कम वोल्टेज वितरण प्रणालियों के डिज़ाइन सिद्धांत क्या हैं?

एक खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र में एक विद्युत अभियंता ने पाया कि एक फीडर ब्रेकर पर एकल अतिभार ट्रिप ने ऊपर की ओर सुरक्षा प्रणाली को प्रभावित कर दिया, जिससे पूरी पैकेजिंग लाइन बंद हो गई — यह घटना विनाशकारी दोष के कारण नहीं हुई, बल्कि मूल निम्न वोल्टेज वितरण डिज़ाइन के दौरान सुरक्षा समन्वय अध्ययन की उपेक्षा के कारण हुई। उस चार-घंटे की बंदी के कारण उत्पादन का नुकसान एक उचित समन्वय अध्ययन की लागत से २० गुना अधिक था। निम्न वोल्टेज वितरण डिज़ाइन इमारत के निवासियों या उत्पादन प्रबंधकों के लिए दृश्यमान नहीं हो सकता है, लेकिन जब यह विफल होता है, तो इसके परिणाम विद्युत शक्ति पर निर्भर प्रत्येक प्रणाली के माध्यम से फैल जाते हैं।

मूल डिज़ाइन सिद्धांत

भार गणना और विविधता कारक

प्रत्येक निम्न वोल्टेज वितरण डिजाइन एक सटीक भार अनुसूची प्रत्येक सर्किट की दस्तावेजी सूची, किलौवाट या किलौवोल्ट-एम्पियर में इसके जुड़े भार और इसके अपेक्षित संचालन विशेषताओं से शुरू होता है। तीन चरणों के भार जैसे कि मोटर, एचवीएसी कंप्रेसर और औद्योगिक हीटिंग तत्व तटस्थ धारा और वोल्टेज असंतुलन को कम करने के लिए चरणों में संतुलित होते हैं। एकल-चरण भार प्रकाश सर्किट, सुविधाजनक पात्र, कार्यालय उपकरण उच्चतम और निम्नतम भारित चरण के बीच 15 प्रतिशत से कम के लक्ष्य असंतुलन के साथ तीन चरणों में वितरित किए जाते हैं। विविधता कारक यह स्वीकार करते हैं कि सभी जुड़े हुए भार एक साथ पूर्ण रेटिंग पर काम नहीं करते हैं। एक वाणिज्यिक भवन का प्रकाश भार विविधता कारक 0.9 हो सकता है, जबकि कार्यालय क्षेत्रों में सोकेट आउटलेट सर्किट 0.3 से 0.5 लागू हो सकते हैं, जो इस तथ्य को दर्शाता है कि किसी भी समय सक्रिय उपकरणों को केवल एक अंश पात्रों की सेवा मिलती है। उपयुक्त विविधता कारकों का उपयोग करने से ट्रांसफार्मर, मुख्य बसेस बार और अपस्ट्रीम स्विचगियर के ओवरसाइजिंग को रोका जा सकता है ओवरसाइजिंग जो लागत जोड़ती है, भौतिक पदचिह्न को बढ़ाती है, और वास्तव में ऊर्जा दक्षता को कम कर सकती है क्योंकि ट्रांसफार्मर हल्के भार पर

