वितरण और ट्रांसफार्मर सबस्टेशनों के लिए बस सिस्टम

विद्युत ऊर्जा के संचरण और वितरण के लिए, विभिन्न वोल्टेज स्तरों के साथ ओवरहेड लाइनों या पावर केबल्स का उपयोग किया जाता है, और उनका चयन तकनीकी और आर्थिक पहलुओं के विश्लेषण पर आधारित होता है।

उच्च बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, विद्युत नेटवर्क अधिक या कम बहु-श्रृंखला हो सकते हैं। यह अलग-अलग ट्रांसमिशन लाइनों की विफलता की स्थिति में, उपभोक्ताओं को अन्य लाइनों के माध्यम से आपूर्ति जारी रखने की अनुमति देता है।

नेटवर्क पर वे बिंदु जहाँ दो या दो से अधिक रेखाएँ मिलती हैं, नोडल बिंदु कहलाते हैं। ब्रेकडाउन या रखरखाव और मरम्मत की स्थिति में अलग-अलग लाइन सर्किट को डिस्कनेक्ट करने के लिए डिज़ाइन किए गए स्विचिंग डिवाइस हमेशा इन जंक्शन बिंदुओं पर स्थापित होते हैं।

इसके लिए आवश्यक सभी स्विचिंग डिवाइस, साथ ही मापने, नियंत्रण, सुरक्षा और सहायक उपकरण स्थित हैं एक वितरण सबस्टेशन में.

यदि, इन उपकरणों के अलावा, स्तर बदलने के लिए वितरण सबस्टेशन में ट्रांसफॉर्मर स्थापित किए जाते हैं, तो ऐसे सबस्टेशन को कहा जाता है सबस्टेशन.

वितरण सबस्टेशन निम्नलिखित मुख्य संरचनात्मक तत्वों से सुसज्जित हैं:

• शीना;
• डिस्कनेक्टर;
• पावर स्विच;
• वर्तमान और वोल्टेज कन्वर्टर्स;
• सर्ज सीमक;
• अर्थिंग स्विच;
• संभवतः: ट्रांसफार्मर।

सबस्टेशन तकनीकी विशेषताओं के साथ विधानसभाओं और घटकों से सुसज्जित हैं जो आवश्यकताओं और संभावित यांत्रिक और विद्युत भार को पूरा करते हैं।

चूंकि आधुनिक सबस्टेशन मुख्य रूप से दूरस्थ रूप से नियंत्रित होते हैं, वे अतिरिक्त निगरानी और नियंत्रण उपकरणों से लैस होते हैं। इसके अलावा, सबस्टेशन उपभोक्ताओं को आपूर्ति की जाने वाली बिजली के लिए पैमाइश और मापने वाले उपकरणों के साथ-साथ सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस से लैस हैं।

वितरण सबस्टेशन का मुख्य तत्व बसबार है। एक नियम के रूप में, यह एक छोटी वायु रेखा जैसा दिखता है। बहुत उच्च धाराओं के लिए, इसे आंतरिक रूप से तेल-ठंडा ट्यूब में रखा जाता है।

कई प्रकार की बस व्यवस्थाएं हैं और किसी विशेष व्यवस्था का चुनाव विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है जैसे सिस्टम वोल्टेज, सिस्टम में सबस्टेशन की स्थिति, बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता, लचीलापन और लागत।

भौतिक दृष्टिकोण से, बस नेटवर्क का नोड है। इस बिंदु पर अलग-अलग रेखाएँ शुरू और समाप्त होती हैं, जिन्हें इस संदर्भ में कहा जाता है फ़ीडर.

