वीज वितरण प्रणालीमध्ये चलित्र नियंत्रण केंद्राची भूमिका : चलित्र नियंत्रण केंद्र हे कारखान्यातील एका विभागातील चलित्र आरंभीचा (Combination Starters) भौतिक गट असतो. त्यामुळे चलित्रांचे नियंत्रण करणे सोपे जाते. 1950 च्या दशकात त्यांचा उपयोग चार चाकी बनवणाऱ्या कारखान्यात प्रथम केला गेला.
निवासी घरात कमी दाबाचा एक-कला विद्युत पुरवठा प्राप्त केल्यावर तो सर्व खोल्यांमध्ये वितरित केला जातो आणि दिवे, पंखे तथा अन्य उपकरणासाठी वापरला जातो. वितरण फलकाच्या प्रवेशी बाजूला एक मंडल-खंडक (MCB; Miniature Circuit Breaker) व विद्युत प्रवाहाची भूमी गळती पासून रक्षण करणारे एक मंडल-खंडक (Earth Leakage Circuit Breaker-ELCB) बसवलेले असतात, तसेच बहिर्गामी बाजूस त्या किंवा कमी क्षमतेचे अनेक मंडल-खंडक त्याच वितरण फलकात जोडलेले असतात. त्यांच्यामुळे दिवे, पंखे, दूरचित्रवाणी संच, कपडे धुण्याचे यंत्र, शीतकपाट, मिश्रक, पाणी गरम करणारे उपकरणे इत्यादीची वीज स्थानिक पातळीवरून दाब कळीने नियंत्रित केली जाते.
अशाच प्रकारे औद्योगिक कारखान्यात कमी- किंवा मध्यम-दाबाचा त्रि-कला वीज पुरवठा अनेक उद्देशांसाठी विविध यंत्रासाठी वितरित केला जातो. यामध्ये विद्युत चलित्रांचा समावेश असतो आणि त्या चलित्र नियंत्रण केंद्रामधून, अथवा जरूर वाटल्यास स्थानिक पातळीवरून दाबकळीने किंवा बुद्धिमान कार्यक्रमण तार्किक नियंत्रक (पीएलसी; PLC; Programmable Logic Controller) प्रणालीमार्फत चालू-बंद केले जातात. त्यासाठीचे स्विचगिअर- आणि संरक्षक-घटक चलित्र नियंत्रण केंद्रातील लोहपटाच्या उभ्या प्रभागात बसवले असतात. असे दोन प्रभाग आ. १मध्ये दाखविल्याप्रमाणे असतात. उदा., प्रत्येकाची उंची साधारणपणे 2,200/2,250 मिमी. x रुंदी 700/800 मिमी. x खोली 600/800 मिमी. असते. प्रत्येक चलित्र नियंत्रण केंद्र ग्राहकाच्या गरजेनुसार बनविलेले असते.
या लेखात पूर्णपणे कमी दाबाच्या (<१००० व‌्हाेल्ट) चलित्र नियंत्रण केंद्राचे सर्वसाधारण वर्णन केले आहे.
चलित्र आरंभीचे मूलभूत घटक : उच्च विद्युत आणि यांत्रिकी-आयुष्य असलेल्या संपर्कीद्वारे (Contact) चलित्र अनेक वेळा चालू-बंद केले जाते. अतिभार पुनरेषी (Overload Relay) जेव्हा कार्यरत होते, तेव्हा चलित्राचे संरक्षण करते. लघु-परिपथ प्रवाहापासून (Short-circuit currents) चलित्राचे संरक्षण करण्यासाठी मंडल-खंडक किंवा वितळ-तार (Fuse) वापरले जातात. चलित्राचा विद्युत पुरवठा चालू-बंद करण्यासाठी स्विच किंवा मंडल-खंडक वापरला जातो.
विद्युत चलित्रा व्यतिरिक्त, स्विच-वितळ तार संचाने नियंत्रित केलेले अनेक विद्युत भार जसे की, वातानुकूलित यंत्रणा, विद्युत घट प्रवर्तित यंत्रणा (Battery Supply), कारखान्यातील दिवे इ. सुद्धा चलित्र नियंत्रण केंद्रामधून नियंत्रित केले जातात अथवा त्यासाठी विद्युत शक्ती वितरकाचा (Power Control Centre, PCC) सुद्धा उपयोग केला जातो.
