పెద్ద జనరేటర్లకు వ్యాపక మైక్రోప్రసెసర్-ఆధారిత ప్రతిరక్షణ పరిష్కారం
- सारांश
विद्युत प्रणालियों के उच्च पैरामीटर, बड़ी क्षमता और जटिल ग्रिड संरचनाओं की ओर विकसित होने के साथ, उत्पादन इकाइयों के सुरक्षित और स्थिर संचालन का समग्र ग्रिड विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण रोल है। पारंपरिक रिले सुरक्षा उपकरण जटिल आंतरिक जेनरेटर दोषों के साथ संभालने में अंधे क्षेत्र और अपर्याप्त संवेदनशीलता की चुनौतियों का सामना करते हैं। यह समाधान उन्नत माइक्रोप्रोसेसर-आधारित सुरक्षा प्रौद्योगिकी का उपयोग करता है, बहु-स्रोत जानकारी और बुद्धिमत्ता एल्गोरिदम को एकीकृत करके बड़े जेनरेटर (जैसे, थर्मल, परमाणु और जलविद्युत इकाइयों) के लिए एक तेज, विश्वसनीय और व्यापक सुरक्षा प्रणाली प्रदान करता है। इसका उद्देश्य सुरक्षा के अंधे क्षेत्रों को पूरी तरह से खत्म करना और विद्युत उत्पादन संपत्ति की सुरक्षा सुनिश्चित करना है।
- मुख्य चुनूतियाँ
बड़े जेनरेटर ऑपरेशन के दौरान कई आंतरिक दोषों का सामना करते हैं, जिनमें शामिल हैं:
- स्टेटर वाइंडिंग दोष: फेज-से-फेज छोटे सर्किट, इंटर-टर्न छोटे सर्किट, और ग्राउंड दोष। विशेष रूप से, इंटर-टर्न छोटे सर्किट में निम्न आरंभिक दोष धारा होती है, जिससे पारंपरिक ट्रांसवर्स डिफरेंशियल सुरक्षा के लिए अंधे क्षेत्र के कारण उन्हें ढूंढना कठिन हो जाता है।
- रोटर सर्किट दोष: एक-बिंदु ग्राउंड दोष, दो-बिंदु ग्राउंड दोष, और एक्साइटेशन सर्किट में खुला या छोटा सर्किट। एक-बिंदु ग्राउंड दोष के दौरान ऑपरेशन जारी रह सकता है, लेकिन इसका विकास दो-बिंदु ग्राउंड दोष में चुंबकीय असममिति और गंभीर इकाई के झटके का कारण बन सकता है।
- असामान्य ऑपरेशन की स्थितियाँ: विपरीत शक्ति, एक्साइटेशन की हानि, ओवर-एक्साइटेशन, ओवरवोल्टेज, और आवृत्ति की असामान्यताएँ। हालांकि ये तत्काल दोष नहीं हैं, फिर भी ये स्थितियाँ जेनरेटर को गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त कर सकती हैं या ग्रिड स्थिरता को खतरे में डाल सकती हैं।
- विस्तृत समाधान
हमारा माइक्रोप्रोसेसर-आधारित सुरक्षा समाधान एक स्तरीकृत वितरित आर्किटेक्चर का उपयोग करता है। मुख्य सुरक्षा रिले एक मजबूत हार्डवेयर प्रोसेसिंग प्लेटफॉर्म और परिपक्व सुरक्षा एल्गोरिदम को एकीकृत करता है, जैसा कि नीचे विस्तार से दिया गया है:
3.1 स्टेटर इंटर-टर्न छोटे सर्किट के लिए: बहु-मानदंडी एकीकृत सुरक्षा
इस समाधान में पारंपरिक ट्रांसवर्स डिफरेंशियल सुरक्षा की इंटर-टर्न छोटे सर्किट के लिए असंवेदनशीलता को दूर करने के लिए एक बहु-मानदंडी फ्यूजन डिसीजन एल्गोरिदम का उपयोग किया गया है, जो निर्णय की विश्वसनीयता और संवेदनशीलता में बहुत बड़ा सुधार करता है।
