प्रस्तावना

आधुनिक ऊर्जा प्रणाली आणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या वापरामध्ये, सर्ज प्रोटेक्टर (SPDs) आणि इन्व्हर्टर हे दोन प्रमुख घटक असून, संपूर्ण प्रणालीचे सुरक्षित आणि स्थिर कार्य सुनिश्चित करण्यासाठी त्यांचे एकत्रित कार्य अत्यंत महत्त्वाचे आहे. नवीकरणीय ऊर्जेच्या जलद विकासामुळे आणि पॉवर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या व्यापक वापरामुळे, या दोन्हींचा एकत्रित वापर अधिकाधिक सामान्य झाला आहे. हा लेख SPDs आणि इन्व्हर्टरची कार्यप्रणाली, निवडीचे निकष, स्थापनेच्या पद्धती, तसेच ऊर्जा प्रणालीला सर्वसमावेशक संरक्षण देण्यासाठी त्यांची सर्वोत्तम जोडणी कशी करता येईल, यावर सखोल माहिती देईल.

 

 

प्रकरण १: सर्ज प्रोटेक्टर्सचे सर्वसमावेशक विश्लेषण

 

१.१ सर्ज प्रोटेक्टर म्हणजे काय?

 

सर्ज प्रोटेक्टिव्ह डिव्हाइस (थोडक्यात SPD), ज्याला सर्ज अरेस्टर किंवा ओव्हरव्होल्टेज प्रोटेक्टर असेही म्हणतात, हे एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे जे विविध इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे, साधने आणि कम्युनिकेशन लाईन्सना सुरक्षा प्रदान करते. हे संरक्षित सर्किटला अत्यंत कमी वेळात इक्विपोटेंशियल सिस्टीमशी जोडू शकते, ज्यामुळे उपकरणाच्या प्रत्येक पोर्टवरील पोटेंशियल समान होते, आणि त्याच वेळी वीज पडल्यामुळे किंवा स्विचच्या कार्यामुळे सर्किटमध्ये निर्माण झालेला सर्ज करंट ग्राउंडमध्ये सोडते, ज्यामुळे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचे नुकसान होण्यापासून संरक्षण होते.

 

सर्ज प्रोटेक्टर्सचा वापर कम्युनिकेशन, पॉवर, लायटिंग, मॉनिटरिंग आणि इंडस्ट्रियल कंट्रोल यांसारख्या क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो आणि ते आधुनिक लाइटनिंग प्रोटेक्शन इंजिनिअरिंगचा एक अपरिहार्य आणि महत्त्वाचा घटक आहेत. इंटरनॅशनल इलेक्ट्रो टेक्निकल कमिशन (IEC) च्या मानकांनुसार, सर्ज प्रोटेक्टर्सचे तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: टाईप I (थेट विजेपासून संरक्षणासाठी), टाईप II (वितरण प्रणालीच्या संरक्षणासाठी) आणि टाईप III (टर्मिनल उपकरणांच्या संरक्षणासाठी).

 

१.२ सर्ज प्रोटेक्टरचे कार्यतत्त्व

 

सर्ज प्रोटेक्टरचे मुख्य कार्यतत्त्व नॉन-लिनियर घटकांच्या (जसे की व्हॅरिस्टर, गॅस डिस्चार्ज ट्यूब, ट्रान्झिएंट व्होल्टेज सप्रेशन डायोड इत्यादी) वैशिष्ट्यांवर आधारित आहे. सामान्य व्होल्टेजखाली, ते उच्च इम्पेडन्स स्थितीत असतात आणि सर्किटच्या कार्यावर त्यांचा जवळजवळ कोणताही परिणाम होत नाही. जेव्हा सर्ज व्होल्टेज निर्माण होतो, तेव्हा हे घटक काही नॅनोसेकंदांमध्ये कमी इम्पेडन्स स्थितीत जाऊ शकतात, ओव्हरव्होल्टेज ऊर्जा ग्राउंडकडे वळवतात आणि अशा प्रकारे संरक्षित उपकरणांवरील व्होल्टेजला सुरक्षित मर्यादेत ठेवतात.

