एक प्रमुख यू.एस. में बिजली की गुणवत्ता. दोहरी उपयोगिता फ़ीड के साथ ऑटोमोबाइल असेंबली प्लांट
| सुविधा | प्रमुख यू.एस. ऑटोमोबाइल असेंबली प्लांट - 3,200 कार्यकर्ता |
| आपूर्ति विन्यास | समर्पित सबस्टेशन दो स्वतंत्र ट्रांसमिशन लाइनों से संचालित होता है |
| निगरानी प्रणाली | प्रत्येक ट्रांसमिशन लाइन पर आई-सेंस मॉनिटर - निरंतर तरंग रिकॉर्डिंग |
| घटना | ट्रांसमिशन लाइन के सबस्टेशन प्रवेश पर हवा से प्रेरित लाइन-टू-लाइन खराबी #1 |
| शिथिलता अवधि | 4.8 चक्र (0.09 सेकंड्स) स्वचालित स्थानांतरण से पहले दोषपूर्ण लाइन पर |
| व्यवधान | 9.8 लाइन पर सेकंड #1 दोष दूर करने के बाद - लाइन #2 पूरे समय आपूर्ति बनाए रखी |
| शिथिलता के दौरान शेष वोल्टेज | 68% - के ऊपर 50% मानक शिथिलता सुधारकों के लिए सीमा |
| मुख्य खोज | दोहरी फ़ीड ने कई घंटों की रुकावट को रोका लेकिन वोल्टेज शिथिलता को समाप्त नहीं किया - जिसके कारण अभी भी प्रक्रिया में व्यवधान उत्पन्न हुआ |
01 पृष्ठभूमि - दोहरी फ़ीड रणनीति
उन औद्योगिक ग्राहकों के लिए जिनकी प्रक्रियाएँ आपूर्ति में रुकावट बर्दाश्त नहीं कर सकतीं, उपयोगिताएँ आमतौर पर दोहरी-फ़ीड सेवा प्रदान करती हैं: सुविधा की आपूर्ति एक ही समर्पित सबस्टेशन से जुड़ी दो स्वतंत्र ट्रांसमिशन लाइनों से की जाती है. सामान्य परिस्थितियों में, संयंत्र का भार दो लाइनों के बीच साझा किया जाता है. जब एक लाइन पर कोई खराबी आ जाती है, प्लांट लोड स्वचालित रूप से दूसरे में स्थानांतरित हो जाता है - एकल-लाइन दोषों के बावजूद लगभग निरंतर आपूर्ति प्रदान करने के लिए डिज़ाइन की गई एक रणनीति.
यह केस स्टडी, एक प्रमुख यू.एस. के क्षेत्र निगरानी डेटा पर आधारित. ऑटोमोबाइल असेंबली प्लांट रोजगार 3,200 कार्यकर्ता, दोहरी-फ़ीड रणनीति की ताकत और सीमा दोनों को दर्शाता है: यह लंबी रुकावटों को रोकने में अत्यधिक प्रभावी है, लेकिन यह छोटी अवधि के वोल्टेज सैग को खत्म नहीं करता है जो अभी भी संवेदनशील विनिर्माण वातावरण में महत्वपूर्ण प्रक्रिया डाउनटाइम का कारण बन सकता है.
घटना को आई-सेंस मॉनीटर - आई-ग्रिड का हिस्सा - द्वारा कैप्चर किया गया था™ सिस्टम जॉर्जिया टेक में विकसित किया गया और सॉफ्ट स्विचिंग टेक्नोलॉजीज द्वारा व्यावसायीकरण किया गया. आई-सेंस मॉनिटर जीपीएस सटीकता के साथ निरंतर वोल्टेज और वर्तमान तरंगों और टाइमस्टैम्प घटनाओं को रिकॉर्ड करते हैं, कई माप बिंदुओं पर घटनाओं के सटीक सहसंबंध को सक्षम करना. यह बहुबिंदु, वोल्टेज सैग्स के स्रोत और प्रसार पथ की पहचान करने के लिए समय-सिंक्रनाइज़्ड निगरानी दृष्टिकोण आवश्यक है - एक क्षमता जो एकल-बिंदु निगरानी प्रदान नहीं कर सकती है.