- तकनीकी सिद्धांत:
- नकारात्मक-अनुक्रम शक्ति दिशा मानदंड: जेनरेटर टर्मिनल पर नकारात्मक-अनुक्रम धारा और वोल्टेज की निगरानी करता है ताकि नकारात्मक-अनुक्रम शक्ति की दिशा की गणना की जा सके। आंतरिक असममित दोष (जैसे, इंटर-टर्न छोटे सर्किट) नकारात्मक-अनुक्रम स्रोत उत्पन्न करते हैं, जिससे शक्ति दिशा जेनरेटर से सिस्टम की ओर बहती है, जिससे आंतरिक दोष की सटीक पहचान होती है।
- तृतीय हार्मोनिक वोल्टेज भिन्नता मानदंड: न्यूट्रल और टर्मिनल तृतीय हार्मोनिक वोल्टेज के बीच एम्प्लिट्यूड अनुपात और दশा अंतर की ट्रैकिंग करता है। इंटर-टर्न छोटे सर्किट तृतीय हार्मोनिक वोल्टेज के अंतर्निहित वितरण पैटर्न को बिगाड़ते हैं, जिसके लिए यह मानदंड बहुत संवेदनशील है।
- न्यूट्रल पॉइंट डिस्प्लेसमेंट वोल्टेज मानदंड: विश्वसनीयता को सुधारने के लिए एक सहायक वृद्धि के रूप में कार्य करता है।
- प्रदर्शन की विशेषताएँ:
- उच्च संवेदनशीलता: 0.5% तक के न्यून इंटर-टर्न छोटे सर्किट की पहचान करने में सक्षम।
- तेज कार्य: 20 मिलीसेकंड से कम समय में पूरा कार्य, जो दोष के नुकसान को बहुत ही सीमित करता है।
- उच्च विश्वसनीयता: बहु-मानदंड एक-दूसरे को लॉक करते हैं या समानांतर रूप से कार्य करते हैं ताकि गलत कार्य और गलत न कार्य को रोका जा सके।
- केस स्टडी: 500MW कोयला-आधारित जेनरेटर में लागू करने के बाद, समाधान ने इंटर-टर्न छोटे सर्किट की 98% संवेदनशीलता उपलब्ध की, जिससे छोटे इन्सुलेशन दोषों से बड़ी जलाने वाली दुर्घटनाओं को सफलतापूर्वक रोका गया।
3.2 100% स्टेटर ग्राउंड दोष सुरक्षा के लिए: दो-तकनीकी फ्यूजन पोजिशनिंग
पारंपरिक मूलभूत शून्य-अनुक्रम वोल्टेज सुरक्षा न्यूट्रल पॉइंट के पास अंधे क्षेत्र प्रदर्शित करती है। यह समाधान दो परिपक्व तकनीकियों को एकीकृत करके टर्मिनल से न्यूट्रल पॉइंट तक 100% सुरक्षा कवरेज प्रदान करता है।
- तकनीकी सिद्धांत:
- पारंपरिक क्षेत्र (85–95%): तृतीय हार्मोनिक वोल्टेज अनुपात विधि का उपयोग करके न्यूट्रल पॉइंट से टर्मिनल की ओर स्टेटर वाइंडिंग के अधिकांश हिस्से की सुरक्षा करता है।
- अंधे क्षेत्र की भरपाई (न्यूट्रल पॉइंट के पास, 5–15%): इंजेक्शन-आधारित स्टेटर ग्राउंड दोष सुरक्षा का उपयोग करता है। रोटर सर्किट में एक निम्न आवृत्ति (20Hz या 12.5Hz) वोल्टेज सिग्नल इंजेक्ट किया जाता है, और इंजेक्शन धारा में परिवर्तनों की निगरानी की जाती है ताकि इंसुलेशन प्रतिरोध और दोष स्थान की गणना सटीक रूप से की जा सके, जिससे न्यूट्रल पॉइंट के पास अंधे क्षेत्र को पूरी तरह से खत्म किया जा सके।
- प्रदर्शन की विशेषताएँ:
