પાવર ઓઇલ ટ્રાન્સફોર્મર્સનું રિલે પ્રોટેક્શન અને ઓટોમેશન 110 kV

પાવર ઓઇલ ટ્રાન્સફોર્મર્સ વિતરણ સબસ્ટેશન માટે સૌથી મોંઘા સાધનો છે. ટ્રાન્સફોર્મર્સ લાંબા સેવા જીવન માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે, જો કે તેઓ સામાન્ય રીતે કાર્ય કરે છે અને અસ્વીકાર્ય વર્તમાન ઓવરલોડ, સર્જેસ અને અન્ય અનિચ્છનીય ઓપરેટિંગ મોડને આધિન નથી.

ટ્રાન્સફોર્મરને નુકસાન અટકાવવા, તેની સર્વિસ લાઇફ વધારવા અને તેની સામાન્ય કામગીરીની ખાતરી કરવા માટે વિવિધ સુરક્ષા અને ઓટોમેશન ઉપકરણોની આવશ્યકતા છે.

પાવર ઓઇલ ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં કયા સંરક્ષણ અને ઓટોમેશન ઉપકરણો પ્રદાન કરવામાં આવે છે તે ધ્યાનમાં લો.

ટ્રાન્સફોર્મર ગેસ સંરક્ષણ

ગેસ પ્રોટેક્શન એ ટ્રાન્સફોર્મરના મુખ્ય રક્ષણોમાંનું એક છે. આ પ્રોટેક્શન પાવર ટ્રાન્સફોર્મરની ટાંકીમાં આંતરિક ખામીના કિસ્સામાં નેટવર્કમાંથી 110 kV ટ્રાન્સફોર્મરને ડિસ્કનેક્ટ કરવા માટે રચાયેલ છે.

આ રક્ષણાત્મક ઉપકરણ ઓઇલ લાઇનમાં સ્થાપિત થયેલ છે જે ટ્રાન્સફોર્મર ટાંકીને તેના સંરક્ષક સાથે જોડે છે.ગેસ રિલેનું મુખ્ય માળખાકીય તત્વ એ ફ્લોટ અને સંપર્કોની બે જોડી છે જે જ્યારે ફ્લોટને નીચું કરવામાં આવે ત્યારે જોડાયેલા હોય છે. સામાન્ય કામગીરીમાં, ગેસ રિલે ટ્રાન્સફોર્મર તેલથી ભરેલો હોય છે અને ફ્લોટ ઉપરની સ્થિતિમાં હોય છે અને બંને સંપર્કો ખુલ્લા હોય છે.

ટ્રાન્સફોર્મર વિન્ડિંગ્સમાં ટર્ન-ટુ-ટર્ન શોર્ટ સર્કિટની ઘટનામાં અથવા કહેવાતા કિસ્સામાં સ્ટીલ બર્નિંગ (ચુંબકીય સર્કિટની સ્ટીલ શીટ્સના ઇન્સ્યુલેશનનું ઉલ્લંઘન), વાયુઓ ટાંકીમાં દેખાય છે, જે ઇલેક્ટ્રિક આર્કના પ્રભાવ હેઠળ વિદ્યુત સામગ્રીના વિઘટન દરમિયાન રચાય છે.

પરિણામી ગેસ ગેસ રિલેમાં પ્રવેશ કરે છે અને તેમાંથી તેલને વિસ્થાપિત કરે છે. આ કિસ્સામાં, ફ્લોટ ડ્રોપ્સ અને સંપર્કોને બંધ કરે છે. સંચિત ગેસના જથ્થાના આધારે, સંપર્કો બંધ થઈ શકે છે, સિગ્નલને અસર કરે છે અથવા નેટવર્કમાંથી ટ્રાન્સફોર્મરને સંપૂર્ણપણે ડિસ્કનેક્ટ કરી શકે છે.

પાવર ટ્રાન્સફોર્મર ટાંકીમાં તેલના સ્તરમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થવાને કારણે ગેસ રિલેનું સક્રિયકરણ પણ થઈ શકે છે, જે સંરક્ષકમાં તેલની સંપૂર્ણ ગેરહાજરી દર્શાવે છે. એટલે કે, આ ઉપકરણ ટ્રાન્સફોર્મરમાં તેલના સ્તરમાં વધુ પડતા ઘટાડા સામે રક્ષણ તરીકે પણ કામ કરે છે.

લોડ સ્વિચિંગ ટાંકી ટાંકી રક્ષણ

110 kV પાવર ટ્રાન્સફોર્મરમાં સામાન્ય રીતે બિલ્ટ-ઇન ઓન-લોડ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર (OLTC) હોય છે. ઑન-લોડ ટૉગલ સ્વીચ ટ્રાન્સફોર્મર ટાંકીના અલગ કમ્પાર્ટમેન્ટમાં સ્થિત છે, જે વિન્ડિંગ્સ દ્વારા મુખ્ય ટાંકીથી અલગ છે. તેથી, આ ઉપકરણ માટે એક અલગ રક્ષણાત્મક ઉપકરણ - એક પ્રતિક્રિયાશીલ રિલે - પ્રદાન કરવામાં આવે છે.

