AC EMU पावर एवं सहायक परिपथ — वास्तविक टैप-चेंजर प्रणाली

विद्युत अभियांत्रिकी ईएमयू और मेमू / मेट्रो अध्याय 12/17 20 मिनट पठन स्रोत: सत्यापित स्रोत
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यह अध्याय एक पुरानी-पीढ़ी, टैप-चेंजर-नियंत्रित AC EMU (आधुनिक IGBT-आधारित थ्री-फेज़ EMU से भिन्न) के वास्तविक पावर एवं सहायक परिपथ का वर्णन करता है — सटीक छत-से-मोटर परिपथ पथ, नॉच-दर-नॉच टैप-चेंजर अनुक्रमण, एवं प्रत्येक सहायक उप-परिपथ।

छत उपकरण एवं ट्रांसफार्मर — वास्तविक परिपथ पथ

पेंटोग्राफ एयर-ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर (ABB) के माध्यम से 25kV केबल की छत बुशिंग से जुड़ता है, जिसके लाइव साइड पर अर्थ हेतु एक सर्ज डाइवर्टर है। छत पर लगे अर्थिंग स्विच में दो अर्थिंग ब्लेड हैं जो बंद स्थिति में ABB आइसोलेटर आर्म के दोनों ओर संपर्क करते हैं — पेंटोग्राफ एवं ट्रांसफार्मर प्राइमरी वाइंडिंग दोनों को एक साथ अर्थ करते हुए।

छत बुशिंग से 25kV केबल आपातकालीन चालन केबिन से गुज़रती है एवं एक अन्य बुशिंग के माध्यम से ट्रांसफार्मर में प्रवेश करती है, प्राइमरी वाइंडिंग से जुड़ते हुए। ट्रांसफार्मर का रिटर्न (सेकंडरी-साइड अर्थ पथ) सभी चार एक्सल की ट्रैक्शन मोटरों पर अर्थ ब्रश से जुड़े एक इंसुलेटेड केबल द्वारा बाहर लाया जाता है — ये अर्थ ब्रश मोटर फ्रेम से इंसुलेटेड हैं, ट्रांसफार्मर रिटर्न को उपकरण केस एवं अंडरफ्रेम की अर्थिंग से स्वतंत्र रखते हुए।

प्राइमरी ओवरलोड सुरक्षा एक करंट ट्रांसफार्मर के माध्यम से संचालित रिले का उपयोग करती है: प्राइमरी ओवरलोड रिले (OLP) अर्थ-फॉल्ट रिले (EFR) के साथ एक साझा इंटरलॉक एवं रीसेट कॉइल सेट वाले डबल-एलिमेंट रिले के रूप में संयुक्त है। किसी भी एलिमेंट के ट्रिप होने से ABB खुलता है; दोनों ट्रिप एलिमेंट में फ्लैग हैं जो दिखाते हैं कि किस रिले ने ट्रिप कारण बनाया — विद्युत रीसेट के बाद भी फ्लैग बना रहता है एवं मैन्युअल रूप से रीसेट किया जाना चाहिए।

वास्तविक पैरामीटरमान
Transformer secondary windingsTwo separate windings, each 350V
First-half tapped sectionDivided into 5 sections of 70V each
Surge-protection capacitors across secondaries to earth2 capacitors, 0.05 μF each
Winding-grouping switch contactsW1 (LV) / W2 (HV) — off-load operation only
Tap-changer contactorsT1 to T9
Reactor used for alternate-notch transitionsTL

नॉचिंग अनुक्रम के पहले आधे में, केवल सेकंडरी का टैप किया गया भाग उपयोग होता है; शेष नॉच हेतु दोनों खंड सीरीज़ में जुड़ते हैं। टैप-चेंजर कॉन्टैक्टर T1-T6 ट्रांसफार्मर टैपिंग से जुड़ते हैं एवं आवश्यक वोल्टेज चुनते हैं; T7 एवं T8 (रिएक्टर TL सहित) रिएक्टर के परिपथ में होने एवं न होने के साथ वैकल्पिक नॉच देते हैं — TL के साथ परिपथ में एक सीरीज़ प्रतिरोधक भी है, T9 बंद होने पर तुरंत काटा जाता है, परिसंचारी धारा कम करके खुलने वाले कॉन्टैक्टर पर ड्यूटी आसान करने हेतु। चयनित आउटपुट वोल्टेज ओवरलोड-रिले ट्रिप कॉइल OL5 एवं OL6 के माध्यम से मुख्य रेक्टिफायर यूनिट को फीड करता है।

