उच्च वोल्टेज स्विचगियर: ग्रिड आधुनिकीकरण के लिए नवीनतम प्रौद्योगिकियाँ

SF6-मुक्त उच्च वोल्टेज स्विचगियर: सतत विकल्प जो विनियामक अनुपालन को सक्रिय कर रहे हैं

SF6 चरण-बाहर करने के पीछे विनियामक और पर्यावरणीय कारक

दुनिया भर में नियम-कानून कंपनियों को अपनी विद्युत प्रणालियों में सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) के उपयोग से दूर धकेल रहे हैं, क्योंकि यह गैस पृथ्वी के लिए बेहद हानिकारक है। हम ऐसी गैस की बात कर रहे हैं जो सामान्य कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में वातावरण को 23,500 गुना अधिक गर्म करती है। यूरोपीय संघ ने हाल ही में अपने एफ-गैस (F-Gas) नियमों को अद्यतन किया है और चाहता है कि 2030 तक सभी नए उच्च वोल्टेज उपकरणों में SF6 के पूर्णतः उपयोग पर प्रतिबंध लगा दिया जाए। और क्या सोचिए? पंद्रह से अधिक अन्य देश भी इसी तरह के कानूनों पर काम कर रहे हैं। यह नियामक दबाव उन कई निगमों के हरित अभियानों के साथ भी संरेखित है, जिन्होंने जलवायु परिवर्तन के खिलाफ कार्रवाई करने की घोषणा की है। लगभग आठ में से दस ऊर्जा उपयोगिता कंपनियाँ पहले ही SF6 के विकल्पों की खोज कर रही हैं, ताकि नियमों के उल्लंघन पर लगने वाले भारी जुर्मानों से बचा जा सके (पोनेमॉन संस्थान के पिछले वर्ष के शोध के अनुसार, कुछ विशेषज्ञों का मानना है कि प्रत्येक घटना के लिए जुर्माना 740,000 अमेरिकी डॉलर तक हो सकता है)। सिर्फ पर्यावरणीय दृष्टिकोण से सोचिए: एक टन रिसाव के कारण निकली गई SF6 गैस का प्रदूषण उतना ही होता है जितना कि पचास कारों द्वारा एक पूरे वर्ष में उत्पादित किया जाता है। इसलिए, जलवायु परिवर्तन के प्रति अपने प्रभाव को कम करने की वास्तविक चिंता रखने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए, पर्यावरण-अनुकूल स्विचगियर समाधानों को खोजना पूर्णतः आवश्यक है।

आधुनिक उच्च वोल्टेज स्विचगियर में ठोस-विद्युतरोधी और शुद्ध वायु डाइइलेक्ट्रिक प्रौद्योगिकियाँ

दो सिद्ध, व्यावसायिक रूप से तैनात प्रौद्योगिकियाँ SF6 को बिना प्रदर्शन कम किए हटा देती हैं:

ठोस इन्सुलेटेड प्रणालियों में, कंडक्टर्स को पूरी तरह से वैक्यूम कास्ट पॉलिमर सामग्री में लपेटा जाता है। यह डिज़ाइन गैस रिसाव के किसी भी संभावित अवसर को समाप्त कर देता है और 40 किलोएम्पियर से अधिक के दोष धाराओं को संभाल सकता है। शुद्ध वायु विकल्पों के लिए, निर्माता सामान्य वायुमंडलीय गैसों को फ्लुओरोकीटोन्स नामक कुछ चीज़ों के साथ मिलाते हैं। ये मिश्रण अत्यधिक उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक मज़बूत इन्सुलेशन गुण प्रदान करते हैं, जिससे उपकरण 420 केवी जैसे उच्चतम वोल्टेज पर भी विश्वसनीय रूप से काम कर सकते हैं। जब कंपनियाँ पारंपरिक SF6 गैस आधारित प्रणालियों के बजाय इन शुद्ध वायु प्रणालियों पर स्विच करती हैं, तो वे आमतौर पर प्रति वर्ष लगभग 200 टन कार्बन समकक्ष उत्सर्जन की बचत करती हैं। वित्तीय लाभ भी महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि दोनों दृष्टिकोण पूरे जीवनकाल में रखरखाव के खर्च को लगभग 30% तक कम कर देते हैं। यह इसलिए होता है क्योंकि जटिल गैस प्रबंधन कार्यों—जैसे निरंतर रिसाव की जाँच या उपयोग की गई SF6 गैस को पुनः प्राप्त करना—की कोई आवश्यकता नहीं होती, जिससे लंबे समय में समय और धन की बचत होती है।

