लाइन संरक्षण रिले माइक्रोकंप्यूटर-आधारित लाइन संरक्षण समाधान

1. सारांश और पृष्ठभूमि​
   पावर ग्रिड संरचनाओं की बढ़ती जटिलता—विशेष रूप से अत्यधिक उच्च वोल्टेज एकदिशीय (UHVDC) प्रसारण, नवीकरणीय ऊर्जा का बड़े पैमाने पर एकीकरण, और बहुत सारी समानांतर प्रसारण लाइनों—के साथ, प्रसारण लाइन सुरक्षा के लिए प्रदर्शन की आवश्यकताएं अभूतपूर्व स्तर तक पहुंच गई हैं। मुख्य चुनौती दो महत्वपूर्ण मांगों के बीच संतुलन बनाने में निहित है: दोष के दौरान सुरक्षा उपकरणों के अत्यधिक तेज कार्य करने की सुनिश्चितता ताकि प्रणाली की स्थिरता बनाए रखी जा सके, जबकि अत्यधिक ट्रिपिंग और दोष की वृद्धि से बचने के लिए मजबूत चयनकता की गारंटी दी जाए। यह विरोधाभास विशेष रूप से समानांतर डबल-सर्किट लाइनों जैसी जटिल ग्रिड व्यवस्थाओं में प्रकट होता है, जहां पारंपरिक एक-अंत सुरक्षा सिद्धांतों को बहुत बड़ी सीमाएं आती हैं।

यह समाधान उन्नत माइक्रोकंप्यूटर-आधारित सुरक्षा प्रौद्योगिकी का उपयोग करता है, जो तीन मुख्य मॉड्यूलों को एकीकृत करता है: पावर फ्रीक्वेंसी वेरिएशन दूरी सुरक्षा, डबल-अंत ट्रैवलिंग वेव दोष स्थान, और अनुकूली ऑटो-रीक्लोजिंग रणनीतियां। इसका उद्देश्य लाइन सुरक्षा की विश्वसनीयता, गति और बुद्धिमत्ता को समग्र रूप से बढ़ावा देना है, और एक मजबूत और स्मार्ट ग्रिड बनाने के लिए महत्वपूर्ण समर्थन प्रदान करना है।

​2. मुख्य चुनौतियों का विश्लेषण​

• ​गति और चयनकता के बीच का विरोधाभास: पारंपरिक सुरक्षा योजनाएं अक्सर चयनकता की सुनिश्चितता के लिए देरी से कार्य करने की आवश्यकता को देखती हैं, जो प्रणाली की स्थिरता बनाए रखने के लिए तेज दोष निकासी की आवश्यकता के साथ विरोधाभासी होती हैं।
• ​समानांतर डबल-सर्किट लाइनों में सटीक दोष स्थान: डबल-सर्किट लाइनों के बीच पारस्परिक उत्तेजन दोष विशेषताओं को जटिल बनाता है, जो पारंपरिक दोष स्थान विधियों की सटीकता को बहुत कम कर देता है और दोष पहचान और विद्युत पुनर्स्थापन को रोकता है।
• ​नवीकरणीय ऊर्जा एकीकरण द्वारा प्रस्तुत अनिश्चितता: पवन और सौर ऊर्जा संयंत्रों का एकीकरण छोटे-सर्किट धारा स्तर और विशेषताओं को बदलता है, जो सुरक्षा के गलत कार्य या विफलता का कारण बन सकता है। इसके अलावा, उनके उत्पादन की उतार-चढ़ाव ऑटो-रीक्लोजिंग रणनीतियों की सफलता को चुनौती देता है।

​3. समाधान की मुख्य प्रौद्योगिकियां​

​3.1 पावर फ्रीक्वेंसी वेरिएशन दूरी सुरक्षा (ΔZ सुरक्षा)​​

• ​तकनीकी सिद्धांत: यह प्रौद्योगिकी सामान्य प्रणाली संचालन के दौरान लोड धारा से प्रभावित नहीं होती है। यह केवल दोष के समय उत्पन्न होने वाले पावर फ्रीक्वेंसी विद्युत और धारा के विकल्पों का उपयोग करके दोष प्रतिरोध की गणना करती है। उच्च शुरुआती थ्रेशहोल्ड के साथ, यह अन्तःस्थापित रूप से दिशात्मक, अत्यधिक चयनकता, और प्रणाली की दोलन और अंतरिक्ष प्रतिरोध के प्रति असंवेदनशील होती है।
• ​प्रदर्शन के लाभ:
• अत्यधिक तेज गति: अत्यधिक तेज प्रतिक्रिया, जिसका आम ऑपरेशन समय 10 मिलीसेकंड से कम होता है।
• उच्च विश्वसनीयता: लोड धारा के प्रभावों के कारण गलत कार्य से प्रभावी रूप से बचाव।
• ​अनुप्रयोग केस: एक ±800kV UHVDC प्रसारण लाइन में, यह प्रौद्योगिकी निकट-अंत दोषों के लिए कुल दोष निकासी समय (सुरक्षा कार्य + सर्किट ब्रेकर ट्रिपिंग) को 80 मिलीसेकंड से कम कर दी, जिससे UHVDC प्रणाली की अस्थायी स्थिरता में बहुत बड़ी वृद्धि हुई।