फीडरों को स्विच की मदद से चालू और बंद किया जा सकता है। चूँकि ये स्विच ऑपरेटिंग करंट को ले जाते हैं और खराबी, इमरजेंसी करंट की स्थिति में इन्हें पावर स्विच कहा जाता है।

आधुनिक उच्च वोल्टेज बिजली स्विच 380 kV तक का स्तर मज़बूती से और बिना नुकसान के 80 kA तक की धाराओं को चालू / बंद करने में सक्षम है। पावर स्विच को नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है।

ऐसे काम की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, सर्किट ब्रेकर तथाकथित से लैस हैं डिस्कनेक्टर्स… पावर स्विच के विपरीत, डिस्कनेक्टर्स को केवल ऑफ स्टेट में चालू / बंद किया जा सकता है, अर्थात। संबंधित सर्किट ब्रेकर खोलने के बाद ही।

गलत स्विचिंग ऑपरेशन से बचने के लिए, डिस्कनेक्टर्स और सर्किट ब्रेकर को यांत्रिक रूप से परस्पर इंटरलॉक किया जाता है।

इसके अलावा, डिस्कनेक्टर्स को एक दृश्य यात्रा बिंदु बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, क्योंकि पावर स्विच में यह बिंदु आर्क च्यूट में स्थित है और दृश्य से छिपा हुआ है। सुरक्षा नियमों के अनुसार, बिजली लाइनों के वर्गों को डिस्कनेक्ट करते समय, डिस्कनेक्शन बिंदु दिखाई देना चाहिए।

आपूर्ति को बाधित किए बिना बसबारों पर रखरखाव गतिविधियों को पूरा करने के लिए, वितरण सबस्टेशन को कम से कम दो समांतर बसबारों से लैस किया जाना चाहिए।

नेटवर्क के लचीलेपन को बढ़ाने के लिए, अलग-अलग फीडरों को डिस्कनेक्टर्स का उपयोग करके बसबारों से जोड़ना संभव है। इसके अलावा, कार्रवाई की स्वतंत्रता बढ़ाने के लिए, रेल को कई वर्गों (रेल के तथाकथित अनुदैर्ध्य खंड) में विभाजित किया जा सकता है।

इन उपायों के लिए धन्यवाद, एक बड़े विद्युत नेटवर्क को गैल्वेनिक अलगाव के साथ कई वर्गों में विभाजित किया जा सकता है, जो संभावित शॉर्ट सर्किट की स्थिति में धाराओं की मात्रा को सीमित करता है।

वर्णित क्रियाओं को आमतौर पर सुधारात्मक स्विचिंग ऑपरेशन कहा जाता है, और लोड वितरण और शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा कार्यक्रमों का उपयोग करके इष्टतम नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन अग्रिम में निर्धारित किया जाता है।

इन परिचालनों का अनुकूलन करके, खतरनाक कार्य परिस्थितियों के निर्माण के बिना पावर ग्रिड की पूरी क्षमता का उपयोग किया जा सकता है।

वितरण और ट्रांसफॉर्मर सबस्टेशन अलग-अलग पैनलों में विभाजित होते हैं जो विशिष्ट कार्य करते हैं। पावर पैनल, आउटलेट पावर पैनल और कनेक्शन पैनल हैं।

व्यक्तिगत पैनलों का डिज़ाइन आमतौर पर एकीकृत होता है। विद्युत आरेखों में, पैनल हमेशा एकध्रुवीय रूप में दिखाए जाते हैं। इसका मतलब यह है कि इस प्रकार के आरेखों में, मानक प्रतीकों का उपयोग करते हुए, केवल स्थापना के संचालन के लिए आवश्यक उपकरणों को दर्शाया गया है।

बिजली आपूर्ति का योजनाबद्ध आरेख

चित्र में दिखाई गई योजना के अनुसार, पावर पैनल और आउटगोइंग पावर डिवाइस वाले पैनल दोनों बनाए गए हैं। दोनों डिस्कनेक्टर्स को वर्तमान और वोल्टेज मापने वाले ट्रांसफार्मर के साथ मिलकर ब्रेकर की यात्रा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यदि स्थापना में कई बसें हैं, तो दो बसों के लिए बस डिस्कनेक्टर्स की संख्या को इसी संख्या से बढ़ाया जाना चाहिए।

साधन ट्रांसफार्मर संचालन, गिनती और सुरक्षा उपकरणों के लिए आवश्यक प्रासंगिक मापदंडों को रिकॉर्ड करते हैं।

एक ग्राउंडिंग स्विच का उपयोग लाइन को रखरखाव के दौरान आसन्न लाइनों के आगमनात्मक और कैपेसिटिव प्रभाव से बचाने के साथ-साथ बिजली के हमलों से बचाने के लिए किया जाता है। इसके कार्य के कारण, अर्थिंग स्विच को कभी-कभी सर्विस अर्थिंग स्विच कहा जाता है।