विशिष्ट कार्यप्रणाली चार टप्प्यांमध्ये विभागली जाऊ शकते:

 

१.२.१ देखरेख टप्पा

 

एसपीडी कॉनसर्किटमधील व्होल्टेजच्या चढउतारांवर सतत लक्ष ठेवते. सामान्य व्होल्टेज मर्यादेत असताना, ते सिस्टमच्या सामान्य कार्यावर परिणाम न करता उच्च-इम्पेडन्स स्थितीत राहते.

 

१.२.२ प्रतिसाद टप्पा

 

जेव्हा व्होल्टेज निर्धारित मर्यादेपेक्षा जास्त असल्याचे आढळते (उदा. 220V प्रणालीसाठी 385V), तेव्हा संरक्षक घटक नॅनोसेकंदांच्या आत वेगाने प्रतिसाद देतो.

 

१.२.३ डिस्चार्ज स्टेज

संरक्षक घटक कमी-प्रतिबाधा स्थितीत जातो, ज्यामुळे अतिरिक्त प्रवाह जमिनीकडे वळवण्यासाठी एक डिस्चार्ज मार्ग तयार होतो आणि त्याच वेळी संरक्षित उपकरणावरील व्होल्टेजला सुरक्षित पातळीवर नियंत्रित केले जाते.

 

१.२.४ पुनर्प्राप्तीचा टप्पा:

विद्युतदाब वाढल्यानंतर, संरक्षक घटक आपोआप उच्च-प्रतिबाधा स्थितीत परत येतो आणि प्रणाली सामान्यपणे कार्य करू लागते. स्वतःहून पूर्ववत न होणाऱ्या प्रकारांसाठी, मॉड्यूल बदलण्याची आवश्यकता असू शकते.

 

१.३ कसे करण्यासाठी सर्ज प्रोटेक्टर निवडा

 

सर्वोत्तम संरक्षण परिणाम आणि आर्थिक लाभ सुनिश्चित करण्यासाठी, योग्य सर्ज प्रोटेक्टरची निवड करताना विविध घटकांचा विचार करणे आवश्यक आहे.

 

१.३.१ प्रणालीच्या वैशिष्ट्यांनुसार प्रकार निवडा

 

टीटी, टीएन किंवा आयटी वीज वितरण प्रणालींना वेगवेगळ्या प्रकारच्या एसपीडीची आवश्यकता असते.

एसी प्रणाली आणि डीसी प्रणाली (जसे की फोटोव्होल्टेइक प्रणाली) यांचे एसपीडी एकत्र मिसळता येत नाहीत.

सिंगल-फेज आणि थ्री-फेज सिस्टीममधील फरक

 

१.३.२ मुख्य पॅरामीटर जुळणी

 

- कमाल सतत कार्यरत व्होल्टेज (Uc) हे प्रणालीला सामोरे जाव्या लागणाऱ्या सर्वोच्च संभाव्य सतत व्होल्टेजपेक्षा जास्त असले पाहिजे (सामान्यतः प्रणालीच्या रेटेड व्होल्टेजच्या १.१५-१.५ पट).

व्होल्टेज संरक्षण पातळी (अप) ही संरक्षित उपकरणाच्या सहनशील व्होल्टेजपेक्षा कमी असावी.

स्थापनेचे ठिकाण आणि अपेक्षित सर्ज तीव्रतेच्या आधारावर नाममात्र डिस्चार्ज करंट (In) आणि कमाल डिस्चार्ज करंट (Imax) निवडले पाहिजेत.

प्रतिसादाची वेळ पुरेशी जलद असावी (साधारणपणे

 

१.३.३ स्थापना स्थानासंबंधी विचार

 

पॉवर इनलेट क्लास I किंवा क्लास II SPD ने सुसज्ज असले पाहिजे.

