सबस्टेशन क्या है? प्रमुख कार्य, वोल्टेज स्तर और आवश्यक उपकरण

 

 

पावर सिस्टम में पावर प्लांट, सबस्टेशन, लाइन्स और उपयोगकर्ता शामिल हैं। सबस्टेशन बिजली संयंत्रों और उपयोगकर्ताओं के बीच मध्यवर्ती लिंक है। इसका उपयोग मुख्य रूप से उच्च - वोल्टेज बिजली को कम - वोल्टेज बिजली में बदलने के लिए किया जाता है। उसी समय, यह बिजली संचरण, वितरण, आपूर्ति और अन्य संबंधित आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए बिजली को नियंत्रित करता है, सुरक्षा करता है, उपाय करता है, मॉनिटर करता है।

 

सबस्टेशनों के मुख्य कार्य

 

1। वोल्टेज रूपांतरण और विनियमन
सबस्टेशन बिजली को एक वोल्टेज स्तर से दूसरे - में परिवर्तित करते हैं या तो इसे लंबे समय तक - दूरी के प्रसारण के लिए ऊपर ले जाते हैं या इसे स्थानीय वितरण के लिए नीचे ले जाते हैं। इसके अलावा, सबस्टेशन टैप - चेंजर ट्रांसफार्मर और प्रतिक्रियाशील बिजली उपकरणों जैसे संधारित्र बैंकों और रिएक्टरों के माध्यम से वोल्टेज को विनियमित कर सकते हैं।

2। नियंत्रण और सुरक्षा कार्य
सबस्टेशन बिजली को भी नियंत्रित और सुरक्षा कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, सबस्टेशन सर्किट ब्रेकर, डिस्कनेक्टर्स और अर्थिंग स्विच जैसे उपकरणों के माध्यम से पावर सिस्टम के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित कर सकते हैं। यदि कोई बिजली प्रणाली विफल हो जाती है, तो सबस्टेशन दुर्घटनाओं से बचने के लिए समय पर बिजली की आपूर्ति में कटौती कर सकता है।

3। पैमाइश और निगरानी कार्य
सबस्टेशन बिजली को माप और निगरानी भी कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, सबस्टेशन वोल्टेज, करंट और बिजली की शक्ति जैसे मापदंडों की निगरानी कर सकते हैं और प्रासंगिक डेटा रिकॉर्ड कर सकते हैं। इस डेटा का उपयोग ऑपरेशन प्रबंधन और पावर सिस्टम के अनुकूलन के लिए किया जा सकता है।

4। वितरण समारोह
सबस्टेशन बिजली भी वितरित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, सबस्टेशन विभिन्न बिजली की जरूरतों को पूरा करने के लिए विभिन्न क्षेत्रों और बिजली उपकरणों को बिजली वितरित कर सकते हैं।

 

वोल्टेज स्तर से

 

कम - वोल्टेज सबस्टेशन: 1 केवी से नीचे का संचालन, आमतौर पर अंत उपयोगकर्ताओं के पास स्थित है।

 

मध्यम - वोल्टेज सबस्टेशन: 1 केवी और 10 केवी के बीच संचालन, कस्बों और औद्योगिक क्षेत्रों में आम।

 

उच्च - वोल्टेज सबस्टेशन: क्षेत्रीय ग्रिड की रीढ़ की हड्डी का निर्माण करते हुए, 10 केवी से ऊपर से 330 केवी से नीचे तक का संचालन।

 

अतिरिक्त - उच्च - वोल्टेज सबस्टेशन: 330 kV और उससे ऊपर का संचालन, लंबे समय के लिए उपयोग किया जाता है - दूरी ट्रांसमिशन और सिस्टम - स्तर इंटरकनेक्ट।

 

शक्ति प्रणाली में भूमिका से

 

हब सबस्टेशन: पावर ग्रिड के महत्वपूर्ण नोड्स पर स्थित, आमतौर पर 330-500 kV या उससे अधिक पर काम करते हैं। वे कई बिजली स्रोतों और सबसिस्टम को जोड़ते हैं। इस तरह के स्टेशन में विफलता प्रणाली - व्यापक आउटेज या ब्लैकआउट का कारण बन सकती है।

 

मध्यवर्ती सबस्टेशन: मुख्य रूप से पावर एक्सचेंज और लॉन्ग ट्रांसमिशन लाइनों को अनुभागीय बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। उनके पास अक्सर ट्रांसमिशन और वितरण दोनों भूमिकाएँ होती हैं, जो आमतौर पर 220-500 kV पर चलती हैं।

 

प्रादेशिक सबस्टेशन: एक विशिष्ट शहर या क्षेत्र में बिजली की आपूर्ति पर ध्यान केंद्रित किया गया, आमतौर पर 110-220 केवी पर काम करते हैं। यहां एक आउटेज केवल स्थानीय वितरण क्षेत्र को प्रभावित करता है।