02 घटना - पवन-प्रेरित ट्रांसमिशन दोष
तूफान के कारण ट्रांसमिशन लाइन के प्रवेश बिंदु पर लाइन-टू-लाइन खराबी आ गई #1 समर्पित सबस्टेशन में. घटनाओं का भौतिक क्रम, दोनों लाइनों पर आई-सेंस मॉनिटरिंग डेटा से पुनर्निर्माण किया गया, इस प्रकार था:
- चरण 1 - दोष आरंभ: लाइन-टू-लाइन दोष दोनों ट्रांसमिशन लाइनों द्वारा एक साथ फीड किया जाता है. दोनों लाइनों से फॉल्ट करंट वोल्टेज शिथिलता का कारण बनता है जो प्लांट लोड सहित सभी डाउनस्ट्रीम लोड बसों में फैल जाता है. दोनों आई-सेंस मॉनिटर वोल्टेज में गिरावट को एक साथ रिकॉर्ड करते हैं, यह पुष्टि करते हुए कि शिथिलता दोनों रेखाओं के लिए उभयनिष्ठ बिंदु पर उत्पन्न हुई (सबस्टेशन प्रवेश बिंदु)
- चरण 2 - दोष निवारण: दोषपूर्ण ट्रांसमिशन लाइन को अलग करने के लिए सर्किट ब्रेकर खोले जाते हैं #1. शिथिलता बनी रहती है 4.8 चक्र (लगभग 0.09 सेकंड्स) ब्रेकर संचालित होने से पहले
- चरण 3 -स्वचालित स्थानांतरण: सभी संयंत्र भार को ट्रांसमिशन लाइन में स्थानांतरित कर दिया जाता है #2, जिस पर खराबी का कोई असर नहीं हुआ. रेखा #2 मॉनिटर शिथिलता के बाद सामान्य वोल्टेज पर वापसी रिकॉर्ड करता है - इस लाइन पर कोई रुकावट नहीं है
- चरण 4 - लाइन पर विस्तारित रुकावट #1: रेखा #1 मॉनिटर एक संपूर्ण रुकावट को लंबे समय तक रिकॉर्ड करता है 9.8 शिथिलता के कुछ सेकंड बाद - लाइन डी-एनर्जेटिक रहती है जबकि खराबी दूर हो जाती है और लाइन बहाल हो जाती है. संयंत्र इस रुकावट से अप्रभावित है क्योंकि यह पहले से ही लाइन पर चल रहा है #2
03 विश्लेषण - दोहरी फ़ीड ने क्या किया और क्या नहीं रोका
दोहरी फ़ीड ने क्या रोका
दोषपूर्ण लाइन से स्वचालित स्थानांतरण #1 स्वस्थ रेखा के लिए #2 उसे रोका गया जो अन्यथा कई घंटों की आपूर्ति में रुकावट होती - हवा से क्षतिग्रस्त ट्रांसमिशन लाइन का भौतिक रूप से पता लगाने और उसकी मरम्मत करने के लिए आवश्यक समय. 3,200-कर्मचारियों वाले असेंबली प्लांट के लिए, कई घंटों का व्यवधान भारी उत्पादन हानि का प्रतिनिधित्व करता है: वाहन असेंबली लाइनें आंशिक रूप से पुनः प्रारंभ नहीं की जा सकतीं, लाइन पर आंशिक रूप से इकट्ठे वाहनों का प्रबंधन किया जाना चाहिए, और संयंत्र के पूर्ण रूप से बंद होने के बाद पुनः आरंभ अनुक्रम में महत्वपूर्ण जटिलता और समय शामिल होता है.
