भारत सरकारद्वारा २००० च्या दशकात जलदगतीने विद्युत शक्तीचा विकास व सुधारणा (APDRP – Accelerated Power Development & Reforms) तसेच पुनर्रचित जलदगतीने विद्युत शक्तीचा विकास व सुधारणा (R-APDRP – Restructured Accelerated Power Development & Reforms) या दोन योजना अंमलात आल्या. विद्युत वितरण संस्थाची आर्थिक स्थिती सुधारणे हे या योजनांचे प्रमुख उद्दिष्ट होते. यासोबतच या योजनांची आणखी काही उद्दिष्टे पुढीलप्रमाणे होत : (१) विद्युत पुरवठ्याची गुणवत्ता आणि विश्वासार्हता सुधारणे आणि (२) विद्युत शक्तीची हानी कमी करणे.
उच्च–व्होल्टता वितरण पद्धती : सदर उद्दिष्टे साध्य करण्यासाठी वितरण व्यवस्थेमध्ये बदल सुचविण्यात आले. कमी दाबाच्या वितरण व्यवस्थेत लांब पल्ल्याच्या वाहकामुळे विद्युत शक्तीची हानी होते. त्याचप्रमाणे वीज चोरी होण्याची शक्यता जास्त असते, तसेच रोहित्रापासून दूर अंतरावर असणाऱ्या ग्राहकास पूर्ण दाबानुसार विद्युत शक्ती उपलब्ध होत नाही. यासाठी वितरण व्यवस्था कमी दाबाऐवजी शक्य तेवढी मध्यम दाबाने (१२ kV) करावी आणि उपयुक्ततेच्या ठिकाणी (Utility point) रोहित्राद्वारे दाब कमी करून वापरात आणावी, असे सुचविण्यात आले. या प्रणालीस उच्च–व्होल्टता वितरण पद्धती (High-Voltage Distribution System, HVDS) असे म्हणतात.
शहरामध्ये मध्यम दाबाची (११ kV) वर्तुळाकार वितरण व्यवस्था (Ring Distribution) असते. विद्युत वितरणासाठी ११ kV / ४१५ V गुणोत्तराचे अनेक अवरोहित्र बसविलेले असतात. त्या अवरोहित्रास विद्युत पुरवठा मध्यम दाबाच्या मंडल खंडक व मंडल विभाजक यांच्या संयुक्त जोडणीने केला जातो. याला वर्तुळाकार वितरण मुख्य नियंत्रक असे म्हणतात.
वर्तुळाकार वितरण मुख्य नियंत्रकाची रचना : या प्रकारच्या नियंत्रकात प्रवाह खंडित करण्याची क्षमता असणारे (Load break switches) दोन विभाजक वितरण मंडळाच्या दोन बाजूला जोडलेले असतात आणि ते पर्यायाने भिन्न उपकेंद्रास जोडलेले असतात. एक मंडल खंडक वितरणासाठी ११ kV / ४१५ V गुणोत्तराचे अवरोहित्रास जोडला जातो.
तत्त्वत: रचना एकरेखीय आ. १ मध्ये दाखविली आहे. प्रवाह खंडित करण्यासाठी वापरले जाणारे विभाजक व खंडक सल्फर हेक्झाफ्ल्युओराइड (SF6) या विद्युत विरोधक वातावरणात बसवलेले असतात, त्यामुळे नियंत्रकाचे आकारमान कमी होऊन शहरी उपयोगासाठी पूरक ठरते. तसेच सर्व भाग बंदिस्त असल्याने सतत देखभाल करण्याची अधिक आवश्यकता भासत नाही. खंडक, विभाजक यांची चालक यंत्रणा सल्फर हेक्झाफ्ल्युओराइड वातावरणाच्या बाहेर अलग ठेवली जाते.
मंडल खंडकासाठी निर्वात वातावरणाच्या खंडकाचासुध्दा (Vacuum Breaker) उपयोग केला जातो. प्रवाह खंडन करण्याची क्षमता असलेल्या विभाजकांसाठी निर्वात नलिका (Vacuum Tube) वापरली जाते. त्याचबरोबर मंडल सुरक्षा (Protection Relays) यंत्रणा देखील बसवलेली असते.
कार्य : वर्तुळाकार वितरण व्यवस्थेमध्ये जोडलेले विभाजक रोहित्रास विद्युत पुरवठा करण्याचे कार्य करतात. एकावेळी एकाच विभाजकातून / उपकेंद्रातून विद्युत पुरवठा केला जातो. दुसऱ्या बाजूकडील यंत्रणा राखीव स्वरूपात उपलब्ध असते. पुरवठा करणाऱ्या भागात / उपकेंद्रात काही कारणाने बिघाड झाल्यास दुसऱ्या बाजूने पुरवठा करता येतो. अशा रीतीने आपत्कालीन परिस्थितीत एका स्रोताकडून दुसरीकडे मानवी हस्तक्षेपाने किंवा स्वयंचलित यंत्रणेने बदल होऊ शकतो. आवश्यकतेनुसार अशा प्रकारे निर्मिती केली जाते. यामुळे ग्राहकाचा विद्युत पुरवठा खंडित होत नाही. चालक यंत्रणेमध्ये एकावेळी एकच विभाजक रोहित्रास वीज पुरवठा करेल अशी तरतूद केलेली असते.
