वीज निर्मिती ते वीज वापरकर्त्यांपर्यंत पोहचे पर्यंत विद्युत उपकेंद्र हे महत्वाची भूमिका बजावत असतात. कमी विद्युत दाबाचे जास्त विद्युत दाबामध्ये रूपांतर करून आणि जास्त विद्युत दाबाचे कमी विद्युत दाबात रूपांतर करून वीज पुढे पाठविण्याचे काम विद्युत उपकेंद्राचे असते. ह्याप्रमाणे पुढे जाणाऱ्या विजेवर नियंत्रण ठेवणे, तसेच आलेल्या व गेलेल्या विजेचे मोजमाप करण्याचे काम सुद्धा येथे होत असते. उपकेंद्राला वीज वितरण प्रणाली चा हृदय म्हटले तरी काही हरकत नाही.
विद्युत दाब कमी किंवा जास्त करण्यासावरून उपकेंद्राचे दोन प्रकार आहेत.
- स्टेप अप सबस्टेशन
- स्टेप डाउन सबस्टेशन
स्टेप अप उपकेंद्र म्हणजे काय?
ज्या उपकेंद्रामध्ये कमी व्होल्टेज चे रूपांतर जास्त व्होल्टेज मध्ये करून पुढे वीज पुरवठा केला जातो अश्या उपकेंद्रांना स्टेप अप उपकेंद्र असे म्हणतात. साधारणतः Genrating Stations च्या ठिकाणी स्टेप अप उपकेंद्र असतात. जेथे 11kv चे उच्च व्होल्टेज मध्ये रूपांतर करून वीज पुरवठा पुढे ट्रान्समीट केला जातो.
स्टेप डाउन उपकेंद्र म्हणजे काय?
ज्या उपकेंद्रामध्ये जास्त व्होल्टेज चे कमी व्होल्टेज मध्ये रूपांतर करून वीज पुरवठा पुढे केला जातो. आशा उपकेंद्रांना स्टेप डाउन उपकेंद्र म्हणतात.
साधारण लोड सेंटर च्या मध्य भागी अश्या उपकेंद्रांची निर्मिती केली जाते. जास्त व्होल्टेज कमी करून वेगवेगळ्या फीडर्स (सर्किट) मार्फत वीज पुरवठा वेगवेगळ्या भागांना किंवा उपकेंद्रांना केला जातो.
स्वीचिंग स्टेशन म्हणजे काय?
ज्या उपकेंद्रामध्ये आलेला विद्युत पुरवठा आहे त्याच विद्युत दाबाने (व्होल्टेज ने) पुढे पाठविला जातो. ज्या ठिकाणी फक्त वीज पुरवठ्याचे नियंत्रित व मोजमाप केले जाते व्होल्टेज कमी किंवा जास्त केले जात नाही. आशा उपकेंद्रांना स्वीचिंग स्टेशन असे म्हणतात.
उपकेंद्र मधील उपकरणे
स्वीच गिअर
इन डोअर ब्रेकर यंत्रणेस स्वीचगिअर असे म्हणतात. 11 के. व्ही. कंट्रोल पॅनल्समधे इनडोअर 11 के. व्ही. सर्किट ब्रेकर्स, बसबार, सी.टी. बसविलेल्या असतात. सर्व पॅनल्स लेव्हलमधे बसवलेले असतात जर त्याची लेव्हल चुकली तर त्याचा परिणाम सर्किट ब्रेकरच्या ऑपरेशन्सवर होतो.
पॅनलमधे कोठेही फट नसते, त्याच प्रमाणे ज्या ठिकाणाहून पॉवर केबल्स व कंट्रोल केबल्स पॅनलमधे शिरतात ती भोळे पुर्णपणे बंद केलेली असतात अन्यथा उंदीर, पाली आत जाऊन फॉल्ट होण्याची शक्यता असते. पावर केबल बॉक्स व पॅनल यांना चांगले अर्थिंग
केलेले असते. अर्थ रेझिस्टंस 2 Ohm पेक्षा जास्त नसतो.
आयसोलेटर्स आणि अर्थ स्वीच व इंटरलॉकींग
आयसोलेटर्स
वीज पुरवठा अलग करण्यासाठी सब स्टेशनमधे आयसोलेटर्स असतात. आयसोलेटर ला गॅंग ऑपरेटिंग स्विच (G.O.D.) सुद्धा म्हणतात. परंतू आयसोलेटर्स कधीही लोडवर ऑपरेट करावयाचे नसतात हा आयसोलेटर्स ऑपरेट करताना पाळावयाचा सर्वात महत्वाचा नियम आहे. जर आयसोलेटर्स ऑफ करावयाचा असल्यास प्रथम सर्किट ब्रेकर ऑफ करून लोड कट करावा व नंतर आयसोलेटर ऑफ करावा. आयसोलेटर्ससाठी जी इंशुलेटेर्स वापरलेली असतात त्यांची विरोध शक्ती लाईनवरील इंशुलेटर्सपेक्षा जास्त असते. त्याचे मुख्य कारण असे की, लाईनवर होणाऱ्या
कोणत्याही दोषांचा परीणाम सब स्टेशनमधील साधने व उपकरणे ह्यावर जास्त होतो. त्यामुळे सबस्टेशनमधील आयसोलेटर्स लवकर खराब होण्याची शक्यता असते. त्याचप्रमाणे आकाशातून लाईनवर पडणाऱ्या विजेचा प्रवाह हा सब स्टेशनपर्यंत येऊन पोहोचतो. त्यामुळे
काही क्षणापुरता का होईना परंतू तो विज प्रवाह व विद्युत दाब सब स्टेशनमधील आयसोलेटर्स पर्यंत येतोच. त्यामुळे आयसोलेटर्स खराब होऊ नयेत अशा प्रकारे त्यांची रचना व निमिर्ती केलेली असते. 33 के.व्ही आयसोलेटर्स हे सब स्टेशनमधे जमिनी पासून 3500 मिली मिटर उंचीवर बसविलेले असतात. (जमिनीपासून कंडक्टर जंपर पर्यंतचे अंतर)
आयसोलेटर्स किती प्रकारचे असतात?
