हाय व्होल्टेज सर्किट ब्रेकर आणि आयसोलेटिंग स्विच यांच्यामध्ये काय फरक आहे?

उच्च व्होल्टेज सर्किट ब्रेकर (किंवा उच्च व्होल्टेज स्विच) हे सबस्टेशनमधील मुख्य वीज नियंत्रण उपकरण आहे, ज्यात आर्क विझवण्याची क्षमता असते. जेव्हा प्रणाली सामान्यपणे कार्यरत असते, तेव्हा ते लाईन आणि विविध विद्युत उपकरणांमधून जाणारा नो-लोड आणि लोड करंट खंडित करू शकते; जेव्हा प्रणालीमध्ये बिघाड होतो, तेव्हा ते रिले संरक्षणासह, बिघाडामुळे निर्माण झालेला करंट त्वरित खंडित करून अपघाताची व्याप्ती वाढण्यापासून रोखते.

डिस्कनेक्शन स्विचमध्ये आर्क विझवणारे उपकरण नसते. जरी नियमांनुसार लोड करंट ५A पेक्षा कमी असताना ते चालवता येते असे नमूद केलेले असले तरी, सामान्यतः लोड असताना ते चालवले जात नाही. तथापि, डिस्कनेक्टिंग स्विचची रचना साधी असून, त्याच्या बाह्य स्वरूपावरून त्याची कार्यस्थिती एका दृष्टिक्षेपात ओळखता येते. देखभालीच्या वेळी डिस्कनेक्ट करण्याचा एक स्पष्ट मुद्दा लक्षात येतो.

वापरात असलेल्या सर्किट ब्रेकरला “स्विच” म्हणतात, तर वापरात असलेल्या डिस्कनेक्टिंग स्विचला “नाइफ ब्रेक” म्हणतात, हे दोन्ही अनेकदा एकत्र वापरले जातात. हाय व्होल्टेज सर्किट ब्रेकर आणि डिस्कनेक्टिंग स्विचमधील फरक खालीलप्रमाणे आहेत:

१) उच्च व्होल्टेज लोड स्विच लोडसह खंडित होऊ शकतो, त्यात स्व-विझवणारे आर्क फंक्शन असते, परंतु त्याची खंडित करण्याची क्षमता खूपच कमी आणि मर्यादित असते.

२) उच्च व्होल्टेज डिस्कनेक्टिंग स्विचमध्ये सामान्यतः लोड ब्रेकिंगची सोय नसते, त्यात आर्क कव्हरची रचना नसते, तसेच असाही एक उच्च व्होल्टेज डिस्कनेक्टिंग स्विच असतो जो लोड ब्रेक करू शकतो, परंतु त्याची रचना लोड स्विचपेक्षा वेगळी आणि तुलनेने सोपी असते.

३) हाय व्होल्टेज लोड स्विच आणि हाय व्होल्टेज डिस्कनेक्टिंग स्विच एक स्पष्ट ब्रेकिंग पॉईंट तयार करू शकतात. बहुतेक हाय व्होल्टेज सर्किट ब्रेकर्समध्ये आयसोलेशन फंक्शन नसते, आणि काही हाय व्होल्टेज सर्किट ब्रेकर्समध्ये आयसोलेशन फंक्शन असते.

४) उच्च व्होल्टेज डिस्कनेक्टिंग स्विचमध्ये संरक्षण कार्य नसते, उच्च व्होल्टेज लोड स्विचचे संरक्षण सामान्यतः फ्यूज संरक्षण असते, फक्त क्विक ब्रेक आणि ओव्हर करंटपासून संरक्षण असते.

५) उच्च व्होल्टेज सर्किट ब्रेकर्सची ब्रेकिंग क्षमता उत्पादन प्रक्रियेत खूप जास्त असू शकते. संरक्षणासाठी ते प्रामुख्याने सेकंडरी उपकरणांसह करंट ट्रान्सफॉर्मरवर अवलंबून असतात. यामध्ये शॉर्ट सर्किट संरक्षण, ओव्हरलोड संरक्षण, लीकेज संरक्षण आणि इतर कार्ये असू शकतात.

स्विच ऑपरेटिंग यंत्रणांचे वर्गीकरण

१. स्विच ऑपरेटिंग मेकॅनिझमचे वर्गीकरण

आता आपल्याला आढळणारे स्विच साधारणपणे अधिक तेल (जुने मॉडेल, जे आता जवळजवळ दिसत नाहीत), कमी तेल (काही वापरकर्त्यांच्या स्टेशनवर अजूनही), SF6, व्हॅक्यूम, GIS (संयुक्त विद्युत उपकरणे) आणि इतर प्रकारांमध्ये विभागलेले असतात. हे सर्व स्विचच्या आर्किंग माध्यमाशी संबंधित आहे. आपल्यासाठी दुय्यम आणि जवळून संबंधित बाब म्हणजे स्विचची कार्यप्रणाली.

