मध्य वोल्टेज मोटर नियंत्रण और संरक्षण के लिए कोयला प्रवाह सिस्टम में वैक्यूम कन्टैक्टर-फ्यूज (VCF) का उपयोग करने का समाधान

1. प्रोजेक्ट का पृष्ठभूमि

कोयला भेजने की प्रणाली में 15 बेल्ट कंवेयर होते हैं, जो मध्य-वोल्टेज मोटरों से चलाए जाते हैं। यह प्रणाली जटिल स्थितियों में संचालित होती है, जहाँ मोटरों को अक्सर भारी लोड और आवर्ती शुरुआतों का सामना करना पड़ता है। इन चुनौतियों का समाधान करने और मोटर शुरुआत के दौरान प्रभावी नियंत्रण और विश्वसनीय सुरक्षा प्रदान करने के लिए, प्रोजेक्ट ने 6kV मध्य-वोल्टेज मोटर वितरण के लिए वैक्यूम कंटैक्टर-फ्यूज (VCF) संयोजन उपकरणों का व्यापक रूप से उपयोग किया है। यह समाधान VCF की तकनीकी विशेषताओं, लाभों और अनुप्रयोगों का विस्तार से विवरण प्रदान करता है, जिससे समान कार्य स्थितियों के लिए एक विश्वसनीय संदर्भ मिलता है।

2. VCF के मुख्य लाभ और तकनीकी विशेषताएँ

2.1 उन्नत उपकरण संरचना और इन्सुलेशन तकनीक

• ​उपकरण प्रकार: यह समाधान आसान स्थापना, रखरखाव और प्रतिस्थापन के लिए विसर्जनीय VCF संरचना का उपयोग करता है।
• ​मुख्य तकनीक: इपॉक्सी रेसिन एकीकृत इन्सुलेशन और ऑटोमैटिक प्रेशर गेलेशन (APG) तकनीक का उपयोग करके, वैक्यूम इंटररप्टर को डायरेक्टली इपॉक्सी रेसिन में एनकैप्सुलेट किया जाता है, जो इन्सुलेशन प्रदर्शन, यांत्रिक ताकत और पर्यावरणीय स्थिरता को बहुत बढ़ाता है।
• ​संचालन तंत्र: संचालन तंत्र निश्चितता के साथ डिजाइन किया गया है और कम शक्ति खपत का होता है।

2.2 व्यापक संरचना और व्यापक उपयोगीता

• ​उपकरण संरचना: VCF उच्च-वोल्टेज वर्तनी-सीमित फ्यूजों (जो व्यापक शॉर्ट-सर्किट धारा को विच्छेदित करने में सक्षम होते हैं) और आवर्ती संचालन योग्य VCX वैक्यूम कंटैक्टरों के अनुकूल संयोजन से बना होता है, जो एक क्लासिक F-C सर्किट समाधान बनाता है।
• ​मुख्य लाभ: यह लंबे संचालन जीवन, स्थिर प्रदर्शन और कम शोर की पेशकश करता है।
• ​अनुप्रयोग क्षेत्र: यह उष्मीय विद्युत संयंत्रों, धातु उत्पादन, पेट्रोकेमिकल और खनन उद्योगों में उच्च-वोल्टेज सहायक विद्युत प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह उच्च-वोल्टेज मोटरों, ट्रांसफॉर्मरों और प्रेरण फर्नेस के नियंत्रण और सुरक्षा के लिए उपयुक्त है।

2.3 उच्च अनुकूलनीयता और सुरक्षा विशेषताएँ

• ​कैबिनेट संगतता: VCF विसर्जनीय इकाई 800mm-चौड़ाई के मिडल-माउंट स्विचगियर के सर्किट ब्रेकर विसर्जनीय इकाइयों के आयाम और पाँच-रोकथाम इंटरलॉकिंग स्थितियों से मेल खाती है, जिससे मौजूदा स्विचगियर में किसी भी संशोधन के बिना सीधे प्रतिस्थापन किया जा सकता है।
• ​रखरखाव की सुविधा: विसर्जनीय डिजाइन निरापद और सुविधाजनक रूप से कैबिनेट के बाहर उच्च-वोल्टेज फ्यूजों का प्रतिस्थापन सुनिश्चित करता है।
• ​धारण विधि: वैक्यूम कंटैक्टर को ग्राहक की आवश्यकताओं के अनुसार विद्युत या यांत्रिक धारण के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।
• ​फेज-लास प्रोटेक्शन: यह व्यापक फेज-लास सुरक्षा के साथ सुसज्जित होता है। फेज-लास की स्थिति में, फ्यूज कार्य करता है और यांत्रिक रूप से इंटरलॉकिंग करता है ताकि VCF मोटर सर्किट को विच्छेदित कर दे, जिससे एकल-फेजिंग के कारण मोटर की क्षति को प्रभावी रूप से रोका जा सके।

3. मुख्य तकनीकी पैरामीटर (7.2kV रेटिंग)

4. सुरक्षा नियंत्रण सिद्धांत

VCF सुरक्षा धारा की मात्रा के आधार पर विभाजित होती है ताकि अधिकतम प्रदर्शन प्राप्त किया जा सके:

