उनके स्रोत निर्धारित करने के लिए विद्युत गुणवत्ता घटनाओं के बीच Correlations की स्थापना
| जगह | औद्योगिक पड़ोस - छोटा शहर, मिडवेस्ट यूएसए |
| कारण | Bird (कौआ) मध्यम-वोल्टेज उपयोगिता स्विचगियर में उड़ गया - लाइन-टू-ग्राउंड दोष |
| नेटवर्क प्रभाव | कई मील तक वोल्टेज में कमी और क्षणिक रुकावट, प्रभावित 200+ ग्राहकों |
| निगरानी | पूरे पड़ोस में चार आई-सेंस मॉनिटर वितरित किए गए - जीपीएस समय-सिंक्रनाइज़ |
| स्रोत निर्धारण | का समय-स्टैम्प सहसंबंध 4 मॉनिटर रिकॉर्ड ने एकल उपयोगिता-जनित ग्रिड घटना की पुष्टि की |
| पुष्टिकरण विधि | यूटिलिटी रिले ऑपरेशन रिकॉर्ड सभी चार मॉनिटरों के जीपीएस टाइमस्टैम्प से मेल खाते हैं |
| ग्राहक प्रभाव | एक मॉनिटर किए गए ग्राहक को 13 घंटे की प्रक्रिया बंद होने का अनुभव हुआ |
| मुख्य खोज | बहु-बिंदु समय-सिंक्रोनाइज़्ड निगरानी पीक्यू घटनाओं को उपयोगिता या ग्राहक स्रोत से जोड़ सकती है - औद्योगिक पीक्यू विवादों में सबसे विवादास्पद प्रश्न का समाधान |
01 संदर्भ - स्रोत एट्रिब्यूशन समस्या
औद्योगिक बिजली गुणवत्ता इंजीनियरिंग में सबसे विवादास्पद और व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण प्रश्नों में से एक भ्रामक रूप से सरल है: जब कोई वोल्टेज शिथिलता या रुकावट ग्राहक की प्रक्रिया को बाधित करती है, इसका कारण कौन है?? उत्तर यह निर्धारित करता है कि घटना के लिए कौन ज़िम्मेदार है, जो किसी भी शमन को वित्तपोषित करता है, और - विनियमित उपयोगिता परिवेश में - क्या सेवा गुणवत्ता शिकायत में दम है.
बिजली की गुणवत्ता की घटनाएँ उपयोगिता मीटर के दोनों ओर से उत्पन्न हो सकती हैं:
- उपयोगिता-जनित (ग्रिड घटनाएँ) - पारेषण या वितरण लाइनों पर दोष, स्विचिंग ऑपरेशन, संधारित्र बैंक स्विचिंग, वोल्टेज नियामक संचालन. ये एक ही फीडर या सबस्टेशन से जुड़े सभी ग्राहकों को प्रभावित करते हैं और उपयोगिता की परिचालन जिम्मेदारी हैं
- ग्राहक-प्रेरित (आंतरिक घटनाएँ) - मोटर शुरू होती है, आर्क भट्टी संचालन, संयंत्र के भीतर संधारित्र स्विचिंग, आंतरिक वायरिंग पर खराबी की स्थिति. ये ग्राहक की ज़िम्मेदारी है और उसी वितरण बस से जुड़े पड़ोसी ग्राहकों को भी प्रभावित कर सकती है
- पड़ोसी ग्राहक-जनित घटनाएँ - आसन्न संयंत्र पर एक बड़ा गैर-रैखिक या रुक-रुक कर होने वाला भार (चाप भट्टी, बड़ी मोटर, प्रतिरोध वेल्डर) जो साझा वितरण नेटवर्क के माध्यम से अन्य ग्राहकों तक वोल्टेज गड़बड़ी फैलाता है
उचित निगरानी के बिना - विशेष रूप से, बहु-बिंदु समय-सिंक्रोनाइज़्ड निगरानी जो कई स्थानों पर एक साथ घटना को कैप्चर करती है - इन तीन मामलों को एक ही माप बिंदु से अलग करना असंभव है. किसी संयंत्र के सेवा प्रवेश द्वार पर एक मॉनिटर घटना को रिकॉर्ड करता है लेकिन यह निर्धारित नहीं कर सकता है कि यह अपस्ट्रीम में उत्पन्न हुआ था या नहीं (उपयोगिता) या किसी पड़ोसी ग्राहक के परिसर में.