यंत्रणेच्या प्रकारांचे वर्गीकरण विद्युत चुंबकीय कार्य यंत्रणा (तुलनेने जुनी, सामान्यतः तेल किंवा कमी तेल असलेल्या सर्किट ब्रेकरमध्ये ही बसवलेली असते); स्प्रिंग कार्य यंत्रणा (सध्या सर्वात सामान्य, SF6, व्हॅक्यूम, GIS मध्ये सामान्यतः ही यंत्रणा बसवलेली असते); ABB ने अलीकडेच कायमस्वरूपी चुंबक ऑपरेटरचा एक नवीन प्रकार सादर केला आहे (जसे की VM1 व्हॅक्यूम सर्किट ब्रेकर).

२. विद्युतचुंबकीय ऑपरेटिंग यंत्रणा

विद्युतचुंबकीय कार्यप्रणाली पूर्णपणे क्लोजिंग कॉइलमधून वाहणाऱ्या क्लोजिंग करंटमुळे निर्माण होणाऱ्या विद्युतचुंबकीय आकर्षणावर अवलंबून असते, जे ट्रिप स्प्रिंगला बंद करून दाबते. ट्रिप मुख्यत्वे ऊर्जा पुरवण्यासाठी ट्रिप स्प्रिंगवर अवलंबून असते.

त्यामुळे, या प्रकारच्या कार्यप्रणालीचा ट्रिप करंट कमी असतो, परंतु क्लोजिंग करंट खूप जास्त असतो, जो क्षणार्धात 100 अँपिअरपेक्षा जास्त पोहोचू शकतो.

यामुळेच सबस्टेशनच्या डीसी सिस्टीमने बस नियंत्रित करण्यासाठी बस उघडली आणि बंद केली पाहिजे. क्लोजिंग मदर क्लोजिंग पॉवर पुरवते, आणि कंट्रोल मदर कंट्रोल लूपला पॉवर पुरवते.

क्लोजिंग बस थेट बॅटरी पॅकला जोडलेली असते, क्लोजिंग व्होल्टेज हे बॅटरी पॅकचे व्होल्टेज असते (साधारणपणे २४०V). क्लोजिंगच्या वेळी मोठा करंट पुरवण्यासाठी बॅटरी डिस्चार्ज इफेक्टचा वापर केला जातो आणि क्लोजिंगच्या वेळी व्होल्टेज खूप तीव्र असते. आणि कंट्रोल बस सिलिकॉन चेन स्टेप-डाउन आणि मदरद्वारे एकत्र जोडलेली असते (साधारणपणे २२०V वर नियंत्रित), क्लोजिंगमुळे कंट्रोल बस व्होल्टेजच्या स्थिरतेवर परिणाम होत नाही. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक ऑपरेटिंग मेकॅनिझमचा क्लोजिंग करंट खूप मोठा असल्यामुळे, प्रोटेक्टिव्ह क्लोजिंग सर्किट थेट क्लोजिंग कॉइलमधून जात नाही, तर क्लोजिंग कॉन्टॅक्टरमधून जाते. ट्रिप सर्किट थेट ट्रिप कॉइलला जोडलेले असते.

क्लोजिंग कॉन्टॅक्टर कॉइल सामान्यतः व्होल्टेज प्रकारची असते, आणि तिचे रेझिस्टन्स मूल्य मोठे (काही K) असते. जेव्हा प्रोटेक्शन या सर्किटसोबत जोडलेले असते, तेव्हा सामान्य स्टार्ट कायम ठेवण्यासाठी क्लोजिंगकडे लक्ष दिले पाहिजे. परंतु ही काही अडचण नाही, ट्रिप झाल्यास TBJ सामान्यतः स्टार्ट होऊ शकतो, त्यामुळे अँटी-जंप फंक्शन अजूनही कायम राहते. या प्रकारच्या मेकॅनिझमचा क्लोजिंग टाइम मोठा (१२०ms~२००ms) आणि ओपनिंग टाइम लहान (६०~८०ms) असतो.

