ट्रांसफॉर्मर के लिए माइक्रोकंप्यूटर-आधारित संरक्षण समाधान

1. पृष्ठभूमि और मुख्य चुनौतियाँ​
   ट्रांसफार्मर पावर सिस्टम के महत्वपूर्ण घटक होते हैं, और उनका विश्वसनीय संचालन ग्रिड सुरक्षा के लिए आवश्यक है। पारंपरिक ट्रांसफार्मर संरक्षण अनेक तकनीकी चुनौतियों का सामना करता है, जिनमें आंतरिक शॉर्ट-सर्किट धारा पहचान, इनरश धारा विभेद, ओवरलोड संरक्षण, और CT संतृप्ति मुद्दे शामिल हैं। विशेष रूप से, पारंपरिक प्रतिशत अंतर संरक्षण हार्मोनिक हस्तक्षेप के प्रति संवेदनशील होता है, जो संरक्षण प्रणाली के गलत संचालन या असंचालन का कारण बन सकता है, जिससे प्रणाली की स्थिरता का गंभीर खतरा होता है।

​2. समाधान का सारांश​
यह समाधान उन्नत माइक्रोकंप्यूटर-आधारित संरक्षण प्रौद्योगिकी का उपयोग करता है, जो विभिन्न तकनीकों को एकीकृत करके ट्रांसफार्मर का समग्र संरक्षण प्राप्त करता है। इसमें तीन मुख्य मॉड्यूल शामिल हैं: हार्मोनिक-प्रतिबंधित अंतर संरक्षण, एडाप्टिव CT संतृप्ति निरीक्षण प्रणाली, और ऑप्टिकल फाइबर तापमान निगरानी सम्मिलित संरक्षण।

​2.1 हार्मोनिक-प्रतिबंधित अंतर संरक्षण प्रौद्योगिकी​
द्वितीय हार्मोनिक ब्लॉकिंग प्रौद्योगिकी का उपयोग करके, यह विधि अंतर धाराओं में द्वितीय हार्मोनिक सामग्री की वास्तविक समय निगरानी के माध्यम से फ़ॉल्ट धाराओं और इनरश धाराओं को प्रभावी रूप से विभेदित करती है। मुख्य विशेषताएँ निम्नलिखित हैं:

• ट्रांसफार्मर की विशेषताओं के अनुसार (15%-20%) ट्यून किए जा सकने वाले विस्तारित हार्मोनिक सामग्री की सीमा।
• फूरियर ट्रांसफार्म आधारित हार्मोनिक विश्लेषण सुनिश्चित करता है कि निगरानी की शुद्धता हो।
• संरक्षण के गलत संचालन से बचने के लिए गतिशील ब्लॉकिंग तर्क।

​अनुप्रयोग के परिणाम:​​ 765kV अतिउच्च वोल्टेज ट्रांसफार्मर संरक्षण मामले में, यह प्रौद्योगिकी गलत संचालन दर को 82% तक कम करने में सफल रही, जिससे संरक्षण की विश्वसनीयता में विशेष रूप से सुधार हुआ।

​2.2 एडाप्टिव CT संतृप्ति निरीक्षण प्रणाली​
वर्तमान तरंग विकृति विश्लेषण और पूर्व-फ़ॉल्ट CT लोड निगरानी पर आधारित, यह प्रणाली गतिशील रूप से रोकने के गुणांकों को समायोजित करती है:

• CT कार्यान्वयन स्थिति की वास्तविक समय निगरानी करके संतृप्ति विशेषताओं की पहचान करता है।
• सटीक संतृप्ति निर्णय के लिए तरंग विकृति दर की गणना करता है।
• संतृप्ति स्थितियों के तहत विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए संरक्षण पैरामीटरों को गतिशील रूप से समायोजित करता है।

​प्रदर्शन मापदंड:​​ UHV अनुप्रयोगों में, यह विधि गंभीर CT संतृप्ति के तहत भी विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करती है, संचालन समय को 12ms से कम करके और फ़ॉल्ट प्रतिक्रिया गति में विशेष रूप से सुधार करती है।

​2.3 ऑप्टिकल फाइबर तापमान निगरानी सम्मिलित संरक्षण प्रणाली​
वितरित ऑप्टिकल फाइबर सेंसर ट्रांसफार्मर के महत्वपूर्ण वाइंडिंग स्थानों में एम्बेड किए जाते हैं ताकि वास्तविक समय तापमान निगरानी की जा सके:

• वाइंडिंग हॉटस्पॉट तापमानों का ±1°C योग्यता के साथ सीधा माप।
• बहुस्तरीय तापमान सीमाएँ (उदाहरण के लिए, 140°C ट्रिप सेटिंग)।
• तापमान पर आधारित तेजी से ट्रिपिंग के लिए अंतर संरक्षण के साथ एकीकरण।
• तापमान वृद्धि से बचने के लिए स्वचालित शीतलन प्रणाली का संचालन।

​व्यावहारिक परिणाम:​​ एक कन्वर्टर स्टेशन में लागू करने से ट्रांसफार्मर की सेवा जीवन 30% तक बढ़ाई गई और अतितापन के कारण इन्सुलेशन विफलताओं को रोका गया।

​3. तकनीकी फायदे​

1. ​विश्वसनीयता में सुधार:​​ एकल संरक्षण की कमियों को मिटाने के लिए बहुत सारे संरक्षण तंत्र एक साथ काम करते हैं।
2. ​तेज प्रतिक्रिया:​​ उच्च गति डेटा प्रोसेसिंग एल्गोरिदम संचालन समय में विशेष रूप से कमी लाते हैं।
3. ​अनुकूलनशीलता:​​ संचालन स्थितियों के आधार पर संरक्षण पैरामीटरों का स्वचालित समायोजन।
4. ​प्रतिरक्षात्मक संरक्षण:​​ तापमान निगरानी द्वारा फ़ॉल्ट की भविष्यवाणी, जिससे पासिव संरक्षण को एक्टिव प्रतिरक्षा में बदल दिया जाता है।

​4. अनुप्रयोग के मामले​
यह समाधान अनेक UHV परियोजनाओं और 765kV अतिउच्च वोल्टेज सबस्टेशनों में सफलतापूर्वक लागू किया गया है। संचालन डेटा दिखाता है:

• 99.98% की सही संचालन दर।
• औसत फ़ॉल्ट पहचान समय 40% कम हो गया।
• गलत संचालन घटनाएँ 85% से अधिक कम हो गईं।
• उपकरणों की सेवा जीवन में विशेष रूप से विस्तार।