ઓન-લોડ ટેપ-ચેન્જર ટાંકીમાં તમામ નિષ્ફળતાઓ કન્ઝર્વેટરમાં ટ્રાન્સફોર્મર તેલના ડિસ્ચાર્જ સાથે હોય છે, તેથી, તેલના પ્રવાહની સ્થિતિમાં, જેટ સંરક્ષણ તરત જ સક્રિય થાય છે, પાવર ટ્રાન્સફોર્મરને મેઇન્સથી આપમેળે ડિસ્કનેક્ટ કરે છે.

ઓઇલ લેવલ સ્વીચ (RUM)

ગેસ રિલે પાવર ટ્રાન્સફોર્મરના સંરક્ષકમાં તેલની સંપૂર્ણ ગેરહાજરીનો સંકેત આપે છે, પરંતુ સમયસર તેલના સ્તરમાં અસ્વીકાર્ય ઘટાડો શોધવા માટે જરૂરી છે - આ કાર્ય ઓઇલ લેવલ રિલે (RUM) દ્વારા કરવામાં આવે છે.

ઓઇલ લેવલ સ્વીચ, નિયમ પ્રમાણે, ટ્રાન્સફોર્મરની મુખ્ય ટાંકીના સંરક્ષકમાં, તેમજ લોડ સ્વીચના સંરક્ષકમાં સ્થાપિત થયેલ છે. ઉપકરણને એવી રીતે ગોઠવવામાં આવ્યું છે કે ફ્લોટ, રિલેનું મુખ્ય માળખાકીય તત્વ, રિલે સંપર્કોને બંધ કરે છે જો તેલનું સ્તર આ પાવર ટ્રાન્સફોર્મર માટે લઘુત્તમ અનુમતિપાત્ર મૂલ્યથી નીચે આવે છે.

આ સલામતી ઉપકરણ એલાર્મને સક્રિય કરવા માટે સંકેત પ્રદાન કરે છે, જે સમયસર તેલના સ્તરમાં ઘટાડો શોધવાનું શક્ય બનાવે છે.

ડિફરન્શિયલ ટ્રાન્સફોર્મર (DZT) પ્રોટેક્શન

ટ્રાન્સફોર્મર (ડીઝેડટી) નું વિભેદક રક્ષણ એ ટ્રાન્સફોર્મરનું મુખ્ય રક્ષણ છે અને તે ટ્રાન્સફોર્મરના વિન્ડિંગ્સના શોર્ટ-સર્કિટ અને આ સંરક્ષણના કવરેજ વિસ્તારમાં આવેલા વર્તમાન કંડક્ટર સામે રક્ષણ આપે છે.

આ સંરક્ષણના સંચાલનનો સિદ્ધાંત ટ્રાન્સફોર્મરના દરેક વિન્ડિંગ્સના લોડ પ્રવાહોની તુલના પર આધારિત છે. સામાન્ય કામગીરીમાં, વિભેદક સુરક્ષા રિલે આઉટપુટ પર કોઈ અસંતુલિત પ્રવાહ નથી.બે-તબક્કા અથવા ત્રણ-તબક્કાના શોર્ટ સર્કિટની ઘટનામાં, અસંતુલિત પ્રવાહ થાય છે - વિભેદક પ્રવાહ અને નેટવર્કમાંથી ટ્રાન્સફોર્મરને સંપૂર્ણપણે ડિસ્કનેક્ટ કરવા માટે રિલે કાર્ય.

આ સંરક્ષણનો અવકાશ પાવર ટ્રાન્સફોર્મરની દરેક વોલ્ટેજ બાજુ પર વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર્સ છે. ઉદાહરણ તરીકે, ત્રણ વિન્ડિંગ્સ 110/35/10 kV સાથેના ટ્રાન્સફોર્મરમાં, રક્ષણાત્મક કોટિંગના ઝોનમાં, ટ્રાન્સફોર્મર ઉપરાંત, એક બસ (કેબલ) શામેલ છે જે ટ્રાન્સફોર્મરના બુશિંગ્સથી વર્તમાન 110 kV, 35 kV સુધી પસાર થાય છે. અને 10 kV ટ્રાન્સફોર્મર.

ટ્રાન્સફોર્મર્સનું વર્તમાન પગલું રક્ષણ

વધુ વિશ્વસનીયતા માટે, પાવર ટ્રાન્સફોર્મરની મુખ્ય સુરક્ષા ઉપરાંત, બેકઅપ સુરક્ષા પ્રદાન કરવામાં આવે છે - દરેક વિન્ડિંગ્સ માટે સ્ટેપ્ડ વર્તમાન સુરક્ષા.