३. स्प्रिंग ऑपरेटिंग यंत्रणा

सध्या या प्रकारची यंत्रणा सर्वाधिक वापरली जाते, तिचे बंद होणे आणि उघडणे ऊर्जेसाठी स्प्रिंगवर अवलंबून असते, जंप क्लोजिंग कॉइल फक्त स्प्रिंग पोझिशनिंग पिनला बाहेर खेचण्यासाठी ऊर्जा पुरवते, त्यामुळे जंप क्लोजिंग करंट सामान्यतः जास्त नसतो. स्प्रिंग एनर्जी स्टोरेजला एनर्जी स्टोरेज मोटरद्वारे दाबले जाते.

स्प्रिंग एनर्जी स्टोरेज ऑपरेटर सेकंडरी लूप

लवचिक कार्यप्रणालीसाठी, क्लोजिंग बस प्रामुख्याने ऊर्जा साठवण मोटरला वीज पुरवते आणि विद्युत प्रवाह जास्त नसतो, त्यामुळे क्लोजिंग बस आणि कंट्रोलिंग बस यांच्यामध्ये फारसा फरक नसतो. त्याच्या समन्वयाने संरक्षणासाठी, साधारणपणे जागेकडे विशेष लक्ष देण्याची गरज नसते.

४. कायमस्वरूपी चुंबक ऑपरेटर

पर्मनंट मॅग्नेट ऑपरेटर ही एबीबीने देशांतर्गत बाजारपेठेत आणलेली एक यंत्रणा आहे, जी सर्वप्रथम त्यांच्या VM1 10kV व्हॅक्यूम सर्किट ब्रेकरमध्ये वापरण्यात आली.

याचे तत्त्व साधारणपणे विद्युतचुंबकीय प्रकारासारखेच आहे, ज्यामध्ये चालक शाफ्ट कायमस्वरूपी चुंबक पदार्थापासून बनलेला असतो आणि विद्युतचुंबकीय कॉइलभोवती कायमस्वरूपी चुंबक असतो.

सामान्य परिस्थितीत, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कॉइल चार्ज झालेली नसते, जेव्हा स्विच उघडला किंवा बंद केला जातो, तेव्हा चुंबकीय आकर्षण किंवा प्रतिकर्षण तत्त्वाचा वापर करून कॉइलची ध्रुवीयता बदलून ते उघडले किंवा बंद केले जाते.

जरी हा विद्युत प्रवाह कमी नसला तरी, तो एका मोठ्या क्षमतेच्या कपॅसिटरद्वारे 'साठवला' जातो, जो कार्यादरम्यान मोठा विद्युत प्रवाह पुरवण्यासाठी डिस्चार्ज केला जातो.

या यंत्रणेचे फायदे म्हणजे लहान आकार आणि कमी यांत्रिक भाग असल्यामुळे, तिची विश्वसनीयता लवचिक कार्यप्रणालीपेक्षा चांगली आहे.

आमच्या संरक्षण उपकरणासोबत, आमचा ट्रिपिंग लूप एका उच्च-प्रतिरोधक सॉलिड-स्टेट रिले चालवतो, ज्याला प्रत्यक्षात आम्हाला क्रियेचा एक पल्स देण्याची आवश्यकता असते.

म्हणून, स्विच, कीप द लूप निश्चितपणे सुरू होऊ शकत नाही, जंपचे संरक्षण सुरू होणार नाही (जंप असलेली यंत्रणा स्वतःच).

तथापि, हे लक्षात घेतले पाहिजे की सॉलिड-स्टेट रिलेच्या उच्च ऑपरेटिंग व्होल्टेजमुळे, पारंपारिक डिझाइनमध्ये TW निगेटिव्ह क्लोजिंग सर्किटला जोडलेले असते, ज्यामुळे सॉलिड-स्टेट रिले ऑपरेट होणार नाही, परंतु जास्त आंशिक व्होल्टेजमुळे पोझिशन रिले सुरू होण्यास अयशस्वी होऊ शकतो.

१. वरचा इन्सुलेशन सिलेंडर (व्हॅक्यूम आर्क-विझवणाऱ्या चेंबरसह)

२. इन्सुलेशन सिलेंडर खाली करा

३. हाताने उघडण्याचे हँडल

४. चेसिस (अंगभूत स्थायी चुंबक असलेली संचालन यंत्रणा)

व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर

६. अगदी शेवटच्या क्षणी

७. करंट ट्रान्सफॉर्मर

८. ऑनलाईन

क्षेत्रात आढळलेल्या या परिस्थितीचे विशिष्ट विश्लेषण आणि प्रक्रिया या पेपरच्या डीबगिंग केस भागात तपशीलवार वर्णनासह पाहता येईल.