- वितरण पॅनेलमध्ये क्लास II एसपीडी बसवता येते

उपकरणाचा पुढील भाग क्लास III फाइन प्रोटेक्शन SPD द्वारे संरक्षित असावा.

 

१.३.४ विशेष पर्यावरणीय आवश्यकता

 

घराबाहेर बसवण्यासाठी, जलरोधक आणि धूळरोधक मानांकनांचा (IP65 किंवा त्याहून अधिक) विचार करा.

उच्च तापमानाच्या वातावरणात, उच्च तापमानासाठी योग्य असलेले SPD निवडा.

क्षरण होणाऱ्या वातावरणात, क्षरण-प्रतिरोधक गुणधर्म असलेले आवरण निवडा.

 

१.३.५ प्रमाणीकरण मानके

 

आयईसी ६१६४३ (IEC 61643) आणि यूएल १४४९ (UL 1449) यांसारख्या आंतरराष्ट्रीय मानकांशी सुसंगत

- सीई, टीयूव्ही, इत्यादींनी प्रमाणित.

फोटोव्होल्टेइक प्रणालींसाठी, ते IEC 61643-31 मानकांचे पालन करणारे असणे आवश्यक आहे.

 

१.४ कसे स्थापित करा सर्ज प्रोटेक्टर

 

सर्ज प्रोटेक्टर्सची परिणामकारकता सुनिश्चित करण्यासाठी योग्य इन्स्टॉलेशन महत्त्वाचे आहे. येथे एक व्यावसायिक इन्स्टॉलेशन मार्गदर्शक आहे.

 

१.४.१ स्थापना स्थान निवड

 

पॉवर इनलेट SPD मुख्य वितरण बॉक्समध्ये, येणाऱ्या लाईनच्या टोकाजवळ शक्य तितके जवळ स्थापित केले पाहिजे.

स्विचच्या नंतर सेकंडरी डिस्ट्रिब्युशन बॉक्स (SPD) बसवला पाहिजे.

- उपकरणांसाठी असलेले फ्रंट-एंड SPD संरक्षित उपकरणाच्या शक्य तितके जवळ ठेवावे (हे अंतर ५ मीटरपेक्षा कमी असावे अशी शिफारस आहे).

 

१.४.२ वायरिंग तपशील

 

'V' कनेक्शन पद्धतीमुळे (केल्विन कनेक्शन) लीड इंडक्टन्सचा प्रभाव कमी होऊ शकतो.

जोडणाऱ्या तारा शक्य तितक्या लहान आणि सरळ (

तारांचे आडवे क्षेत्रफळ मानकांनुसार असावे (साधारणपणे ४ मिमी² तांब्याच्या तारेपेक्षा कमी नसावे).

ग्राउंडिंग वायरसाठी प्राधान्याने पिवळी-हिरवी दुहेरी रंगाची वायर निवडावी, जिचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रफळ फेज वायरपेक्षा कमी नसावे.

 

१.४.३ ग्राउंडिंग आवश्यकता

 

SPD चे ग्राउंडिंग टर्मिनल्स सिस्टम ग्राउंडिंग बसला सुरक्षितपणे जोडलेले असणे आवश्यक आहे.

ग्राउंडिंग रेझिस्टन्स सिस्टीमच्या आवश्यकतांनुसार असावा (सामान्यतः

अत्यधिक लांब ग्राउंडिंग वायर्स वापरणे टाळा, कारण यामुळे ग्राउंडिंग इम्पेडन्स वाढेल.

 

१.४.४ स्थापना पायऱ्या

 

१) वीजपुरवठा बंद करा आणि व्होल्टेज नसल्याची खात्री करा.

२) एसपीडीच्या आकारानुसार वितरण बॉक्समध्ये स्थापनेसाठी जागा राखून ठेवा.

३) एसपीडी बेस किंवा गाइड रेल निश्चित करा

४) वायरिंग डायग्रामनुसार फेज वायर, न्यूट्रल वायर आणि ग्राउंड वायर जोडा.