ટ્રાન્સફોર્મરના દરેક વિન્ડિંગ્સ માટે, અલગથી ઓવરકરન્ટ પ્રોટેક્શન (MTZ) થોડા પગલાં. સંરક્ષણના દરેક તબક્કાનો પોતાનો પિક-અપ અને ડ્રોપ-ઓફ સમય હોય છે.

જો ટ્રાન્સફોર્મર ઘણા ગ્રાહકોને ઉચ્ચ ઇનરશ કરંટ સાથે ફીડ કરે છે, તો ખોટા ઓપરેશન્સને રોકવા માટે, ઓવરકરન્ટ પ્રોટેક્શનમાં કહેવાતા વોલ્ટમીટર બ્લોકિંગ છે - વોલ્ટેજ પ્રોટેક્શન બ્લોકિંગ.

ટ્રાન્સફોર્મર પ્રોટેક્શન ઓપરેશનની પસંદગી માટે, દરેક પ્રોટેક્શન સ્ટેજનો પ્રતિભાવ સમય અલગ હોય છે, જ્યારે ઉપરોક્ત મૂળભૂત ટ્રાન્સફોર્મર પ્રોટેક્શનમાં સૌથી ઓછો પ્રતિભાવ સમય હોય છે. આમ, પ્રોટેક્શન ઝોનમાં ટ્રાન્સફોર્મરની નિષ્ફળતા અથવા શોર્ટ સર્કિટની ઘટનામાં, મુખ્ય સુરક્ષા તરત જ શરૂ થાય છે, અને નિષ્ફળતા અથવા ઉપાડની સ્થિતિના કિસ્સામાં, ટ્રાન્સફોર્મર બેકઅપ વર્તમાન સુરક્ષા દ્વારા સુરક્ષિત છે.

ઉપરાંત, પાવર ટ્રાન્સફોર્મરના MTZ એ ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા આપવામાં આવતા આઉટગોઇંગ કનેક્શન્સનું રક્ષણ જાળવી રાખે છે, ખામીના કિસ્સામાં ટ્રીપિંગ થાય છે.

MTZ બે અને ત્રણ તબક્કાના શોર્ટ સર્કિટ સામે રક્ષણ પૂરું પાડે છે. સિંગલ-ફેઝ અર્થ ફોલ્ટ્સ સામે રક્ષણ આપવા માટે, 110 kV ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વિન્ડિંગમાં શૂન્ય-સિક્વન્સ કરંટ પ્રોટેક્શન (TZNP) છે.

35 kV પાવર ટ્રાન્સફોર્મરનું મધ્યમ-વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ અને લો-વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ 6-10 kV સપ્લાય નેટવર્ક્સ એક અલગ તટસ્થ સાથે જેમાં સિંગલ-ફેઝ અર્થ ફોલ્ટ્સ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સ દ્વારા રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે.

આઇસોલેટેડ ન્યુટ્રલ સાથેના મોટાભાગના 6-35 kV નેટવર્ક એવા મોડમાં કાર્ય કરે છે જેમાં સિંગલ-ફેઝ અર્થ ફોલ્ટને કટોકટી ગણવામાં આવતી નથી અને તે મુજબ, પૃથ્વી ફોલ્ટ પ્રોટેક્શનની કામગીરીમાંથી આપમેળે બાકાત નથી. સેવા કર્મચારીઓ સિંગલ-ફેઝ અર્થ ફોલ્ટની હાજરી વિશે સંકેત મેળવે છે અને નેટવર્કમાંથી ક્ષતિગ્રસ્ત વિસ્તારને શોધવા અને ડિસ્કનેક્ટ કરવાનું શરૂ કરે છે, કારણ કે આ મોડમાં લાંબા સમય સુધી કામગીરી અસ્વીકાર્ય છે.

અપવાદો એવા કિસ્સાઓમાં બનાવવામાં આવે છે કે જ્યાં સુરક્ષા જરૂરિયાતો માટે નેટવર્ક્સમાં સિંગલ-ફેઝ ફોલ્ટ્સને બાકાત રાખવું જરૂરી છે. આ કિસ્સામાં, ગ્રાઉન્ડ ફોલ્ટ પ્રોટેક્શન ટ્રાન્સફોર્મરને સંપૂર્ણપણે ડિસ્કનેક્ટ કરવા અથવા તેના વિન્ડિંગ્સમાંથી એકને ડિસ્કનેક્ટ કરવા માટે કાર્ય કરી શકે છે.