सुरक्षा समन्वयन और चयनात्मकता

चयनात्मक समन्वय का अर्थ है कि जब कोई दोष उत्पन्न होता है, तो केवल उस दोष के ठीक ऊपर स्थित सुरक्षा उपकरण ही संचालित होता है — यानी दोषयुक्त परिपथ को आपूर्ति करने वाला ब्रेकर ट्रिप कर जाता है, जबकि सभी ऊपरी स्तर के ब्रेकर बंद ही रहते हैं। इसे प्राप्त करने के लिए एक समन्वय अध्ययन की आवश्यकता होती है, जिसमें वितरण पदानुक्रम में प्रत्येक सुरक्षा उपकरण के समय-धारा विशेषता वक्रों को मुख्य आगमन ब्रेकर से लेकर अंतिम परिपथ ब्रेकर तक आलेखित किया जाता है। कम वोल्टेज स्विचगियर में ढलवाँ केस सर्किट ब्रेकरों के लिए, समन्वय सामान्यतः भिन्न त्वरित ट्रिप सेटिंग्स वाले ब्रेकरों के चयन द्वारा या ऊपरी उपकरणों में समय विलंब प्रविष्ट कराकर प्राप्त किया जाता है। MNS या GCS प्रकार के कम वोल्टेज पैनल जैसे निकालने योग्य स्विचगियर डिज़ाइनों में, ब्रेकरों को इलेक्ट्रॉनिक ट्रिप यूनिट के साथ कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जो लंबे समय, छोटे समय और त्वरित सुरक्षा सेटिंग्स को समायोजित करने की सुविधा प्रदान करते हैं — यह लचीलापन स्थिर थर्मल-चुंबकीय ट्रिप यूनिटों की तुलना में समन्वय को सरल बनाता है। कम वोल्टेज वितरण डिज़ाइन में भू-दोष सुरक्षा पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता होती है। ४००-एम्पियर फीडर पर एक भू-दोष इतनी धारा नहीं खींच सकता कि चरण अतिधारा सुरक्षा सक्रिय हो जाए, जिससे दोष अप्रत्यक्षित रूप से जारी रह सकता है। समर्पित भू-दोष रिले या अंतर्निहित भू-दोष सुरक्षा वाले ब्रेकर इन खतरनाक स्थितियों का पता लगाने और उन्हें दूर करने के लिए आवश्यक संवेदनशीलता प्रदान करते हैं।

बसबार और थर्मल प्रबंधन

कम वोल्टेज स्विचगियर असेंबली के भीतर मुख्य बसबार प्रणाली सभी जुड़े हुए फीडर्स के संयुक्त लोड धारा को वहन करती है। बसबार के अनुप्रस्थ काट का चयन निरंतर धारा रेटिंग, लघु-परिपथ सहन क्षमता, और आईईसी 61439 या समकक्ष मानकों द्वारा परिभाषित तापमान वृद्धि सीमाओं के आधार पर किया जाता है। अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए तांबे की बसबार मानक है, जबकि भार और लागत को प्राथमिकता देने के मामले में एल्युमीनियम का उपयोग किया जाता है, बशर्ते कि संक्रमण बिंदुओं पर गैल्वेनिक संक्षारण को रोकने के लिए उचित द्वि-धातु संपर्कों का उपयोग किया जाए। स्विचगियर एन्क्लोज़र के भीतर ताप प्रबंधन सीधे बसबार और ब्रेकर के प्रदर्शन को प्रभावित करता है। वेंटिलेशन लौवर्स के माध्यम से प्राकृतिक संवहन शीतलन अधिकांश स्थापनाओं के लिए पर्याप्त है, लेकिन उच्च-परिवेश वातावरण में स्थापित या अपनी रेटेड धारा के निकट निरंतर संचालित होने वाली असेंबलियों के लिए बाध्य वेंटिलेशन की आवश्यकता हो सकती है। बसबार संपर्कों के लिए मानक तापमान वृद्धि सीमा खुले तांबे के लिए परिवेश से 70 केल्विन ऊपर और टिन-लेपित संपर्कों के लिए 65 केल्विन है — इन सीमाओं के अतिक्रमण से ऑक्सीकरण तीव्र हो जाता है, संपर्क प्रतिरोध बढ़ जाता है, और अपघटन के स्व-प्रवर्धित चक्र का निर्माण होता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

स्थिर और निकालने योग्य निम्न वोल्टेज स्विचगियर के बीच क्या अंतर है?

