ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතිවල සර්ජ් ප්රොටෙක්ටර්, පරිපථ කඩන යන්ත්ර සහ ෆියුස් වල සහයෝගී කාර්යය: ක්රියාකාරී විශ්ලේෂණය සහ අවශ්යතා සාකච්ඡාව
හැඳින්වීම
ගෝලීය ප්රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්තයේ ශීඝ්ර සංවර්ධනයත් සමඟ, සූර්ය බලශක්ති උත්පාදන පද්ධතිවල ආරක්ෂාව සහ ස්ථායිතාව කර්මාන්තයේ අවධානයට ලක් වී ඇත. ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධති දිගු කාලයක් එළිමහනට නිරාවරණය වන අතර අකුණු සැර වැදීම, විදුලිබල ජාල උච්චාවචනයන් සහ උපකරණ අසමත්වීම් වැනි තර්ජන වලට ගොදුරු විය හැකි අතර එමඟින් උපකරණ හානි හෝ ගින්නක් පවා ඇති විය හැකිය. සර්ජ් ප්රොටෙක්ටර් (SPDs), පරිපථ කඩන යන්ත්ර සහ ෆියුස් යනු එක් එක් ඒවායේ රාජකාරි ඉටු කරන සහ පද්ධතියේ ආරක්ෂිත ක්රියාකාරිත්වය සහතික කිරීම සඳහා එකිනෙකා සමඟ සහයෝගයෙන් කටයුතු කරන ප්රධාන ආරක්ෂණ උපාංග වේ. මෙම ලිපිය ඔවුන්ගේ කාර්යයන්, සම්බන්ධීකරණ යාන්ත්රණ සහ කර්මාන්ත පරිශීලකයින් සඳහා යොමු කිරීම් සැපයීමේ අවශ්යතාවය ගැඹුරින් විශ්ලේෂණය කරනු ඇත.
I. ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතිවලට මුහුණ දෙන "නොපෙනෙන ඝාතකයා"
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බලාගාර යනු එළිමහනේ වැඩ කරන "වානේ රණශූරයන්" වැනි ය, නිරන්තරයෙන් විවිධ දරුණු පරීක්ෂණ විඳදරා ගනී.
1.1 අකුණු සැර වැදීමේ ගැටළු:
විශේෂයෙන් මැද පෙරදිග සහ අග්නිදිග ආසියාවේ, එක් ගිගුරුම් සහිත වැසි සමයක් ආරක්ෂාව නොමැති පද්ධති අඩපණ කළ හැකිය.
1.2 විදුලිබල ජාලයේ උච්චාවචනයන්:
මා භාරව සිටි චිලී ව්යාපෘතියේදී, ජාලක වෝල්ටීයතාවයේ හදිසි වැඩිවීමක් හේතුවෙන් උපකරණ කිහිපයක් දැවී ගියේය.
1.3 කෙටි පරිපථ අවදානම:
පසුගිය වසරේ ජර්මනියේ ව්යාපෘතියක පැරණි කේබල් හේතුවෙන් කෙටි පරිපථයක් ඇති වූ අතර එය ගින්නක් ඇතිවීමට ආසන්න විය.
මෙම අවදානම් අතිශයෝක්තියක් නොවේ. ජාත්යන්තර ප්රකාශ වෝල්ටීයතා ආරක්ෂණ සන්ධානයට අනුව, ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධති අසාර්ථකත්වයන්ගෙන් 60% කට වඩා සිදුවන්නේ ප්රමාණවත් විදුලි ආරක්ෂාවක් නොමැතිකම හේතුවෙනි.
II. සර්ජ් ආරක්ෂණ උපාංග (SPD) වල මූලික කාර්යයන්
2.1 වැඩ කිරීමේ මූලධර්මය
SPD මගින් තාවකාලික අධි වෝල්ටීයතාවය ලෝහ ඔක්සයිඩ් විචල්යතා (MOV) හෝ වායු විසර්ජන නල (GDT) හරහා බිමට හරවා යවන අතර එමඟින් වෝල්ටීයතාවය ආරක්ෂිත පරාසයක් තුළ සීමා කරයි. ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතිවල, SPD සාමාන්යයෙන් පහත ස්ථානවල ස්ථාපනය කර ඇත:
DC පැත්ත (මොඩියුල සහ ඉන්වර්ටරය අතර): අකුණු මඟින් ඇතිවන රළ පහරවල් වලින් ආරක්ෂා වීමට.
AC පැත්ත (ඉන්වර්ටරය සහ ජාලකය අතර): ජාලක පැත්තෙන් අධි වෝල්ටීයතාව මර්දනය කිරීමට.
2.2 යතුරු පරාමිතීන්
උපරිම අඛණ්ඩ මෙහෙයුම් වෝල්ටීයතාවය (Uc): ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතියේ වෝල්ටීයතා මට්ටමට (1000V DC හෝ 1500V DC වැනි) ගැළපිය යුතුය.
