లైన్ ప్రోటెక్షన్ రిలే మైక్రోకంప్యూటర్-బేస్డ్ లైన్ ప్రోటెక్షన్ సొల్యూషన్

1. सारांश और पृष्ठभूमि​
   पावर ग्रिड संरचनाओं की बढ़ती जटिलता—विशेष रूप से अत्यधिक उच्च वोल्टेज डायरेक्ट करंट (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 की बहुत तेज कार्यप्रणाली को सुनिश्चित करना ताकि प्रणाली की स्थिरता बनी रहे, साथ ही अनावश्यक ट्रिपिंग और दोष की वृद्धि से बचने के लिए मजबूत चयनिकता को सुनिश्चित करना। यह विरोधाभास विशेष रूप से समानांतर दो-सर्किट लाइनों जैसी जटिल ग्रिड व्यवस्थाओं में अधिक व्यक्त होता है, जहां पारंपरिक एक-सिरे सुरक्षा सिद्धांतों को महत्वपूर्ण सीमाएं मिलती 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, दो-सिरे ट्रैवलिंग वेव दोष स्थानांतरण, और अनुकूलनीय ऑटो-रिक्लोजिंग रणनीतियाँ। इसका उद्देश्य लाइन सुरक्षा की विश्वसनीयता, गति, और बुद्धिमत्ता को समग्र रूप से बढ़ावा देना है, जिससे एक मजबूत और स्मार्ट ग्रिड के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण समर्थन प्रदान किया जा सके।

​2. मुख्य चुनौतियों का विश्लेषण​

• ​गति और चयनिकता के बीच का विरोधाभास: पारंपरिक सुरक्षा योजनाएं अक्सर चयनिकता को सुनिश्चित करने के लिए देर से काम करने की आवश्यकता को लेकर आती हैं, जो प्रणाली की स्थिरता बनाए रखने के लिए तेज दोष साफ करने की आवश्यकता के साथ विरोधाभासी होती है।
• ​समानांतर दो-सर्किट लाइनों में दोष स्थानांतरण की सटीकता: दो-सर्किट लाइनों के बीच की पारस्परिक आवेशितता दोष विशेषताओं को जटिल बनाती है, जो पारंपरिक दोष स्थानांतरण विधियों की सटीकता को बहुत कम करती है और दोष पहचान और विद्युत पुनर्स्थापन को रोकती है।
• ​नवीकरणीय ऊर्जा एकीकरण से लाया गया अनिश्चितता: वायु और सौर ऊर्जा संयंत्रों का एकीकरण छोटे-सर्किट धारा स्तरों और विशेषताओं को बदलता है, जो सुरक्षा के गलत काम करने या विफल होने का कारण बन सकता है। इसके अलावा, उनकी उत्पादन उतार-चढ़ाव स्वयंसेवी रिक्लोजिंग रणनीतियों की सफलता को चुनौती देती है।

​3. समाधान की मुख्य प्रौद्योगिकियाँ​

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

• ​तकनीकी सिद्धांत: यह प्रौद्योगिकी सामान्य प्रणाली कार्यक्रम के दौरान लोड धारा के प्रभाव से अप्रभावित रहती है। यह केवल दोष के बिंदु पर उत्पन्न होने वाले पावर फ्रीक्वेंसी विकल्पों का उपयोग करके दोष इम्पीडेंस की गणना करती है। इसके उच्च शुरुआती थ्रेशहोल्ड के साथ, यह अन्तःस्थापित रूप से दिशात्मक, बहुत चयनिक, और प्रणाली दोलन और ट्रांजिशन रेजिस्टेंस के प्रति असंवेदनशील होती है।
• ​प्रदर्शन के लाभ:
• अत्यधिक तेज गति: बहुत तेज प्रतिक्रिया, जिसका आम ऑपरेशन समय 10ms से कम होता है।
• उच्च विश्वसनीयता: लोड धारा के प्रभाव से गलत काम करने से प्रभावी रूप से बचाव करती है।
• ​अनुप्रयोग केस: ±800kV UHVDC प्रसारण लाइन में, यह प्रौद्योगिकी निकट-सिरे दोषों के लिए कुल दोष साफ करने का समय (सुरक्षा कार्य + सर्किट ब्रेकर ट्रिपिंग) 80ms के भीतर कम कर दिया, जिससे UHVDC प्रणाली की ट्रांसीएंट स्थिरता में महत्वपूर्ण वृद्धि हुई।

