സർജ് പ്രൊട്ടക്ഷൻ ഉപകരണങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കൽ പിവി സിസ്റ്റങ്ങൾക്കുള്ള തിരഞ്ഞെടുപ്പ് - SPD-കളുടെ തരങ്ങൾ

പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന സ്രോതസ്സാണ് ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് (പിവി) വൈദ്യുതി ഉത്പാദനം, പരമ്പരാഗത വൈദ്യുതി ഉൽപാദനവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ സാമ്പത്തികമായി ഇത് വളരെ മത്സരാധിഷ്ഠിതമാണ്. മേൽക്കൂര സോളാർ പാനലുകൾ പോലുള്ള ചെറിയ വിതരണ പിവി സിസ്റ്റങ്ങൾ കൂടുതൽ പ്രചാരത്തിലായിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. 1500V വരെ വോൾട്ടേജുള്ള എസി, ഡിസി വിതരണം റൂഫ്‌ടോപ്പ് പിവി സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഉയർന്ന അപകടസാധ്യതയുള്ള പ്രദേശങ്ങളിൽ ഡിസി വശം, പ്രത്യേകിച്ച് പിവി പാനലുകൾ, നേരിട്ട് മിന്നലാക്രമണത്തിന് വിധേയമാകാം, ഇത് അവയെ മിന്നൽ കേടുപാടുകൾക്ക് ഇരയാക്കുന്നു.

മിന്നൽ സാധ്യതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, കെട്ടിടങ്ങൾക്കുള്ള മിന്നൽ സംരക്ഷണത്തെ ബാഹ്യ സംരക്ഷണം (മിന്നൽ സംരക്ഷണ സംവിധാനം, എൽപിഎസ്) ആന്തരിക സംരക്ഷണം (സർജ് പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് മെഷേഴ്സ്, എസ്പിഎം) എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ആന്തരിക സംരക്ഷണത്തിന്റെ ഭാഗമായി, അന്തരീക്ഷ മിന്നൽ അല്ലെങ്കിൽ സ്വിച്ചിംഗ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ മൂലമുണ്ടാകുന്ന ക്ഷണികമായ ഓവർ വോൾട്ടേജുകൾക്കെതിരായ സംരക്ഷണം സർജ് പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് ഉപകരണങ്ങൾ (എസ്പിഡികൾ). സംരക്ഷിത ഉപകരണങ്ങൾക്ക് പുറത്താണ് എസ്പിഡികൾ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നത്, പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു: പവർ സിസ്റ്റത്തിൽ ഒരു സർജ് ഇല്ലെങ്കിൽ, എസ്പിഡി അത് സംരക്ഷിക്കുന്ന സിസ്റ്റത്തിന്റെ സാധാരണ പ്രവർത്തനത്തെ കാര്യമായി ബാധിക്കുന്നില്ല. ഒരു സർജ് സംഭവിക്കുമ്പോൾ, എസ്പിഡി കുറഞ്ഞ ഇം‌പെഡൻസ് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, സർജ് കറന്റ് അതിലൂടെ വഴിതിരിച്ചുവിടുകയും വോൾട്ടേജ് സുരക്ഷിതമായ തലത്തിലേക്ക് പരിമിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. സർജ് കടന്നുപോകുകയും ശേഷിക്കുന്ന ഏതെങ്കിലും കറന്റ് ഇല്ലാതാകുകയും ചെയ്ത ശേഷം, എസ്പിഡി ഉയർന്ന ഇം‌പെഡൻസ് അവസ്ഥയിലേക്ക് മടങ്ങുന്നു.

1. സർജ് പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് ഡിവൈസുകളുടെ (SPD) ഇൻസ്റ്റലേഷൻ ലൊക്കേഷൻ

