फोटोवोल्टिक प्रणालियों में सुरक्षा उपकरणों का चयन और डिजाइन

बिजली स्टेशन आम तौर पर जंगल में या छत पर स्थापित किए जाते हैं, और घटकों को खुली हवा में स्थापित किया जाना चाहिए। प्राकृतिक वातावरण कठोर है, और प्राकृतिक और मानव निर्मित आपदाएँ अपरिहार्य हैं। आंधी, बर्फीले तूफ़ान, रेत और धूल जैसी प्राकृतिक आपदाएँ उपकरण को नुकसान पहुँचाएँगी। पावर स्टेशन की सुरक्षा बहुत महत्वपूर्ण है. चाहे वह एक वितरित छोटा पावर स्टेशन हो या एक केंद्रीकृत बड़े पैमाने का ग्राउंड पावर स्टेशन, कुछ जोखिम हैं। इसलिए, उपकरण विशेष सुरक्षा उपकरणों, जैसे फ़्यूज़ और बिजली संरक्षण उपकरणों से सुसज्जित होना चाहिए। , पावर स्टेशन की सुरक्षा को हमेशा सुरक्षित रखें।

1. फ्यूज
CHYT फ़्यूज़ एक वर्तमान रक्षक है जो एक निश्चित अवधि के लिए निर्दिष्ट मूल्य से अधिक होने के बाद स्वयं उत्पन्न गर्मी के साथ पिघल को पिघलाकर सर्किट को तोड़ने के सिद्धांत के अनुसार बनाया गया है। फ़्यूज़ का व्यापक रूप से कम वोल्टेज बिजली वितरण प्रणालियों, नियंत्रण प्रणालियों और विद्युत उपकरणों में उपयोग किया जाता है। शॉर्ट-सर्किट और ओवर-करंट सुरक्षा के रूप में, फ़्यूज़ सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले सुरक्षा उपकरणों में से एक हैं। फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्रों के फ़्यूज़ को डीसी फ़्यूज़ और एसी फ़्यूज़ में विभाजित किया गया है।
फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन का डीसी पक्ष योजना के कॉन्फ़िगरेशन के अनुसार डीसी कॉम्बिनर बॉक्स (केंद्रीकृत योजना) या स्ट्रिंग इन्वर्टर (स्ट्रिंग इन्वर्टर स्कीम) के डीसी बस बार के समानांतर कई स्ट्रिंग्स को जोड़ता है। जब कई फोटोवोल्टिक तार समानांतर में जुड़े होते हैं, यदि एक निश्चित स्ट्रिंग में शॉर्ट-सर्किट दोष होता है, तो डीसी बस और ग्रिड पर अन्य तार शॉर्ट-सर्किट बिंदु पर शॉर्ट-सर्किट करंट प्रदान करेंगे। यदि संबंधित सुरक्षात्मक उपायों की कमी है, तो इससे इससे जुड़े केबल जैसे उपकरण जल जाएंगे। साथ ही, इससे उपकरण के पास लगे अटैचमेंट भी जल सकते हैं। वर्तमान में, चीन में कई समान छत फोटोवोल्टिक आग दुर्घटनाएं हैं, इसलिए फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्रों की सुरक्षा बढ़ाने के लिए प्रत्येक स्ट्रिंग के समानांतर सर्किट में सुरक्षात्मक उपकरण स्थापित करना आवश्यक है।