दोहरी-फ़ीड रणनीति अपने प्राथमिक उद्देश्य में पूरी तरह सफल रही: संयंत्र लाइन पर काम करता रहा #2 लाइन पर पूरे 9.8 सेकंड के व्यवधान के दौरान #1. आपूर्ति निरंतरता के दृष्टिकोण से, बुनियादी ढांचे ने बिल्कुल डिज़ाइन के अनुसार प्रदर्शन किया.
दोहरी फ़ीड ने क्या नहीं रोका
4.8-चक्र (0.09-दूसरा) खराबी के दौरान वोल्टेज शिथिलता को रोका नहीं जा सका - और इससे प्रक्रिया में व्यवधान उत्पन्न हुआ. यह दोहरी-फ़ीड रणनीति की मूलभूत सीमा है जिसे अक्सर सुविधा इंजीनियरों द्वारा नहीं समझा जाता है: स्वचालित स्थानांतरण रुकावटों से बचाता है, लेकिन फॉल्ट अंतराल के दौरान होने वाली वोल्टेज शिथिलता - ब्रेकर खुलने और स्थानांतरण पूरा होने से पहले - किसी भी स्थानांतरण योजना से बचा नहीं जा सकता है. शिथिलता तात्कालिक है; स्थानांतरण में कई चक्र लगते हैं.
आधुनिक औद्योगिक प्रक्रिया उपकरण - विशेष रूप से प्रोग्रामयोग्य तर्क नियंत्रक, चर आवृत्ति ड्राइव, और रोबोटिक्स - आमतौर पर निर्माता और कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर 8-20 चक्रों की वोल्टेज सैग इम्युनिटी होती है. 4.8-चक्र शिथिलता 68% शेष वोल्टेज संयंत्र में प्रत्येक उपकरण की विशिष्ट प्रतिरक्षा विशेषताओं के आधार पर संवेदनशील उपकरण को ट्रिप कर भी सकता है और नहीं भी. एक ऑटोमोबाइल असेंबली प्लांट में, यहां तक कि लाइन पर एक भी उपकरण का ट्रिप होना पूरी असेंबली प्रक्रिया को रोक सकता है - यही कारण है कि 4.8-चक्र की शिथिलता अभी भी उत्पन्न होती है “कुछ प्रक्रिया रुकावटें” सफल स्वचालित स्थानांतरण के बावजूद.
शमन अंतराल - शिथिलता सुधारक
4.8-चक्र शिथिलता के साथ 68% शेष वोल्टेज व्यावसायिक रूप से उपलब्ध वोल्टेज सैग करेक्टर - डायनेमिक वोल्टेज रिस्टोरर्स की ऑपरेटिंग रेंज के भीतर है (DVR) या फेरोरेसोनेंट स्थिर-वोल्टेज ट्रांसफार्मर (CVT) - जो आमतौर पर शिथिलता की भरपाई कर सकता है 50% 10-30 चक्रों तक की अवधि के लिए शेष वोल्टेज. क्या ऐसे उपकरण महत्वपूर्ण प्रक्रिया उपकरण फीडरों पर स्थापित किए गए थे, 4.8-चक्र शिथिलता संवेदनशील भार के लिए अदृश्य रही होगी और कोई प्रक्रिया व्यवधान उत्पन्न नहीं हुआ होगा.
दोहरी उपयोगिता फ़ीड आपूर्ति रुकावटों के खिलाफ उत्कृष्ट सुरक्षा प्रदान करती है लेकिन वोल्टेज सैग के खिलाफ कोई सुरक्षा प्रदान नहीं करती है. एक संवेदनशील औद्योगिक सुविधा के लिए व्यापक वोल्टेज विश्वसनीयता रणनीति के लिए दोनों की आवश्यकता होती है: रुकावट के जोखिम को संबोधित करने के लिए दोहरी फ़ीड, और शिथिलता शमन उपकरण (DVR, यूपीएस, या वीएफडी पर राइड-थ्रू नियंत्रण) स्थानांतरण अंतराल के दौरान और अन्य नेटवर्क घटनाओं से होने वाली शिथिलता को संबोधित करने के लिए जो स्थानांतरण का कारण नहीं बनता है.