विद्युत प्रवाह वाहून नेणारे ‘मुख्य (आडवे) बसबार’ हे चलित्र नियंत्रण केंद्रामध्ये प्रत्येक प्रभागाच्या शीर्षस्थानी (आ. २ आणि ३) बसवलेले असतात. विजेच्या एकूण भारानुसार आणि प्रणालीच्या लघु-परिपथ प्रवाहानुसार ते चपट्या, नलिका किंवा पन्हळी आकाराचे ॲल्युमिनियमचे अथवा तांब्याचे बनविलेले असतात. मुख्य बसबार प्रवेशी प्रदायीशी जोडलेले असतात, ज्यामध्ये स्विच-वितळतार संच किंवा वातपरिपथ-खंडक (Air circuit Breaker) असतो, जो रोहित्राच्या कमी-दाबाच्या बाजूला जोडलेला असतो. असंतुलित प्रवाहासाठी तटस्थ (Neutral) आणि सुरक्षेसाठी भूसंपर्क (Earth) बसबार सर्वसाधारणपणे प्रत्येक प्रभागाच्या तळाशी बसवलेले असतात.
चलित्र नियंत्रण केंद्राच्या उभ्या प्रभागांमध्ये मुख्यत्वे एक प्रवेशी आणि अनेक बहिर्गामी प्रदायी (Feeders) बसवलेले असतात. ग्राहकाच्या गरजेनुसार, प्रत्येक चलित्रासाठी लागणाऱ्या मूलभूत घटकांची निवड आधी केली जाते आणि नंतर ते लोहपटावर बसवले जातात. प्रत्येक प्रदायीसाठी लागणाऱ्या दाब कळ्या, दर्शक दिवे (Indicating lights) इत्यादींसारखी सहायक उपकरणे कीलसंधी पट्टीवर (आ. ४) बसवली जातात, ज्यामुळे कप्प्याचा दरवाजा बंद केल्यानंतर त्यांना सुलभरित्या अभिगम्य करू शकतो आणि ते दिसूही सुद्धा शकतात. प्रवेशीचा एक आणि बहिर्गामीचा एक असे उच्च प्रवाह वहनक्षमतेचे दोन शक्त‍िशाली संपर्की (Power contacts) (आ.५) आरंभीचे स्विचगिअर घटक आणि नियंत्रण ताररचनेचे (Control Wiring) टोकाचे ठोकळे (Terminal blocks) मिळून स्वयं-घटक (Module/trolley) (आ. २) बनतो. असे अनेक स्वयं-घटक चलित्र नियंत्रण केंद्राच्या पुढच्या/मागच्या उभ्या प्रभागात त्या त्या आकाराच्या कप्प्यांत बसवलेले असतात.
प्रत्येक प्रभागामध्ये उभे बसबार हे मुख्य बसबारशी जोडलेले असतात आणि ते प्रभागात बहिर्गामी स्वयं-घटकाच्या प्रवेशी संपर्काला विद्युत प्रवाह पुरवतात. कामाच्या सुलभतेसाठी आणि स्विच मंडलाच्या कक्षेमध्ये जागा वाचवण्यासाठी, उभे बसबार हे प्रत्येक प्रभागात पुढील व मागील बाजूस लावले जाऊ शकतात आणि अशा प्रकारच्या चलित्र नियंत्रण केंद्रांना ‘द्विसीमाग्र’ म्हणतात. उभे बसबार हे अविरत आणि लघु-परिपथ प्रवाहासाठी विशेष आकाराचे तथा ॲल्युमिनियमचे अथवा तांब्याचे बनवलेले असतात. ते द्रोणीमध्ये (Trough) बसवून स्वयं-घटक बाहेर काढल्यावर आकस्मिक अपघात टाळण्यासाठी त्यांच्या समोर निरोध रक्षक (Insulated Guard) लावलेले असतात (आ. ६).