वर्तमान में, डीसी फ़्यूज़ का उपयोग ओवरकरंट सुरक्षा के लिए कंबाइनर बॉक्स और इनवर्टर में किया जाता है। मुख्यधारा के इन्वर्टर निर्माता भी फ़्यूज़ को डीसी सुरक्षा के बुनियादी घटकों के रूप में मानते हैं। इसी समय, बुसमैन और लिटलफ्यूज़ जैसे फ़्यूज़ निर्माताओं ने फोटोवोल्टिक-विशिष्ट डीसी फ़्यूज़ भी लॉन्च किए हैं।
फोटोवोल्टिक उद्योग में डीसी फ़्यूज़ की बढ़ती मांग के साथ, प्रभावी सुरक्षा के लिए डीसी फ़्यूज़ का सही ढंग से चयन कैसे करें यह एक समस्या है जिस पर उपयोगकर्ताओं और निर्माताओं दोनों को ध्यान देना चाहिए। डीसी फ़्यूज़ का चयन करते समय, आप केवल एसी फ़्यूज़ की प्रतिलिपि नहीं बना सकते। विद्युत विनिर्देश और संरचनात्मक आयाम, क्योंकि दोनों के बीच कई अलग-अलग तकनीकी विनिर्देश और डिजाइन अवधारणाएं हैं, इस व्यापक विचार से संबंधित हैं कि क्या फॉल्ट करंट को दुर्घटनाओं के बिना सुरक्षित और विश्वसनीय रूप से तोड़ा जा सकता है।
1) चूंकि डीसी करंट में कोई करंट शून्य-क्रॉसिंग बिंदु नहीं होता है, इसलिए फॉल्ट करंट को तोड़ते समय, आर्क को केवल क्वार्ट्ज रेत भराव की मजबूर शीतलन की कार्रवाई के तहत तेजी से बुझाया जा सकता है, जो तोड़ने से कहीं अधिक कठिन है एसी आर्क. चिप की उचित डिजाइन और वेल्डिंग विधि, क्वार्ट्ज रेत की शुद्धता और कण आकार अनुपात, पिघलने बिंदु, इलाज विधि और अन्य कारक सभी डीसी आर्क की मजबूर बुझाने पर दक्षता और प्रभाव निर्धारित करते हैं।
2) समान रेटेड वोल्टेज के तहत, डीसी आर्क द्वारा उत्पन्न आर्किंग ऊर्जा एसी आर्किंग ऊर्जा से दोगुनी से अधिक है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि चाप के प्रत्येक खंड को एक नियंत्रणीय दूरी के भीतर सीमित किया जा सकता है और एक ही समय में जल्दी से बुझाया जा सकता है, कोई भी खंड दिखाई नहीं देगा चाप को श्रृंखला में सीधे जोड़ा जाता है जिससे एक विशाल ऊर्जा पूल बनता है, जिसके परिणामस्वरूप दुर्घटना होती है कि फ्यूज लगातार उत्पन्न होने के कारण फटने में बहुत अधिक समय लगता है। डीसी फ़्यूज़ की ट्यूब बॉडी आमतौर पर एसी फ़्यूज़ से अधिक लंबी होती है, अन्यथा सामान्य उपयोग में इसका आकार नहीं देखा जा सकता है। अंतर, जब फॉल्ट करंट उत्पन्न होता है, के गंभीर परिणाम होंगे।
3) अंतर्राष्ट्रीय फ्यूज प्रौद्योगिकी संगठन के अनुशंसित आंकड़ों के अनुसार, प्रत्येक 150V डीसी वोल्टेज वृद्धि के लिए फ्यूज बॉडी की लंबाई 10 मिमी बढ़ाई जानी चाहिए, इत्यादि। जब डीसी वोल्टेज 1000V है, तो शरीर की लंबाई 70 मिमी होनी चाहिए।
4) जब डीसी सर्किट में फ्यूज का उपयोग किया जाता है, तो इंडक्शन और कैपेसिटेंस ऊर्जा के जटिल प्रभाव पर विचार किया जाना चाहिए। इसलिए, समय स्थिरांक L/R एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जिसे नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। इसे विशिष्ट लाइन सिस्टम के शॉर्ट-सर्किट फॉल्ट करंट की घटना और क्षय दर के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए। सटीक मूल्यांकन का मतलब यह नहीं है कि आप अपनी इच्छानुसार बालिग या नाबालिग का चयन कर सकते हैं। चूंकि डीसी फ्यूज का समय स्थिर एल/आर ब्रेकिंग आर्क ऊर्जा, ब्रेकिंग टाइम और लेट-थ्रू वोल्टेज निर्धारित करता है, इसलिए ट्यूब बॉडी की मोटाई और लंबाई को उचित और सुरक्षित रूप से चुना जाना चाहिए।
एसी फ्यूज: ऑफ-ग्रिड इन्वर्टर के आउटपुट छोर पर या केंद्रीकृत इन्वर्टर की आंतरिक बिजली आपूर्ति के इनपुट छोर पर, लोड को ओवरकरंट या शॉर्ट सर्किट से रोकने के लिए एक एसी फ्यूज डिजाइन और स्थापित किया जाना चाहिए।