 

टर्मिनल सबस्टेशन: ट्रांसमिशन लाइनों के अंत में लोड केंद्रों के पास स्थित, आमतौर पर 110 केवी पर काम करते हुए, सीधे उपयोगकर्ताओं को बिजली की आपूर्ति करते हैं। आउटेज मुख्य रूप से जुड़े अंत उपयोगकर्ताओं को प्रभावित करते हैं।

 

सबस्टेशन घटक

 

एक सबस्टेशन कई एकीकृत प्रणालियों से बना है:

 

 विद्युत उपकरण: मुख्य भाग बिजली रूपांतरण, संचरण और सुरक्षा के लिए जिम्मेदार है।

 

 नागरिक बुनियादी ढांचा और इस्पात संरचना: नींव, नियंत्रण भवन और समर्थन फ्रेम सहित।

 

 बिजली आपूर्ति तंत्र: जैसे कि डीसी पावर सिस्टम, नियंत्रण और सुरक्षा उपकरणों के लिए निर्बाध शक्ति सुनिश्चित करना।

 

 संचार और स्वचालन तंत्र: डेटा एक्सचेंज, रिमोट कंट्रोल और इंटेलिजेंट ऑपरेशन का समर्थन करता है।

 

 वीडियो निगरानी और सुरक्षा प्रणाली: कर्मियों और उपकरणों की सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

 

लाइटनिंग प्रोटेक्शन और ग्राउंडिंग सिस्टम: सुरक्षित रूप से गलती और बिजली की धाराओं को जमीन पर निर्देशित करता है।

 

सबस्टेशनों में प्राथमिक और माध्यमिक उपकरण समझना

 

आप एक सबस्टेशन को "बिजली कारखाने" के रूप में सोच सकते हैं।

प्राथमिक उपकरण कारखाने के फर्श पर भारी मशीनरी की तरह है - सीधे उच्च वोल्टेज और बड़ी धाराओं को संभालने का काम कर रहा है।

माध्यमिक उपकरण नियंत्रण कक्ष में मस्तिष्क और तंत्रिका तंत्र के रूप में कार्य करता है - निगरानी, ​​कमांडिंग, और सतर्कता से यह सुनिश्चित करने के लिए कि संपूर्ण प्रणाली सुरक्षित रूप से, समझदारी से और कुशलता से चलती है।

 

 

शक्ति ट्रांसफॉर्मर्स

बिजली प्रणाली के विभिन्न भागों के बीच वोल्टेज के स्तर को बदलने के लिए उपयोग किया जाता है।

एक पावर ट्रांसफार्मर एक स्थिर विद्युत उपकरण है (यानी, एक गैर - घूर्णन मशीन) जो विद्युत ऊर्जा को एक सर्किट से दूसरे में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के माध्यम से स्थानांतरित करता है। यह ट्रांसमिशन और वितरण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए वोल्टेज को ऊपर या नीचे ले जाता है। ऊर्जा को प्राथमिक घुमावदार से द्वितीयक घुमावदार में स्थानांतरित किया जाता है, जिससे कुशल लंबा - दूरी संचरण और विश्वसनीय बिजली वितरण सक्षम होता है।

 

 परिपथ तोड़ने वाले

सामान्य संचालन या गलती की स्थिति के दौरान या बंद करने, उपकरणों की सुरक्षा और सुरक्षा सुनिश्चित करने के दौरान विद्युत सर्किट स्विच करें।

सर्किट ब्रेकर एक बिजली प्रणाली में सबसे महत्वपूर्ण और जटिल घटकों में से हैं। उन्नत आर्क - शमन उपकरणों और उच्च - गति तंत्र से लैस, वे सामान्य और गलती की स्थिति के तहत उच्च - वोल्टेज धाराओं को बाधित कर सकते हैं। वे कॉन्फ़िगरेशन को स्विच करने, दोषों को जल्दी से अलग करने और पूरे ग्रिड की विश्वसनीयता और सुरक्षा को बनाए रखने की अनुमति देते हैं।

 

सामान्य प्रकार के सर्किट ब्रेकर में शामिल हैं:

SF ((गैस - अछूता) सर्किट ब्रेकर्स

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर्स

वायु -सर्किट ब्रेकर्स

तेल सर्किट ब्रेकर्स

प्रत्येक प्रकार का चयन वोल्टेज स्तर, पर्यावरण और अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर किया जाता है।

 

 डिस्कनेक्ट स्विच (आइसोलेटर)

