पारंपरिक उप-केंद्रों के बुद्धिमान रूपांतरण को कैसे साकार किया जा सकता है?

पारंपरिक उप-केंद्रों के बुद्धिमान रूपांतरण को कैसे साकार किया जा सकता है?

दुनिया भर में हज़ारों उप-केंद्र अभी भी विद्युत चुम्बकीय रिले, बे-से-बे के बीच बिंदु-से-बिंदु तक जाने वाली तांबे की नियंत्रण केबलों और ऑपरेटरों द्वारा प्रति घंटे के दौरे के दौरान भरे जाने वाले कागज़ के लॉग शीट्स के साथ संचालित होते हैं। ये उप-केंद्र विश्वसनीय हैं, लेकिन वे अंधे भी हैं—वे अपनी स्वास्थ्य स्थिति की रिपोर्ट नहीं कर सकते, विफलताओं की भविष्यवाणी नहीं कर सकते और दूर से संचालित नहीं किए जा सकते। बुद्धिमान परिवर्तन इसे बिना आवश्यकता के पूर्ण नए निर्माण के बदल देता है।

बुद्धिमान प्रणाली: क्या अपग्रेड किया जाता है

एक बुद्धिमान उप-केंद्र परिवर्तन चार कार्यात्मक परतों को संबोधित करता है। प्रक्रिया परत एनालॉग संकेतों को उनके स्रोत पर डिजिटल करती है—पारंपरिक धारा ट्रांसफॉर्मरों और वोल्टेज ट्रांसफॉर्मरों को गैर-पारंपरिक उपकरण ट्रांसफॉर्मर (NCITs) से बदलकर, जो फाइबर के माध्यम से डिजिटल नमूना मान उत्पादित करते हैं। बे परत अलग-अलग सुरक्षा रिले को बुद्धिमान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों (IEDs) से बदलती है, जो कठोर तार युक्त द्विआधारी संकेतों के बजाय IEC 61850 GOOSE संदेशों के माध्यम से संचार करते हैं। स्टेशन परत कठोर तार युक्त नियंत्रण पैनल को SCADA प्रणाली और मानव-मशीन इंटरफ़ेस (HMI) प्रदर्शनों वाले ऑपरेटर कार्यस्थल से बदलती है। उद्यम परत उप-केंद्र को उपयोगिता के संपत्ति प्रबंधन, ऊर्जा प्रबंधन और स्थिति-आधारित रखरखाव प्लेटफ़ॉर्म से जोड़ती है।

एक चरणबद्ध परिवर्तन इन परतों को स्वतंत्र रूप से अपग्रेड कर सकता है। एक सबस्टेशन IED के बीच IEC 61850 स्टेशन बस संचार अपनाकर पारंपरिक उपकरण ट्रांसफॉर्मर्स को बनाए रख सकता है—इससे इंटर-बे संचार की गति में वृद्धि होती है और वायरिंग कम होती है, बिना प्राथमिक उपकरणों को छुए। इसके विपरीत, एक स्टेशन प्रक्रिया स्तर पर NCIT और मर्जिंग यूनिट्स स्थापित कर सकता है, जबकि मौजूदा सुरक्षा रिले (जिनमें एनालॉग इनपुट हैं) को बनाए रखा जा सकता है—इससे माप की सटीकता में सुधार होता है, बिना सुरक्षा योजनाओं को बदले।

IEC 61850: वह प्रोटोकॉल जो बुद्धिमत्ता को संभव बनाता है

पारंपरिक सबस्टेशन वायरिंग प्रत्येक उपकरण ट्रांसफॉर्मर से प्रत्येक रिले तक एक समर्पित तांबे के जोड़े को चलाती है जिसे उस माप की आवश्यकता होती है—एक तारकीय संरचना जो किलोमीटरों के केबल का उपयोग करती है और प्रत्येक टर्मिनल ब्लॉक पर विफलता के एकल बिंदु उत्पन्न करती है। IEC 61850 इसके स्थान पर एक फाइबर-ऑप्टिक नेटवर्क का उपयोग करता है, जहाँ नमूनाकृत मान और GOOSE ट्रिप संकेत समय-समन्वित ईथरनेट के माध्यम से एक ही भौतिक अवसंरचना को साझा करते हैं।