५) सर्व कनेक्शन्स सुरक्षित आहेत का ते तपासा.

६) चाचणीसाठी पॉवर चालू करा, स्थिती दर्शवणारे दिवे पाहा.

 

१.४.५ स्थापना सावधगिरी

 

फ्यूज किंवा सर्किट ब्रेकरच्या आधी SPD बसवू नका.

एकापेक्षा जास्त SPDs मध्ये पुरेसे अंतर (केबलची लांबी > 10 मीटर) राखले पाहिजे किंवा एक डीकपलिंग डिव्हाइस जोडले पाहिजे.

इन्स्टॉलेशननंतर, SPD च्या पुढच्या टोकाला एक ओव्हरकरंट प्रोटेक्शन डिव्हाइस (जसे की फ्यूज किंवा सर्किट ब्रेकर) बसवले पाहिजे.

नियमित तपासणी (वर्षातून किमान एकदा) आणि देखभाल केली पाहिजे. वादळी पावसाच्या हंगामापूर्वी आणि नंतर अधिक कडक तपासणी केली पाहिजे.

 

अध्याय २: मध्येइन्व्हर्टरचे सखोल विश्लेषण

 

२.१ इन्व्हर्टर म्हणजे काय?

 

इन्व्हर्टर हे एक पॉवर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे जे डायरेक्ट करंट (DC) चे अल्टरनेटिंग करंट (AC) मध्ये रूपांतर करते. आधुनिक ऊर्जा प्रणालींमध्ये हा एक अत्यावश्यक महत्त्वाचा घटक आहे. नवीकरणीय ऊर्जेच्या जलद विकासामुळे, इन्व्हर्टरचा वापर अधिकाधिक व्यापक झाला आहे, विशेषतः फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती प्रणाली, पवन ऊर्जा निर्मिती प्रणाली, ऊर्जा साठवण प्रणाली आणि अखंडित वीज पुरवठा (UPS) प्रणालींमध्ये.

 

 

इन्व्हर्टर्सचे वर्गीकरण त्यांच्या आउटपुट वेव्हफॉर्मच्या आधारावर स्क्वेअर वेव्ह इन्व्हर्टर्स, मॉडिफाइड साइन वेव्ह इन्व्हर्टर्स आणि प्युअर साइन वेव्ह इन्व्हर्टर्समध्ये केले जाऊ शकते; तसेच त्यांच्या वापराच्या परिस्थितीनुसार त्यांचे वर्गीकरण ग्रिड-कनेक्टेड इन्व्हर्टर्स, ऑफ-ग्रिड इन्व्हर्टर्स आणि हायब्रीड इन्व्हर्टर्समध्ये केले जाऊ शकते; आणि त्यांच्या पॉवर रेटिंगच्या आधारावर त्यांची विभागणी मायक्रो इन्व्हर्टर्स, स्ट्रिंग इन्व्हर्टर्स आणि सेंट्रलाइज्ड इन्व्हर्टर्समध्ये केली जाऊ शकते.

 

२.२ काम करत आहे इन्व्हर्टरचे तत्त्व

 

इन्व्हर्टरचे मुख्य कार्यतत्त्व म्हणजे सेमीकंडक्टर स्विचिंग उपकरणांच्या (जसे की IGBT आणि MOSFET) जलद स्विचिंग क्रियांद्वारे डायरेक्ट करंटचे (DC) अल्टरनेटिंग करंटमध्ये (AC) रूपांतर करणे. याची मूलभूत कार्यप्रक्रिया खालीलप्रमाणे आहे:

 

२.२.१ डीसी इनपुट स्टेज

 

डीसी वीज पुरवठा (जसे की फोटोव्होल्टेइक पॅनेल, बॅटरी) इन्व्हर्टरला डीसी विद्युत ऊर्जा पुरवतो.