शहरी यूरोपीय ग्रिड में वास्तविक दुनिया का उपयोग

पूरे यूरोप में, बड़े शहर वास्तविक दुनिया की सेटिंग्स में अपने कदमों से एसएफ 6 मुक्त स्विचगियर लगा रहे हैं जहां जगह तंग है और मांगें अधिक हैं। उदाहरण के लिए लंदन को ही लें। शहर ने ब्लू जीआईएस प्रौद्योगिकी को लागू किया है जो वित्तीय जिले के 132 केवी ग्रिड में आवश्यक सबस्टेशनों को बिजली देने के लिए फ्लोरोकेटोन को हवा के साथ जोड़ती है। यह दिलचस्प क्यों है? वे सभी SF6 उत्सर्जन को समाप्त करने में कामयाब रहे हैं सेवा में कोई व्यवधान के बिना बिल्कुल। इस बीच बर्लिन में, स्थानीय अधिकारियों ने एयरप्लस सिस्टम स्थापित किए हैं जो जर्मनी में टीए लुफ्ट के सख्त नियमों को पूरा करते हैं। ये सेटअप न केवल पर्यावरण मानकों का अनुपालन करते हैं बल्कि लगभग आधे से सबस्टेशन की जगह की जरूरतों को भी कम करते हैं। दोनों परियोजनाएं 500 मेगावाट प्रति वर्ग किलोमीटर से अधिक प्रभावशाली भार घनत्व को संभालती हैं। बड़ी तस्वीर को देखते हुए, ऑपरेटरों का अनुमान है कि इन साइटों से 20 वर्षों में कुल बचत में लगभग 1.2 मिलियन डॉलर की बचत होगी। यह आंकड़ा कई कारकों से आता है जिसमें कार्बन कर दंड से बचने, रखरखाव कार्य पर कम खर्च करना और प्रतिस्थापन आवश्यक होने से पहले उपकरणों से अधिक माइलेज प्राप्त करना शामिल है।

डिजिटलीकृत उच्च वोल्टेज स्विचगियर: भविष्यवाणी आधारित रखरखाव और ग्रिड लचीलापन को सक्षम बनाना

विफलता की लागत: कैसे अनियोजित आउटेज डिजिटल अपनाने को तेज करते हैं

पोनेमन इंस्टीट्यूट की पिछले साल की रिपोर्ट के अनुसार उपयोगिता कंपनियों के लिए अनियोजित आउटेज की औसत लागत लगभग $740k प्रत्येक बार चलती है। इस संख्या में टूटने वाली चीजों को ठीक करने से लेकर जुर्माना भरने, बिजली की कमी के कारण ग्राहकों को मुआवजा देने और सेवा में रुकावट के दौरान उनके द्वारा खोए गए सभी धन का निपटारा करने तक सब कुछ शामिल है। पुराने उपकरण अभी भी मुख्य कारणों में से एक हैं कि हम विभिन्न उद्योगों में इस तरह की श्रृंखला प्रतिक्रिया विफलताओं को देखते हैं, जो व्यापार संचालन और सामुदायिक सुरक्षा दोनों को खतरे में डालते हैं। इस कारण से, कई कंपनियां अब केवल भविष्य कहनेवाला प्रौद्योगिकियों पर विचार नहीं कर रही हैं; वे उन में भारी निवेश कर रहे हैं। ये प्रणालियाँ रखरखाव व्यय को लगभग 25 से 30 प्रतिशत तक कम कर सकती हैं जब पारंपरिक दृष्टिकोणों की तुलना में जहां समस्याएं होने के बाद ठीक हो जाती हैं। इसके अलावा, वे कुछ मामलों में लगभग आधे अप्रत्याशित शटडाउन को कम करने में मदद करते हैं। पूरे क्षेत्र में, वास्तविक समय डेटा एकत्र करने वाले सेंसर से लैस स्मार्ट स्विच स्थापित करने की ओर एक ध्यान देने योग्य बदलाव आया है। इससे नियामकों द्वारा निर्धारित प्रणाली लचीलापन के लिए तेजी से सख्त आवश्यकताओं को पूरा करते हुए ग्रिड की स्थिरता सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।