रखरखाव और परिचालन स्विचिंग के लिए एक दृश्य और विश्वसनीय वियोग बिंदु प्रदान करें।

डिस्कनेक्ट स्विच नॉन - लोड - को रखरखाव के दौरान उपकरणों को अलग करने के लिए उपयोग किए जाने वाले ब्रेकिंग डिवाइसों को लोड करते हैं। वे विघटित होने पर एक स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाले खुले अंतराल बनाते हैं, जो लाइव सर्किट से उपकरणों के सुरक्षित पृथक्करण को सुनिश्चित करते हैं। जबकि वे लोड या गलती धाराओं को नहीं तोड़ सकते हैं, वे एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं:

अलगाव सुनिश्चित करना- निरीक्षण और रखरखाव के लिए एक स्पष्ट वियोग प्रदान करना।

स्विचिंग संचालन को सक्षम करना- अनुभागीय या बसबार स्थानान्तरण के लिए अनुमति देने के लिए सर्किट ब्रेकर के साथ समन्वय।

छोटी धाराओं को बदलना- सीमित धाराओं को स्विच करने में सक्षम जैसे कि अनलोडेड ट्रांसफार्मर या कैपेसिटर चार्जिंग धाराओं के उत्तेजना धाराओं।

 

 साधन ट्रांसफॉर्मर्स

 

 सर्ज अरेस्टर्स

बिजली के हमलों या स्विचिंग संचालन के कारण होने वाले क्षणिक ओवरवॉल्टेज से सबस्टेशन उपकरणों की रक्षा करें।

सर्ज अरेस्टर्स सुरक्षात्मक बाधाओं के रूप में कार्य करते हैं, इससे पहले कि वे ट्रांसफॉर्मर, स्विचगियर, या अन्य महत्वपूर्ण घटकों को नुकसान पहुंचा सकें, ओवरवॉल्टेज को सुरक्षित रूप से जमीन पर ले जाते हैं। वे उपकरण दीर्घायु को बनाए रखने और बिजली के आउटेज को रोकने के लिए आवश्यक हैं।

 

 बसबार

प्रवाहकीय बार जो सबस्टेशन के भीतर विभिन्न सर्किटों में शक्ति एकत्र और वितरित करते हैं।

बसबार धातु के स्ट्रिप्स या बार होते हैं, जो आमतौर पर तांबे या एल्यूमीनियम से बने होते हैं, जिनका उपयोग विद्युत शक्ति को मजबूत करने के लिए किया जाता है और इसे कई आउटगोइंग सर्किट में कुशलता से वितरित किया जाता है। वे लचीले स्विचिंग, आसान रखरखाव पहुंच के लिए अनुमति देते हैं, और उच्च वर्तमान - न्यूनतम ऊर्जा हानि के साथ क्षमता ले जाने का समर्थन करते हैं।

 

 केबल और ओवरहेड लाइनें

कंडक्टर जो विद्युत ऊर्जा को सबस्टेशन से और तक ले जाते हैं।

ये ट्रांसमिशन मीडिया हैं जो ग्रिड के अन्य भागों से या सीधे - उपयोगकर्ताओं को समाप्त करने के लिए सबस्टेशनों को जोड़ते हैं। ओवरहेड लाइनें लंबी - दूरी के संचरण के लिए आम हैं, जबकि भूमिगत केबलों का उपयोग शहरी या स्थान - सौंदर्य और सुरक्षा कारणों से प्रतिबंधित क्षेत्रों में किया जाता है।

 

 आधार उपकरण

कर्मियों और विद्युत उपकरणों दोनों की रक्षा करते हुए, जमीन में सुरक्षित रूप से दोष धाराओं को निर्देशित करता है।

उचित ग्राउंडिंग यह सुनिश्चित करता है कि इन्सुलेशन की विफलता, बिजली, या उपकरण गलती के कारण कोई भी अनपेक्षित वर्तमान - - में पृथ्वी के लिए कम - प्रतिरोध पथ है। यह बिजली के झटके, उपकरण क्षति, या आग के जोखिम को कम करता है, और सबस्टेशन सुरक्षा डिजाइन का एक मौलिक पहलू है।

 

 सुरक्षात्मक रिले

पावर सिस्टम में दोषों का पता लगाएं और दोषपूर्ण अनुभाग को अलग करने के लिए सर्किट ब्रेकर्स को ट्रिप सिग्नल भेजें।

सुरक्षात्मक रिले एक सबस्टेशन के "तंत्रिका तंत्र" के रूप में काम करते हैं, लगातार वर्तमान, वोल्टेज, आवृत्ति और चरण कोण जैसे मापदंडों की निगरानी करते हैं। जब शॉर्ट सर्किट, अधिभार, या ग्राउंड फॉल्ट जैसी कोई गलती होती है, तो तुरंत डेटा का विश्लेषण करें और सर्किट ब्रेकर्स के लिए ट्रिप कमांड जारी करें - उपकरण क्षति को रोकना और सिस्टम स्थिरता सुनिश्चित करना। आधुनिक रिले अक्सर प्रोग्राम करने योग्य होते हैं और एक डिवाइस में कई सुरक्षा कार्यों का समर्थन करते हैं।