 

२.२.२ बूस्टिंग स्टेज (ऐच्छिक)

 

डीसी-डीसी बूस्ट सर्किटद्वारे इनपुट व्होल्टेजला इन्व्हर्टरच्या कार्यासाठी योग्य पातळीपर्यंत वाढवले ​​जाते.

 

२.२.३ व्युत्क्रमण स्टेज

 

नियंत्रण स्विचेस एका विशिष्ट क्रमाने चालू आणि बंद केले जातात, ज्यामुळे डायरेक्ट करंटचे (DC) पल्सिंग डायरेक्ट करंटमध्ये (PDC) रूपांतर होते. त्यानंतर फिल्टर सर्किटद्वारे याला फिल्टर करून एक अल्टरनेटिंग वेव्हफॉर्म तयार केला जातो.

 

२.२.४ आउटपुट स्टेज

 

एलसी फिल्टरिंगमधून गेल्यानंतर, आउटपुट पात्र प्रत्यावर्ती प्रवाह (जसे की 220V/50Hz किंवा 110V/60Hz) असेल.

 

ग्रिड-कनेक्टेड इन्व्हर्टर्ससाठी, यात सिंक्रोनस ग्रिड कनेक्शन नियंत्रण, मॅक्सिमम पॉवर पॉइंट ट्रॅकिंग (MPPT) आणि आयलँडिंग इफेक्ट संरक्षण यांसारख्या प्रगत कार्यांचाही समावेश असतो. आधुनिक इन्व्हर्टर्समध्ये सामान्यतः वेव्हफॉर्मची गुणवत्ता आणि कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी PWM (पल्स विड्थ मॉड्युलेशन) तंत्रज्ञानाचा वापर केला जातो.

 

२.३ कसे करावे निवडा एक इन्व्हर्टर

 

योग्य इन्व्हर्टर निवडण्यासाठी अनेक घटकांचा विचार करणे आवश्यक आहे:

 

२.३.१ प्रकार निवडा आधारित अनुप्रयोग परिस्थितीवर

 

ग्रिड-कनेक्टेड सिस्टीमसाठी, ग्रिड-कनेक्टेड इन्व्हर्टर निवडा.

ऑफ-ग्रीड सिस्टीमसाठी, ऑफ-ग्रीड इन्व्हर्टर निवडा.

हायब्रीड सिस्टीमसाठी, हायब्रीड इन्व्हर्टर निवडा.

 

२.३.२ शक्ती जुळणारे

 

रेटेड पॉवर ही एकूण लोड पॉवरपेक्षा किंचित जास्त असावी (१.२ ते १.५ पट जास्त ठेवण्याची शिफारस आहे).

- तात्कालिक ओव्हरलोड क्षमतेचा विचार करा (जसे की मोटरचा स्टार्टिंग करंट)

 

२.३.३ इनपुट वैशिष्ट्यपूर्ण जुळणारे

 

इनपुट व्होल्टेजची श्रेणी ही वीज पुरवठ्याच्या आउटपुट व्होल्टेजच्या श्रेणीला व्यापणारी असावी.

फोटोव्होल्टेइक सिस्टीमसाठी, MPPT मार्गांची संख्या आणि इनपुट करंट हे घटकांच्या पॅरामीटर्सशी जुळणे आवश्यक आहे.

 

२.३.४ आउटपुट वैशिष्ट्ये आवश्यकता

 

- आउटपुट व्होल्टेज आणि फ्रिक्वेन्सी स्थानिक मानकांनुसार (जसे की 220V/50Hz) आहेत.

- वेव्हफॉर्मची गुणवत्ता (शक्यतो प्युअर साइन वेव्ह इन्व्हर्टर)

- कार्यक्षमता (उच्च-गुणवत्तेच्या इन्व्हर्टर्सची कार्यक्षमता > ९५% असते)

 

२.३.५ संरक्षण कार्ये

 

- ओव्हरव्होल्टेज, अंडरव्होल्टेज, ओव्हरलोड, शॉर्ट सर्किट आणि ओव्हरहीटिंग यांसारख्या मूलभूत सुरक्षा उपाययोजना.

