नयाँ डीसी सर्किट ब्रेकरहरूको प्रयोग छोटो-सर्किट फाउल्ट सुरक्षा मा
I. परिचय
आधुनिक सूचना प्रौद्योगिकीको तेजीसँग विकासको साथ, बुद्धिमत्ता औद्योगिक उपकरणहरूको विकासमा एक प्रमुख रुझान बनेको छ। उच्च वोल्टेज स्विचिङ माइलाई, बुद्धिमत्ता आधारित सर्किट ब्रेकरहरू—विद्युत प्रणालीहरूमा एक महत्वपूर्ण नियंत्रण घटक—विद्युत प्रणालीको स्वचालन र बुद्धिमत्ताको आधार गठन गर्छन्। यो अध्ययन एकल-फिट बिट सिप (SCM) प्रौद्योगिकी आधारित बुद्धिमत्ता आधारित DC सर्किट ब्रेकरमा केन्द्रित छ, जसले जहाजको DC विद्युत आपूर्ति प्रणालीमा वास्तविक समयमा विद्युत धारा निरीक्षण र दोष रोकथाममा अपनाइने व्यावहारिक अनुप्रयोगको जोड दिने छ। यस सर्किट ब्रेकरले एक पारम्परिक आर्क निरोधक चेम्बरको अतिरिक्त, एक बुद्धिमत्ता आधारित संचालन प्रणाली, दोष धारा निरीक्षण युनिट, र सिग्नल प्रोसेसिङ युनिट शामिल गर्छ, जसले यसलाई DC प्रणाली दोष सुरक्षा को विशेष आवश्यकताहरूको सम्बोधन गर्न सक्षम बनाउँछ।
II. DC सर्किट ब्रेकरको धारा हस्तान्तरण सिद्धान्त
DC प्रणालीमा सर्किट ब्रेकरको मुख्य चुनौती आर्क निरोधनमा छ। आर्क सिद्धान्त अनुसार, आर्क निरोधनको लागि धारा शून्य बिन्दुको आवश्यकता छ। तर, DC प्रणालीहरूमा यस्तो प्राकृतिक धारा शून्य बिन्दु छैन, जसले आर्क निरोधन अत्यधिक कठिन बनाउँछ।
समाधान – धारा हस्तान्तरण सिद्धान्त:
सर्किटमा एउटा विपरीत धारा सामग्रीको माध्यम द्वारा आरोपित गर्दा, एक कृत्रिम धारा शून्य बिन्दु निर्माण गरिन्छ, जसले आर्क निरोधनको लागि आवश्यक शर्त प्रदान गर्छ। विशिष्ट सिद्धान्त निम्न छ:
|
सर्किट अवस्था |
घटक संचालन |
धारा परिवर्तन र आर्क निरोधन प्रक्रिया |
|
सामान्य अवस्था |
सर्किट ब्रेकर QF बन्द छ। |
उच्च-वोल्टेज DC विद्युत QF द्वारा भार आपूर्ति गर्दछ, जसले स्थिर सर्किट संचालन सुनिश्चित गर्छ। |
|
दोष अवस्था (A–B शॉर्ट) |
1. धारा तेजीसँग बढ्दछ (दर L₁, L₂ द्वारा निर्धारित)। |
1. डिस्चार्ज धारा I₂ मूलभूत धारा I₁को विपरीत दिशामा बढ्दछ। |
III. प्रणाली डिझाइन
(1) निरीक्षण माड्युल
निरीक्षण माड्युल इलेक्ट्रोनिक संचालन प्रणालीको नियंत्रण सिग्नल स्रोतको रूपमा काम गर्छ, जसले सर्किट धारा परिवर्तनको वास्तविक समयमा निरीक्षण गर्छ र धारा विसंगतिको लागि समयपूर्वक, सही प्रतिक्रिया प्रदान गर्छ।
सिग्नल प्रोसेसिङ फ्लो:
- सिग्नल अधिगमन: धारा सिग्नलहरू एक शंट को माध्यम द्वारा एक्सट्रा लो वोल्टेज टर्मिनल (उच्च वोल्टेज पल्स इन्टरफियरेन्स टोक्ने) र नॉन-इनडक्टिव रेजिस्टेन्स (धारा अम्प्लिचुअर र वेवफार्म बचाउने) द्वारा संकलित गरिन्छ।