​3.2 डबल-अंत ट्रैवलिंग वेव दोष स्थान​

• ​तकनीकी सिद्धांत: एक दोष ट्रैवलिंग वेव्स उत्पन्न करता है जो लाइन के दोनों छोर की ओर फैलता है। उच्च-प्रCISION GPS/BDS सिंक्रोनाइज्ड क्लॉक्स का उपयोग करके, दोनों छोरों पर सुरक्षा उपकरण प्रारंभिक विद्युत ट्रैवलिंग वेव्स (t1 और t2) के आगमन समय को सटीक रूप से रिकॉर्ड करते हैं। दोष स्थान की सटीक गणना सूत्र L = (v * Δt) / 2 का उपयोग करके की जाती है, जहां v तरंग वेग है और Δt = |t1 - t2| है।
• ​प्रदर्शन के लाभ:
• अत्यधिक सटीकता: दोष स्थान लाइन के पारस्परिक उत्तेजन, प्रणाली के संचालन मोड, अंतरिक्ष प्रतिरोध, या धारा ट्रांसफॉर्मर (CT) संतृप्ति से बहुत कम प्रभावित होता है।
• पैरामीटर-स्वतंत्र: लाइन प्रतिरोध पैरामीटरों पर निर्भर नहीं होता, जिससे पारंपरिक प्रतिरोध-आधारित विधियों में गलत पैरामीटरों के कारण होने वाली त्रुटियां दूर हो जाती हैं।
• ​अनुप्रयोग केस: एक 500kV समान टावर पर डबल-सर्किट लाइन पर निर्विघ्न रूप से तैनात किया गया, जिससे दोष स्थान त्रुटि 200 मीटर से कम हो गई, जो पारंपरिक एक-अंत प्रतिरोध-आधारित विधियों की तुलना में 80% से अधिक सटीकता की वृद्धि हुई। यह तेज दोष पहचान और रखरखाव में बहुत बड़ी सहायता प्रदान करता है।

​3.3 अनुकूली ऑटो-रीक्लोजिंग रणनीति​

• ​तकनीकी सिद्धांत: माइक्रोकंप्यूटर-आधारित सुरक्षा उपकरण बुद्धिमत्ता से दोष प्रकारों (अस्थायी या स्थायी) का विभेदन करता है:
1. ​अस्थायी दोष: ट्रिपिंग के बाद, लाइन की विद्युतीय शक्ति स्वयं से पुनर्स्थापित हो जाती है। उपकरण अनुवर्ती पुनर्स्थापन का पता लगाता है और तुरंत रीक्लोजिंग कमांड जारी करता है।
2. ​स्थायी दोष: उपकरण निरंतर दोष का पता लगाता है और रीक्लोजिंग को रोकता है ताकि द्वितीयक सर्किट ब्रेकर ट्रिपिंग से बचा जा सके, जिससे उपकरणों की सुरक्षा सुनिश्चित होती है।
   इसके अलावा, यह रणनीति वास्तविक समय प्रणाली की स्थितियों (जैसे, नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन का हिस्सा) के आधार पर ऑटो-रीक्लोजिंग की मृत समय को डायनामिक रूप से समायोजित करती है ताकि प्रणाली की पुनर्स्थापन विशेषताओं के साथ मेल खाती रहे।
• ​प्रदर्शन के लाभ:

• सफलता दर में वृद्धि: स्थायी दोषों पर रीक्लोजिंग से बचने से, ऑटो-रीक्लोजिंग की सफलता दर और विद्युत प्रदान की विश्वसनीयता में बहुत बड़ी वृद्धि होती है।
• प्रभाव की कमी: प्रणाली पर अनावश्यक द्वितीयक झटकों से बचाव, जिससे उपकरणों की सुरक्षा सुनिश्चित होती है।

• ​अनुप्रयोग केस: एक महत्वपूर्ण पवन फार्म निकासी लाइन पर लागू किया गया, जिससे ऑटो-रीक्लोजिंग की सफलता दर 72% से 93% तक बढ़ गई, जिससे अस्थायी लाइन दोषों के कारण होने वाले पवन टर्बाइन विच्छेदन में बहुत बड़ी कमी आई।

​4. समाधान का मूल्य सारांश​
यह एकीकृत माइक्रोकंप्यूटर-आधारित सुरक्षा समाधान अपनी तीन मुख्य प्रौद्योगिकियों के सिनेर्जिक अनुप्रयोग के माध्यम से ग्राहकों को मुख्य मूल्य प्रदान करता है:

1. ​प्रणाली की स्थिरता में वृद्धि: अत्यधिक तेज सुरक्षा दोषों को तेजी से अलग करती है, जिससे ग्रिड की स्थिरता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण समय सुनिश्चित होता है।
2. ​विद्युत प्रदान की विश्वसनीयता में सुधार: बुद्धिमत्ता-आधारित ऑटो-रीक्लोजिंग विद्युत पुनर्स्थापन को अधिकतम करती है, जिससे बिजली की बंदी की अवधि और नुकसान कम होता है।
3. ​संचालन की दक्षता में वृद्धि: उच्च-प्रCISION दोष स्थान रखरखाव को "लाइन पत्राचार" से "बिंदु निरीक्षण" में बदल देता है, जिससे बहुत बड़ी तरह से रखरखाव की लागत और समय कम हो जाता है।
4. ​नए विद्युत प्रणालियों के लिए अनुकूलता: इसका अत्यधिक उत्कृष्ट प्रदर्शन इसे जटिल आधुनिक ग्रिड परिदृश्यों, जिनमें UHVDC, नवीकरणीय ऊर्जा का एकीकरण, और बहु-सर्किट लाइनों शामिल हैं, के लिए अत्यधिक उपयुक्त बनाता है।