी की आवश्यकता होती है।