आपातकाल की स्थिति में या आवश्यक रखरखाव कार्य करने के लिए नेटवर्क के बड़े हिस्से को डिस्कनेक्ट करने के लिए आमतौर पर कम से कम दो समानांतर बसों का उपयोग किया जाता है।

डबल रेल प्रणाली

कनेक्शन प्लेट पावर स्विच का उपयोग करके, दोनों बसों को एक नोड बिंदु से जोड़ा जा सकता है। इस प्रकार के कनेक्शन को क्रॉस कनेक्शन कहा जाता है। क्रॉस कनेक्शन के लिए धन्यवाद, बिजली की आपूर्ति को बाधित किए बिना बसबारों को बदला जा सकता है।

पावर पैनल और आउटगोइंग पावर डिवाइस वाले पैनल, यदि आवश्यक हो, तो विभिन्न बसों से जुड़े हो सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बिजली की आपूर्ति बाधित नहीं होती है।

चूंकि डिस्कनेक्टर्स को केवल ऑफ स्टेट में चालू/बंद किया जा सकता है, इसलिए पावर स्विच को दो बसों के कनेक्शन में एकीकृत किया जाना चाहिए। यदि बसबार आपस में जुड़े हुए हैं, तो पहले आपको दोनों डिस्कनेक्टर्स को बंद करना होगा और उसके बाद ही पावर स्विच को बंद करना होगा।

बसबारों को जोड़ते समय, उनकी क्षमता को बराबर करने के लिए उचित कार्रवाई की जानी चाहिए (उदाहरण के लिए, ट्रांसफॉर्मर के टैप-चेंजर्स को स्विच करना), अन्यथा बसबारों को जोड़ने पर बसबारों में उच्च क्षणिक धाराएं दिखाई देंगी।

बसबारों को जोड़ने के बाद, बिजली आपूर्ति का कोई भी कनेक्शन और वियोग किया जा सकता है क्योंकि बसबारों में अब कोई संभावित अंतर नहीं है।

केवल यह सुनिश्चित करना जरूरी है कि एक डिस्कनेक्टर खोलने से पहले उसी फीडर पर अन्य डिस्कनेक्टर बंद हो जाए। अन्यथा, खोलने पर डिस्कनेक्टर लोड के अधीन होगा, जो विनाश का कारण बन सकता है और स्थापना के अन्य घटकों को भी नुकसान पहुंचा सकता है।डिस्कनेक्टर्स इसलिए विशेष लॉकिंग डिवाइस (विद्युत और वायवीय) के माध्यम से आकस्मिक उद्घाटन के खिलाफ सुरक्षित हैं।

वितरण सबस्टेशन में होने वाली बुनियादी प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए, आप एक प्रायोगिक सर्किट को इकट्ठा कर सकते हैं जिसके साथ आप बुनियादी स्विचिंग ऑपरेशन कर सकते हैं।

प्रायोगिक स्टैंड

प्रायोगिक स्टैंड का योजनाबद्ध आरेख

वितरण और ट्रांसफॉर्मर सबस्टेशन (जर्मन कंपनी लुकास-नुएल का प्रयोगशाला स्टैंड) की बस प्रणालियों के अध्ययन के लिए इस तरह का एक प्रायोगिक स्टैंड संसाधन केंद्र "इकोटेक्नोपार्क वोल्मा" में है।

रिसोर्स सेंटर के लर्निंग लैब उपकरण के विवरण के लिए, यहाँ देखें - और यहाँ -

पावर लैब के लिए स्काडा स्क्रीनशॉट: दोहरी बस

पावर लैब (SO4001-3F) सॉफ्टवेयर के लिए SCADA का उपयोग करके वोल्टेज और वर्तमान मापदंडों का विश्लेषण किया जाता है। दोहरी बस प्रणाली से अधिकतम लाभ उठाने के लिए, यह अनुशंसा की जाती है कि प्रत्येक बस को अपने स्वयं के वोल्टेज स्रोत से जोड़ा जाए।