فوٽووولٽڪ سسٽم ۾ سرج پروٽيڪٽرز، سرڪٽ بريڪرز ۽ فيوز جو گڏيل ڪم: فنڪشنل تجزيو ۽ ضرورت تي بحث

تعارف

عالمي فوٽووولٽڪ صنعت جي تيزيءَ سان ترقي سان، شمسي توانائي پيدا ڪرڻ واري نظام جي حفاظت ۽ استحڪام صنعت جي ڌيان جو مرڪز بڻجي ويو آهي. فوٽووولٽڪ نظام ڊگهي وقت تائين ٻاهرين ماحول ۾ بي نقاب رهندا آهن ۽ بجلي جي ٽڪرن، پاور گرڊ جي اتار چڙهاؤ، ۽ سامان جي ناڪامي جهڙن خطرن لاءِ خطرناڪ هوندا آهن، جيڪي سامان کي نقصان پهچائي سگهن ٿا يا باهه به ڏئي سگهن ٿا. سرج پروٽيڪٽر (SPDs)، سرڪٽ بريڪر، ۽ فيوز اهم حفاظتي ڊوائيس آهن جيڪي هر هڪ پنهنجا فرض انجام ڏين ٿا ۽ سسٽم جي محفوظ آپريشن کي يقيني بڻائڻ لاءِ هڪ ٻئي سان تعاون ڪن ٿا. هي مضمون انهن جي ڪمن، ڪوآرڊينيشن ميڪانيزم، ۽ صنعت جي استعمال ڪندڙن لاءِ حوالو مهيا ڪرڻ جي ضرورت جو گهرو تجزيو ڪندو.

I. "پوشیدہ قاتل" فوٽووولٽڪ سسٽم کي منهن ڏئي رهيو آهي

فوٽو وولٽڪ پاور اسٽيشنون "اسٽيل وارن" وانگر آهن جيڪي کليل هوا ۾ ڪم ڪري رهيا آهن، مسلسل مختلف سخت آزمائشن کي برداشت ڪري رهيا آهن.

1.1 بجلي جي ٽڪراءَ جا مسئلا:

خاص طور تي، وچ اوڀر ۽ ڏکڻ اوڀر ايشيا ۾، هڪ ئي طوفاني موسم انهن نظامن کي مفلوج ڪري سگهي ٿي جن ۾ تحفظ جي کوٽ آهي.
1.2 پاور گرڊ ۾ اتار چڙهاؤ:
چلي جي جنهن منصوبي جو مان انچارج هوس، اتي گرڊ وولٽيج ۾ اوچتو واڌ سبب ڪيترائي سامان سڙي ويا.

1.3 شارٽ سرڪٽ جو خطرو:
گذريل سال، جرمني ۾ هڪ منصوبي ۾ پراڻين ڪيبلن جي ڪري شارٽ سرڪٽ ٿيو، جنهن جي ڪري باهه لڳڻ جو امڪان هو.

اهي خطرا ڪا به مبالغہ آرائي نه آهن. انٽرنيشنل فوٽووولٽڪ سيفٽي الائنس جي مطابق، 60 سيڪڙو کان وڌيڪ فوٽووولٽڪ سسٽم جي ناڪامي ناقص برقي تحفظ جي ڪري آهي.

II. سرج پروٽيڪٽو ڊوائيسز (SPD) جا بنيادي ڪم

2.1 ڪم ڪرڻ جو اصول
ايس پي ڊي ميٽل آڪسائيڊ ويريسٽرز (ايم او وي) يا گيس ڊسچارج ٽيوبز (جي ڊي ٽي) ذريعي عارضي اوور وولٽيج کي زمين ڏانهن موڙي ٿو، وولٽيج کي محفوظ حد اندر محدود ڪري ٿو. فوٽووولٽڪ سسٽم ۾، ايس پي ڊي عام طور تي هيٺين هنڌن تي نصب ڪيا ويندا آهن:
ڊي سي سائڊ (ماڊيولز ۽ انورٽر جي وچ ۾): بجليءَ جي ڪري ٿيندڙ سرجز کان بچائڻ لاءِ.
اي سي پاسي (انورٽر ۽ گرڊ جي وچ ۾): گرڊ پاسي کان اوور وولٽيج کي دٻائڻ لاءِ.