आईओटी सेंसर, एज एनालिटिक्स और उच्च वोल्टेज स्विचगियर प्रणालियों में डिजिटल ट्विन्स

आज के उच्च वोल्टेज स्विचगियर में IoT सेंसर लगे होते हैं, जो तापमान परिवर्तन, आंशिक डिस्चार्ज घटनाएँ, यांत्रिक घिसावट के स्थान, और यहाँ तक कि SF6 प्रणाली का उपयोग न करने पर भी गैस घनत्व के स्तर सहित विभिन्न प्रकार के पैरामीटर्स पर नज़र रखते हैं। ये एज एनालिटिक्स डेटा का विश्लेषण स्वयं उपकरण के स्थान पर ही करते हैं, जिसका अर्थ है कि असामान्यताओं का पता लगाने में लगभग तुरंत समय लगता है और धीमी क्लाउड प्रोसेसिंग की प्रतीक्षा किए बिना ही वास्तविक समय में ट्रिपिंग के निर्णय लिए जाते हैं। डिजिटल ट्विन्स भी यहाँ एक और गेम-चेंजर हैं। वे वास्तविक भौतिकी के सिद्धांतों के आधार पर वास्तविक उपकरणों की आभासी प्रतियाँ तैयार करते हैं। रखरखाव दल इन प्रतियों पर सिमुलेशन चलाकर ऊष्मा के कैसे बढ़ने का, दोषों के कहाँ फैलने का, या लोड के पूरे प्रणाली में कैसे पुनः वितरित होने का अध्ययन कर सकते हैं—और यह सब कुछ किसी भी चीज़ के वास्तविक संचालन से काफी पहले। फिर वे इन मॉडलों द्वारा घटकों के समय के साथ घिसावट के बारे में किए गए पूर्वानुमानों के आधार पर अपने रखरखाव योजनाओं को समायोजित करते हैं। परिणाम? अधिकांश मामलों में उपकरणों का जीवनकाल लगभग ४०% तक बढ़ जाता है, दोषों का निवारण पारंपरिक विधियों की तुलना में लगभग ४०% तेज़ी से किया जाता है, और ग्रिड शारीरिक क्षति से लेकर साइबर हमलों तक के खिलाफ काफी अधिक मज़बूत हो जाते हैं।

शहरी ग्रिड और ग्रिड-उन्नयन प्रौद्योगिकियों के लिए संकुचित गैस-निरोधित स्विचगियर (GIS)

भूमि-प्रतिबंधित शहरों में स्थान-कुशल GIS अपनाने के प्रवृत्तियाँ

गतिशील लाइन रेटिंग और अनुकूलनशील सुरक्षा योजनाओं के लिए GIS के रूप में सक्षमकर्ता