बहिर्गामी संपर्क आणि ताररचनेचे नियामक ठोकळे हे अनेक केबलना जोडण्याची उपलब्धता व्हावी, यासाठी प्रत्येक प्रभागात पुढील आणि मागील बाजूस स्वतंत्र दरवाजा असलेली उभी केबल आळी/मार्गिका (आ. २) असते. तसेच सुरक्षेसाठी प्रत्येक विभागाच्या शीर्षस्थानी तथा तळाशी बोल्ट केलेली आच्छादने (आ.२) असतात.
विद्युत उपकरणांवर संघनन (Condensation) टाळण्यासाठी, केबल आळी मध्ये अवकाश तापक (Space heater) आणि तापमान नियंत्रक (Thermostat) प्रदान केलेले असतात. तसेच प्रभागातील उष्णता नियमन करण्यासाठी, जरूर पडल्यास शिरोभागी व तळाजवळील आच्छादनावर वायुवीजन पाती (Ventilation louvers) आणि काही प्रभागावर वायुवीजन पेटी (Ventilation box) प्रदान केलेली असते.
स्वयं-घटकाचे प्रकार : औद्योगिक आस्थापनांमध्ये चलित्रे विनाव्यत्यय चालत असावी लागतात. याचा अर्थ कोणताही दोष त्वरीत लक्षात घेऊन त्यावर तात्काळ उपाय करणे जरुरीचे असते. हे साध्य करण्यासाठी, सदोष स्वयं-घटकाच्या जागी शिलकी (Spare) स्वयं-घटक बसविला जातो आणि सदोष स्वयं-घटकावर दुरुस्ती केली जाते. हे सर्व काम इतर स्वयं-घटकांना चालू ठेऊन केले जाते. हा कप्पी (Compartment) करण्याचा फायदा असतो.
यासाठी प्रदायीच्या प्रवेशी आणि बहिर्गामी टोकांवर दोन शक्त‍िशाली संपर्की व नियंत्रण ताररचनेच्या (Control wiring) शेवटाचे ठोकळे यांचे सुलभ विसंधान (Disconnection) होणे आवश्यक असते. त्यानुसार तीन प्रकारांचे स्वयं-घटक असतात : (अ) संपूर्ण विलग होणारे : जेथे प्रवेशी व बहिर्गामी मुख्य प्रवाहवाहक आणि नियंत्रण ठोकळे हे एकाच वेळी तरफांच्या साहाय्याने किंवा अन्य पद्धतीने विलग केले जातात (पहा आ. ७). अशा स्वयं-घटकांना तीन स्थाने असतात – सेवा, चाचणी आणि विलगीकरण (ब) अर्ध विलग होणारे : जिथे फक्त प्रवेशी आणि बहिर्गामी मुख्य प्रवाह वाहक चटकन विलग केले जातात. परंतु नियंत्रण ठोकळे स्वतंत्रपणे विलग करावे लागतात. अशा स्वयं-घटकाना तीन स्थाने असतात – सेवा, चाचणी आणि विलगीकरण. अर्थातच या प्रक्रियेलावरील (अ) पेक्षा अधिक वेळ लागतो. (क) स्थिर/अचल/विलगनहोणारे : जेथे सर्व उपकरणे धातू संरचनेवर (Steel Structure) वर स्थिर असतात आणि ती सदैव जोडलेली असतात.
प्रदायीचे प्रकार : साधारणपणे (१) नियत दाब थेट जोडणे (DOL), (२) तारांकित-त्रिभुज जोडणी (Star-Delta), (३) द्व‍ि-दिशा जोडणी (Reversing) प्रकारचे प्रारंभी,आणि (४) स्विच-वितळतार संच.
इतर पर्यायी वैशिष्ट्ये :
- मुख्य प्रवाह वाहक व नियंत्रण तार रचनेचे ठोकळे यांच्या केबल सर्वसाधारणपणे प्रभागामध्ये तळाकडून प्रवेश करतात. तथापि, शीर्षस्थानाकडून केबलचा प्रवेश असलेले आणि तळाशी बसवलेले मुख्य बसबार असलेले प्रभाग संकल्पन (Panel designs) देखील उपलब्ध असतात.