විසර්ජන ධාරාව (Iimp/Iimp): අකුණු ධාරාව විසර්ජනය කිරීමේ හැකියාව පිළිබිඹු කරන අතර, ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධති සඳහා සාමාන්යයෙන් 20kA හෝ ඊට වැඩි බලයක් අවශ්ය වේ.
වෝල්ටීයතා ආරක්ෂණ මට්ටම (ඉහළ): අවශේෂ වෝල්ටීයතා ප්රමාණය තීරණය කරන අතර ආරක්ෂිත උපකරණවල ඔරොත්තු දෙන වෝල්ටීයතාවයට වඩා අඩු විය යුතුය.
2.3 අවශ්යතාවය
ඉන්වර්ටර් සහ කොම්බිනර් පෙට්ටි වැනි මිල අධික උපකරණ සර්ජ් මගින් හානි වීම වළක්වන්න.
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බලාගාර සඳහා ජාත්යන්තර ප්රමිතීන් (IEC 6164331, UL 1449 වැනි) සහ පිළිගැනීමේ අවශ්යතාවලට අනුකූල වීම.
Ⅲ. පරිපථ කඩන යන්ත්ර සහ ෆියුස් වල ක්රියාකාරිත්වය සහ තේරීම
3.1 පරිපථ කඩනය
කාර්යය:
•අධි බර ආරක්ෂණය: ධාරාව නියමිත අගය ඉක්මවන විට (ශ්රේණිගත ධාරාව මෙන් 1.3 ගුණයක් වැනි), තාප චාරිකා යාන්ත්රණය ක්රියාත්මක වේ.
•කෙටි පරිපථ ආරක්ෂාව: විද්යුත් චුම්භක චාරිකා යාන්ත්රණය මිලි තත්පර කිහිපයක් ඇතුළත කෙටි පරිපථ ධාරාව (10kA වැනි) කපා දමයි.
• ප්රකාශ වෝල්ටීයතාව සඳහා යෙදුම් ලක්ෂණ:
කැපවූ DC පරිපථ කඩනයක් (DC 1000V/1500V වැනි) තෝරා ගත යුතුය.
බිඳීමේ ධාරිතාව පද්ධතියේ කෙටි පරිපථ ධාරාවට (සාමාන්යයෙන් ≥ 15kA) ගැළපිය යුතුය.
3.2 ෆියුස්
කාර්යය:
ෆියුස් මූලද්රව්යය උණු කිරීමෙන්, එය දෝෂ සහිත පරිපථය ඉක්මනින් හුදකලා කර ශ්රේණි සම්බන්ධිත ශාඛාව ආරක්ෂා කළ හැකිය.
වාසි:
විසන්ධි කිරීමේ වේගය වේගවත් (ක්ෂුද්ර තත්පර මට්ටමේදී), ඉහළ කෙටි පරිපථ ධාරා අවස්ථා සඳහා සුදුසු වේ.
එය ප්රමාණයෙන් කුඩා වන අතර සීමිත ඉඩකඩක් සහිත ධාරාව රැගෙන යන පෙට්ටි සඳහා සුදුසු වේ.
3.3 SPD සමඟ සහයෝගීතාවය
වෝල්ටීයතා ආරක්ෂාව සඳහා SPD වගකිව යුතු අතර, පරිපථ කඩන/ෆියුස් ආරක්ෂක ධාරා ආරක්ෂාව සඳහා වගකිව යුතුය.
සර්ජ් බිඳවැටීමක් හේතුවෙන් SPD අසමත් වූ විට, පරිපථ කඩනයන් හෝ ෆියුස් ආරක්ෂකයන් ගින්න වැළැක්වීම සඳහා දෝෂ සහිත පරිපථය වහාම කපා දැමිය හැකිය.
Ⅳ. බහු මට්ටමේ ආරක්ෂණ පද්ධතිය පිළිබඳ සිද්ධි අධ්යයනය
උදාහරණයක් ලෙස 1MW ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බලාගාරයක් ගන්න:
4.1 DC පැත්තේ ආරක්ෂාව
සංරචක ශ්රේණි ශාඛා: එක් එක් ශ්රේණි සඳහා ෆියුස් (10A gPV වර්ගය වැනි) ස්ථාපනය කරන්න.
සංයුක්ත පෙට්ටියේ ඇතුල්වීම: II වර්ගයේ SPD (ඉහළ ≤ 1.5kV) සහ DC පරිපථ කඩනය (63A) ස්ථාපනය කරන්න.
4.2 AC පැත්තේ ආරක්ෂාව
ඉන්වර්ටරයේ ප්රතිදාන අවසානය: වින්යාස වර්ගය 1+2 SPD (Iimp ≥ 12.5kA) සහ අච්චු කරන ලද කේස් පරිපථ කඩනය (250A).