आयसोलेटर्स दोन प्रकारचे असतात.
- सिंगल ब्रेक आयसोलेटर्स
- डबलब्रेक आयसोलेटर्स
सिंगल ब्रेक आयसोलेटर्स पेक्षा डबल ब्रेक आयसोलेटर्स नेहमी चांगले. कारण त्यामधे विज पूरवठा दोन्ही बाजूने खंडीत करण्याची व्यवस्था असते. त्यामुळे मेल व फिमेल कॉन्टक्टमधे स्पार्किंग कमी होते. तसेच त्याची लोड कॅरींग कपॅसिटी सुध्दा जास्त असते. म्हणून सब स्टेशनमधील लोड पाहून कोणत्या प्रकारचे आयसोलेटर बसवायचे ते ठरविले जाते. आयसोलेटेर्स बंद किंवा चालू करण्यासाठी नेमून दिलेला क्रम (डेफिनेट सिक्वेन्स) पाळणे अत्यंत महत्वाचे आहे. अनुभवावरून असे आढळून आले आहे की, स्विचींग ऑपरेशन्समधे
झालेल्या चुका ह्या संबंधीत ऑपरेटरनी डेफीनेट सिक्वेन्स न पाळल्यामुळे झालेल्या आहेत. हे खालील उदाहरणावरून कळते.
- आयसोलेटर लोडवर ओपन करणे.
- काम पुर्ण झाल्यावर पूर्वी केलेले अर्थिंग न काढता लाईन चालू करणे.
- चुकीचा सर्किट ब्रेकर ऑफ करून आयसोलेटर्स ओपन करणे.
आयसोलेटर्स चालू व बंद करण्याचे मूलभूत नियम
- स्विचिंग ऑपरेशन्स ही फक्त योग्य व लायक (ऑथराइज्ड, कॉम्पीटंट) माणसानेच करावयास पाहिजे.
- ११ के. व्ही. वरील सब स्टेशनमधे सर्व स्वीर्चीग ऑपरेशन्स दोन माणसांनी करावयास पाहिजे.
- एक माणूस स्विचींग ऑपरेशन्स करित असता दूसऱ्या माणसाने ऑपरेशन्स बरोबर करीत आहे किंवा नाही हे पहावयाचे असते. सुपरवाईज करणारा इसम हा ऑपरेशन्स करणाऱ्या इसभापेक्षा वरच्या दर्जाचा असणे चांगले.
- मेटल क्लॅड स्विचगिअर मधले सर्किट ब्रेकर, एकच ट्रान्सफॉर्मर असलेले सबस्टेशन आणि ज्या ठिकाणी ११ के.व्ही. व्होल्टेज पेक्षा जास्त व्होल्टेज नाही अशा ठिकाणचे स्वि्चींग ऑपरेशन्स एकाच परंतु योग्य व लायक माणसाने केले तरी चालेल. सबस्टेशन मधील आयसोलेटर्स हे फक्त ब्रेकरने, लोड करंट तोडल्यानंतर ऑपरेट करावी. कारण ब्रेकर प्रमाणे आयसोलेटर्समधे आर्क कंट्रोल डिव्हाईस नसतो.
खालील कामासाठी आयसोलेटर्सचा कधीही वापर करू नये :
- एका बस वरून दुसऱ्या बसवर लोड बदलण्याकरीता.
- सर्कीट ब्रेकर क्लोज असतांना बस क्लोज किंवा ओपन करण्याकरीता, आयसोलेटर्स ऑन किंवा ऑफ करताना रबरी हातमोजे हे जरूर वापरावे तसेच वेळोवेळी तपासून पहावेत.
आयसोलेटरचे मेंटेनन्स कसे करावे?
आयसोलेटरचे मेंटेनन्स करतेवेळी योग्य क्रम अनुसरून वीज पुरवठा बंद करावा. त्यानंतर अर्थीग करूनच मेंटेनन्स करावे,
- आयसोलेटर वरिल धुळ कचरा इ. सर्व स्वच्छ करावे.
- मेल – फिमेल कॉन्टॅक्ट पॉलीश पेपरने घासुन घ्यावेत व स्वच्छ करावे, त्यांचे स्प्रींग वगैरे बरोबर आहेत की नाही ते बघून ते घट्ट बसतात की नाही ते पहावे. जंपर्सचे कनेक्शन घट्ट असावेत.
- इन्सुलेटर कुठे क्रॅक झालेत का, फुटले का ते बघावे, जरूर वाटल्यास बदलून घ्यावेत.
- ऑपरेशन ऑन ऑफ बरोबर होतात की नाही ते बघावे, अलाईनमेंट नसल्यास करून घ्यावी.