 

 स्वचालन उपकरण

डिजिटल रिले, ऑटो - पुनरावर्ती सिस्टम, और इंटेलिजेंट इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस (IEDs) शामिल करें जो स्मार्ट, ऑटोनॉमस कंट्रोल को सक्षम करते हैं।

बुद्धिमान सबस्टेशन ऑपरेशन को साकार करने के लिए स्वचालन उपकरण आवश्यक हैं। वे कई प्रकार के कार्य करते हैं जैसे कि फॉल्ट डायग्नोसिस, लोड बैलेंसिंग, रिमोट स्विचिंग, और सेल्फ - ऑटो - के माध्यम से रिकवरी। ये डिवाइस मैनुअल हस्तक्षेप की आवश्यकता को कम करते हैं, आउटेज आउटेज अवधि को कम करते हैं, और समग्र परिचालन दक्षता में सुधार करते हैं। IEC 61850 मानकों के साथ एकीकरण सहज डेटा साझाकरण और सिस्टम समन्वय की अनुमति देता है।

 

 माप उपकरण

वोल्टेज, वर्तमान, आवृत्ति और शक्ति जैसे विद्युत मापदंडों की निरंतर निगरानी के लिए उपयोग किया जाता है।

वोल्टमीटर, एम्मीटर, पावर मीटर, और आवृत्ति मीटर - सहित उपकरणों को मापने वाले उपकरणों को मापने वाले उपकरणों को मापने के लिए वास्तविक - दोनों ऑपरेटरों और स्वचालित प्रणालियों को समय डेटा प्रदान करते हैं। यह सटीक सिस्टम मूल्यांकन, लोड पूर्वानुमान और ऊर्जा प्रबंधन सुनिश्चित करता है। सटीक और विश्वसनीयता महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से उच्च - वोल्टेज वातावरण में।

 

 निगरानी प्रणाली (जैसे, एससीएडीए)

पर्यवेक्षी नियंत्रण और डेटा अधिग्रहण (SCADA) सिस्टम दूरस्थ निगरानी, ​​नियंत्रण, अलार्म प्रबंधन और ऐतिहासिक डेटा रिकॉर्डिंग की अनुमति देते हैं।

SCADA सिस्टम फील्ड उपकरण और नियंत्रण कक्षों के बीच डिजिटल इंटरफ़ेस के रूप में काम करते हैं। ऑपरेटर सबस्टेशन की स्थिति की निगरानी कर सकते हैं, उपकरणों को संचालित कर सकते हैं, अलार्म का विश्लेषण कर सकते हैं, और एक केंद्रीकृत स्थान से सभी - की समीक्षा कर सकते हैं। SCADA ग्रिड में वास्तविक - समय दृश्यता को सक्षम करते हुए प्रतिक्रिया समय, परिचालन सुरक्षा और नैदानिक ​​क्षमताओं को बढ़ाता है।

 

 संचार उपस्कर

सबस्टेशन के भीतर और सबस्टेशन और केंद्रीय नियंत्रण केंद्रों के बीच निर्बाध डेटा एक्सचेंज का समर्थन करता है।

संचार उपकरणों में फाइबर - ऑप्टिक लिंक, स्विच, राउटर और संचार प्रोसेसर शामिल हैं। ये सिस्टम नियंत्रण कमांड, माप और स्थिति रिपोर्ट के तेजी से, सुरक्षित और विश्वसनीय ट्रांसमिशन सुनिश्चित करते हैं। वे स्मार्ट ग्रिड इन्फ्रास्ट्रक्चर की बैकबोन बनाते हैं और समन्वित ऑपरेशन और रिमोट डायग्नोस्टिक्स के लिए महत्वपूर्ण हैं।

 

 बिजली आपूर्ति प्रणाली (जैसे, डीसी पैनल, यूपीएस इकाइयाँ)

ग्रिड की गड़बड़ी के दौरान भी नियंत्रण, सुरक्षा और संचार उपकरणों - को नियंत्रित करने के लिए निरंतर और स्थिर शक्ति प्रदान करें।

सबस्टेशनों में, महत्वपूर्ण उपकरणों को बाहरी बिजली की स्थिति की परवाह किए बिना संचालित होना चाहिए। डीसी पावर सिस्टम - जिसमें बैटरी, रेक्टिफायर और डिस्ट्रीब्यूशन पैनल शामिल हैं, - आउटेज के दौरान विश्वसनीय बैकअप प्रदान करते हैं। बिजली की गुणवत्ता और निरंतरता को बनाए रखने के लिए निर्बाध बिजली आपूर्ति (यूपीएस) का भी उपयोग किया जाता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि महत्वपूर्ण संचालन कभी बाधित नहीं होता है।