മിന്നൽ ഭീഷണിയുടെ തോത് അനുസരിച്ചും IEC 62305 ലെ മിന്നൽ സംരക്ഷണ മേഖലകൾ (LPZ) എന്ന ആശയത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുമാണ് SPD-കളുടെ ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ സ്ഥാനം നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. ക്ഷണികമായ ഓവർ വോൾട്ടേജുകൾ ക്രമേണ സുരക്ഷിതമായ തലത്തിലേക്ക് കുറയ്ക്കുന്നു, ഇത് സംരക്ഷിത ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രതിരോധ വോൾട്ടേജിനേക്കാൾ താഴെയായിരിക്കണം. ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഈ സോണുകളുടെ അതിരുകളിൽ SPD-കൾ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് ലോ-വോൾട്ടേജ് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന മൾട്ടി-ലെവൽ സർജ് പ്രൊട്ടക്ഷൻ എന്ന ആശയത്തിന് കാരണമാകുന്നു. PV സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക്, എസി, ഡിസി വശങ്ങളിലൂടെ മിന്നൽ സർജുകൾ പ്രവേശിക്കുന്നത് തടയുന്നതിലും അതുവഴി ഇൻവെർട്ടറുകൾ പോലുള്ള നിർണായക ഘടകങ്ങളെ സംരക്ഷിക്കുന്നതിലുമാണ് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്.

2. സർജ് പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് ഡിവൈസസ് (SPD) ടെസ്റ്റ് ക്ലാസുകൾ

IEC 61643-11 അനുസരിച്ച്, SPD-കളെ അവ നേരിടാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്ന മിന്നൽ പ്രവാഹ പ്രേരണയുടെ തരം അനുസരിച്ച് മൂന്ന് ടെസ്റ്റ് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ടൈപ്പ് I ടെസ്റ്റുകൾ (T1 എന്ന് അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു) ഒരു കെട്ടിടത്തിലേക്ക് കടത്തിവിടാവുന്ന ഭാഗിക മിന്നൽ പ്രവാഹങ്ങളെ അനുകരിക്കാൻ ഉദ്ദേശിച്ചുള്ളതാണ്. ചിത്രം ബ്ലോയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ഇവ 10/350 µs തരംഗരൂപം ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ സാധാരണയായി LPZ0 നും LPZ1 നും ഇടയിലുള്ള അതിർത്തിയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു - ഉദാഹരണത്തിന് പ്രധാന വിതരണ ബോർഡുകളിലോ ലോ-വോൾട്ടേജ് ട്രാൻസ്‌ഫോർമർ ഇൻ‌കോർപ്പറുകളിലോ. ഈ ലെവലിനുള്ള SPD-കൾ സാധാരണയായി വോൾട്ടേജ്-സ്വിച്ചിംഗ് തരത്തിലുള്ളവയാണ്, ഗ്യാസ് ഡിസ്ചാർജ് ട്യൂബുകൾ അല്ലെങ്കിൽ സ്പാർക്ക് വിടവുകൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, ഹോൺ വിടവുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഗ്രാഫൈറ്റ് വിടവുകൾ) പോലുള്ള ഘടകങ്ങൾ ഉണ്ട്.

ടൈപ്പ് II (T2), ടൈപ്പ് III (T3) ടെസ്റ്റുകൾ കുറഞ്ഞ ദൈർഘ്യമുള്ള ഇംപൾസുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ടൈപ്പ് II SPD-കൾ സാധാരണയായി മെറ്റൽ ഓക്സൈഡ് വേരിസ്റ്ററുകൾ (MOV-കൾ) പോലുള്ള ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന വോൾട്ടേജ്-പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന ഉപകരണങ്ങളാണ്. 8/20 µs കറന്റ് വേവ്ഫോം ഉപയോഗിച്ച് നാമമാത്രമായ ഡിസ്ചാർജ് കറന്റ് ഉപയോഗിച്ചാണ് അവ പരീക്ഷിക്കുന്നത് (ചിത്രം ബ്ലോ കാണുക), കൂടാതെ അപ്‌സ്ട്രീം പ്രൊട്ടക്ഷൻ ഉപകരണത്തിൽ നിന്ന് വരുന്ന റെസിഡ്യൂവൽ സർജ് വോൾട്ടേജിനെ കൂടുതൽ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഇവ ഉത്തരവാദികളാണ്. ടൈപ്പ് III ടെസ്റ്റുകൾ 1.2/50 µs വോൾട്ടേജും 8/20 µs കറന്റ് ഇംപൾസും ഉള്ള ഒരു കോമ്പിനേഷൻ വേവ് ജനറേറ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നു (താഴെയുള്ള ചിത്രം കാണുക), അന്തിമ ഉപയോഗ ഉപകരണങ്ങളിലേക്ക് സർജുകൾ അനുകരിക്കുന്നു.