चीनमध्ये कायमस्वरूपी चुंबक कार्यप्रणालीची उत्पादने देखील आहेत, परंतु पूर्वी त्यांची गुणवत्ता तितकीशी दर्जेदार नव्हती. अलिकडच्या वर्षांत, ही गुणवत्ता हळूहळू बाजारात आणली गेली आहे. खर्चाचा विचार करता, देशांतर्गत कायमस्वरूपी चुंबक यंत्रणेमध्ये सामान्यतः कपॅसिटन्स नसतो आणि विद्युत प्रवाह थेट क्लोजिंग बसद्वारे पुरवला जातो.

आमची कार्यप्रणाली ऑन-ऑफ कॉन्टॅक्टरद्वारे (सामान्यतः निवडलेल्या करंट प्रकाराद्वारे) चालविली जाते, सामान्यतः होल्ड आणि अँटी-जंप सुरू केले जाऊ शकतात.

५. एफएस प्रकार “स्विच” आणि इतर

वर उल्लेख केलेले सर्किट ब्रेकर्स (सामान्यतः स्विचेस म्हणून ओळखले जातात) आहेत, परंतु वीज प्रकल्पाच्या बांधकामात वापरकर्ते ज्यांना एफएस स्विचेस (FS switches) म्हणतात, ते आपल्याला आढळू शकतात. एफएस स्विच हे खरे तर 'लोड स्विच + फास्ट फ्यूज' (load switch + fast fuse) यांचे संक्षिप्त रूप आहे.

स्विच अधिक महाग असल्यामुळे, खर्च वाचवण्यासाठी या FS सर्किटचा वापर केला जातो. लोड स्विचद्वारे सामान्य प्रवाह काढून टाकला जातो आणि क्विक फ्यूजद्वारे दोष प्रवाह काढून टाकला जातो.

या प्रकारचे सर्किट ६ केव्ही पॉवर प्लांट सिस्टीममध्ये सामान्यपणे आढळते. जेव्हा फॉल्ट करंट लोड स्विचच्या अनुज्ञेय ब्रेकिंग करंटपेक्षा जास्त असतो, तेव्हा ट्रिपिंग टाळण्यासाठी किंवा विलंबाद्वारे फ्यूजिबल करंट जलदगतीने काढून टाकण्यासाठी अशा सर्किटसोबत संरक्षणाची अनेकदा आवश्यकता असते. काही पॉवर प्लांट वापरकर्त्यांना होल्डिंग लूपचे संरक्षण करण्याची इच्छा नसू शकते.

स्विचच्या निकृष्ट गुणवत्तेमुळे, सहाय्यक संपर्क (auxiliary contact) जागेवर नसू शकतो, आणि एकदा कीपिंग सर्किट (keeping circuit) सुरू झाल्यावर, ते परत येण्यापूर्वी ब्रेकरचा सहाय्यक संपर्क उघडण्यावर अवलंबून राहावे लागते, अन्यथा जंप क्लोजिंग करंट (jump closing current) जंप क्लोजिंग कॉइलमध्ये (jump closing coil) तोपर्यंत जोडला जाईल जोपर्यंत कॉइल जळून जात नाही.

जंप क्लोजिंग कॉइलची रचना कमी वेळेसाठी विद्युतप्रवाह चालू ठेवण्यासाठी केलेली असते. जर जास्त वेळ विद्युतप्रवाह दिला गेला, तर ती सहज जळून जाते. आणि आपल्याला निश्चितपणे एक होल्डिंग लूप हवा असतो, नाहीतर संरक्षक संपर्क (प्रोटेक्टिव्ह कॉन्टॅक्ट्स) जळण्याची शक्यता खूप जास्त असते.

अर्थात, जर प्रत्यक्ष वापरकर्त्याचा आग्रह असेल, तर होल्डिंग लूप देखील काढता येतो. सामान्यतः, सोपी पद्धत म्हणजे सर्किट बोर्डवरील ती लाइन कापून टाकणे, जी रिलेच्या नॉर्मली ओपन कॉन्टॅक्टला पॉझिटिव्ह कंट्रोल फिमेलशी जोडते.

डीबगिंग साइटवर याकडे लक्ष दिले पाहिजे की, स्विच चालू आणि बंद करण्याच्या क्रियेदरम्यान, पोझिशन इंडिकेटर बंद असेल तर (स्प्रिंगमध्ये ऊर्जा साठवलेली नसल्यास, पॅनलवर 'स्प्रिंगमध्ये ऊर्जा साठवलेली नाही' असा अलार्म दिसतो). स्विच कॉइल जळू नये म्हणून कंट्रोल पॉवर ताबडतोब बंद केली पाहिजे. जागेवर असताना हे एक मूलभूत तत्त्व लक्षात ठेवले पाहिजे.