आज के जीआईएस (GIS) प्लेटफॉर्म केवल स्थान का कुशलतापूर्ण प्रबंधन ही नहीं करते, बल्कि वे ग्रिड एन्हैंसमेंट टेक्नोलॉजी (GETs) के लिए वास्तव में आधार भी प्रदान करते हैं। ये प्रणालियाँ सेंसर्स के लिए तैयार सील किए गए कम्पार्टमेंट्स के साथ आती हैं, जिससे डायनामिक लाइन रेटिंग (DLR) प्रणालियों के लिए आवश्यक विस्तृत संचालन डेटा को एकत्र करने वाले छोटे-छोटे आईओटी (IoT) उपकरणों को स्थापित करना आसान हो जाता है। जब ये DLR प्रणालियाँ वास्तविक समय में कंडक्टर के तापमान को वर्तमान मौसमी स्थितियों और वायु वेग के साथ संयोजित करती हैं, तो वे कोई नई भूमि अधिकार या अतिरिक्त उपकरणों की आवश्यकता के बिना ट्रांसमिशन क्षमता में 15 से 30 प्रतिशत तक की वृद्धि कर सकती हैं। एक और बड़ा लाभ यह है कि GIS स्मार्ट सुरक्षा तंत्र को भी समर्थन प्रदान करता है। जब भी नेटवर्क के विन्यास में परिवर्तन होते हैं—जैसे फीडर्स को पुनर्व्यवस्थित किया जाता है या कहीं अप्रत्याशित रूप से DER द्वीप (DER islands) बन जाते हैं—तो रिले स्वतः ही अपने आप को समायोजित कर लेते हैं। इससे दोष निवारण के समय में पुरानी स्थिर प्रणालियों की तुलना में काफी कमी आती है, जो स्थिति के अनुसार लगभग 40% के आसपास हो सकती है। यहाँ हम देख रहे हैं कि GIS स्वयं को एक सिर्फ उपकरणों को संग्रहित करने वाली प्रणाली से एक वास्तविक कार्यशील घोड़े (वर्कहॉर्स) में बदल रहा है, जो ग्रिड स्थिरता बनाए रखने में सहायता करता है और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के सुग्लास समावेशन के लिए द्वार खोलता है।

सामान्य प्रश्न

विद्युत प्रणालियों में SF6 को क्यों चरणबद्ध रूप से हटाया जा रहा है?

SF6 को इसकी अत्यधिक उच्च वैश्विक ऊष्मीयता क्षमता (GWP) के कारण चरणबद्ध रूप से हटाया जा रहा है, जो कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में 23,500 गुना अधिक है। पर्यावरणीय क्षति को रोकने के लिए अधिक स्थायी विकल्पों की ओर बढ़ने के लिए विनियमन दबाव डाल रहे हैं।

उच्च वोल्टेज स्विचगियर में SF6 को कौन-कौन सी प्रौद्योगिकियाँ प्रतिस्थापित कर रही हैं?

SF6 को प्रतिस्थापित करने वाली दो प्रमुख प्रौद्योगिकियाँ हैं: ठोस-इन्सुलेटेड प्रणालियाँ और क्लीन-एयर डाइइलेक्ट्रिक प्रणालियाँ, जिन दोनों का पर्यावरण पर काफी कम प्रभाव पड़ता है।

पूर्वानुमानात्मक रखरखाव प्रणालियाँ उपयोगिता कंपनियों को किन लाभ प्रदान करती हैं?

पूर्वानुमानात्मक रखरखाव प्रणालियाँ रखरखाव लागत को 25 से 30 प्रतिशत तक कम कर देती हैं और अप्रत्याशित बंद होने से बचाने में सहायता करती हैं, जिससे ग्रिड की विश्वसनीयता और संचालन दक्षता में सुधार होता है।

आधुनिक विद्युत ग्रिड में GIS की क्या भूमिका है?

GIS स्थान का कुशल प्रबंधन करने में सहायता करता है, गतिशील लाइन रेटिंग को समर्थन देता है और स्मार्ट सुरक्षा योजनाओं को सक्षम करता है, जिससे ग्रिड की स्थिरता और अनुकूलन क्षमता में वृद्धि होती है, विशेष रूप से शहरी क्षेत्रों में।