अधिकांश न्यायक्षेत्रों में, निर्दिष्ट सीमा के भीतर बिजली की गुणवत्ता प्रदान करना उपयोगिता का दायित्व है (वोल्टेज परिमाण, झिलमिलाहट, harmonics) उपयोगिता नेटवर्क से उत्पन्न होने वाली गड़बड़ी पर लागू होता है. यदि किसी ग्राहक की प्रक्रिया में व्यवधान पड़ोसी ग्राहक के संचालन के कारण होता है - दो फीडर दूर एक बड़ी आर्क फर्नेस, उदाहरण के लिए - उपयोगिता के पास कार्य करने के लिए सीमित नियामक दायित्व हो सकता है, भले ही प्रभावित ग्राहक का अनुभव उपयोगिता-जनित घटना के समान हो. इसलिए स्रोत एट्रिब्यूशन केवल एक तकनीकी प्रश्न नहीं है: यह जिम्मेदारी सौंपने और सही शमन रणनीति निर्धारित करने के लिए एक शर्त है.
02 घटना - स्विचगियर में एक पक्षी
एक छोटे से मध्यपश्चिमी शहर के औद्योगिक पड़ोस में, एक उपयोगिता सबस्टेशन पर एक कौआ मध्यम-वोल्टेज स्विचगियर में उड़ गया. पक्षी और ऊर्जावान उपकरण के बीच संपर्क ने वितरण प्रणाली पर चरण-दर-ग्राउंड दोष उत्पन्न कर दिया. फॉल्ट करंट के कारण वितरण नेटवर्क के एक महत्वपूर्ण हिस्से में वोल्टेज कम हो गया और वोल्टेज की क्षणिक हानि हुई - जिससे कई मील या उससे अधिक दूरी तक के ग्राहक प्रभावित हुए। 200 ग्राहक खाते.
आई-ग्रिड निगरानी नेटवर्क के हिस्से के रूप में चार आई-सेंस मॉनिटर पूरे पड़ोस में वितरित किए गए थे. प्रत्येक मॉनिटर ने घटना को स्वतंत्र रूप से रिकॉर्ड किया, जीपीएस-सटीक टाइमस्टैम्प के साथ जो रिकॉर्ड किए गए डेटा को समय के साथ सटीक रूप से सहसंबंधित करने की अनुमति देता है.
एक सबस्टेशन पर एक पक्षी के संपर्क के कारण एकल चरण-टू-ग्राउंड दोष से अधिक प्रभावित हुआ 200 कई मील के वितरण नेटवर्क में ग्राहक खाते. यह वोल्टेज सैग्स की नेटवर्क प्रसार विशेषता को दर्शाता है - बिजली रुकावटों के विपरीत, जो आमतौर पर दोषपूर्ण फीडर पर स्थानीयकृत होते हैं, वोल्टेज सैग्स पूरे नेटवर्क में प्रकाश की गति से फैलता है, नेटवर्क प्रतिबाधा टोपोलॉजी के आधार पर आसन्न फीडरों और यहां तक कि आसन्न सबस्टेशनों पर ग्राहकों को प्रभावित करना. The 200+ जिन ग्राहकों ने इस घटना का अनुभव किया, उन्होंने एक सामान्य फीडर साझा नहीं किया - उन्होंने एक सामान्य सबस्टेशन बस वोल्टेज साझा किया जो फॉल्ट करंट से दब गया था.