3. സർജ് പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് ഉപകരണത്തിന്റെ (SPDs) കണക്ഷൻ തരം

ക്ഷണികമായ ഓവർ വോൾട്ടേജുകൾക്കെതിരെ രണ്ട് പ്രധാന സംരക്ഷണ രീതികളുണ്ട്. ആദ്യത്തേത് കോമൺ-മോഡ് പ്രൊട്ടക്ഷൻ (CT1) ആണ്, ഇത് ലൈവ് കണ്ടക്ടറുകൾക്കും PE (പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് എർത്ത്) നും ഇടയിലുള്ള സർജുകളിൽ നിന്ന് സംരക്ഷിക്കുന്നതിനായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, മിന്നലാക്രമണങ്ങൾക്ക് ഒരു സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് നിലവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകൾ കൊണ്ടുവരാൻ കഴിയും. താഴെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, മിന്നൽ പോലുള്ള ബാഹ്യ അസ്വസ്ഥതകളുടെ ആഘാതം ലഘൂകരിക്കാൻ കോമൺ-മോഡ് പ്രൊട്ടക്ഷൻ സഹായിക്കുന്നു.

രണ്ടാമത്തേത് ഡിഫറൻഷ്യൽ-മോഡ് പ്രൊട്ടക്ഷൻ (CT2) ആണ്, ഇത് ലൈൻ കണ്ടക്ടറിനും (L) ന്യൂട്രൽ കണ്ടക്ടറിനും (N) ഇടയിലുള്ള സർജുകളിൽ നിന്ന് സംരക്ഷണം നൽകുന്നു. താഴെയുള്ള ഡയഗ്രാമിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, വൈദ്യുത ശബ്‌ദം അല്ലെങ്കിൽ സിസ്റ്റത്തിനുള്ളിൽ തന്നെ ഉണ്ടാകുന്ന ഇടപെടൽ പോലുള്ള ആന്തരിക അസ്വസ്ഥതകൾ പരിഹരിക്കുന്നതിന് ഈ തരത്തിലുള്ള സംരക്ഷണം പ്രത്യേകിച്ചും പ്രധാനമാണ്.

ഈ സംരക്ഷണ രീതികളിൽ ഒന്നോ രണ്ടോ നടപ്പിലാക്കുന്നതിലൂടെ, സാധ്യതയുള്ള കുതിച്ചുചാട്ട സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്ന് വൈദ്യുത സംവിധാനങ്ങളെ മികച്ച രീതിയിൽ സംരക്ഷിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ആത്യന്തികമായി ബന്ധിപ്പിച്ച ഉപകരണങ്ങളുടെ ദീർഘായുസ്സും വിശ്വാസ്യതയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

SPD സംരക്ഷണ മോഡുകളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് നിലവിലുള്ള ഗ്രൗണ്ടിംഗ് സിസ്റ്റവുമായി പൊരുത്തപ്പെടണം എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. TN സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക്, CT1, CT2 സംരക്ഷണ മോഡുകൾ രണ്ടും ഉപയോഗിക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, TT സിസ്റ്റങ്ങളിൽ, CT1 ഒരു RCD യുടെ താഴേക്ക് മാത്രമേ പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയൂ. IT സിസ്റ്റങ്ങളിൽ - പ്രത്യേകിച്ച് ഒരു ന്യൂട്രൽ കണ്ടക്ടർ ഇല്ലാത്തവയിൽ - CT2 സംരക്ഷണം ബാധകമല്ല. IT ഗ്രൗണ്ടിംഗ് കോൺഫിഗറേഷനുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന DC വിതരണ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഇത് ഒരു നിർണായക പരിഗണനയാണ്. വിശദാംശങ്ങൾ താഴെയുള്ള പട്ടികയിൽ കാണാം.

4. സർജ് പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് ഡിവൈസുകളുടെ (SPD) പ്രധാന പാരാമീറ്ററുകൾ

അന്താരാഷ്ട്ര നിലവാരമുള്ള IEC 61643-11 അനുസരിച്ച്, ചിത്രം 7-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ലോ-വോൾട്ടേജ് പവർ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ സിസ്റ്റങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന SPD-കളുടെ സവിശേഷതകളും പരിശോധനകളും നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു.