2.2 اهم پيرا ميٽرز
وڌ ۾ وڌ مسلسل آپريٽنگ وولٽيج (Uc): فوٽووولٽڪ سسٽم جي وولٽيج جي سطح سان ملندڙ هجڻ گهرجي (جهڙوڪ 1000V DC يا 1500V DC).
ڊسچارج ڪرنٽ (ان/آئمپ): بجليءَ جي ڪرنٽ کي خارج ڪرڻ جي صلاحيت کي ظاهر ڪري ٿو، ۽ فوٽووولٽڪ سسٽم کي عام طور تي 20kA يا ان کان مٿي جي ضرورت هوندي آهي.
وولٽيج جي حفاظت جي سطح (مٿي): باقي وولٽيج جي سائيز کي طئي ڪري ٿو ۽ محفوظ سامان جي برداشت واري وولٽيج کان گهٽ هجڻ گهرجي.

2.3 ضرورت
مهانگن سامان جهڙوڪ انورٽر ۽ ڪمبينر باڪس کي سرجز جي ڪري خراب ٿيڻ کان بچايو.
بين الاقوامي معيارن (جهڙوڪ IEC 6164331، UL 1449) ۽ فوٽووولٽڪ پاور اسٽيشنن لاءِ قبوليت جي گهرجن جي تعميل ڪريو.

Ⅲ. سرڪٽ بريڪرز ۽ فيوز جو ڪم ۽ چونڊ

3.1 سرڪٽ بريڪر
فعل:
• اوورلوڊ تحفظ: جڏهن ڪرنٽ مقرر ڪيل قدر کان وڌي وڃي ٿو (جهڙوڪ ريٽيڊ ڪرنٽ جو 1.3 ڀيرا)، ته ٿرمل ٽرپ ميڪانيزم ڪم ڪري ٿو.
• شارٽ سرڪٽ تحفظ: برقي مقناطيسي ٽرپ ميڪانيزم شارٽ سرڪٽ ڪرنٽ (جهڙوڪ 10kA) کي ملي سيڪنڊن اندر ڪٽي ٿو.

•فوٽو وولٽڪ لاءِ ايپليڪيشن خاصيتون:
هڪ وقف ٿيل ڊي سي سرڪٽ بريڪر (جهڙوڪ ڊي سي 1000V/1500V) چونڊڻ جي ضرورت آهي.
ٽوڙڻ جي گنجائش سسٽم جي شارٽ سرڪٽ ڪرنٽ (عام طور تي ≥ 15kA) سان ملندڙ هجڻ گهرجي.

3.2 فيوز
فعل:
فيوز عنصر کي پگھلائڻ سان، اهو جلدي خراب سرڪٽ کي الڳ ڪري سگهي ٿو ۽ سيريز سان ڳنڍيل شاخ کي بچائي سگهي ٿو.

فائدا:
ڊسڪنيڪشن جي رفتار تيز آهي (مائڪرو سيڪنڊ جي سطح تي)، تيز شارٽ سرڪٽ ڪرنٽ منظرنامي لاءِ موزون آهي.
اهو سائيز ۾ ننڍو آهي ۽ محدود جاءِ سان ڪرنٽ کڻي ويندڙ دٻن لاءِ موزون آهي.

3.3 ايس پي ڊي سان تعاون

ايس پي ڊي وولٽيج جي حفاظت لاءِ ذميوار آهي، جڏهن ته سرڪٽ بريڪر/فيوز پروٽيڪٽر ڪرنٽ جي حفاظت لاءِ ذميوار آهن.
جڏهن سرج بريڪ ڊائون جي ڪري ايس پي ڊي ناڪام ٿئي ٿي، ته سرڪٽ بريڪر يا فيوز پروٽيڪٽر باهه کان بچڻ لاءِ فوري طور تي خراب سرڪٽ کي ڪٽي سگهن ٿا.

Ⅳ. گھڻ-سطحي تحفظ واري نظام جو ڪيس اسٽڊي

مثال طور 1 ميگاواٽ جي فوٽووولٽڪ پاور اسٽيشن وٺو:
4.1 ڊي سي پاسي کان تحفظ
ڪمپونينٽ سيريز جون شاخون: هر سيريز لاءِ فيوز (جهڙوڪ 10A gPV قسم) انسٽال ڪريو.
ڪمبينر باڪس جي داخلا: ٽائپ II SPD (≤ 1.5kV کان مٿي) ۽ DC سرڪٽ بريڪر (63A) انسٽال ڪريو.

4.2 اي سي پاسي کان تحفظ
انورٽر جو آئوٽ پُٽ اينڊ: ٽائيپ 1+2 SPD (Iimp ≥ 12.5kA) ۽ مولڊ ٿيل ڪيس سرڪٽ بريڪر (250A) ترتيب ڏيو.