04 विद्युत गुणवत्ता परिप्रेक्ष्य
यह केस स्टडी आपूर्ति की विश्वसनीयता और बिजली की गुणवत्ता के बीच अंतर का एक स्पष्ट उदाहरण है - दो अवधारणाएं जो अक्सर मिश्रित होती हैं लेकिन विभिन्न विफलता मोड को संबोधित करती हैं. दोहरी फ़ीड विश्वसनीयता को संबोधित करती है: एक आपूर्ति पथ में खराबी के कारण निरंतर रुकावट का जोखिम. वोल्टेज में कमी से बिजली की गुणवत्ता पर असर पड़ता है: कनेक्टेड नेटवर्क पर कहीं भी खराबी के दौरान होने वाली छोटी अवधि की वोल्टेज गिरावट, आपूर्ति विन्यास की परवाह किए बिना.
उपयोगिता इंजीनियरिंग परिप्रेक्ष्य से, डुअल-फीड केस स्टडी मल्टी-पॉइंट के मूल्य को भी दर्शाती है, समय-तुल्यकालिक निगरानी. दोनों लाइनों पर मॉनिटर के बिना, अकेले डेटा से यह पुष्टि करना असंभव होगा कि शिथिलता लाइन पर किसी खराबी के कारण उत्पन्न हुई है #1 संयंत्र के भीतर लोड-स्विचिंग घटना के बजाय. दोनों लाइनों पर एक साथ शिथिलता दर्ज की गई, और उसके बाद अलग व्यवहार (रेखा #1 बीच में आता है, रेखा #2 ठीक), इस मामले में - दोनों लाइनों के लिए एक बिंदु पर ट्रांसमिशन दोष का निश्चित हस्ताक्षर है, सबस्टेशन प्रवेश बिंदु.
यहां प्रदर्शित आई-ग्रिड निगरानी दृष्टिकोण - नेटवर्क में कई बिंदुओं पर समय-सिंक्रनाइज़्ड मॉनिटर - बिल्कुल निगरानी वास्तुकला है जो उपयोगिता-पक्ष पीक्यू मूल्यांकन को सुविधा-पक्ष पीक्यू मूल्यांकन से अलग करता है. संयंत्र सेवा प्रवेश द्वार पर एक मॉनिटर ने शिथिलता को रिकॉर्ड किया होगा, लेकिन उपयोगिता ट्रांसमिशन दोष को आंतरिक संयंत्र दोष से अलग नहीं कर सका. दो सिंक्रनाइज़ मॉनिटर, प्रत्येक फ़ीड पर एक, स्पष्ट स्रोत एट्रिब्यूशन प्रदान करें. यह सिद्धांत मापता है: कई सबस्टेशनों पर जीपीएस-सिंक्रनाइज़्ड रिकॉर्डर के साथ एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया यूटिलिटी पीक्यू मॉनिटरिंग नेटवर्क एक विशिष्ट फीडर सेगमेंट के भीतर किसी भी गड़बड़ी के स्रोत का पता लगा सकता है।. यह उपयोगिता बिजली गुणवत्ता इंजीनियरिंग परिप्रेक्ष्य है - और यह वही है जो यह केस अध्ययन छोटे पैमाने पर प्रदर्शित करता है.
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.
- सेमी F47-0706. सेमीकंडक्टर प्रसंस्करण उपकरण वोल्टेज सैग इम्युनिटी के लिए विशिष्टता. अर्द्ध, मिलपिटास, सी.ए, 2006.
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 4) 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.