मूल्यांकन पद्धती : विद्युत वितरण संस्थेला विद्युत नियामक आयोगाकडे नियमितपणे काही मापदंडांचे अहवाल द्यावे लागतात. त्यांपैकी वीज पुरवठ्यातील खंडांच्या सरासरी कालावधीचा निर्देशांक (System Average Interruption Duration Index – SAIDI) हा देखील आहे.
वर्तुळाकार वितरण मुख्य नियंत्रकाचे मूल्यांकन करताना पुढील गोष्टी लक्षात घ्याव्या लागतात : (१) विद्युत मंडळाचा दाब, (२) मंडळाची सततची प्रवाह क्षमता आणि (३) मंडळाची आपत्कालीन प्रवाह क्षमता.
मानांकन पद्धती : मानांकन आंतरराष्ट्रीय इलेक्‍ट्रोटेक्निकल संस्थेने प्रसिद्ध केलेल्या आणि भारतीय मानक संस्थेने मान्यता दिलेल्या ६२२७१ या मानांकनाप्रमाणे करणे जरूरीचे असते. नियंत्रक उपयोगात आणण्यासाठी असे प्रमाणपत्र अनिवार्य आहे.
वर्तुळाकार वितरण मुख्य नियंत्रकाची उभारणी व देखभाल : वर्तुळाकार मुख्य नियंत्रक संपूर्ण संघटित अवस्थेत (Completely assembled condition) वहन केला जातो. वहन करण्याआधी सल्फर हेक्झाफ्ल्युओराइड हा वायू अत्यंत अल्प प्रमाणात ठेवला जातो. त्यानंतर विशिष्ट उपकरणाद्वारे निर्धारित दाबापर्यंत पुन्हा भरला जातो. हा नियंत्रक वर्तुळाकार वितरण व्यवस्थेत बसवला असल्याने अनेकदा मुख्य रस्त्यावर एका बाजूला उभारले जातात. समतल पृष्ठभागावर संपूर्ण नियंत्रक उभारून बाह्य मंडलाशी जोडणी करण्यात येते. बाह्य मंडलाशी जोडणी करण्यासाठी विशिष्ट प्रकारची सल्फर हेक्झाफ्ल्युओराइडयुक्त जोडणी वापरण्यात येते अथवा बाह्य मंडलाची जोडणी व्यवस्था सल्फर हेक्झाफ्ल्युओराइड वातावरणातून बाहेर काढून सामान्य उपकरणाद्वारे करता येते.
सल्फर हेक्झाफ्ल्युओराइड हा वायू पर्यावरणस्नेही नसल्यामुळे पर्यावरण नियमानुसार वायुगळतीचे वार्षिक प्रमाण ०.१% पेक्षा जास्त असून चालत नाही. त्यामुळे मुख्य भागांचा बाहेरील वातावरणाशी संपर्क होत नाही आणि त्याबरोबरच मुख्य भागांची विशेष देखभाल करावी लागत नाही. वेळोवेळी चालक यंत्रणा स्वछ करून त्यामध्ये वंगण घालणे पुरेसे असते.
उपयुक्तता : वर्तुळाकार वितरण मुख्य नियंत्रकाचे उपयोग पुढीलप्रमाणे आहेत : (१) आकारमान कमी असल्यामुळे उभारणीला जागा कमी लागते. (२) संपूर्णत: बंदिस्त असल्याने मंडलाच्या सोयीप्रमाणे कोणत्याही ठिकाणी उभारता येते. (३) सल्फर हेक्झाफ्ल्युओराइड या विद्युत विरोधक वातावरणाचा उपयोग केल्यामुळे सतत देखभाल करावी लागत नाही. (४) ग्राहकाला अखंडित विद्युत पुरवठा केला जातो. (५) वर्तुळाकार वितरण मुख्य नियंत्रकाच्या वापराने SAIDI या निर्देशांकाचे मूल्य कमी होते, जे इष्ट आहे.
उत्तम विश्वासार्हता, तुलनेने कमी आकारमान, कमीत कमी देखभाल आणि दीर्घकाल कार्यक्षमता या सर्व फायद्यांमुळे वर्तुळाकार मुख्य नियंत्रकाचा उपयोग दिवसेंदिवस वाढत आहे.
पहा : उच्च-व्होल्टता वितरण पद्धती.
संदर्भ :
• Electrical concepts
• International Electrotechnical Commission, Geneva, Switzerland; IEC 62271:2021 High-voltage switchgear and controlgear.
• Product catalogues of Lucy, Siemens, ABB, Schneider.
समीक्षक : श्रीनिवास मुजुमदार
