विद्युत घरों में स्विचगियर की व्यवस्था को कैसे अनुकूलित किया जाए?

दुर्बल स्विचगियर व्यवस्था के परिणाम

एकल-रेखा आरेख पर व्यवस्थित दिखने वाला विद्युत घर भौतिक स्थान में रखरखाव के लिए एक जोखिम बन सकता है। ऐसी स्विचगियर व्यवस्था जो पहुँच के लिए आवश्यक स्थान, ताप प्रबंधन और भविष्य में विस्तार को नज़रअंदाज़ करती है, उन परिस्थितियों का निर्माण करती है जहाँ नियमित ब्रेकर के प्रतिस्थापन के लिए संलग्न फीडर्स को बंद करना आवश्यक होता है और केबलों की भीड़ के कारण वायु प्रवाह प्रतिबंधित हो जाता है, जिससे उपकरणों की क्षमता कम हो जाती है। अच्छी व्यवस्था उस विद्युत घर के बीच का अंतर है जो 30 वर्षों तक भरोसेमंद ढंग से काम करता है और उसके बीच जिसे पाँच वर्षों के भीतर महंगे पुनर्विन्यास की आवश्यकता होती है।

पहुँच के लिए आवश्यक स्थान और सुरक्षा अनुपालन

एनईसी अनुच्छेद 110.26 वोल्टेज और विपरीत दीवार की स्थिति के आधार पर स्विचगियर के सामने न्यूनतम कार्यशील स्थान की आवश्यकता निर्धारित करता है। 480-वोल्ट स्विचगियर के लिए, जहाँ विपरीत दीवारें ग्राउंडेड हैं, न्यूनतम गहराई 3 फुट है। 4,160-वोल्ट उपकरण के लिए, यह आवश्यकता बढ़कर 4 फुट हो जाती है। ये न्यूनतम मान हैं — वास्तविक रखरखाव के लिए अक्सर अधिक स्थान की आवश्यकता होती है। एक तकनीशियन को एक ऊर्ध्वाधर क्यूबिकल से 200 पाउंड का ब्रेकर निकालने के लिए कम से कम 4.5 फुट का स्थान चाहिए ताकि वह उसे लिफ्टिंग कार्ट पर सुविधापूर्ण रूप से स्थानांतरित कर सके।

समर्पित आपातकालीन निकास मार्ग भी उतने ही महत्वपूर्ण हैं। यू-आकार के विन्यास में स्थित स्विचगियर, जिसमें केवल एक प्रवेश द्वार है, द्वार के निकट स्थित स्विचगियर पर आर्क फ्लैश घटना के दौरान कर्मचारियों को फँसा देता है। एनएफपीए 70ई की यात्रा दूरी आवश्यकताओं को पूरा करने वाले दो निकास मार्गों को एक अटल आवश्यकता माना जाना चाहिए।

संकुचित स्थानों में थर्मल मैनेजमेंट

स्विचगियर बस बार और ब्रेकर के माध्यम से प्रवाहित धारा के वर्ग के समानुपाती ऊष्मा उत्पन्न करता है। 80 प्रतिशत भार पर 4,000-एम्पियर की मुख्य बस लगभग 3,000 से 5,000 वाट की ऊष्मा निरंतर अपशोषित करती है। पर्याप्त वेंटिलेशन के अभाव में, यह आंतरिक तापमान को नामित वातावरणीय तापमान — आमतौर पर 40°C — से अधिक बढ़ा देता है, जिससे इन्सुलेशन की त्वरित आयु बढ़ती है और ट्रिप यूनिट में विचलन होता है।

वायु प्रवाह पथ के लंबवत स्थित स्विचगियर ऐसे मृत क्षेत्र बनाता है जहाँ ऊष्मा एकत्रित होती है। व्यवस्था में खंडों को इनटेक लौवर्स से एक्जॉस्ट फैन्स तक वायु प्रवाह के समानांतर स्थित करना चाहिए, तथा पीछे की ओर कम से कम 24 इंच की खाली जगह होनी चाहिए। गर्म जलवायु वाले क्षेत्रों में विद्युत घरों में बल प्रवाह वेंटिलेशन की आवश्यकता होती है, जिसका आकार स्विचगियर के ऊष्मा भार के अनुसार प्रति घंटा 10 वायु परिवर्तन के लिए निर्धारित किया जाना चाहिए।