2. बिजली रक्षक
फोटोवोल्टिक प्रणाली का मुख्य भाग खुली हवा में स्थापित है, और वितरण क्षेत्र अपेक्षाकृत बड़ा है। घटक और समर्थन कंडक्टर हैं, जो बिजली के लिए काफी आकर्षक हैं, इसलिए प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष रूप से बिजली गिरने का खतरा होता है। साथ ही, सिस्टम सीधे संबंधित विद्युत उपकरण और इमारतों से जुड़ा होता है, इसलिए फोटोवोल्टिक प्रणाली पर बिजली गिरने से संबंधित उपकरण, भवन और विद्युत भार भी शामिल होंगे। फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणाली को बिजली से होने वाले नुकसान से बचाने के लिए, सुरक्षा के लिए बिजली संरक्षण और ग्राउंडिंग सिस्टम स्थापित करना आवश्यक है।
आकाशीय बिजली वायुमंडल में विद्युत निर्वहन की एक घटना है। बादल बनने और बारिश के दौरान इसके कुछ हिस्से पर सकारात्मक चार्ज जमा हो जाता है और दूसरे हिस्से पर नकारात्मक चार्ज जमा हो जाता है। जब ये चार्ज एक निश्चित सीमा तक जमा हो जाते हैं, तो एक डिस्चार्ज घटना घटित होगी, जिससे बिजली बनेगी। बिजली को प्रत्यक्ष बिजली और प्रेरण बिजली में विभाजित किया गया है। प्रत्यक्ष बिजली के हमलों से तात्पर्य बिजली के हमलों से है जो सीधे फोटोवोल्टिक सरणियों, डीसी बिजली वितरण प्रणालियों, विद्युत उपकरणों और उनकी तारों के साथ-साथ आस-पास के क्षेत्रों पर गिरते हैं। प्रत्यक्ष बिजली के हमलों की घुसपैठ के दो तरीके हैं: एक फोटोवोल्टिक सरणियों आदि का उपर्युक्त प्रत्यक्ष निर्वहन है, ताकि अधिकांश उच्च-ऊर्जा बिजली का प्रवाह इमारतों या उपकरणों, लाइनों में पेश किया जा सके; दूसरा यह है कि बिजली सीधे बिजली की छड़ों आदि से गुजर सकती है। वह उपकरण जो बिजली की धारा को जमीन में प्रवाहित करता है, जिससे जमीन की क्षमता तुरंत बढ़ जाती है, और बिजली की धारा का एक बड़ा हिस्सा उपकरण और लाइनों से विपरीत रूप से जुड़ा होता है। सुरक्षात्मक ग्राउंडिंग तार के माध्यम से।

आगमनात्मक बिजली से तात्पर्य संबंधित इमारतों, उपकरणों और लाइनों के निकट और दूर उत्पन्न बिजली के हमलों से है, जिससे संबंधित इमारतों, उपकरणों और लाइनों पर ओवरवॉल्टेज होता है। यह सर्ज ओवरवॉल्टेज इलेक्ट्रोस्टैटिक इंडक्शन या इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन के माध्यम से श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। संबंधित इलेक्ट्रॉनिक उपकरण और लाइनों को, जिससे उपकरण और लाइनों को नुकसान होता है।
खुले मैदानों और ऊंचे पहाड़ों में स्थापित बड़े पैमाने पर या फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणालियों के लिए, विशेष रूप से बिजली-प्रवण क्षेत्रों में, बिजली संरक्षण ग्राउंडिंग उपकरणों को सुसज्जित किया जाना चाहिए।
सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस (सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस) इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की बिजली संरक्षण में एक अनिवार्य उपकरण है। इसे "लाइटनिंग अरेस्टर" या "ओवरवोल्टेज प्रोटेक्टर" कहा जाता था। अंग्रेजी संक्षिप्त नाम एसपीडी है। सर्ज प्रोटेक्टर का कार्य तात्कालिक ओवरवॉल्टेज को सीमित करना है जो वोल्टेज रेंज के भीतर बिजली लाइन और सिग्नल ट्रांसमिशन लाइन में प्रवेश करता है जिसे उपकरण या सिस्टम झेल सकता है, या जमीन में शक्तिशाली बिजली के प्रवाह को लीक करना है, ताकि संरक्षित की रक्षा की जा सके। उपकरण या सिस्टम को क्षतिग्रस्त होने से बचाना। प्रभाव से क्षतिग्रस्त. निम्नलिखित आमतौर पर फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले अरेस्टर के मुख्य तकनीकी मापदंडों का विवरण है।