4.3 غلطي جي منظرنامي جي تخليق
جڏهن بجلي ڪرنٽ ٿئي ٿي: SPD سرج ڪرنٽ جاري ڪري ٿو ۽ 2kV کان هيٺ وولٽيج کي ڪلمپ ڪري ٿو؛ جيڪڏهن SPD شارٽ سرڪٽ جي ڪري ناڪام ٿئي ٿو، ته سرڪٽ بريڪر ٽرپ ڪري ٿو.
جڏهن لائن شارٽ سرڪٽ ٿئي ٿي: فيوز 5 ايم ايس اندر ڳري ويندو آهي ته جيئن ٿرمل اسپاٽ اثر جي پکڙجڻ کي روڪي سگهجي.

Ⅴ. چونڊ ۽ انسٽاليشن لاءِ احتياطي تدبيرون

5.1 ايس پي ڊي چونڊ
ڊي سي پاسي لاءِ، هڪ فوٽووولٽڪ مخصوص ايس پي ڊي (جهڙوڪ پي وي ايس پي ڊي) چونڊيو وڃي ته جيئن عام اي سي ايس پي ڊي جي ريورس ڪرنٽ مسئلي کان بچي سگهجي.
گرمي پد جي مارجن تي غور ڪيو وڃي (Uc کي تيز گرمي پد واري ماحول ۾ مارجن ڇڏڻ جي ضرورت آهي).

5.2 سرڪٽ بريڪر/فيوز ميچنگ
ٽوڙڻ جي گنجائش سسٽم جي وڌ ۾ وڌ شارٽ سرڪٽ ڪرنٽ کان وڌيڪ هجڻ گهرجي (جهڙوڪ اسٽرنگ جو فالٽ ڪرنٽ 1.5kA تائين پهچي سگهي ٿو).
فيوز جو ريٽيڊ ڪرنٽ جزو شارٽ سرڪٽ ڪرنٽ (Isc) کان 1.56 ڀيرا وڌيڪ هجڻ گهرجي (NEC 690.8 جي مطابق).

5.3 سسٽم انٽيگريشن تجويزون
باقي وولٽيج کي گهٽائڻ لاءِ SPD ۽ سرڪٽ بريڪر جي وچ ۾ تار جي ڊيگهه ≤ 0.5 ميٽر هجڻ گهرجي.
ايس پي ڊي اسٽيٽس انڊيڪيٽرز جو باقاعدي معائنو ڪيو وڃي، ۽ ناڪام ماڊلز کي وقت تي تبديل ڪيو وڃي.

Ⅵ. انڊسٽري رجحانات ۽ معياري تازه ڪاريون
• هاءِ وولٽيج جي طلب: 1500V فوٽووولٽڪ سسٽم جي وڏي پيماني تي اپنائڻ سان، SPDs ۽ سرڪٽ بريڪرز جي برداشت ڪندڙ وولٽيج جي سطحن کي هم وقت سازي سان وڌائڻ جي ضرورت آهي.

• ذهين نگراني: ذهين ايس پي ڊي جيڪي درجه حرارت سينسر ۽ وائرليس ڪميونيڪيشن افعال کي ضم ڪن ٿا، انهن کي بتدريج ريموٽ فالٽ جي ابتدائي خبرداري حاصل ڪرڻ لاءِ لاڳو ڪيو پيو وڃي.

•معياري مضبوطي: IEC 625482023 جي نئين ورزن فوٽووولٽڪ سسٽم لاءِ حفاظتي ڊوائيسز تي سخت ڪوآرڊينيشن گهرجن لاڳو ڪيون آهن.

ٿڪل
فوٽووولٽڪ سسٽم ۾، سرج پروٽيڪٽر، سرڪٽ بريڪر ۽ فيوز هڪ مڪمل "وولٽيج-ڪرنٽ" تعاون سان تحفظ وارو نظام ٺاهيندا آهن. انهن حصن جي صحيح چونڊ ۽ ترتيب نه رڳو سامان جي سروس لائف کي وڌائي سگهي ٿي ۽ آپريشن ۽ سار سنڀال جي خرچن کي گهٽائي سگهي ٿي، پر پاور اسٽيشنن جي محفوظ آپريشن کي يقيني بڻائڻ لاءِ ضروري شرطون پڻ آهن. ٽيڪنالاجي جي ترقي سان، انهن حفاظتي ڊوائيسز جو انضمام ۽ ذهانت مستقبل ۾ فوٽووولٽڪ سسٽم جي اعتبار کي وڌيڪ وڌائيندو.