ड्रॉपिंग रिएक्टर DL — वास्तविक 3 उद्देश्य

रिएक्टर DL उन सभी नॉच हेतु आउटपुट के साथ सीरीज़ में बैठता है जहां केवल सेकंडरी का टैप किया गया आधा भाग परिपथ में है। इसके तीन वास्तविक उद्देश्य: (1) कम टैप पर नॉचिंग वक्रों को तीव्र करना, नॉचिंग-धारा स्विंग कम करते हुए; (2) कम टैप पर ट्रांसफार्मर की शॉर्ट-सर्किट रिएक्टेंस बढ़ाना; (3) दो अतिरिक्त नॉच, 11 एवं 12, प्रदान करना।

मुख्य ट्रांसफार्मर पर दो तृतीयक वाइंडिंग क्रमशः AC सहायक मशीनों एवं DC लो-टेंशन परिपथों को फीड करती हैं।

टैप-चेंजर नॉच अनुक्रम — वास्तविक 23-नॉच संरचना

टैप चेंजर 23 वास्तविक नॉच से गुज़रता है, 4 मास्टर-कंट्रोलर स्थितियों से जुड़े। प्रत्येक नॉच के सटीक कॉन्टैक्टर संयोजन को सूचीबद्ध करने के बजाय, नीचे दिए गए संरचनात्मक स्थल समझने (एवं परीक्षा प्रयोजनों) हेतु सबसे महत्वपूर्ण हैं:

वास्तविक स्थल नॉचवास्तविक महत्व
Notch 1T1, T7, T9 closed — one 70V section (M3-M4) in circuit with reactor TL in series
Notch 2 — SHUNT notchT1, T8 closed — section M3-M4 direct. Moving the master controller handle to position I lets the equipment proceed automatically up to this notch.
Notch 10T5, T8 closed — full voltage of the tapped half (M3-M8) applied to rectifiers, DL still in series
Notch 11T6, T8, T9 closed — untapped half of winding (M1-M2) now in circuit with TL in series, but DL no longer in circuit
Notch 12 — HALF POWER connectionT6, T7 closed — untapped winding section to rectifier direct. Moving the master controller handle to position 2 (half power) lets notching proceed automatically up to this notch.
Notch 13Moving the handle beyond position 2 throws the winding-grouping switch from LV to HV (W1 opens, W2 closes); transition completes when T1 closes and T6 opens, then T9 closes — connecting the untapped winding plus one tapped section (M1-M4)
Notch 22 — FULL (PUT.I) POWER connectionT5, T8 closed — connecting the full secondary winding (M1-M8) direct. Selected by moving the master controller handle to position 3 (full power).
Notch 23 — WEAK FIELDMoving the handle to position 4 (weak field) closes the four field-weakening contactors F1-F4, giving the highest running speed.
वास्तविक संक्रमण तंत्र (मेक-बिफोर-ब्रेक)
  • विषम → सम नॉच (जैसे नॉच 1 → नॉच 2, T1/T7/T9 बंद होने पर): संक्रमण तब शुरू होता है जब T8 बंद होता है, रिएक्टर TL को शॉर्ट-सर्किट करते हुए। T7 एवं T9 फिर अगले संक्रमण की तैयारी में ऑफ-लोड खुलते हैं, नॉच-2 परिपथ सेट करते हुए (T1, T8 बंद)।
  • सम → विषम नॉच (जैसे नॉच 2 → नॉच 3): संक्रमण तब शुरू होता है जब T2 बंद होता है, (T1 एवं T8 के माध्यम से लोड धारा के अतिरिक्त) T2, रिएक्टर TL, एवं संक्रमण प्रतिरोधक (M39-M11) के माध्यम से एक परिसंचारी धारा सेट करते हुए। T1 फिर खुलता है, एवं संक्रमण T9 बंद होने पर पूर्ण होता है — यह संक्रमण प्रतिरोधक को शॉर्ट-सर्किट करता है, नॉच-3 परिपथ देते हुए (T2, T8, T9 बंद)।

ट्रांसफार्मर ओवरलोड सुरक्षा — OL5/OL6 वास्तविक तर्क

दो ओवरलोड रिले कॉइल OL5 एवं OL6 एक डबल-एलिमेंट ओवरलोड रिले बनाते हैं: OL5 रेक्टिफायर या मोटर परिपथों में दोष से प्रत्यक्ष ओवरलोड से बचाता है; OL6 चार टैप-चेंज कॉन्टैक्टर के एक साथ बंद होने से बचाता है (जैसे T1, T2, T7 एवं T8) — सामान्य इंटरलॉकिंग के अंतर्गत विद्युत रूप से असंभव, एवं केवल तभी पता लगाया जा सकता है यदि कोई कॉन्टैक्टर यांत्रिक रूप से विफल हो। OL5 या OL6 में से किसी के ट्रिप होने से ABB खुलता है।