स्थिर स्विचगियर में सर्किट ब्रेकर को बसबार प्रणाली पर स्थायी रूप से लगाया जाता है, जिसके कारण उनके प्रतिस्थापन के लिए विद्युत विच्छेदन की आवश्यकता होती है। निकालने योग्य डिज़ाइन में ब्रेकर को कैरिज पर माउंट किया जाता है, जिन्हें रखरखाव के लिए पूरे पैनल को बिना विद्युत विच्छेदित किए बाहर निकाला जा सकता है, जिससे ब्रेकर प्रतिस्थापन या परीक्षण के दौरान अवधि कम हो जाती है।

निम्न वोल्टेज वितरण पैनल की लघु-परिपथ रेटिंग कैसे निर्धारित की जाती है?

पैनल की लघु-परिपथ सहनशीलता रेटिंग को उसके स्थापना स्थान पर अधिकतम संभावित दोष धारा से अधिक होना चाहिए। आमतौर पर रेटिंग २५ केए से १०० केए (एक सेकंड के लिए) के बीच होती है, जो ट्रांसफार्मर प्रतिबाधा, आपूर्ति स्रोत से केबल प्रतिबाधा और जुड़े हुए घूर्णन भारों से मोटर योगदान के आधार पर गणना की जाती है।

निम्न वोल्टेज स्विचगियर डिज़ाइन पर कौन से मानक लागू होते हैं?

आईईसी ६१४३९ कम वोल्टेज स्विचगियर और कंट्रोलगियर असेंबलियों को नियंत्रित करता है, जिसमें प्रकार परीक्षण और नियमित सत्यापन शामिल हैं। विशिष्ट भाग ऑपरेटरों के लिए वितरण बोर्डों, कुशल व्यक्तियों के लिए बिजली स्विचगियर और बसबार ट्रंकिंग प्रणालियों को संबोधित करते हैं। आईईसी ६०९४७ व्यक्तिगत स्विचिंग और सुरक्षा उपकरणों को कवर करता है।

चाप फ्लैश खतरा कम वोल्टेज वितरण डिज़ाइन को कैसे प्रभावित करता है?

चाप फ्लैश अध्ययन वितरण प्रणाली में प्रत्येक बिंदु पर घटना ऊर्जा की गणना करते हैं, जो व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों के चयन को सूचित करते हैं और निकालने योग्य ब्रेकरों की दूरस्थ रैकिंग, चाप-प्रतिरोधी स्विचगियर निर्माण और चाप निर्मूलन समय को कम करने के लिए क्षेत्र-चयनात्मक अंतरालन जैसे डिज़ाइन निर्णयों को प्रभावित करते हैं।

तंत्र डिज़ाइन में न्यूट्रल और ग्राउंड कंडक्टरों की क्या भूमिका होती है?

तटस्थ चालक असंतुलित तीन-चरणीय वापसी धारा को ले जाता है और इसे उचित रूप से आकारित किया जाना चाहिए — इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से उच्च सामंजस्य भार वाले प्रणालियों में, तटस्थ चालक के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा का मान कभी-कभी चरण चालकों से अधिक हो सकता है, जिसके कारण इसे बड़े आकार का चुनना आवश्यक होता है। सुरक्षा भू-संपर्क चालक दोष धारा के लौटने का मार्ग प्रदान करता है और इसे ऐसे आकार का चुना जाना चाहिए कि वह सुरक्षा संचालन के लिए आवश्यक समयावधि तक अनुमानित दोष धारा को सहन कर सके।

सुरक्षा समन्वय अध्ययनों की समीक्षा कितनी बार की जानी चाहिए?

समन्वय अध्ययनों की समीक्षा तब की जानी चाहिए जब भी महत्वपूर्ण भार जोड़े या हटाए जाएँ, जब उपयोगिता आपूर्ति की विशेषताएँ बदल जाएँ, या पाँच वर्ष से अधिक के अंतराल पर नहीं। उपयोगिता द्वारा ऊपर की ओर स्थित सुरक्षा सेटिंग्स में परिवर्तन, समय के साथ केबल विद्युतरोधन का क्षरण, और विभिन्न विशेषताओं वाले उपकरणों से प्रतिस्थापन — ये सभी मूल समन्वय विश्लेषण की वैधता को प्रभावित करते हैं।