(1) വോൾട്ടേജ് സംരക്ഷണ നില (മുകളിലേക്ക്)

ഒരു SPD തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട വശം അതിന്റെ വോൾട്ടേജ് പ്രൊട്ടക്ഷൻ ലെവൽ (Up) ആണ്, ഇത് ടെർമിനലുകൾക്കിടയിലുള്ള വോൾട്ടേജ് പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നതിൽ SPD യുടെ പ്രകടനത്തെ ചിത്രീകരിക്കുന്നു. ഈ മൂല്യം പരമാവധി ക്ലാമ്പിംഗ് വോൾട്ടേജിനേക്കാൾ കൂടുതലായിരിക്കണം. SPD യിലൂടെ ഒഴുകുന്ന കറന്റ് നാമമാത്രമായ ഡിസ്ചാർജ് കറന്റ് In ന് തുല്യമാകുമ്പോൾ ഇത് എത്തിച്ചേരുന്നു. തിരഞ്ഞെടുത്ത വോൾട്ടേജ് പ്രൊട്ടക്ഷൻ ലെവൽ ലോഡിന്റെ ഇംപൾസ് ഇൻടെൻഡ് വോൾട്ടേജ് Uw നേക്കാൾ കുറവായിരിക്കണം. മിന്നലാക്രമണങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, SPD ടെർമിനലുകളിലുടനീളമുള്ള വോൾട്ടേജ് സാധാരണയായി Up ന് താഴെയായി നിലനിർത്തുന്നു. PV DC സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക്, ലോഡ് സാധാരണയായി PV മൊഡ്യൂളുകളെയും ഇൻവെർട്ടറുകളെയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

(2) പരമാവധി തുടർച്ചയായ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് വോൾട്ടേജ് (Uc)

SPD പ്രൊട്ടക്ഷൻ മോഡിൽ തുടർച്ചയായി പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന പരമാവധി DC വോൾട്ടേജാണ് Uc. റേറ്റുചെയ്ത വോൾട്ടേജും സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഗ്രൗണ്ടിംഗ് കോൺഫിഗറേഷനും അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഇത് തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്, കൂടാതെ SPD-യുടെ ആക്ടിവേഷൻ ത്രെഷോൾഡായി ഇത് പ്രവർത്തിക്കുന്നു. PV സിസ്റ്റങ്ങളുടെ DC വശത്തിന്, Uc എന്നത് PV അറേയുടെ Uoc മാക്സിനേക്കാൾ കൂടുതലോ തുല്യമോ ആയിരിക്കണം. Uoc മാക്സ് എന്നത് ലൈവ് ടെർമിനലുകൾക്കിടയിലും PV അറേയുടെ നിയുക്ത പോയിന്റിൽ ലൈവ് ടെർമിനലിനും ഗ്രൗണ്ടിനും ഇടയിലുള്ള ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഓപ്പൺ-സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

(3) നോമിനൽ ഡിസ്ചാർജ് കറന്റ് (ഇൻ)

ടൈപ്പ് II ടെസ്റ്റുകൾക്കും ടൈപ്പ് I, ടൈപ്പ് 1 എന്നിവയിലെ പ്രീ കണ്ടീഷനിംഗ് ടെസ്റ്റുകൾക്കും ഉപയോഗിക്കുന്ന SPD വഴി ഒഴുകുന്ന 8/20 μs തരംഗരൂപ വൈദ്യുതധാരയുടെ പീക്ക് മൂല്യമാണിത്. തരം II. 8/20 μs തരംഗരൂപ വൈദ്യുതധാരയുടെ കുറഞ്ഞത് 19 ഡിസ്ചാർജുകളെയെങ്കിലും SPD നേരിടണമെന്ന് IEC ആവശ്യപ്പെടുന്നു. In മൂല്യം കൂടുന്തോറും SPD ആയുസ്സ് കൂടും, പക്ഷേ ചെലവും വർദ്ധിക്കും.

(4) ഇംപൾസ് കറന്റ് (ഐഐഎംപി)

മൂന്ന് പാരാമീറ്ററുകൾ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത്: കറന്റ് പീക്ക് (ഐപീക്ക്), ചാർജ് (Q), നിർദ്ദിഷ്ട ഊർജ്ജം (W/R), ഈ കറന്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് ടൈപ്പ് I പരിശോധനകൾ. സാധാരണ തരംഗരൂപം 10/350 μs ആണ്.