- सर्व कान्टॅक्टसना पेट्रोलियम जेली लावावी. फिरणाऱ्या भागांना ग्रीस/ऑइल द्यावे व ऑपरेशन सहज (स्मूथ) होईल ते बघावे.
उपकेंद्रातील अर्थस्वीच चे कार्य
बऱ्याच सबस्टेशनमधे लाईन आयसोलेटर बरोबर अर्थस्वीच बसविलेले असतात सदर लाईन अर्थ करणारी पाती आयसोलेटर्सच्या पात्यांच्या दुसऱ्या बाजूस बसविलेली असतात. त्या मधे ज्या बाजूची लाईन आयसोलेट होते त्याच बाजूला अथींग करण्याची सोय अशा प्रकारच्या स्विचमुळे होते. ही अर्थ ब्लेडस्‌ ऑफ असलेल्या टर्मिनलसना जोडली जातात. त्याने ऑफ असलेल्या लाईनला अथींग केले जाते. परंतू अशा प्रकारचे स्वीच रिंगफिडिंग किंवा बॅकफिडिंग होणाऱ्या फिडर्सना कधीही बसवायचे नसतात.
आयसोलेटर इंटरलॉकींग सिस्टीम म्हणजे काय?
ई. एच. व्ही. मेजर सबस्टेशनचे आयसोलटर्सना इंटरलॉकींग करण्याची सोय केलेली असते. त्याचा हेतू असा की कोणताही आयसोलेटर हा लोडवर चुकूनसुद्धा ऑफ करता येवू नये किंवा ब्रेकर ऑफ केल्याशिवाय आयसोलेटर ऑफ करता येऊ नये. इंटर लॉकींग सिस्टिम मध्ये ऑयसोलेटर्सच्या लीव्हरमधे एक प्लॅजर बसविलेला असतो. तो डी. सी. सप्लायवर काम करतो. काही ठिकाणी आयसोलेटरची (किल्ली) चावी असते. सी.वी. ऑफ होत नाही तोपर्यंत ही चावी बाहेर काढता येत नाही म्हणजेच आयसोलेटर ऑफ करता येत नाही. काही सबस्टेशन मधे आयसोलेटरचे व अर्थ स्विचचे हॅंडल निराळे असते व आयसोलेटर ऑफ केल्याशिवाय चावी बाहेर निघत नाही व अर्थ स्विच ऑन करता येत नाही. आयसोलेटरची अलाईनमेंट व्यवरथीत पाहिजे, तिन्ही पाती सारखीच आत बसली पाहिजेत तसेच बाहेर आली पाहिजेत हॅडलची उंची योग्य तितकीच असावी.
उपकेंद्रात पॉवर केबल वापरतांना घ्यावयाची काळजी
- 33/11 के.व्ही. ट्रान्सफॉर्मरमध्ये 11 के.व्ही. साईडच्या पॅनलला येणाऱ्या केबल्स योग्य साईजच्या आहेत याची खात्री करून घ्यावी. अन्यथा केबल फॉल्ट होणे, केबल वितळणे, गरम होणे इंशुलेशन लिक होणे इ. गोष्टी घडतील. केबलच्या साईज प्रमाणे त्यावर लोड दिला पाहिजे.
- केबल टाकत असतांना ती केबल ट्रेंचमधून टाकत असतात तेव्हा केबलला मार लागणार नाही याची खात्री करून काळजीपूर्वक केबल टाकव्यात.
- एकाच ट्रेंचमधून अनेक केबल्स जात असतील तर त्या केबलची करंट कॅरींग कपॅसीटी कमी होते हे लक्षात ठेवावे.
- केबल लग्ज योग्य पद्धतीने जोडले पाहीजे व टाईट केले पाहीजे अन्यथा उष्णता निर्माण होऊन कॉन्टॅक्ट तुटतील व त्यामुळे फॉल्ट होण्याची शक्यता असते.
- केबल इंशुलेशन वितळत असेल तर योग्य ती कारवाई करावी.
उपकेंद्राच्या कंट्रोल केबल्स
कंट्रोल केबल्स ह्या रिलेज, अँमीटर्स, व्होल्ट मीटर्स, फ्रिक्वेंसी मीटर्स इ. साठी सप्लाय मध्यम म्हणून वापरतात.
ह्या केबल्स मल्टिकोअर असतात व सर्किट ब्रेकर सारख्या इतर उपकरणांना कंट्रोल रूममधून ऑपरेट करण्यासाठी लागणारे सिग्नल वाहून नेण्यासाठी वापरतात. कंट्रोल केबल्स सुध्दा ट्रेंचमधूनच येतात.
उपकेंद्रात होणारे करोना लॉस म्हणजे काय?
जेव्हा दोन बेअर कंडक्टर हवेमधून पॉवर वाहून नेत असतात तेव्हा दोन कंडक्टरमध्ये विशिष्ट अंतर ठेवणे आवश्यक असते. अंतर जर कमी झाले तर नेहमी करोना प्रक्रिया आपणाला दिसेल व त्या करोना पासून लाईनवर दुष्परिणाम होतात.