(1) अधिकतम निरंतर ऑपरेटिंग वोल्टेज यूसीपीवी: यह वोल्टेज मान अधिकतम वोल्टेज को इंगित करता है जिसे अरेस्टर पर लागू किया जा सकता है। इस वोल्टेज के तहत, बन्दी को बिना किसी विफलता के सामान्य रूप से काम करने में सक्षम होना चाहिए। साथ ही, अरेस्टर की कार्य विशेषताओं को बदले बिना वोल्टेज को लगातार अरेस्टर पर लोड किया जाता है।
(2) रेटेड डिस्चार्ज करंट (इन): इसे नाममात्र डिस्चार्ज करंट भी कहा जाता है, जो 8/20μs लाइटनिंग करंट तरंग के वर्तमान शिखर मूल्य को संदर्भित करता है जिसे अरेस्टर झेल सकता है।
(3) अधिकतम डिस्चार्ज करंट आईमैक्स: जब 8/20 एमएस की तरंग के साथ एक मानक बिजली की लहर को एक बार प्रोटेक्टर पर लागू किया जाता है, तो शॉक करंट का अधिकतम शिखर मूल्य जिसे प्रोटेक्टर झेल सकता है।
(4) वोल्टेज सुरक्षा स्तर ऊपर (इन): निम्नलिखित परीक्षणों में रक्षक का अधिकतम मूल्य: 1 केवी/एमएस की ढलान के साथ फ्लैशओवर वोल्टेज; रेटेड डिस्चार्ज करंट का अवशिष्ट वोल्टेज।
सर्ज प्रोटेक्टर उत्कृष्ट नॉनलाइनियर विशेषताओं वाले एक वेरिस्टर का उपयोग करता है। सामान्य परिस्थितियों में, सर्ज रक्षक अत्यधिक उच्च प्रतिरोध की स्थिति में होता है, और रिसाव धारा लगभग शून्य होती है, जिससे बिजली प्रणाली की सामान्य बिजली आपूर्ति सुनिश्चित होती है। जब बिजली प्रणाली में ओवरवॉल्टेज होता है, तो उपकरण की सुरक्षित कार्य सीमा के भीतर ओवरवॉल्टेज की भयावहता को सीमित करने के लिए सर्ज प्रोटेक्टर को नैनोसेकंड के भीतर तुरंत चालू कर दिया जाएगा। उसी समय, ओवरवॉल्टेज की ऊर्जा जारी होती है। इसके बाद, रक्षक जल्दी से उच्च-प्रतिबाधा स्थिति में बदल जाता है, इस प्रकार बिजली प्रणाली की सामान्य बिजली आपूर्ति को प्रभावित नहीं करता है।

इसके अलावा बिजली बढ़ने से वोल्टेज और करंट उत्पन्न हो सकता है, यह हाई-पावर सर्किट के बंद होने और डिस्कनेक्ट होने, इंडक्टिव लोड और कैपेसिटिव लोड को चालू या बंद करने के क्षण और बड़े पावर सिस्टम के डिस्कनेक्शन के समय भी घटित होगा। ट्रांसफार्मर. बड़े स्विचिंग सर्ज वोल्टेज और करंट से संबंधित उपकरणों और लाइनों को भी नुकसान होगा। लाइटनिंग इंडक्शन को रोकने के लिए, कम-पावर इन्वर्टर के डीसी इनपुट सिरे पर एक वेरिस्टर जोड़ा जाता है। अधिकतम डिस्चार्ज करंट 10kVA तक पहुंच सकता है, जो मूल रूप से घरेलू फोटोवोल्टिक बिजली संरक्षण प्रणालियों की जरूरतों को पूरा कर सकता है।