कार्यात्मक व्यवस्था के सिद्धांत

फीडर समूहन और केबल प्रबंधन

लोड के स्थान के आधार पर स्विचगियर को समूहित करने से केबल की लंबाई, वोल्टेज ड्रॉप और ट्रे में भीड़ कम हो जाती है। एक रासायनिक संयंत्र के विद्युत घर में प्रक्रिया क्षेत्र के फीडर को प्रक्रिया-पक्ष के केबल निकास के निकट और उपयोगिता फीडर को उपयोगिता निकास के निकट स्थापित करना चाहिए। यह समूहीकरण भौतिक स्थान को अनदेखा करने वाली क्रमिक संख्या निर्दिष्टि की तुलना में औसत फीडर केबल लंबाई को 20 से 30 प्रतिशत तक कम कर देता है।

केबल प्रवेश और निकास को शुरू से ही डिज़ाइन किया जाना चाहिए। शीर्ष-प्रवेश स्विचगियर में बस संशोधन के बिना निचले भाग से फीड किए गए केबल्स को स्वीकार नहीं किया जा सकता है। केबल ट्रेंच के ऊपर हाउसकीपिंग पैड पर स्थापित निचले-प्रवेश स्विचगियर के लिए निर्माता के फुटप्रिंट और सिविल लेआउट के बीच सटीक समन्वय आवश्यक है — 100 मिलीमीटर का अंतर क्षेत्र में संशोधन को आवश्यक बना देता है, जिससे आर्क-प्रतिरोधी रेटिंग प्रभावित होती है।

भविष्य के विस्तार के प्रावधान

लेआउट में मौजूदा लाइन-अप के संलग्न कम से कम 20 प्रतिशत अतिरिक्त फीडर ब्रेकर्स के लिए स्थान का आरक्षण करना चाहिए। भविष्य के अनुभागों के लिए बस डक्ट कनेक्शन को प्रारंभिक खरीद के समय निर्दिष्ट किया जाना चाहिए — कारखाने द्वारा तैयार किए गए कनेक्शन बिंदुओं के बिना बस एक्सटेंशन जोड़ना काफी अधिक महंगा होता है।

एक व्यावहारिक उदाहरण: खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र के विद्युत कक्ष का पुनर्डिज़ाइन

नीदरलैंड्स में एक खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र में दो निर्माताओं के स्विचगियर का संचालन किया जाता था, जिन्हें 12 वर्ष पूर्व अलग-अलग समय पर स्थापित किया गया था। मूल लेआउट में नए स्विचगियर को पिछली दीवार के साथ केवल 18 इंच की स्पेस के साथ स्थापित किया गया था — जो कोड के अनुसार न्यूनतम आवश्यकता थी, लेकिन रखरखाव के लिए अपर्याप्त थी। जब 1,600-एम्पियर के मुख्य ब्रेकर की प्रतिस्थापना की आवश्यकता पड़ी, तो लिफ्टिंग कार्ट को संचालित करने के लिए पूरे अनुभाग को 14 घंटों तक डी-एनर्जाइज़ करना पड़ा।

संयंत्र ने पूर्ण 48 इंच की सामने की और 30 इंच की पिछली स्पष्टता के साथ लेआउट को पुनर्डिज़ाइन किया। चाइना इलेक्ट्रिकल ने योजनाबद्ध विस्तार के लिए समर्पित बस डक्ट कनेक्शन सहित नई स्विचगियर विन्यास की आपूर्ति की। सिग्नल हस्तक्षेप को दूर करने के लिए, जिससे कभी-कभार अवांछित ट्रिप होते थे, केबल ट्रे मार्गनिर्देशन को संशोधित किया गया ताकि शक्ति और नियंत्रण केबल्स को अलग किया जा सके। पुनर्व्यवस्था के कारण प्रमुख ब्रेकर के प्रतिस्थापन के लिए अप्रचालन समय प्रति इकाई 14 घंटे से घटाकर 4 घंटे कर दिया गया।