समजा दोन कंडक्टर हे जवळून जात आहेत. दोन कंडक्टरमधील अंतर हे, कंडक्टरच्या मानाने व्यासाच्या कमी आहे. तर त्या कंडक्टरच्या पृष्ठभागाची हवा ही कंडक्टर होते. त्यावेळी चर-चर असा आवाज होतो व व हिच गोष्ट जर अंधारात म्हणजे रात्रीच्या वेळी घडत असेल तर निळसर जांभळी ज्योत (बर्शन गॅस सारखी) कंडक्टर भोवती दिसून येते याच वेळी ओझोन या वायुचा एक विशिष्ट प्रकारचा वासा देखील येतो. या प्रक्रियेलाच ‘“करोना’* असे म्हणतात. व ही प्रक्रिया हवेच्या विघटनामुळे (आयोनायझेशन) घडते. असे ज्या विशीष्ट कमीत कमी व्होल्टजला ही प्रक्रिया घडते त्यास डिस्‌परटिव्ह क्रिटीकल व्होल्टेज असे म्हणतात. ज्या ठिकाणी निळसर ज्योत ही जास्त तेजस्वी दिसत असेल तेथील कंडक्टरचा पृष्ठभाग हा खडखडीत किंवा स्वच्छ नाही असे समजावयास हरकत नाही.
करोना प्रक्रिया कशी ओळखावी?
करोना प्रक्रिया ही खालील गोष्टींवरून स्पष्टपणे ओळखता येते.
- कंडक्टरच्या पृष्ठभागाभोवती निळसर जांभळी ज्योत दिसते.
- चरचर (Hissing) असा आवाज येतो.
- ओझोन वायूचा वास येतो.
- निळसर जांभळी ज्योत ही कंडक्टर खडबडीत आणि स्वच्छ नसेल त्या भागात जास्त प्रखर असते.
- जर इलेक्टिक सर्किटमधे वॅट मिटर लावले तर वॅट मिटर रीडींग दाखविते, त्या वरून करोना प्रक्रीयेमुळे पावर लॉस होतो हे सिध्द होते.
- करोना मुळे हार्मोनिक करंट निर्माण झाल्यामुळे चार्जिंग करंट वाढतो.
करोना प्रक्रियेत नेमकं काय घडत?
करोना हा खालील प्रकीयेमुळे घडतो. हवेत काही फ्री इलेक्ट्रॉनस असतात. जेंव्हा २ कंडक्टर्स मधील व्होल्टेज ग्रेडियंट वाढत जाते तेंव्हा ह्या फ्री इलेक्ट्रॉन्सना वेग येतो. असा याप्रमाणे विशिष्ट वेग आल्यानंतर ईलेक्ट्रान हे कमी गतीमान असलेल्या मोलेक्युलवर जावून आदळतात व त्यामुळे त्या मोलीक्युल मधील काही इलेक्ट्रॉन बाहेर पडतात (फ्री होतात) हे इलेक्ट्रॉन पुन्हा
काही मोलेक्युलला धक्का देवून त्यातून काही इलेक्ट्रॉन फ्री होतात. ही अशी क्रिया सारखी सूरू होते. जेंव्हा कंडक्टर पृष्ठभागा जवळची हवा फ्री इलेक्ट्रानने संपृक्त होते तेंव्हा हवेचा इंशुलेटींग गुणधर्म हा निघून जातो व हवा कंडक्टिंग होते. यास करोना प्रक्रिया म्हणतात. हवेत जर पाण्याची वाफ जास्त असेल तर हवा लवकर संपृक्त होते व त्यामुळे लवकर करोना ईफेक्ट होतो. पावसाळयात हवेमधे आर्द्रता जास्त असते त्यामुळे करोना दिसू शकतो. 400 के. व्ही. लाईनचे व्होल्टेज अती उच असल्यामुळे त्या लाइनवर करोना जास्त दिसतो.
विद्युत क्षेत्रात करोना प्रक्रियेचे चे दुष्परिणाम
करोनामधे पॉवर लॉस होत असल्यामुळे तो टाळला पाहिजे. त्यासाठी कंडक्टर मधील अंतर वाढवीले पाहीजे. तसेच कंडक्टर जास्तीत जास्त गुळगुळीत ठेवणे आवश्यक आहे. आणि स्वच्छ ठेवणे तसेच कंडक्टरचा व्यास वाढविणे किंवा बंडल कंडक्टर वापरणे ही करोना वरील उपाय होय.
पॉवर कॅपॅसिटर्सची आवश्यकता आणि जोडणी
वीजेवर चालणाऱ्या मोटर्स वापरणाऱ्या (औद्योगीक किंवा शेतीसाठी विद्युत पंप वापरणाऱ्या) प्रत्येक विद्युत ग्राहकाने “पॉवर फॅक्टर “0.90″ इतका कमीत कमी राखला पाहिजे असा वीज वितरण कंपनीचा नियम असतो.
म्हणून विज वितरण विद्युत मोटारीसाठी विज वापरणाऱ्या ग्राहकांनी कपॅसीटर बसविलाच पाहिजे अशी सक्ती केलेली असते. साधारणपणे विद्युत मोटारींचा पॉवर फॅक्टर 0.5 ते 0.6 इतका असतो. कपॅसीटर बसविल्यामुळे पॉवर फॅक्टर सुधारतो.