03 स्रोत एट्रिब्यूशन - निगरानी ने कारण कैसे सिद्ध किया
कदम 1 - जीपीएस टाइमस्टैम्प सहसंबंध
प्रत्येक आई-सेंस मॉनिटर ने वोल्टेज घटना को स्वतंत्र रूप से रिकॉर्ड किया, जीपीएस-सटीक टाइमस्टैम्प के साथ. जब चार रिकॉर्ड एक सामान्य समय अक्ष पर संरेखित किए गए थे, सभी चार मॉनिटरों ने बिल्कुल एक ही पल में वोल्टेज डिप्रेशन दिखाया - लगभग जीपीएस सिंक्रोनाइज़ेशन सटीकता के भीतर 1 माइक्रोसेकंड. यह एक साथ शुरू होना ग्रिड इवेंट का निश्चित हस्ताक्षर है: किसी भी व्यक्तिगत ग्राहक के परिसर में होने वाली घटना मापनीय प्रसार विलंब के साथ अन्य तीन मॉनिटर स्थानों तक पहुंच जाएगी, एक साथ नहीं.
कदम 2 - तरंगरूप विश्लेषण
सभी चार मॉनिटरों पर तरंगों के विश्लेषण से सिंगल-लाइन-टू-ग्राउंड की विशेषता का पता चला (एसएलजी) दोष - वितरण प्रणालियों पर सबसे आम दोष प्रकार, सभी वितरण दोषों में से लगभग 70-80% के लिए लेखांकन. ध्यान दें कि मॉनिटर #1 लाइन-टू-लाइन वोल्टेज रिकॉर्ड किया गया जबकि अन्य तीन ने लाइन-टू-न्यूट्रल वोल्टेज रिकॉर्ड किया - विभिन्न माप कॉन्फ़िगरेशन ने एक ही घटना से अलग-अलग तरंग आकार उत्पन्न किए, जो समय-सिंक्रनाइज़ेशन संदर्भ के बिना असंगत दिखाई दे सकता है.
कदम 3 - उपयोगिता रिकॉर्ड की पुष्टि
यह परिकल्पना कि सभी चार रिकॉर्डिंग एक एकल उपयोगिता-जनित घटना का प्रतिनिधित्व करती हैं, निश्चित रूप से पुष्टि की गई जब उपयोगिता कंपनी के रिकॉर्ड ने समानांतर फीडर पर एक रिले ऑपरेशन का खुलासा किया, जिसमें सभी चार मॉनिटरों द्वारा दर्ज की गई बिजली की गुणवत्ता की घटनाओं के समान टाइमस्टैम्प था।. रिले ने क्रो-प्रेरित गलती को साफ़ करने के लिए काम किया - एक नियमित सुरक्षात्मक ऑपरेशन - लेकिन इसके टाइमस्टैम्प ने घटना के कारण और समय दोनों की अकाट्य पुष्टि प्रदान की.
यह आयोजन स्पष्ट रूप से उपयोगिता-जनित था. सबस्टेशन स्विचगियर में क्रो-प्रेरित खराबी के कारण प्रभावित वितरण नेटवर्क से जुड़े सभी ग्राहकों के लिए वोल्टेज कम हो गया. किसी भी ग्राहक की कार्रवाई के कारण ईवेंट में योगदान नहीं हुआ. यह निर्धारण केवल मल्टी-पॉइंट जीपीएस-सिंक्रनाइज़्ड मॉनिटरिंग नेटवर्क के कारण संभव था - किसी एक ग्राहक के सेवा प्रवेश द्वार पर एक मॉनिटर ने शिथिलता को रिकॉर्ड किया होगा, लेकिन इसे पड़ोसी ग्राहक के लोड-स्विचिंग इवेंट से अलग नहीं किया जा सका।.
04 ग्राहक प्रभाव और शमन
इस घटना के परिणामस्वरूप निगरानी किए गए चार ग्राहकों में से एक को 13 घंटे की प्रक्रिया बंद होने का अनुभव हुआ. शटडाउन अवधि विद्युत घटना अवधि से असंगत है - वोल्टेज गड़बड़ी केवल कुछ चक्रों तक ही चली. 13 घंटे का शटडाउन ग्राहक की औद्योगिक प्रक्रिया के पुनरारंभ समय और जटिलता को दर्शाता है, बिजली गुणवत्ता घटना की अवधि नहीं. प्रक्रिया उद्योगों में यह एक सामान्य पैटर्न है: एक मिलीसेकंड विद्युत घटना घंटों तक उत्पादन में व्यवधान का कारण बनती है.