मुख्य इंजीनियरिंग लाभ मापनीय हैं। नियंत्रण भवन में केबल की मात्रा लगभग ६०–७०% कम हो जाती है। प्रत्येक बे के लिए शुरूआती स्थापना का समय सप्ताहों से घटकर कुछ दिनों में हो जाता है, क्योंकि फाइबर कनेक्शन की पुष्टि लिंक स्थिति एलईडी के माध्यम से की जाती है, न कि पारंपरिक रूप से बिंदु-से-बिंदु निरंतरता परीक्षण द्वारा। तथापि, सबसे बड़ा लाभ अंतर-कार्यक्षमता (इंटरऑपरेबिलिटी) है—एक निर्माता का सुरक्षा आईईडी दूसरे निर्माता के बे नियंत्रक के साथ एक मानकीकृत डेटा मॉडल का उपयोग करके संचार करता है, जिससे पारंपरिक उप-स्टेशन एकीकरण में प्रचलित प्रोटोकॉल गेटवे और विशिष्ट मैपिंग की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।

चरणबद्ध रूपांतरण मार्गदर्शिका

चरण एक में स्टेशन बस परत की स्थापना की जाती है: नियंत्रण कक्ष में इथरनेट स्विच लगाए जाते हैं, रिले को आईईसी ६१८५०-सक्षम आईईडी में अपग्रेड किया जाता है, और एससीएडीए एचएमआई को लागू किया जाता है। अब इस स्टेशन के स्थानीय और दूरस्थ निगरानी, घटना लॉगिंग और विक्षोभ रिकॉर्डिंग की सुविधा उपलब्ध है। एक सामान्य ६-बे वितरण उप-स्टेशन के लिए यह चरण ४–६ सप्ताह की अवधि में निर्धारित अवकाश के दौरान पूरा किया जा सकता है।

चरण दो प्रक्रिया बस परत को लागू करता है: स्विचयार्ड में मर्जिंग यूनिट्स स्थापित करना ताकि स्रोत पर ही एनालॉग संकेतों को डिजिटल किया जा सके, नियंत्रण भवन तक फाइबर लाइन बिछाना, और नमूना मूल्य स्ट्रीम को कॉन्फ़िगर करना। स्विचयार्ड और नियंत्रण कक्ष के बीच के तांबे के बहु-कोर केबल्स को बंद कर दिया जाता है। यह चरण अधिक हस्तक्षेपपूर्ण होता है और आमतौर पर प्राथमिक उपकरण प्रतिस्थापन चक्रों के साथ संरेखित होता है—पुराने सीटी और वीटी को उसी अवकाश के दौरान एनसीआईटी के साथ प्रतिस्थापित किया जाता है।

चरण तीन उन्नत अनुप्रयोगों को लागू करता है: स्विचगियर पर आंशिक डिस्चार्ज निगरानी, ट्रांसफॉर्मर पर घुले गैस विश्लेषण, कुंडली धारा संकेत विश्लेषण के माध्यम से सर्किट ब्रेकर की स्थिति निगरानी, और ओवरहेड फीडर्स पर गतिशील लाइन रेटिंग। ये स्थिति-आधारित रखरखाव उपकरण रखरखाव दर्शन को समय-आधारित से स्थिति-आधारित में स्थानांतरित करते हैं, जिससे उपकरण का जीवनकाल बढ़ता है और अनियोजित अवकाश कम होते हैं।

उदाहरण: वितरण उप-केंद्र को दूरस्थ संचालन की क्षमता प्राप्त होती है

अफ्रीका में एक क्षेत्रीय उपयोगिता कंपनी 14 अनमैन्ड 33/11 केवी उप-केंद्रों का संचालन करती थी, जहाँ दोष निदान के लिए एक तकनीशियन को भेजना आवश्यक था—जिसका औसत प्रतिक्रिया समय 2 घंटे था। उपयोगिता कंपनी ने छह प्राथमिकता वाले उप-केंद्रों पर चरणबद्ध बुद्धिमान परिवर्तन कार्यान्वित किया, जिसकी शुरुआत आईईसी 61850 आईईडी प्रतिस्थापन और एससीएडी एकीकरण के साथ हुई। चीन की एक एकीकृत विद्युत उपकरण आपूर्तिकर्ता द्वारा आपूर्ति किए गए नए प्रणाली ने सुरक्षा ट्रिप के 30 सेकंड के भीतर दूरस्थ दोष पहचान और क्षणिक दोषों के लिए दूरस्थ सर्किट ब्रेकर पुनः सम्बद्धन सक्षम कर दिया। औसत आउटेज अवधि 4.2 घंटे से घटकर 1.1 घंटे रह गई। पूंजी लागत को 18 महीनों के भीतर कम किए गए एसएआईडीआई दंडों के माध्यम से वसूल किया गया।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

क्या एक पारंपरिक एआईएस उप-केंद्र को प्राथमिक उपकरणों को प्रतिस्थापित किए बिना परिवर्तित किया जा सकता है?