ग्रीडशी जोडलेल्या इन्व्हर्टर्ससाठी, आयलँडिंग इफेक्ट संरक्षणाची आवश्यकता असते.

- अँटी-रिव्हर्स इंजेक्शन संरक्षण (हायब्रीड सिस्टीमसाठी)

 

२.३.६ पर्यावरणीय अनुकूलनक्षमता

 

- कार्यरत तापमान श्रेणी

- संरक्षण श्रेणी (बाह्य प्रतिष्ठापनांसाठी IP65 किंवा त्याहून अधिक आवश्यक आहे)

- उंचीशी जुळवून घेण्याची क्षमता

 

२.३.७ प्रमाणीकरण आवश्यकता

 

- ग्रीडशी जोडलेल्या इन्व्हर्टर्सकडे स्थानिक ग्रीड कनेक्शन प्रमाणपत्रे असणे आवश्यक आहे (जसे की चीनमध्ये CQC, युरोपियन युनियनमध्ये VDE-AR-N 4105, इत्यादी).

- सुरक्षा प्रमाणपत्रे (जसे की UL, IEC, इत्यादी)

 

२.४ कसे करावे स्थापित करा इन्व्हर्टर

 

इन्व्हर्टरची कार्यक्षमता आणि आयुर्मान यासाठी त्याची योग्य स्थापना अत्यंत महत्त्वाची आहे:

 

२.४.१ स्थापना स्थान निवड

 

हवेशीर, थेट सूर्यप्रकाश टाळावा.

- सभोवतालचे तापमान -२५℃ ते +६०℃ पर्यंत (तपशिलांसाठी उत्पादनाचे तपशील पहा)

धूळ आणि क्षरणकारी वायू टाळून, जागा कोरडी आणि स्वच्छ ठेवा.

संचालन आणि देखभालीसाठी सोयीस्कर ठिकाण

बॅटरी पॅकच्या शक्य तितके जवळ (लाइन लॉस कमी करण्यासाठी)

 

२.४.२ यांत्रिक स्थापना

 

स्थिरता सुनिश्चित करण्यासाठी वॉल माउंटिंग किंवा ब्रॅकेट्सचा वापर करून स्थापित करा.

उष्णता अधिक चांगल्या प्रकारे बाहेर जाण्यासाठी उभे लावा.

- सभोवताली पुरेशी जागा सोडा (साधारणपणे वर आणि खाली ५० सेमी पेक्षा जास्त, आणि डावीकडे व उजवीकडे ३० सेमी पेक्षा जास्त).

 

२.४.३ विद्युत कनेक्शन

 

- डीसी बाजूचे कनेक्शन:

- योग्य ध्रुवीयता तपासा (पॉझिटिव्ह आणि निगेटिव्ह टर्मिनल्स उलट जोडलेले नसावेत)

योग्य स्पेसिफिकेशन्सच्या केबल्सचा वापर करा (साधारणपणे ४-३५ मिमी²)

पॉझिटिव्ह टर्मिनलवर डीसी सर्किट ब्रेकर बसवण्याची शिफारस केली जाते.

 

एसी बाजूचे कनेक्शन:

L/N/PE नुसार जोडा

केबलची वैशिष्ट्ये सध्याच्या आवश्यकता पूर्ण करणारी असावीत.

एसी सर्किट ब्रेकर बसवणे आवश्यक आहे.

 

ग्राउंडिंग कनेक्शन:

विश्वसनीय अर्थिंगची खात्री करा (ग्राउंडिंग रेझिस्टन्स

ग्राउंडिंग वायरचा व्यास फेज वायरच्या व्यासापेक्षा कमी नसावा.