विद्युत मोटरचा फुल लोड करंट (विद्युत प्रवाह) साधारणपणे त्या मोटरच्या क्षमतेच्या (हॉर्स पॉवरच्या) दीडपट असतो. ह्याचाच अर्थ असा की दहा हॉर्स पॉवरच्या मोटरचा फुल लोड करंट 15 अम्पीअर असतो परंतू जर आपण सदर मोटरचे विद्युत मंडळामध्ये (सर्कीटमधे) योग्य क्षमतैचा कॅपॅसिटर जोडला तर तीच मोटर फुल लोडवर चालत असतांना १५ अँम्पीयर ऐवजी 15 अम्पीयर इतकाच करंट (विद्युत प्रवाह) घेईल असे आढळून येईल.
म्हणजे कॅपॅसिटर जोडल्याबरोबर मोटर सुमारे 3 अँम्पीयर करंट कमी घेते. म्हणजे कमी करंट वाहून नेण्याची क्षमता असलेली केबल वापरली तरी चालू शकेल. ह्याच प्रमाणे ट्रान्सफॉर्मरचे उदा. देता येईल. समजा एक 100 KVA क्षमतेचा डिस्ट्रीब्युशन ट्रान्सफॉर्मर आहे. त्याचा फूललोड रेटेड करंट समजा 150 अँम्पीयर आहे.
म्हणजे सदर ट्रान्सफॉर्मरवर 100 (एच.पी.) हॉर्सपॉवर इतका लोड देता येईल. परंतू जर सदर मोटरच्या विद्युत मंडलात आपण योग्य क्षमतेचे पावर कॅपेसिटर जोडला तर तीच मोटर 150 अँम्पीयर ऐवजी 120 अम्पीयर करंट (विद्युत प्रवाह) घेईल. म्हणजे ट्रान्सफॉर्मरवर 30 अँम्पीयर करंट लोड कमी राहिल.
तेंव्हा सदर ट्रान्सफॉर्मरची क्षमता न वाढविता त्यास आपण 20 हॉर्सपॉवर जास्तीचा लोड सुरक्षितपणे देऊ शकू, अशा प्रकारे कॅपॅसीटर जोडल्यामुळे वीज कंपनीचा फायदा होऊ शकतो, ओहम च्या सिद्धांतानुसार जसजसा लाईनवरील लोड वाढत जातो. (लाईनचा विद्युत प्रवाह वाढतो) तसतसा लाईनचा विद्युतदाब (व्होल्टेज) कमी होत जातो. (म्हणजेच व्होल्टेज ड्रॉप वाढून व्होल्टेज कमी कमी होत जाते.) अशावेळी विद्युत कंपनीमधे (सर्कीट मधे) कॅपॅसीटर्स जोडून लाईनवरील लोड तितकाच राहून विद्युत प्रवाह (करंट) मात्र कमी होतो. त्यामुळे विद्युत
दाबामधे सुधारणा होऊन लाईनचा विद्युत दाब (व्होल्टेज) वाढतो. त्यामुळे वीज ग्राहकांना योग्य प्रमाणात विद्युतदाब मिळण्यास मदत होते.
पॉवर कॅपॅसिटर्स किती प्रकारचे असतात?
कॅपॅसिटर्स दोन प्रकारचे असतात.
- एल. टी. कॅपॅसीटर्स
- एच.टी. कॅपॅसीटर्स
एल. टी. कॅपॅसीटर्स
एल.टी. कॅपॅसिटर्स 440 व्होल्ट दाबाचे असतात. ते विद्युत मोटारीच्या मंडळामध्ये पॅरललमधे जोडलेले असतात. विज मंडळात एच.टी. कॅपॅसिटर्स सर्वसाधारणपणे 11 के. व्ही दाबाचे असून ते 33 के.व्ही./11 के.व्ही. सब स्टेशनमधे सी. बी. चे सहाय्याने पॅनलच्या बसला जोडलेले असतात. कॅपॅसिटर्सचा वीज पुरवठ बंद केल्यावर लगेच त्यास स्पर्श केला तर शॉक बसतो. कारण कॅपॅसिटरमधे स्टॅटीक चार्ज निर्माण झालेला असतो, म्हणून केंव्हाही कॅपॅसिटर्सवर काम करावयाचे असल्यास वीजप्रवाह बंद करून प्रथम कॅपॅसीटर्स डिसचार्ज रॉडच्या सहाय्याने प्रथम डिसचार्ज करून घेतले पाहीजे हे नेहमी लक्षांत ठेवावे.
पॉवर कॅपॅसीटर बँक मध्ये रिस्युडीअल व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर का वापरला जातो? | आर. व्ही. टी. म्हणजे काय?
सब स्टेशनमधून बाहेर जाणाऱ्या 11 के. व्ही. लाईनचा पॉवर फॅक्टर सुधारण्यासाठी कपॅसीटर बँक बसविलेल्या असतात. एका बँक मधे साधारणपणे प्रत्येक फेज मध्ये चार ह्याप्रमाणे एकूण बारा कॅपॅसिटर बसविलेले असून प्रत्येक कॅपॅसीटरसाठी वेगळा फ्युज बसवलेला असतो. एखाद्या कपॅसीटर युनीटमधे दोष निर्माण झाल्यास धोका होऊ नये म्हणून सदर संपुर्ण बॅक ट्रीप करण्यासाठी आर. व्ही. टी.चा उपयोग होतो.