• ​कम धारा सीमा (< 4kA)​: विद्युत कंटैक्टर द्वारा सामान्य विच्छेदन और ओवरलोड सुरक्षा के लिए संभाला जाता है।
• ​उच्च धारा सीमा (> 4kA)​: उच्च-वोल्टेज फ्यूज द्वारा शॉर्ट-सर्किट दोषों को तेजी से विच्छेदित किया जाता है।
• ​कर्व समन्वय: कंटैक्टर का सुरक्षा कर्व सर्किट ब्रेकर के कर्व से नीचे सेट किया जाता है ताकि ओवरलोड के दौरान कंटैक्टर पहले कार्य करे। साथ ही, ऊपरी सर्किट ब्रेकर की सुरक्षा सेटिंग से निम्न एक उचित फ्यूज चुना जाता है ताकि अनावश्यक ट्रिपिंग को पूरी तरह से रोका जा सके।

5. VCF और वैक्यूम सर्किट ब्रेकर की तुलना

आवर्ती शुरुआत और बंद किए जाने वाले मोटर लोड के लिए, VCF वैक्यूम सर्किट ब्रेकर की तुलना में निम्नलिखित मुख्य लाभ प्रदान करता है:

6. VCF चयन का केंद्र: फ्यूज चयन गाइड

VCF का प्रदर्शन सही फ्यूज चयन पर निर्भर करता है, निम्नलिखित कारकों को ध्यान में रखते हुए:
कार्य वोल्टेज, कार्य धारा, मोटर शुरुआत समय, प्रति घंटे शुरुआत, मोटर पूर्ण लोड धारा, और स्थापना बिंदु पर शॉर्ट-सर्किट धारा।

6.1 चयन नियम और चरण

1. ​निर्धारित वोल्टेज: फ्यूज की निर्धारित वोल्टेज प्रणाली की कार्य वोल्टेज (इस मामले में 7.2kV) से कम नहीं होनी चाहिए।
2. ​निर्धारित धारा की गणना:
• सूत्र का उपयोग करें: Iy=N×In×δI_y = N \times I_n \times \deltaIy​=N×In​×δ
• IyI_yIy​: शुरुआत के दौरान तुल्य धारा (A)
• NNN: पूर्ण लोड धारा से शुरुआत धारा का अनुपात (आमतौर पर 6)
• InI_nIn​: मोटर की निर्धारित पूर्ण लोड धारा (A)
• δ\deltaδ: समग्र गुणांक (प्रति घंटे शुरुआत, n, नीचे दिए गए तालिका से)

1. ​कर्व समन्वय: गणना की गई IyI_yIy​ मान और मोटर का शुरुआत समय फ्यूज निर्माता के समय-धारा विशेषता कर्व पर चित्रित करें। इस बिंदु के तुरंत दाईं ओर वाले कर्व के लिए फ्यूज की निर्धारित धारा चुनें।
2. ​अतिरिक्त जाँच: चयनित फ्यूज की निर्धारित धारा ​**> 1.7 गुना मोटर की पूर्ण लोड धारा** होनी चाहिए।

6.2 चयन उदाहरण

7.2kV प्रणाली में एक सीधे शुरुआत वाले 250kW उच्च-वोल्टेज मोटर के लिए:
In=30AI_n = 30AIn​=30A, 16 प्रति घंटा शुरुआत, 6s का शुरुआत समय।

• गणना: Iy=6×30A×2.1=378AI_y = 6 \times 30A \times 2.1 = 378AIy​=6×30A×2.1=378A
• चयन: फ्यूज समय-धारा कर्व पर (378A, 6s) बिंदु के दाईं ओर वाले कर्व को चित्रित करें, जो 100A की फ्यूज निर्धारित धारा के अनुरूप होता है।
• सत्यापन: 100A > 1.7 × 30A (51A), आवश्यकता को पूरा करता है। इसलिए, 100A या उच्च-निर्धारित उच्च-वोल्टेज मोटर सुरक्षा फ्यूज का चयन किया जा सकता है।

7. निष्कर्ष

समग्र लागत-प्रदर्शन विश्लेषण से:

• जबकि वैक्यूम सर्किट ब्रेकरों की खरीद लागत कम होती है, उनका छोटा संचालन जीवन उन्हें आवर्ती शुरुआत/बंद के लिए अनुपयुक्त बनाता है, जो लंबे समय के रखरखाव की लागत और दोष की जोखिम को बढ़ाता है।
• VCF समाधान वैक्यूम कंटैक्टरों (लंबा जीवन, कम ओवरवोल्टेज, आवर्ती संचालन के लिए उपयुक्त) और फ्यूजों (शॉर्ट-सर्किट धाराओं का अत्यधिक तेज विच्छेदन) के लाभों को संयोजित करता है, सभी एक आर्थिक व्यापक लागत के साथ।
• कोयला भेजने की प्रणाली और अन्य आवर्ती संचालन और भारी लोड शुरुआत की विशेषताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए, VCF एक आदर्श समाधान है जो उच्च प्रदर्शन, विश्वसनीयता और लागत-प्रभावी है।