हाँ। चरण एक के रूपांतरण में केवल द्वितीयक प्रणालियों—रिले, नियंत्रण पैनल और संचार नेटवर्क—को अद्यतन किया जाता है, जबकि मौजूदा सर्किट ब्रेकर, सीटी, वीटी और बसबार को अपरिवर्तित रखा जाता है। प्राथमिक उपकरणों को छुआ नहीं जाता, जिससे विद्युत आपूर्ति विच्छेद की अवधि और पूंजीगत लागत दोनों को न्यूनतम किया जाता है।

एक नए डिजिटल उप-केंद्र और एक पुनर्योजन के बीच लागत में क्या अंतर है?

एक भूरे क्षेत्र की बुद्धिमान पुनर्योजन की लागत, समकक्ष कार्यक्षमता वाले एक हरे क्षेत्र के डिजिटल उप-केंद्र की तुलना में आमतौर पर ४०–६०% होती है, क्योंकि प्राथमिक उपकरण, स्विचयार्ड के सिविल कार्य और भवन अवसंरचना का पुनः उपयोग किया जाता है।

आईईसी ६१८५० उप-केंद्र की विश्वसनीयता को कैसे बेहतर बनाता है?

फाइबर-ऑप्टिक संचार दोष के दौरान भू-संभावित उत्थान के जोखिमों को समाप्त कर देता है, एनालॉग सिग्नल केबलों पर विद्युतचुंबकीय हस्तक्षेप को दूर कर देता है और संचार नेटवर्क की निरंतर स्व-निगरानी को सक्षम करता है। विफल संबंध मिलीसेकंड में पहचाने जाते हैं, अगले निर्धारित रखरोट के दौरान नहीं।

बुद्धिमान उप-केंद्रों पर कौन से साइबर सुरक्षा उपाय लागू होते हैं?

आईईसी ६२३५१ आईईसी ६१८५० नेटवर्क के लिए प्रमाणीकरण, एन्क्रिप्शन और कुंजी प्रबंधन को परिभाषित करता है। स्टेशन बस का बाहरी नेटवर्क से भौतिक अलगाव, आईईडी पर भूमिका-आधारित अभिगम नियंत्रण और लॉग ऑडिटिंग न्यूनतम आवश्यकताएँ हैं। महत्वपूर्ण उप-केंद्रों में स्टेशन लैन की निगरानी करने वाले आक्रमण जासूसी प्रणाली (आईडीएस) को जोड़ा जाता है।

क्या विभिन्न निर्माताओं के आईईडी एक ही आईईसी ६१८५० उप-केंद्र में अंतर्क्रिया कर सकते हैं?

हाँ—जब दोनों निर्माताओं ने आईईसी ६१८५० संस्करण २ अनुरूपता परीक्षण के साथ अपनी अनुरूपता का प्रमाणन कराया हो। उप-केंद्र कॉन्फ़िगरेशन भाषा (एससीएल) फ़ाइल डेटा मॉडल विनिमय को मानकीकृत करती है। सिनोटेक ग्रुप जैसे आपूर्तिकर्ता अपनी उप-केंद्र एकीकरण सेवा के हिस्से के रूप में बहु-विक्रेता अंतर्क्रिया परीक्षण प्रदान करते हैं।

एक बुद्धिमान उप-केंद्र के लिए ऑपरेटरों को कौन सा प्रशिक्षण आवश्यक है?

ऑपरेटर्स को एचएमआई नेविगेशन, अलार्म स्वीकृति प्रक्रियाओं और दूरस्थ स्विचिंग प्रोटोकॉल पर प्रशिक्षण की आवश्यकता होती है—आमतौर पर अनुभवी सबस्टेशन के कर्मचारियों के लिए २–३ दिन। सुरक्षा इंजीनियर्स को आईईसी ६१८५० कॉन्फ़िगरेशन और विक्षोभ विश्लेषण पर गहन प्रशिक्षण की आवश्यकता होती है, जो आमतौर पर १–२ सप्ताह का होता है।