रिस्युडीअल व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर (आर.टी.सी. ची कार्यपद्धत)
आकृतीत दाखविल्या प्रमाणे आर.व्ही.टी. ची वाइंडींगची रचना असून सर्वसाधारण A व B ह्या टर्मीनलमधून केबल जोडून कंट्रोलरूम मधील न्युट्रल व्होल्टस डिसप्लेंसमेंट रिलेला ही केबल जोडलेली असते. ज्यावेळेस तीन्ही फेज मधील कॅपॅसीटर सारखेच असतील त्यावेळेस A व B मधील व्होल्टेज शून्य असते. एखाद्या कॅपॅसीटरचा फ्युज गेल्यास ह्या टर्मीनलमधे व्होल्टेज येऊन रीले ऑपरेट होतो व ब्रेकर ट्रीप होतो. सदर वेळी संपूर्ण कॅपॅसीटर बॅकची तपासणी करणे जरूरी असते.
रिस्ट्रीक्टेड अर्थ फॉल्ट सी. टी.
हा सर्वसाधारण करंट ट्रान्सफॉर्मरच्या तत्वावर हा करंट ट्रान्सफॉर्मर कार्य करतो. ही सी.टी. पावर ट्रान्सफॉर्मरच्या न्युट्रलला बसविलेला असून ट्रान्सफॉर्मरच्या कंट्रोल पॅनलमधे रिस्ट्रीक्टेड अर्थ फॉल्ट रिलेला जोडलेला असतो. ट्रान्सफॉर्मरच्या आंत काहीही इलेक्ट्रीकल दोष निर्माण झाल्यावर सी. टी. मधून प्रवाह वाहतो. व त्यामुळे आर. ई. एफ. रिले ऑपरेट होऊन ट्रान्सफॉर्मर ट्रीप होतो.
काही ट्रान्सफॉर्मर मधे हा सी. टी. ट्रान्सफॉर्मरच्या आतच न्युट्रल लीड वर बसविलेला असतो.
कपॅसीटर बँक हाताळतांना घ्यावयाची विशेष काळजी
सबर्टेशनचा पॉवर फॅक्टर सुधारण्यासाठी कपॅसीटर्स वापरले जातात. कपॅसीटरचा गुणधर्म चार्ज जमा करून ठेवण्याचा असल्यामुळे कपॅसीटर बँक हाताळतांना अत्यंत काळजी घ्यावयास पाहीजे. न्युट्रल व्होल्टेज डिसप्लेसमेंट रिलेमुळे जेंव्हा कपॅसीटरला विद्युत पुरवठा
करणारा ब्रेकर ट्रीप होतो. त्यावेळेस कपॅसीटर बॅकमधे काही दोष निर्माण झाला आहे असे समजावे व अशा वेळेस संपूर्ण कपॅसीटर बँकची तपासणी करणे जरूरी असते. परमीट घेतल्यानंतर प्रथम कपॅसीटर बॅकचा आयसोलेटर ओपन करून कपॅसीटर बँकला अर्थींग रॉड/डिसचार्ज रॉड लावून कपॅसीटर बँक डिसचार्ज करावी, कपॅसीटर बॅकची केबल डिसचार्ज करावी, प्रत्येक कपॅसीटर युनीट दुसऱ्या डिसचार्ज रॉडने परत डिसचार्ज करावे व अथींग रॉड/शॉटींग रॉड लावलेल्या स्थितीतच कपॅसीटर बँक वर काम करावे.
इंशुलेशन रेझीरट्स चेक करण्यासाठी मेगर वापरला तर मेगरिंग झाल्यानंतर केबल व कपॅसीटर डिसाचार्ज केल्याशिवाय त्यावर हात लावू नये. कपॅसीटर बँकच्या ब्रेकरचे काही काम करावयाचे असल्यास अगोदर कपॅसीटर ब्रेकर बंद करून कॅपॅसीटर बँकेचे आयसोलेटर ओपन करून कॅपॅसीटर ब्रेकर जवळ केबल बॉक्स जवळ शॉटींग केल्यानंतरच फाम करावे.
विद्युत उपकेंद्राचे आकाशातील वीजेपासून संरक्षण
आकाशातील वीज कशी निर्माण होते?
वातावरणातील सुर्य किरणामुळे हवेतील निरनिराळया वायुंचे पृथफ़रण होऊन हवे मध्ये (+Ve) आणि (-Ve) धन आणि क्रण चार्ज निर्माण होतो. पावसाळयामधे आकाशातील काही ढग (+Ve) चार्ज होतात तर काही ढग (-Ve) चार्ज होतात. हे ढग जमीनीवरील वस्तुच्या उंच टॉवर्स किंवा उंच इमारती ह्यांचे सानिध्यात आल्यास त्या वस्तुमध्ये इंडक्शनद्वारे विरूध्द प्रकारचा चार्ज निर्माण होतो (इंडयुस्ड होतो) पावसाळयामधे हवा ओलसर असते. त्यामुळे चार्ज झालेले ढग सदर उंच वरतूंच्या जवळ आल्यास स्पार्क सुरू होतो, ह्यालाच लाइटनिंग किंवा वीज पडणे असे म्हणतात. धन आणि क्रण चार्ज झालेले ढग एकमेकांच्या जवळ आल्यास त्यामधे स्पार्क निर्माण होतो. ह्यालाच आपण आकाशात वीज चमकली असे म्हणतो.
आकाशातील वीज थेट विद्युत उपकेंद्रापर्यंत कशी येते?