 

२.४.४ प्रणाली कॉन्फिगरेशन

 

ग्रीडशी जोडलेले इन्व्हर्टर हे अनुरूप ग्रीड संरक्षण उपकरणांनी सुसज्ज असणे आवश्यक आहे.

ऑफ-ग्रीड इन्व्हर्टर्सना योग्य बॅटरी बँक्ससोबत कॉन्फिगर करणे आवश्यक आहे.

सिस्टमचे योग्य पॅरामीटर्स (व्होल्टेज, फ्रिक्वेन्सी, इत्यादी) सेट करा.

 

२.४.५ स्थापना सावधगिरी

 

इन्स्टॉलेशन करण्यापूर्वी सर्व वीज स्रोत बंद असल्याची खात्री करा.

डीसी आणि एसी लाईन्स एकत्र जोडणे टाळा.

वीज वाहिन्यांपासून दळणवळण वाहिन्या वेगळ्या करा

इन्स्टॉलेशननंतर, चाचणीसाठी पॉवर चालू करण्यापूर्वी सखोल तपासणी करा.

 

२.४.६ डीबगिंग आणि चाचणी

 

वीज चालू करण्यापूर्वी इन्सुलेशन प्रतिरोध मोजा.

पॉवर हळूहळू चालू करा आणि सुरू होण्याची प्रक्रिया पाहा.

विविध संरक्षण कार्यप्रणाली योग्यरित्या कार्यरत आहेत की नाही हे तपासा.

आउटपुट व्होल्टेज, वारंवारता आणि इतर पॅरामीटर्स मोजा.

 

अध्याय ३: सहकार्य SPD आणि इन्व्हर्टर दरम्यान

 

३.१ असे का होते इन्व्हर्टरला सर्ज प्रोटेक्टरची गरज आहे का?

 

एक पॉवर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण असल्याने, इन्व्हर्टर व्होल्टेजच्या चढउतारांना अत्यंत संवेदनशील असतो आणि त्याला सर्ज प्रोटेक्टरच्या एकत्रित संरक्षणाची आवश्यकता असते. याची मुख्य कारणे खालीलप्रमाणे आहेत:

 

३.१.१ उच्च संवेदनशीलता इन्व्हर्टरचा

 

इन्व्हर्टरमध्ये मोठ्या संख्येने अचूक सेमीकंडक्टर उपकरणे आणि नियंत्रण सर्किट्स असतात. या घटकांची ओव्हरव्होल्टेज सहन करण्याची क्षमता मर्यादित असते आणि सर्जेसमुळे त्यांना नुकसान होण्याची दाट शक्यता असते.

 

३.१.२ प्रणाली मोकळेपणा

फोटोव्होल्टेइक प्रणालीमधील डीसी आणि एसी लाईन्स सहसा बऱ्याच लांब असतात आणि अंशतः बाहेरच्या वातावरणात उघड्या असतात, ज्यामुळे त्या विजेमुळे निर्माण होणाऱ्या सर्ज करंटसाठी अधिक संवेदनशील बनतात.

 

३.१.३ ड्युअल धोके

इन्व्हर्टरला केवळ पॉवर ग्रिडकडूनच नव्हे, तर फोटोव्होल्टेइक अॅरेकडूनही सर्जचा धोका असतो.

 

३.१.४ आर्थिक नुकसान

फोटोव्होल्टेइक प्रणालीमध्ये इन्व्हर्टर हे सहसा सर्वात महागड्या घटकांपैकी एक असतात. त्यांना नुकसान पोहोचल्यास प्रणाली ठप्प होऊ शकते आणि दुरुस्तीचा मोठा खर्च येऊ शकतो.

 

३.१.५ सुरक्षितता धोका

इन्व्हर्टरला नुकसान झाल्यास विजेचा धक्का आणि आग यांसारखे दुय्यम अपघात होऊ शकतात.

 

आकडेवारीनुसार, फोटोव्होल्टेइक प्रणालींमध्ये, सुमारे ३५% इन्व्हर्टर बिघाड हे विद्युत अतिताणामुळे होतात आणि योग्य सर्ज संरक्षण उपायांद्वारे यापैकी बहुतेक बिघाड टाळता येतात.