मूल अध्ययन में कहा गया है कि सभी चार मॉनिटर स्थानों से तरंगों के विश्लेषण से पता चलता है कि व्यावसायिक रूप से उपलब्ध वोल्टेज सैग शमन उपकरण ने सभी चार मॉनिटर स्थानों पर ग्राहक उपकरणों को इस घटना से बचाया होगा।. वोल्टेज शिथिलता विशेषताएँ - गहराई और अवधि - गतिशील वोल्टेज पुनर्स्थापकों के ऑपरेटिंग आवरण के भीतर थीं (DVR) और निर्बाध बिजली आपूर्ति (यूपीएस) प्रक्रिया सुरक्षा के लिए डिज़ाइन की गई प्रणालियाँ. 3-चक्र की शिथिलता से 13 घंटे की उत्पादन हानि जो कि a $50,000 शिथिलता सुधारक को रोका जा सकता था जो प्रक्रिया-महत्वपूर्ण वातावरण में वोल्टेज शिथिलता शमन के अर्थशास्त्र को पूरी तरह से दर्शाता है.
नेटवर्क डिज़ाइन की निगरानी के लिए निहितार्थ
अध्ययन नेटवर्क घनत्व की निगरानी के बारे में एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकालता है. क्योंकि ग्रिड घटनाएँ - उपयोगिता नेटवर्क दोषों के कारण होती हैं - पूरे नेटवर्क में फैलती हैं और एक भौगोलिक क्षेत्र में सभी ग्राहकों द्वारा एक साथ अनुभव की जाती हैं, किसी क्षेत्र के बिजली गुणवत्ता परिवेश का आकलन करने के लिए प्रत्येक ग्राहक की निगरानी करना आवश्यक नहीं है. एक निगरानी नेटवर्क जो ग्राहकों के एक छोटे प्रतिशत को कवर करता है, यदि ठीक से डिज़ाइन किया गया हो और समय-सिंक्रनाइज़ किया गया हो, संपूर्ण क्षेत्र के लिए सांख्यिकीय रूप से प्रतिनिधि डेटा प्रदान करता है.
उपयोगिता पीक्यू मॉनिटरिंग प्रोग्राम डिज़ाइन के लिए इस सिद्धांत का महत्वपूर्ण प्रभाव है: विरल, अच्छी तरह से रखा हुआ, टाइम-सिंक्रनाइज़्ड मॉनिटर नेटवर्क-वाइड पीक्यू व्यवहार को सघन की तुलना में कहीं अधिक कुशलता से चित्रित कर सकते हैं, व्यक्तिगत ग्राहक सेवा प्रवेश द्वारों पर असंगठित एकल-बिंदु माप.
05 विद्युत गुणवत्ता परिप्रेक्ष्य
यह केस अध्ययन इस बात का सबसे स्पष्ट संभावित प्रदर्शन है कि स्रोत एट्रिब्यूशन को नेटवर्क निगरानी की आवश्यकता क्यों है - न कि केवल ग्राहक-पक्ष माप की. उपयोगिता इंजीनियरिंग परिप्रेक्ष्य से, केस स्टडी उस सिद्धांत को मान्य करती है जो वितरण पीक्यू प्रबंधन के लिए मौलिक है: ग्रिड घटनाएँ नेटवर्क घटनाएँ हैं, व्यक्तिगत ग्राहक घटना नहीं. एक सबस्टेशन पर स्विचगियर में एक कौवा वोल्टेज उत्पन्न करता है 200+ ग्राहक स्थान एक साथ. कोई व्यक्तिगत ग्राहक माप नहीं, चाहे कितना ही परिष्कृत क्यों न हो, इसके बजाय इसे एकल ग्रिड ईवेंट के रूप में पहचान सकते हैं 200 अलग-अलग घटनाएँ.