दिवसेंदिवस विद्युत निर्मिती व विद्युत वितरण जास्त प्रमाणात होत असल्यामुळे जिकडे तिकडे तारांचे जाळे पसरलेले आहेच, उंचउंच टॉवर्स विद्युत वाहिन्या ह्यांना आकाशातून पडणाऱ्या विजेमुळे फार गंभीर धोका संभवतो. वीजवाहक लाईनवर वीज पडल्यास सदर लाईनमधे हाय व्होल्टेज निर्माण होतो (आकाशातून पडणाऱ्या वीजेचे व्होल्टेज 10,000 व्होल्टेज पासून 400,000 व्होल्टेज पर्यंत असू शकते.) व ते लाईनचे दोन्ही बाजूकडे वाहू लागते व शेवटी हा अती हाय व्होल्टेज सब स्टेशन पर्यंत येतो.
आकाशातील विजेमुळे विद्युत उपकेंद्रातील कोण कोणत्या उपकरणांचे नुकसान होऊ शकते?
अतिशय हाय व्होल्टेज लहरिंमुळे विद्युत उपकेंद्रातील खालील विद्युत उपकरणे व साधने यांना नुकसान होऊ शकतो.
- ट्रान्समिशन लाईनच्या इंशुलेटर्स स्ट्रींग्ज.
- सब स्टेशनमधील सी.टी.पी.टी. उपकरणे.
- सर्किट ब्रेकरचे बुशींग.
- पॉवर ट्रान्सफॉर्मर बुशींग्ज
- पॉवर ट्रान्सफॉर्मरचे एच.टी.व एल.टी. वाईडिंग कॉइल्स
- आयसोलेटर्स व बसबार
आकाशातील विजेच्या अतीउच्च दाबाच्या लहरीमुळे विद्युत उपकेंद्रातील उपकरणांचे संरक्षण कसे केले जाते?
खलील साधनांचा वापर करून आकाशातील विजेपासून उपकेंद्रातील उपकरणांचे सौरक्षण केले जाऊ शकते.
- आकींग हॉर्न
- वीज निवारक
- अर्थशिल्ड
- लाईटर्निंग अरेस्टर
आकींग हॉर्न
सदर आकिंग हॉर्न्स, टॉवर लाईनच्या इंशुलेटर्स स्ट्रींगज, सी.टी. पी.टी., सर्कीट ब्रेकर्स आणि ट्रान्सफॉर्मरचे बुशींग्ज इत्यादींना लावलेले असते. सदर दोन आकिंग हॉर्नच्या मधील गॅप अशा प्रकारे ठेवलेले असते की नॉर्मल रेटेड व्होल्टेज असताना सदर गॅप मधून वीज प्रवाह वहात नाही. परंतू ज्यावेळी नॉर्मल रेटेड व्होल्टेज पेक्षा जास्त व्होल्टेज लाईनवर निर्माण होते त्यावेळी सदर हाय व्होल्टेज, करंट हॉर्न गॅपमधून (काही प्रमाणात) जमिनीकडे निघून जातो. नॉर्मल व्होल्टेजच्या 5 ते 10 पट व्होल्टेज वाढल्यास हॉर्नगॅप मधे स्पार्क होतो. हॉर्न गॅपचे दुसरे टोक जमिनीला जोडलेले असल्यामुळे त्यावाटे जादा दाब जमिनीकडे निघून जातो व बुशींग्जच्या इंशुलेटर्सवर त्याचा परिणाम होत नाही.
वीज निवारक
उंच इमारतीवर ज्याप्रमाणे पंच धातूचे विद्युत निवारक बसविलेले असतात त्याच प्रकारचे वीज निवारक सब स्टेशनमधे बसवितात. सदर निवारकामुळे दोन फायदे होतात. एक म्हणजे इमारत किंवा सब स्टेशनवर पडणारी वीज निवारकातून जमिनित जाते. त्यामुळे सबस्टेशनला धोका पोहोचत नाही. दुसरे म्हणजे वातावरणात निर्माण होणाऱ्या चार्जच्या विरूध्द प्रकारचा चार्ज निर्माण होऊन किंवा स्टॅटीक चार्ज डिसचार्ज करण्यात येतो.
अर्थशिल्ड
सब स्टेशनमधे सर्व गॅट्री व टॉवर्सचे वरचे टोक अर्थ वायरने एकमेकांना जोडलेली असतात व एक प्रकारची अर्थ वायरची जाळीच सब स्टेशनवर बसविलेली असते. तिचा उपयोग ढाली प्रमाणे होतो. म्हणून तिला अर्थ शिल्ड असे म्हणतात. ह्या अर्थ शिल्डला पक्के मजबूत अथींग करावी लागते व अर्थ रेझीस्टंस २ ओहोम पेक्षा जास्त नसला पाहिजे.
लाईटर्निंग अरेस्टर
आकाशातून पडलेल्या विजेपासून उपकरणांचे सौरक्षण लाईटनिंग अरेस्टर्स बसवून सुध्दा करता येते. लाईटनिंग अरेस्टर्स तीन प्रकारचे असतात.
- स्टेशन टाईप
- लाईन टाईप
- डिस्ट्रीब्युशन टाईप.
हे प्रकार लाईटनिंग अरेस्टरचे करंट वाहून नेण्याचे क्षमतेप्रमाणे पाडलेले आहेत.
लाईटनिंग अरेस्टर्स
वातावरणात निर्माण होणाऱ्या +ve आणि -ve चार्जमुळे वीज निर्माण होते व त्याचा परिणाम सबस्टेशन व वीज वाहक तारांवर होतो. ह्या वीजेचे दोन प्रकार आहेत.