4.3 දෝෂ අවස්ථා අනුකරණය
අකුණු සැර වැදීමක් සිදු වූ විට: SPD මඟින් සර්ජ් ධාරාව මුදා හරින අතර 2kV ට අඩු වෝල්ටීයතාවයක් තද කරයි; කෙටි පරිපථයක් හේතුවෙන් SPD අසමත් වුවහොත්, පරිපථ කඩනය ක්රියා විරහිත වේ.
රේඛීය කෙටි පරිපථයක් ඇති විට: තාප ස්ථාන ආචරණය පැතිරීම වැළැක්වීම සඳහා ෆියුස් 5ms ඇතුළත දිය වේ.
Ⅴ. තෝරා ගැනීම සහ ස්ථාපනය සඳහා පූර්වාරක්ෂාවන්
5.1 SPD තේරීම
DC පැත්ත සඳහා, සාමාන්ය AC SPD හි ප්රතිලෝම ධාරා ගැටළුව වළක්වා ගැනීම සඳහා ප්රකාශ වෝල්ටීයතා-විශේෂිත SPD (PVSPD වැනි) තෝරා ගත යුතුය.
උෂ්ණත්ව ආන්තිකය සලකා බැලිය යුතුය (ඉහළ උෂ්ණත්ව පරිසරවල Uc ආන්තිකයක් තැබිය යුතුය).
5.2 පරිපථ කඩනය/ෆියුස් ගැලපීම
බිඳීමේ ධාරිතාව පද්ධතියේ උපරිම කෙටි-පරිපථ ධාරාවට වඩා වැඩි විය යුතුය (නූලේ දෝෂ ධාරාව 1.5kA දක්වා ළඟා විය හැක වැනි).
ෆියුස් වල ශ්රේණිගත ධාරාව සංරචක කෙටි පරිපථ ධාරාව (Isc) මෙන් 1.56 ගුණයකට වඩා වැඩි විය යුතුය (NEC 690.8 ට අනුකූලව).
5.3 පද්ධති ඒකාබද්ධ කිරීමේ යෝජනා
අවශේෂ වෝල්ටීයතාවය අඩු කිරීම සඳහා SPD සහ පරිපථ කඩනය අතර වයරයේ දිග ≤ 0.5m විය යුතුය.
SPD තත්ව දර්ශක නිතිපතා පරීක්ෂා කළ යුතු අතර, අසාර්ථක මොඩියුල නියමිත වේලාවට ප්රතිස්ථාපනය කළ යුතුය.
Ⅵ. කර්මාන්ත ප්රවණතා සහ සම්මත යාවත්කාලීන කිරීම්
•අධි වෝල්ටීයතා ඉල්ලුම: 1500V ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධති පුළුල් ලෙස භාවිතා කිරීමත් සමඟ, SPD සහ පරිපථ කඩන යන්ත්රවල ඔරොත්තු දෙන වෝල්ටීයතා මට්ටම් සමමුහුර්තව වැඩි දියුණු කළ යුතුය.
•බුද්ධිමත් අධීක්ෂණය: දුරස්ථ දෝෂ පූර්ව අනතුරු ඇඟවීම සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා උෂ්ණත්ව සංවේදක සහ රැහැන් රහිත සන්නිවේදන කාර්යයන් ඒකාබද්ධ කරන බුද්ධිමත් SPD ක්රමයෙන් යොදනු ලැබේ.
•සම්මත ශක්තිමත් කිරීම: IEC 625482023 හි නව අනුවාදය ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධති සඳහා ආරක්ෂණ උපාංග සඳහා දැඩි සම්බන්ධීකරණ අවශ්යතා පනවා ඇත.
නිගමනය
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතිවල, සර්ජ් ප්රොටෙක්ටර්, පරිපථ කඩන යන්ත්ර සහ ෆියුස් සම්පූර්ණ "වෝල්ටීයතා-ධාරා" සහයෝගී ආරක්ෂණ පද්ධතියක් සාදයි. මෙම සංරචක නිවැරදිව තෝරා ගැනීම සහ වින්යාස කිරීම උපකරණවල සේවා කාලය දීර්ඝ කිරීමට සහ මෙහෙයුම් සහ නඩත්තු වියදම් අඩු කිරීමට පමණක් නොව, බලාගාරවල ආරක්ෂිත ක්රියාකාරිත්වය සහතික කිරීම සඳහා අත්යවශ්ය කොන්දේසි ද වේ. තාක්ෂණයේ දියුණුවත් සමඟ, මෙම ආරක්ෂණ උපාංග ඒකාබද්ධ කිරීම සහ බුද්ධිය අනාගතයේදී ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතිවල විශ්වසනීයත්වය තවදුරටත් වැඩි දියුණු කරනු ඇත.