आई-ग्रिड प्रणाली में उपयोग की जाने वाली जीपीएस सिंक्रोनाइज़ेशन तकनीक प्रमुख प्रवर्तक है. माइक्रोसेकंड स्तर तक सटीक समय सिंक्रनाइज़ेशन के बिना, चार मॉनिटर रिकॉर्ड विश्वसनीय रूप से सहसंबद्ध नहीं हो सके - a 60 हर्ट्ज पावर सिस्टम चक्र लगभग है 16,700 माइक्रोसेकंड, और एक साथ शुरुआत में अंतर करना (ग्रिड घटना) निकट-एक साथ प्रारंभ से (आंतरिक घटना का प्रचार) चक्र-स्तरीय समय समाधान से कहीं बेहतर की आवश्यकता है.
में 30 उपयोगिता विद्युत गुणवत्ता कार्य के वर्षों, स्रोत एट्रिब्यूशन प्रश्न - “ये हमारी गलती है या उनकी?” - उपयोगिताओं और औद्योगिक ग्राहकों के बीच सबसे अक्सर विवादास्पद मुद्दा है. ग्राहक को प्रक्रिया में व्यवधान और उत्पादन हानि का अनुभव होता है. वे उपयोगिता कहते हैं. उपयोगिता अपने रिले रिकॉर्ड की जाँच करती है. यदि ग्राहक के फीडर पर कोई रिले संचालित नहीं है, उपयोगिता का निष्कर्ष है कि घटना आंतरिक थी. ग्राहक असहमत है. बहु-बिंदु समय-सिंक्रोनाइज़्ड निगरानी के बिना, कोई भी पक्ष अपने मामले को निश्चित रूप से साबित नहीं कर सकता. यह केस अध्ययन दर्शाता है कि प्रश्न को निश्चित रूप से हल करने की तकनीक कम से कम पहले से मौजूद है 2003. अंतर तैनाती और समन्वय का रहा है - प्रौद्योगिकी का नहीं. एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए पीक्यू मॉनिटरिंग नेटवर्क वाली उपयोगिता स्रोत एट्रिब्यूशन विवादों को मिनटों में हल कर सकती है. एक के बिना, विवाद वर्षों तक चल सकते हैं.
सन्दर्भ
- दीवान डी, ब्रुमसिकल डब्ल्यू, एटो जे. बिजली की गुणवत्ता और बिजली की विश्वसनीयता की निगरानी के लिए एक नया दृष्टिकोण - आई-ग्रिड की क्षमताओं का केस स्टडी चित्रण™ प्रणाली. अर्नेस्ट ऑरलैंडो लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला, एलबीएनएल-52048, अप्रैल 2003.
- आईईईई एसटीडी 1159-2019. इलेक्ट्रिक पावर गुणवत्ता की निगरानी के लिए आईईईई अनुशंसित अभ्यास. आईईईई, न्यू यार्क, NY, 2019.
- आईईसी 61000-4-30:2015+एएमडी1:2021. विद्युत चुम्बकीय अनुकूलता - भाग 4-30: बिजली की गुणवत्ता माप तरीकों. आईईसी, जिनेवा.
दीवान डी, ब्रुमसिकल डब्ल्यू, एटो जे. बिजली की गुणवत्ता और बिजली की विश्वसनीयता की निगरानी के लिए एक नया दृष्टिकोण - आई-ग्रिड की क्षमताओं का केस स्टडी चित्रण™ प्रणाली. लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला, एलबीएनएल-52048, अप्रैल 2003.
यह केस अध्ययन शैक्षिक उद्देश्यों के लिए सारांश और टिप्पणी रूप में प्रस्तुत किया गया है. मूल सामग्री का श्रेय लेखकों और लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी को दिया जाता है. पीक्यू परिप्रेक्ष्य अनुभाग (अनुभाग 5) और एसवीजी आरेख डेनिस रुएस्ट द्वारा मूल आईपीक्यूडीएफ संपादकीय सामग्री हैं, एम.एससी. (लागू), पी.इंजी. (सेवानिवृत्त). आईपीक्यूडीएफ मूल शोध के लेखक होने का दावा नहीं करता है.