रेक्टिफायर एवं ट्रैक्शन मोटर परिपथ

सिलिकॉन-रेक्टिफायर असेंबली में छह समानांतर ब्रिज परिपथ होते हैं, प्रत्येक ब्रिज अपने AC साइड पर फ्यूज़ द्वारा संरक्षित, रेक्टिफायर ब्रिजों को AC इनपुट के आर-पार एक सर्ज-अवशोषक कैपेसिटर एवं सीरीज़ प्रतिरोधक सहित। रेक्टिफायर आउटपुट एक स्मूथिंग रिएक्टर के माध्यम से मोटर परिपथों तक जाता है। चार ट्रैक्शन मोटर समानांतर व्यवस्थित हैं, चार मोटर कॉन्टैक्टर M1-M4 के माध्यम से जुड़े। प्रत्येक मोटर का अपना ओवरलोड रिले है जो ओवरलोड पर अपना मोटर कॉन्टैक्टर ट्रिप करता है; घूर्णन दिशा मोटर फील्ड-वाइंडिंग कनेक्शन उलटकर उलटी जाती है।

सुरक्षा विशेषतावास्तविक मान/कार्य
Current-limit relay (motors 1 & 3), normal setting625 A — controls automatic acceleration
Current-limit relay, reduced setting550 A — reduced immediately before the notch-10→11 transition, and again before weak field
Current-limit relay setting with any motor cut-out (via MCOS)450 A
Earth Fault Relay (EFR)Trips ABB on an earth fault anywhere in the motor circuit; carries a flag indicating a trip occurred
No-Volt Relay (NVR)Opens traction-circuit contactors on failure of line voltage

मोटर कट-आउट स्विच (MCOS) यूनिट को किसी एक मोटर के कटे होने, या मोटरों की एक पूरी बोगी-जोड़ी कटी होने के साथ संचालित होने देते हैं।

सहायक परिपथ — 266V AC एवं 141V AC

दो अलग वास्तविक सहायक परिपथ मौजूद हैं: नाममात्र 266V AC एवं 110V DC (141V AC परिपथ से फीड)। 266V AC परिपथ तृतीयक वाइंडिंग aux.2 से फीड होता है एवं स्टैटिक बैटरी चार्जर तथा इंडक्शन-मोटर-चालित सहायक मशीनों को फीड करता है: ऑइल पंप (OP), दो रेडिएटर फैन (KF1, KF2), एवं मुख्य रेक्टिफायर फैन (RF)। ये कैपेसिटर-स्टार्ट-एंड-रन सिंगल-फेज़ इंडक्शन मोटर हैं, प्रत्येक लाइव साइड पर अपने MCB फ्यूज़ द्वारा संरक्षित। एक नो-वोल्ट रिले (NVR) — एक ब्रिज-कनेक्टेड रेक्टिफायर से फेड DC रिले — 266V आपूर्ति के सीधे आर-पार बैठता है, ट्रांसफार्मर-लाइव विफलता का पता लगाते हुए; लाइन-वोल्टेज विफलता पर, NVR ड्रॉप आउट होता है एवं कॉन्टैक्ट NVR1/NVR2 के माध्यम से ट्रैक्शन परिपथ डिस्कनेक्ट करता है, अपने MCB द्वारा संरक्षित। Aux.2 वाइंडिंग वायरिंग दोषों से दो मुख्य फ्यूज़, AF1 एवं AF2, द्वारा संरक्षित है, ट्रांसफार्मर कनेक्शन चैंबर के भीतर।

141V AC परिपथ दूसरी तृतीयक वाइंडिंग, aux.1, से फीड होता है, एवं ट्रांसफार्मर कनेक्शन चैंबर के भीतर फ्यूज़ AF3/AF4 द्वारा संरक्षित। एक रेक्टिफायर-फेड रिले LTR यह सिद्ध करता है कि फ्यूज़ AF3/AF4 बरकरार हैं एवं aux.1 का वोल्टेज सहायक आपूर्ति रेक्टिफायर (ASR) तक पहुंचता है; LTR का परिपथ MCB द्वारा संरक्षित है। एक सर्ज-सप्रेशन कैपेसिटर सीरीज़ प्रतिरोधक सहित ASR इनपुट के आर-पार बैठता है।

कंप्रेसर, फैन एवं बैटरी परिपथ — वास्तविक ट्रेन-लाइन तारें

आपातकालीन लाइट, नियंत्रण आपूर्ति एवं मुख्य लाइट

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