- सिग्नल प्रोसेसिङ: अधिग्रहित वोल्टेज सिग्नलहरू (छोटो अम्प्लिचुअर र उच्च फ्रिक्वेन्सी नाइज) → फिल्टर सर्किट (नाइज निकाल्ने) → आइसोलेशन एम्प्लिफिकेशन सर्किट (उच्च-प्रिसिजन लिनियर ऑप्टोकूपलर HCNR201, प्राइमरी साइड ओप-एम्प LM324, सेकेन्डरी साइड ओप-एम्प OP07, जसले डीसी ट्रान्सफार्मरको रूपमा काम गर्छ) → सैंपल र होल्ड → A/D कन्वर्जन → SCM दिने।
- दोष प्रतिक्रिया: यदि धारा अनुमत लिमिट भन्दा बढ्दछ, तब SCM एक ट्रिप कमान्ड दिन्छ र बज्जर अलार्म ट्रिगर गर्छ।
(2) SCM द्वारा डाटा प्रोसेसिङ
दोष निर्णय मानदण्ड:
- सामान्य संचालन: धारा वृद्धि दर Kᵢ ≤ Kₘₐₓ, धारा मान I ≤ Iₘₐₓ।
- शॉर्ट-सर्किट दोष: Kᵢ > Kₘₐₓ, र I शीघ्र रूपमा Iₘₐₓ भन्दा बढ्दछ।
गणितीय मॉडल र सरलीकृत गणना:
ΔU = ΔI · Rբ (शंट रेजिस्टेन्स),
Kᵥ = ΔU/Δt = Kᵢ · Rբ → Kᵢ = ΔU/(Δt · Rբ)।
लाभ: Δt निश्चित गर्दा, केवल दुई दिनको बीचमा ΔU गर्ने आवश्यक छ, जसले फ्लोटिङ्ग-पॉइन्ट ऑपरेशन बचाउँछ र प्रतिक्रिया समय बहुत सान गर्छ।
दोष मानदण्ड: जब Uᵢₙ > Uₘₐₓ वा ΔUᵢₙ > ΔUₘₐₓ भएको छ, तब SCM दोष निर्णय गर्छ।
(3) इन्टरफियरेन्स रोकथाम उपाय
उच्च वोल्टेज, उच्च धारा वातावरणमा बलियो इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इन्टरफियरेन्स रहेकोले, बहु-आयामी इन्टरफियरेन्स रोकथाम डिझाइन अपनाइयो:
|
इन्टरफियरेन्स रोकथाम आयाम |
विशिष्ट उपाय |
उद्देश्य |
|
इनपुट सिग्नल |
लिनियर ऑप्टोकूपलर HCNR201 द्वारा आइसोलेशन |
उच्च-शक्ति सर्किटबाट नियंत्रण प्रणाली आइसोलेट गर्छ; इन्टरफियरेन्स रोकथाम र सुरक्षा बढाउँछ। |
|
सिग्नल आउटपुट |
SCM ऑप्टोकूपलर स्विचहरू नियंत्रण गर्छ र डिस्चार्ज सर्किटमा थाय्रिस्टरहरू ड्राइव गर्छ |
केवल सिग्नल कनेक्शन सुनिश्चित गर्छ; उच्च धारा का नियंत्रण प्रणालीमा प्रभाव रोकथाम गर्छ। |
|
सिग्नल प्री-चैनल |
लो-पास फिल्टर सर्किट |
RF, पावर फ्रिक्वेन्सी, र पल्स इन्टरफियरेन्स ब्लक गर्छ; विश्वसनीयता बढाउँछ। |
|
सॉफ्टवेयर लेवल |
1. संयुक्त डिजिटल फिल्टरिङ (मिडियन + मोविङ एवरेज) |
डेटा नाइज फिल्टर गर्छ, कमान्ड योग्यता सुनिश्चित गर्छ, र प्रोग्राम रनवे रोकथाम गर्छ। |
(4) समग्र संरचनात्मक डिझाइन
संचालन मेकेनिजम – द्विस्थिति नित्यचाँदी चुम्बकीय मेकेनिजम:
- रचना: बन्द/खुल्ने कोइलहरू, नित्यचाँदी, चलन्त लोहो आधार (डैश), केस।
- संचालन सर्किट:
