Microprocessor-Based Relays உடன் Modern Smart Distribution Networks க்கான Feeder Protection Solution

1. அறிமுகம் மற்றும் மூல சவால்கள்​
   வித்தியாசமான ஆற்றல் போர்வைகளின் (DERs) (எ-கா. PV மற்றும் காற்று ஆற்றல்) விரிவாக்கத்தில், பயனாளர்களின் மிக்க எண்ணிக்கையில் மின்சார வழங்கல் நம்பிக்கையும் பாதுகாப்பும் கொண்டு வருவது, போதிய முனை பாதுகாப்பு திட்டங்களுக்கு வலுவான சவால்களை உருவாக்குகிறது. இந்தத் தீர்வு கீழ்க்கண்ட மூன்று மூல சவால்களை தீர்க்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது:

• ​விறிய தாக்கங்கள்:​​ ஸ்விச்ச்கேர் போன்ற சாதனங்களில் உள்ள உள்ளே மின்குறிப்பிழைகள் மிகவும் தீர்த்தான விறிய தாக்கங்களை உருவாக்கும், இது சாதனங்களும் தொழிலாளர்களும் பாதுகாப்பில் ஒரு மிகவும் வேகமான பதிலை தேவைப்படுத்துகிறது.
• ​அதிக எதிர்த்தள தரைத்தாக்கு:​​ குறிப்பாக ஊர் பகுதிகளில் அல்லது அதிக மண்வெளி எதிர்த்தள போக்குடைய பகுதிகளில் ஏற்படும் ஒரு பகுதியில் மட்டும் தரைத்தாக்குகள், மிக மெதுவான தாக்கு மின்னோட்டத்துடன் அதிக எதிர்த்தள தரைத்தாக்குகளை தெரிவு செய்ய கடினமாக இருக்கும், இது பாதுகாப்பு தோல்வியை உருவாக்கும்.
• ​வித்தியாசமான ஆற்றல் போர்வைகளின் (DERs) இணைப்பின் தாக்கம்:​​ DERs இணைப்பு விரிவாக்க நெடுக்களில் மின்னோட்ட திசை மற்றும் தரைத்தாக்கு மின்னோட்ட அம்சங்களை மாற்றுகிறது, இது பாதுகாப்பு தோல்வியை (தவறான தோற்றம்) அல்லது தோற்ற தோல்வியை உருவாக்கும், மற்றும் தெரியாத தீவின் அலைவு தோற்றத்தை அறிமுகப்படுத்துகிறது.

இந்தத் தீர்வு, முன்னோடி மைக்ரோப்ரோசஸர்-அடிப்படையிலான பாதுகாப்பு விளைவுகள் மற்றும் பல முன்னோடி அல்கோரிதங்களை இணைத்து, புதிய விரிவாக்க நெடுக்களுக்கு முழுமையான, வேகமான மற்றும் நம்பிக்கையான முனை பாதுகாப்பை வழங்குகிறது.

​2. தீர்வு விளக்கம்​
நமது முனை பாதுகாப்பு விளைவு ஒரு மாதிரி வடிவமைப்பை வைத்து, மேலே உள்ள சவால்களை தீர்க்க கீழ்க்கண்ட மூல பாதுகாப்பு செயல்பாடுகளை இணைத்துள்ளது.

​2.1 பல பெருமான விறிய பாதுகாப்பு (AFP) மாதிரி​

• ​தொழில்நுட்ப தத்துவம்:​​ சொந்த பல பெருமான தொடர்பு தொழில்நுட்பத்தை பயன்படுத்துகிறது, ஒரே நேரத்தில் ஒளியின் தீவிரத்தை (விறிய ஒளிசார் தொடர்பான தொடர்பு மூலம்) மற்றும் மின்னோட்டத்தின் மாற்ற வீதத்தை (di/dt) தொடர்பு செய்கிறது. "வலுவான விறிய ஒளியின் குறிப்பு" மற்றும் "மிக வேகமான மின்னோட்ட அம்சம் (>10 kA/ms)" இரு நிபந்தனைகளும் சரியாக இருக்கும்போது மட்டுமே தோற்றம் ஒரு விறிய தாக்கமாக உறுதி செய்யப்படுகிறது (மூலம் AND தர்க்க செயல்பாடு). இந்த இரு குறிப்புகள் வெளியிலிருந்த ஒளியின் மூலம் அல்லது மின்னோட்ட தோற்றங்களால் ஏற்படும் தோற்றங்களை தடுக்கிறது.
• ​செயல்பாட்டின் திறன்மேலான தாக்கம்:​​ மிகவும் வேகமான செயல்பாட்டு வேகங்களை வைத்து, விறிய தாக்கத்தின் ஆற்றலை குறைப்பதற்கு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.
• ​பயன்பாட்டின் விளக்கம்:​​ ஒரு பெரிய தரவு மையத்தின் மதிய மின்னிய விரிவாக்க அமைப்பில் இந்த மாதிரி பயன்படுத்தப்பட்ட பிறகு, மொத்த தாக்கத்தை தீர்ப்பதற்கு குறைந்தது 4 மிலிசெகாண்டுகள் எடுத்தது, இது மின்னோட்ட மட்டும் பாதுகாப்பு தீர்வுகளை விட மூன்று மடங்கு வேகமாக இருந்தது, சாதனங்கள் தோற்றத்தை மிகவும் குறைப்பதில் மிகவும் தாக்கமாக இருந்தது.

​2.2 உயர் திறன்மேலான குறைந்த மின்னோட்ட தரைத்தாக்கு பாதுகாப்பு மாதிரி​

• ​தொழில்நுட்ப தத்துவம்:​​ சுன்னிய தரகம் முறையை பயன்படுத்துகிறது. இந்த முறை மிகவும் துல்லியமான மெய்யோர அளவுகளை முறையாக அளவிடுகிறது, சுன்னிய மின்னிய மதிப்பு (3U₀) மற்றும் சுன்னிய மின்னோட்டம் (3I₀), இந்த மதிப்புகளின் ஒத்த தரகம் மதிப்பைக் கணக்கிடுகிறது. இந்த அல்கோரிதம் மிகவும் துல்லியமாக முறையான மின்னிய மதிப்பை மற்றும் தாக்கு உருவாக்கிய மின்னோட்டத்தை வேறுபடுத்துகிறது, இதனால் உயர் எதிர்த்தள தரைத்தாக்குகளை துல்லியமாக அறிய முடியும், இது எதிர்த்தள மதிப்பு 1 kΩ அல்லது அதற்கு மேலாக இருக்கும்.
• ​செயல்பாட்டின் திறன்மேலான தாக்கம்:​​ தாக்கு மூலம் உயர் அதிர்ச்சி எதிர்த்தளத்தில் மாற்றங்கள் ஏற்படும்போது முன்னோடி பாதுகாப்பு தீர்வுகளின் திறன்மேலான தோல்வியை தீர்க்கிறது, இது மின்னோட்ட தாக்கு மற்றும் தீ தாக்கு தாக்கங்களை மிகவும் குறைப்பதில் மிகவும் தாக்கமாக இருக்கும்.
• ​பயன்பாட்டின் விளக்கம்:​​ உயர் மின்னிய மதிப்பு மற்றும் சமமற்ற வெளிப்புற மதிப்பு அளவுகள் உள்ள ஊர் விரிவாக்க அமைப்பில் ஒரு முன்னோடி தீர்வில் இந்த தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்தப்பட்ட பிறகு, மொத்த தரைத்தாக்கு தெரிவு அளவு 65% முன்னோடி தீர்வுகளிலிருந்து 92% வரை உயர்ந்தது, இது மின்சார வழங்கல் பாதுகாப்பை மிகவும் உயர்த்தியது.

​2.3 பொருத்தமான தீவு தடுப்பு மாதிரி​

• ​தொழில்நுட்ப தத்துவம்:​​ DER இணைப்பின் மூலம் ஏற்படும் தீவு தாக்கத்தை தீர்க்க, இந்த மாதிரி பொருத்தமான மற்றும் செயல்பாட்டு தொடர்பு முறைகளை இணைத்து வைத்துள்ளது.
• ​பொருத்தமான தொடர்பு:​​ தொடர்ந்து பொது இணைப்பு புள்ளியில் (PCC) வேறுபட்ட அளவுகளை தொடர்பு செய்கிறது, எ-கா. மின்னிய அதிர்ச்சி விலகல் (Δf > 0.5 Hz) மற்றும் அதிர்ச்சி கோண மாற்றம் (Δφ > 10°).
• ​செயல்பாட்டு தொடர்பு:​​ பொருத்தமான தொடர்பு குறிப்புகள் தெரிவு அளவுகளை விட அதிகமாக இருக்கும்போது, இது செயல்பாட்டு அல்கோரிதங்கள் மூலம் மிக வேகமாக தீவு தாக்கத்தை உறுதி செய்கிறது.
• ​செயல்பாட்டின் திறன்மேலான தாக்கம்:​​ தீவு தாக்கம் ஏற்படும் பிறகு, மிக வேகமாக (< 200 ms, விரிவாக்க அமைப்பு விதியின் தேவைகளை நிறைவு செய்து) DERs ஐ துண்டிக்கிறது, இது தீவு தாக்கம் ஏற்படும் போது மின்சார சாதனங்களும் போர்வை தொழிலாளர்களும் தாக்கத்தில் இருந்து பாதுகாப்பு வழங்குகிறது.
• ​பயன்பாட்டின் விளக்கம்:​​ பல போவர் வடிவியல் தீர்வில் இந்த தீவு தடுப்பு மாதிரி 99.7% துல்லியமாக உறுதி செய்தது. இது தீவு தாக்கத்தை தீர்க்கும் போது சாதாரண மின்சார தாக்கங்களால் உருவாகும் தோற்றங்களை குறைக்கிறது, இதனால் வித்தியாசமான ஆற்றல் போர்வைகளின் பயன்பாட்டை மிக்க அளவில் உயர்த்தியது.

​3. முக்கிய மதிப்பு சுருக்கம்​
இந்த மைக்ரோப்ரோசஸர்-அடிப்படையிலான பாதுகாப்பு தீர்வு, பல அறிவு அல்கோரிதங்களை இணைத்து, கீழ்க்கண்டவற்றை அடைகிறது:

• ​மிக்க பாதுகாப்பு:​​ மிலிசெகாண்டு அளவில் விறிய பாதுகாப்பு மற்றும் உயர் திறன்மேலான தரைத்தாக்கு பாதுகாப்பு மூலம் தொழிலாளர்களும் சாதனங்களும் பாதுகாப்பு மிக அதிகமாக உறுதி செய்யப்படுகிறது.
• ​மிக்க நம்பிக்கை:​​ DER இணைப்பின் மூலம் ஏற்படும் சிக்கல்களை தீர்க்க, தீவு தாக்கங்களை மற்றும் உயர் எதிர்த்தள தரைத்தாக்குகளை துல்லியமாக அறிய, பாதுகாப்பு "உறுதியில்லாத இடங்களை" நீக்குகிறது.
• ​வேகமான மீட்டமைப்பு:​​ வேகமான தாக்கத்தை தீர்ப்பதன் மூலம், விரிவாக்க அமைப்பின் வேகமான தாக்கத்தை மீட்டமைக்க, மின்சார வழங்கல் நம்பிக்கையை உயர்த்துகிறது.