ટ્રાન્સફોર્મર સર્જ પ્રોટેક્શન

ટ્રાન્સફોર્મરને ઓવરવોલ્ટેજથી બચાવવા માટે, ટ્રાન્સફોર્મરની દરેક બાજુએ બસમાં સર્જ એરેસ્ટર્સ અથવા સર્જ એરેસ્ટર્સ (SPDs) ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે.

જો ટ્રાન્સફોર્મર 110 kV હાઈ વોલ્ટેજ બાજુ પર અર્થ્ડ ન્યુટ્રલ મોડમાં કામ કરે છે, તો જો કોઈ ખામીના કિસ્સામાં વોલ્ટેજ અનુમતિપાત્ર મૂલ્યો કરતાં વધી જાય તો વિન્ડિંગને નુકસાનથી બચાવવા માટે એરેસ્ટર અથવા સર્જ એરેસ્ટર દ્વારા ન્યુટ્રલ પૃથ્વી સાથે જોડાયેલ છે. પુરવઠા નેટવર્ક.

ટ્રાન્સફોર્મરનું વધારાનું રક્ષણ

પાવર ટ્રાન્સફોર્મરને સુરક્ષિત કરવા માટે, મોટી કટોકટીની પરિસ્થિતિમાં નાની ખામીઓ, સામાન્ય કામગીરીમાંથી વિચલનોના વિકાસને બાકાત રાખવા માટે સંખ્યાબંધ વધારાના રક્ષણ પૂરું પાડવામાં આવે છે.

ઓવરલોડ પ્રોટેક્શન - ટ્રાન્સફોર્મર પરના ભારને તાત્કાલિક ઘટાડવા માટે સિગ્નલ પર કાર્ય કરે છે.

તાપમાન નિયંત્રણ રિલે સેટ (મંજૂર) મૂલ્યોની ઉપરના તેલના સ્તરોના તાપમાનમાં વધારો સૂચવે છે. આ સુરક્ષામાં વધારાની ટ્રાન્સફોર્મર ઠંડક પ્રણાલીઓ, જો કોઈ હોય તો, આપમેળે શામેલ છે. ઉદાહરણ તરીકે, કૂલરમાં બળજબરીથી તેલના પરિભ્રમણ માટેના પંખો અને પંપનો સમાવેશ થાય છે. જો તેલનું તાપમાન વધુ વધે છે, તો રિલે ટ્રાન્સફોર્મરને ગ્રીડમાંથી ડિસ્કનેક્ટ કરવા માટે કાર્ય કરે છે.

અસ્વીકાર્ય મૂલ્યોમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપ થવાના કિસ્સામાં ઓવરવોલ્ટેજ સંરક્ષણ ટ્રાન્સફોર્મર સેકન્ડરી વિન્ડિંગ બ્રેકરને બંધ કરે છે.

પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સનું ઓટોમેશન 110 kV

જો સબસ્ટેશન પર બે ટ્રાન્સફોર્મર હોય, તો જ્યારે વોલ્ટેજ અસ્વીકાર્ય મૂલ્યો પર આવે છે અથવા જ્યારે ટ્રાન્સફોર્મર ડિસ્કનેક્ટ થાય છે, ત્યારે અંડરવોલ્ટેજ સંરક્ષણને અસર કરે છે ઓટોમેટિક ટ્રાન્સફર સ્વીચ (ATS)… આ ઉપકરણમાં સેક્શનલ અથવા બસબાર સ્વીચોનો સમાવેશ થાય છે જે ગ્રાહકોને બેકઅપ પાવર સ્ત્રોત - પાવર ટ્રાન્સફોર્મરમાંથી પાવર પ્રદાન કરે છે.

ટ્રાન્સફોર્મરના મધ્યમ અને ઓછા વોલ્ટેજ ઇનપુટ સ્વીચો પર અમલ કરી શકાય છે ઓટોમેટિક સર્કિટ બ્રેકર રિક્લોઝિંગ (AR), એક અથવા બીજા રક્ષણની ક્રિયાથી ડિસ્કનેક્શનના કિસ્સામાં ટ્રાન્સફોર્મરના વીજ પુરવઠાની એક વખતની પુનઃસ્થાપના.

જો પાવર ટ્રાન્સફોર્મર રચનાત્મક છે ઓન-લોડ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર (OLTC), પછી તેના માટે ઓટોમેટિક વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર (AVR) ઇન્સ્ટોલ કરી શકાય છે. આ ઉપકરણ ટ્રાન્સફોર્મર વિન્ડિંગ્સના વોલ્ટેજનું નિરીક્ષણ કરે છે અને વિન્ડિંગ્સના જરૂરી વોલ્ટેજ સ્તરને સુનિશ્ચિત કરવા ઓન-લોડ ટેપ-ચેન્જરનું સ્વચાલિત સ્વિચિંગ પ્રદાન કરે છે.