​3.2 दो-सिरे ट्रैवलिंग वेव दोष स्थानांतरण​

• ​तकनीकी सिद्धांत: दोष से ट्रैवलिंग वेव्स लाइन के दोनों सिरों की ओर प्रसारित होते हैं। उच्च-प्रिसिजन GPS/BDS सिंक्रोनाइज्ड क्लॉक्स का उपयोग करके, दोनों सिरों पर सुरक्षा उपकरण प्रारंभिक धारा ट्रैवलिंग वेव्स (t1 और t2) के पहुंचने के समय को सटीक रूप से रिकॉर्ड करते हैं। दोष स्थान L = (v * Δt) / 2 के सूत्र का उपयोग करके सटीक रूप से गणना की जाती है, जहां v वेव वेग है और Δt = |t1 - t2| है।
• ​प्रदर्शन के लाभ:
• अत्यधिक सटीकता: दोष स्थानांतरण लाइन की पारस्परिक आवेशितता, प्रणाली कार्यक्रम, ट्रांजिशन रेजिस्टेंस, या धारा ट्रांसफॉर्मर (CT) की संतृप्ति से बहुत कम प्रभावित होता है।
• पैरामीटर-स्वतंत्र: लाइन इम्पीडेंस पैरामीटरों पर निर्भर नहीं करता, जिससे पारंपरिक इम्पीडेंस-आधारित विधियों में गलत पैरामीटरों से होने वाली त्रुटियों को दूर किया जाता है।
• ​अनुप्रयोग केस: 500kV दो-सर्किट लाइन पर समान टावर पर लागू करने से दोष स्थानांतरण त्रुटि 200 मीटर से कम हो गई, जो पारंपरिक एक-सिरे इम्पीडेंस-आधारित विधियों की तुलना में 80% से अधिक सटीकता में वृद्धि हुई। यह तेज दोष पहचान और रखरखाव को बहुत सुविधाजनक बनाता है।

​3.3 अनुकूलनीय ऑटो-रिक्लोजिंग रणनीति​

• ​तकनीकी सिद्धांत: माइक्रोकंप्यूटर-आधारित सुरक्षा उपकरण दोष प्रकारों (स्थायी या अस्थायी) को बुद्धिमत्ता से अलग करता है:
1. ​अस्थायी दोष: ट्रिपिंग के बाद, लाइन डाइएलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ स्वयं सुधार होती है। उपकरण इन्सुलेशन के सुधार का पता लगाता है और तुरंत रिक्लोजिंग कमांड जारी करता है।
2. ​स्थायी दोष: उपकरण निरंतर दोष का पता लगाता है और रिक्लोजिंग को रोकता है ताकि द्वितीयक सर्किट ब्रेकर ट्रिपिंग से बचा जा सके, जिससे उपकरणों की सुरक्षा सुनिश्चित की जाती है।
   इसके अलावा, यह रणनीति वास्तविक समय की प्रणाली की स्थितियों (जैसे, नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन शेयर) के आधार पर ऑटो-रिक्लोजिंग की डेड टाइम को गतिविधित समायोजित करती है ताकि प्रणाली की बहाली विशेषताओं के साथ मेल खाती रहे।
• ​प्रदर्शन के लाभ:

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

• ​अनुप्रयोग केस: एक महत्वपूर्ण वायु ऊर्जा संयंत्र की निकासी लाइन पर लागू करने से ऑटो-रिक्लोजिंग की सफलता दर 72% से 93% तक बढ़ गई, जिससे अस्थायी लाइन दोषों के कारण वायु टर्बाइनों के विघटन में महत्वपूर्ण कमी आई।

​4. समाधान का मूल्य सारांश​
यह एकीकृत माइक्रोकंप्यूटर-आधारित सुरक्षा समाधान अपने तीन महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकियों के सिनर्जेटिक 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 मिलता है।
2. ​विद्युत प्रदान की विश्वसनीयता में सुधार: बुद्धिमत्ता अनुकूलनीय ऑटो-रिक्लोजिंग विद्युत पुनर्स्थापन को अधिकतम करती है, जिससे बिजली की बंदी की अवधि और नुकसान कम होता है।
3. ​संचालन की दक्षता में वृद्धि: उच्च-प्रिसिजन दोष स्थानांतरण रखरखाव को "लाइन पैट्रोलिंग" से "बिंदु निरीक्षण" में बदलता है, जिससे रखरखाव की लागत और समय में महत्वपूर्ण कमी होती है।
4. ​नए विद्युत प्रणालियों के लिए अनुकूलनीयता: इसका अत्यधिक प्रदर्शन इसे जटिल आधुनिक ग्रिड परिदृश्यों, जिनमें UHVDC, नवीकरणीय ऊर्जा एकीकरण, और बहु-सर्किट लाइनों शामिल हैं, के लिए अत्यंत उपयुक्त बनाता है।