लेआउट सत्यापन और चालूकरण

फाउंडेशन डालने से पहले, फर्श मार्किंग टेप का उपयोग करके भौतिक मॉकअप से पुष्टि की जाती है कि स्पष्टता प्राप्त करना संभव है। प्रत्येक खंड में सामने और पीछे के पहुँच क्षेत्रों को चिह्नित किया जाना चाहिए, और दरवाज़े से प्रत्येक खंड तक का मार्ग रखरखाव कार्ट के साथ चलने योग्य होना चाहिए। स्थापना के बाद, डिज़ाइन लोड के 25, 50, 75 और 100 प्रतिशत पर अवरक्त इमेजिंग का उपयोग आधारभूत तापमान वृद्धि को स्थापित करने के लिए किया जाता है। वातावरण से 30°C से अधिक गर्म स्थानों का पता लगाना स्थापना की कमियों को इंगित करता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

स्विचगियर के सामने न्यूनतम स्पष्टता क्या आवश्यक है?

NEC 110.26 के अनुसार, 480-वोल्ट उपकरण के लिए 3 फीट और 4,160-वोल्ट उपकरण के लिए 4 फीट की आवश्यकता होती है। अधिकांश विन्यासों में, ब्रेकर निकालने के लिए रखरखाव पहुँच के लिए आमतौर पर 4.5 से 5 फीट की आवश्यकता होती है।

स्विचगियर लेआउट कैबल लागत को क्यों प्रभावित करता है?

फीडर समूहन, कैबल की औसत लंबाई को मनमाने व्यवस्था की तुलना में 20 से 30 प्रतिशत तक कम कर देता है। इष्टतम लेआउट से प्राप्त कैबल लागत बचत आमतौर पर पहले 10 फीडरों के भीतर इंजीनियरिंग अध्ययन लागत से अधिक हो जाती है।

स्विचगियर लेआउट में कितना विस्तार स्थान आरक्षित किया जाना चाहिए?

मौजूदा स्विचगियर के संलग्न कम से कम 20 प्रतिशत अतिरिक्त फीडर स्थितियाँ। बस एक्सटेंशन कनेक्शन बिंदुओं को प्रारंभिक खरीद के समय निर्दिष्ट किया जाना चाहिए, ताकि महंगे क्षेत्रीय संशोधनों से बचा जा सके।

क्या स्विचगियर अभिविन्यास शीतलन प्रदर्शन को प्रभावित करता है?

वायु प्रवाह के समानांतर स्थित स्विचगियर, लंबवत स्थिति की तुलना में अधिक प्रभावी ढंग से शीतलित होता है। गर्म जलवायु में, प्रति घंटा 10 वायु परिवर्तन के साथ बल द्वारा वेंटिलेशन के साथ न्यूनतम 24 इंच का पृष्ठ निर्धारित करना अनुशंसित है।

विद्युत घरों में सबसे आम लेआउट त्रुटि क्या है?

कोड की न्यूनतम आवश्यकताओं को पूरा करने के बावजूद रखरखाव के लिए पर्याप्त पहुँच नहीं होना। ब्रेकर्स को हटाने के लिए कोड द्वारा निर्धारित कार्य स्पष्टता से काफी अधिक स्थान की आवश्यकता होती है। चाइना इलेक्ट्रिकल ऐसे स्विचगियर कॉन्फ़िगरेशन के लिए मार्गदर्शन प्रदान करता है जिसमें कोड की न्यूनतम आवश्यकताओं से अधिक रखरखाव के लिए पहुँच का ध्यान रखा गया हो।

अलग-अलग वोल्टेज स्तर स्विचगियर के लेआउट को कैसे प्रभावित करते हैं?

मध्यम-वोल्टेज और निम्न-वोल्टेज स्विचगियर को कम से कम 6 फुट या अग्नि-प्रतिरोधी अवरोध द्वारा भौतिक रूप से अलग किया जाना चाहिए। वोल्टेज स्तरों के बीच केबल रूटिंग को नियंत्रण परिपथों में हस्तक्षेप उत्पन्न करने वाली समानांतर रन से बचना चाहिए।