- डायरेक्ट स्ट्रोक
- इनडायरेक्ट स्ट्रोक्स्‌
डायरेक्ट स्ट्रोक्स पासून सब स्टेशनचे सौरक्षण करण्यासाठी ओव्हरहेड अर्थिंग शिल्ड तसेच ओव्हरहेड स्पाईकस् किंवा वीज निवारक यांचा वापर करतात. परंतू इनडायरेक्ट स्ट्रोक्स तसेच लाईटनिंगमुळे आपल्या लाईनवर निर्माण होणाऱ्या ” ट्रॅव्हलिंग वेव्हज” पासून सौरक्षण करण्यासाठी लाईनवर आणि सबस्टेशनमधे लाईटनिंग अरेस्टर्स बसवितात. त्यांना सर्ज डिव्हायडर असे सुध्दा म्हणतात.
लाईटनिंग अरेस्टर्सचे वापरण्याचे पध्दतीप्रमाणे परत तीन प्रकार पडतात. ते खालील प्रमाणे आहेत.
- सबस्टेशन टाईप – _ ५०००ते १०,००० अम्पीयर क्षमता
- लाईन टाईप – २५००ते५००० अँम्पीयर क्षमता
- डिस्ट्रीब्युशन टाईप – ५००ते२५०० अम्पीयर क्षमता
लाईटनिंगचा परिणाम सगळयात जास्त प्रखरपणे सब स्टेशनवर होतो. म्हणून सबस्टेशनमधे जास्त वीज प्रवाह वाहून नेण्याची क्षमता असलेले लाईटनिंग अरेस्टर्स बसवितात. त्याचे खालोखाल ट्रान्समिशनन्स लाईन्सचा क्रमांक आहे व सर्वात कमी परिणाम एल. टी. डिस्ट्रीब्युशन्स लाईन्सवर होतो. म्हणून डिस्ट्रिब्युशन टाईपचे लाईटनिंग अरेस्टर्सची वीज प्रवाह वाहून नेण्याची क्षमता सर्वात कमी असते. एकवेळ सब स्टेशन टाईप लाईटनिंग अरेस्टर लाईनवर वापरले तर चालेल परंतू लाइन टाईप लाईटनिंग अरेस्टर सब स्टेशन्समधे बसवू नयेत हे नेहमी लक्षांत ठेवले पाहिजे.
लाईटनिंग अरेस्टर ची रचना कशी असते? | लायटनिंग अरेस्टर कशाप्रकारे काम करतो?
ह्यामधे एक पोर्सिलीनचे उभे इंशुलेटर असते. त्याचे वरील व खालील बाजूस मेटल कॅप असून आतमधे पाणी जाणार नाही अशा प्रकारे ते घट्ट बसविलेले असते. ह्याचे वरचे फेज वायर जोडण्यासाठी नटबोल्ट बसविलेला असून खालचे बाजूस अर्थ वायर जोडण्यासाठी दूसरा एक नटबोल्ट ठेवलेला असतो, फेजवायर व अर्थ वायर ह्या लग्ज भरून टाईट करावयाच्या असतात. दोन्ही ठिकाणी लुज कनेक्शन राहणार नाही ह्याची खबरदारी घेतली जाते. इंशुलेटर्सचे आतमधे इलेक्ट्रोड असुन त्यात आकृतीत दाखविल्या प्रमाणे एअर गॅप्स ठेवलेल्या असतात. खालचा इलेक्ट्रोड व नट बोल्ट ह्यामधे मेट्रोसील किंवा थायराईट धातुच्या पावडरच्या चकत्या बसविलेल्या असतात. हा धातू एक प्रकारचा हाय रेझिस्टंस असतो. ह्या धातुचे वैशिष्ट असे की, जसजसा वीज दाब वाढतो तसेतसे ह्याचा रेझिस्टंस एकदम कमी होतो, त्यामुळे ज्यावेळी नॉर्मल परिस्थिती असते तेंव्हा हा धातू विरोधक म्हणून कार्य करतो व वीज दाब वाढला (ठराविक प्रमाणापेक्षा) की हाच धातू कंडक्टर म्हणून काम करतो. ही कृती औटोमॅटिक घडते म्हणून या लाईटनींग अरेस्टरला ऑटोव्हॉल्व असे ही म्हणतात. ह्यातील मेट्रोसील/ थायराईट धातू हा व्हॉल्वप्रमाणे काम करतो. हाय व्होल्टेजमुळे एअर गॅप मधील हवा आयोनाईज्ड होते व करंट थायराईट धातू पर्यंत जातो. त्याने ह्या धातूचा विरोध एकदम कमी होतो व तो चांगल्या प्रकारचा कंडक्टर बनतो. व त्यातून लायटनिंग मुळे निर्माण झालेला ज्यादा करंट जमिनीकडे जात राहतो. परंतु व्होल्टेज पूर्वीप्रमाणे नॉर्मल झाले की हाच नॉन लिनीयर धातू चांगल्या प्रकारचा विरोधक बनतो व वीज प्रवाहाचा मार्ग बंद करतो. अश्याप्रकारे आकाशातील विजेपासून विद्युत उपकेंद्रातील उओकरणांचे लायटनिंग अरेस्टर च्या साहाय्याने सौरक्षण केले जाते.