- 100% कवरेज: कोई अंधे क्षेत्र नहीं, स्टेटर वाइंडिंग की पूरी सुरक्षा सुनिश्चित करता है।
- सटीक स्थानीकरण: ग्राउंड दोष स्थानों को सटीक रूप से निर्धारित करता है ताकि लक्ष्यित रखरखाव किया जा सके।
- केस स्टडी: एक परमाणु विद्युत संयंत्र में, समाधान ने न्यूट्रल पॉइंट से केवल 3% की दूरी पर ग्राउंड दोष की स्थिति को सफलतापूर्वक निर्धारित किया, 1% से कम त्रुटि के साथ, जिससे योजित रखरखाव किया जा सका और अनियोजित बंदी से बचा गया।
3.3 रोटर सर्किट स्वास्थ्य के लिए: गतिशील निगरानी और पूर्व सूचना
रोटर सर्किट दोष, विशेष रूप से खुले घूमने वाले डायोड, आम छिपी हुई खतरे हैं। यह समाधान वास्तविक समय में निगरानी के माध्यम से "पश्च-दोष सुरक्षा" से "पूर्व-दोष सूचना" में परिवर्तित हो जाता है।
- तकनीकी सिद्धांत:
- स्लिप रिंग्स पर उच्च-आवृत्ति धारा ट्रांसफॉर्मर (CTs) या विशेष निगरानी मॉड्यूल वास्तविक समय में एक्साइटेशन धारा वेवफॉर्म को संकलित करते हैं।
- बिल्ट-इन एल्गोरिदम धारा पर फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म (FFT) हार्मोनिक विश्लेषण करते हैं।
- खुले घूमने वाले डायोड एक्साइटेशन धारा वेवफॉर्म को गंभीर रूप से विकृत करते हैं, जिससे विशिष्ट हार्मोनिक (जैसे, पांचवाँ हार्मोनिक) में बहुत बढ़ोतरी होती है।
- प्रदर्शन की विशेषताएँ:
- पूर्व सूचना: हार्मोनिक सामग्री के थ्रेशहोल्ड (जैसे, पांचवाँ हार्मोनिक 8% से अधिक) से ऊपर जाने पर अलर्ट जारी करता है, जिससे घूमने वाले रेक्टिफायर ब्रिज पर रखरखाव की जांच की जाती है दोष होने से पहले।
- प्रसार की रोकथाम: समय पर अलर्ट एक्साइटेशन धारा की हानि और रोटर के गर्म होने से निकलने वाली इंसुलेशन की क्षति जैसे गंभीर दुर्घटनाओं को रोकता है।
- स्थिति-आधारित रखरखाव: पूर्वानुमान रखरखाव के लिए महत्वपूर्ण डेटा प्रदान करता है।
- सारांश और मूल्य
यह माइक्रोप्रोसेसर-आधारित सुरक्षा समाधान उन्नत सेंसिंग तकनीक, सिग्नल प्रोसेसिंग एल्गोरिदम और बहु-मानदंड बुद्धिमत्ता आधारित निर्णय लेने को एकीकृत करके जेनरेटर सुरक्षा में पारंपरिक दर्द के बिंदुओं का समाधान करता है:
- सुरक्षा के अंधे क्षेत्रों को खत्म करता है, स्टेटर इंटर-टर्न छोटे सर्किट और ग्राउंड दोष के लिए 100% कवरेज प्रदान करता है।
- पश्च-दोष सुरक्षा को पूर्व-दोष सूचना में बदलता है, गतिशील रोटर निगरानी के माध्यम से दोषों को प्रभावी रूप से रोकता है।
- वास्तविक दुनिया के मामलों द्वारा प्रमाणित, समाधान उच्च संवेदनशीलता, गति और विश्वसनीयता प्रदान करता है, 500MW और उससे अधिक के बड़े और महान जेनरेटरों की सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करता है।