- स्वयं-घटकाच्या स्विचवर चालू किंवा बंद स्थितीत कुलूप (Padlocking) लावण्याची सुविधा (आ. ८) प्रदान केली जाऊ शकते. त्यामुळे फक्त किल्ली ताब्यात असलेल्या अधिकृत व्यक्तींना प्रदायी बंद किंवा चालू करता येतो.
आ. ८ व ९ : प्रदायी चालू ठेऊन बंद दरवाजा उघडणे, स्विचच्या मुठीला कुलूप लावणे. - प्रदायीचा स्विच हा कप्प्याच्या दरवाजाला यांत्रिकपणे जोडलेला (Locked) असतो, ज्यामुळे प्रवाह चालू असताना त्याचा दरवाजा उघडता येत नाही. तथापि, विशिष्ट आवश्यकतांनुसार फक्त अधिकृत व्यक्तींसाठी हे विशिष्ट हत्याराचा उपयोग करून निष्फळ (Defeat Interlock) करण्याची (आ. ९) तरतूद केली जाऊ शकते.
- तसेच दरवाजावरील एका बोल्ट/स्क्रूला स्वतंत्र कुलूप लावण्याची सुविधा प्रदान केली जाऊ शकते.
- अत्यंत जरुरीच्या नियंत्रण केंद्राला दोन भिन्न मंडलातून विद्युत पुरवठा केला जातो. त्यासाठी दोन प्रवेशी प्रदायी असतात. अशा केंद्रात एका वेळी एकाच मंडलातून विद्युत पुरवठा करण्यासाठी प्रत्येक प्रवेशी प्रदायीच्या स्विचवर विशिष्ट पद्धतीचे कुलूप (Castle Lock) बसविण्यात येते व अशा दोन कुलूपांना फक्त एकच किल्ली असते.
परिकर्मिंची (ऑपरेटर्सची) सुरक्षा : चलित्र नियंत्रण केंद्रावर काम करणाऱ्या व्यक्तीच्या सुरक्षिततेसाठी योग्य काळजी घेणे आवश्यक आहे. अधिकृत/प्रशिक्षित व्यक्तींना चलित्र नियंत्रण केंद्रातील कक्षेत प्रवेश करण्याची परवानगी द्यावी. विद्युत उपकरणे स्थित केलेला प्रत्येक दरवाजा भूमीला जोडलेला असतो, ज्यामुळे विद्युत आघात होणार (Shock लागणार) नाही. तसेच सेवा आणि चाचणी स्थानामध्ये प्रत्येक स्वयं-घटक भूमीशी जोडला जाईल, ह्याची काळजी घेतलेली असते. प्रदायीचा दरवाजा स्विचच्या मुठीने यांत्रिकपणे जोडलेला असतो ज्यामुळे मुख्य प्रवाह चालू असताना तो उघडता येत नाही, त्याची जाण ठेवावी. तेव्हा प्रदायीच्या चालू स्थितीत कप्प्यात आत थेट उपकरणांपर्यंत जाण्यासाठी दरवाज्यावरील स्विच जाणीवपूर्वक बंद करावा. मुख्य बसबारच्या समोरील बोल्ट केलेले आच्छादन आणि जाळी दाररक्षक (Perforated guard) काढताना काळजी घेणे जरुरीचे आहे, ज्यामुळे त्या बसबारांना अपघाती संपर्क होऊ नये. त्याचप्रमाणे, देखभालीसाठी स्वयं-घटकबाहेर काढल्यावर कप्प्यामध्ये अपघाती संपर्क टाळण्यासाठी आतील उभ्या बसबारच्या समोरील (आ. ६) विद्युत विरोधकरक्षक (Insulated guard) आणि गुरुत्वाकर्षणाने चालणारी झडप (Shutter) काढू नयेत. उत्पादकाने पाठवलेल्या कृती सूचना पुस्तकाचे (Operating Instruction Manual) पालन करावे.
संदर्भ :
- IEC 61439-1 and -2: Low-voltage switchgear and controlgear assemblies, International Electrotechnical Commission, Switzerland.
- Schneider, Product Catalogues of Siemens.