 

३.२ सर्ज प्रोटेक्टर आणि इन्व्हर्टरचे सिस्टम इंटिग्रेशन सोल्यूशन

 

फोटोव्होल्टेइक प्रणालीच्या संपूर्ण सर्ज संरक्षण योजनेत संरक्षणाचे अनेक स्तर समाविष्ट असले पाहिजेत:

 

३.२.१ डीसी बाजू संरक्षण

 

फोटोव्होल्टेइक अॅरेच्या डीसी कंबाइनर बॉक्समध्ये, विशेषतः फोटोव्होल्टेइक सिस्टीमसाठी एक समर्पित डीसी एसपीडी स्थापित करा.

इन्व्हर्टरच्या डीसी इनपुट टोकाला सेकंड-लेव्हल डीसी एसपीडी स्थापित करा.

फोटोव्होल्टेइक मॉड्यूल आणि इन्व्हर्टरच्या DC/DC विभागाचे संरक्षण करा.

 

३.२.२ संवाद-बाजू संरक्षण

 

इन्व्हर्टरच्या एसी आउटपुट टोकाला पहिल्या स्तराचा एसी एसपीडी बसवा.

दुसऱ्या स्तरावरील एसी एसपीडी ग्रीड कनेक्शन पॉईंटवर किंवा डिस्ट्रिब्युशन कॅबिनेटमध्ये स्थापित करा.

इन्व्हर्टरच्या डीसी/एसी भागाचे आणि पॉवर ग्रिडसोबतच्या इंटरफेसचे संरक्षण करा.

 

३.२.३ सिग्नल लूप संरक्षण

 

RS485 आणि इथरनेट सारख्या कम्युनिकेशन लाईन्ससाठी सिग्नल SPD स्थापित करा.

नियंत्रण सर्किट आणि देखरेख प्रणालींचे संरक्षण करा

 

३.२.४ समान संभाव्य कनेक्शन

 

सर्व SPD ग्राउंडिंग टर्मिनल्स सिस्टम ग्राउंडिंगला सुरक्षितपणे जोडलेले असल्याची खात्री करा.

ग्राउंडिंग सिस्टीममधील संभाव्य फरक कमी करा

 

३.३ समन्वित विचार निवड आणि स्थापनेचे

 

सर्ज प्रोटेक्टर आणि इन्व्हर्टर यांचा एकत्रित वापर करताना, निवड आणि स्थापनेमध्ये खालील घटकांचा विशेष विचार करणे आवश्यक आहे:

 

३.३.१ व्होल्टेज जुळवणी

 

- डीसी-साइड एसपीडीचे यूसी मूल्य (तापमान गुणांक विचारात घेऊन) फोटोव्होल्टेइक अॅरेच्या कमाल ओपन-सर्किट व्होल्टेजपेक्षा जास्त असले पाहिजे.

एसी-साइड एसपीडीचे यूसी मूल्य पॉवर ग्रिडच्या कमाल सतत कार्यरत व्होल्टेजपेक्षा जास्त असले पाहिजे.

SPD चे अप मूल्य हे इन्व्हर्टरच्या प्रत्येक पोर्टच्या विथस्टँड व्होल्टेज मूल्यापेक्षा कमी असले पाहिजे.

 

३.३.२ वर्तमान क्षमता

 

इन्स्टॉलेशनच्या ठिकाणी अपेक्षित असलेल्या सर्ज करंटनुसार SPD चे In आणि Imax निवडा.

फोटोव्होल्टेइक सिस्टमच्या डीसी बाजूसाठी, किमान 20kA (8/20μs) चा SPD वापरण्याची शिफारस केली जाते.

एसी बाजूसाठी, जागेनुसार 20-50kA चा SPD निवडा.

 

३.३.३ समन्वय आणि सहकार्य

 

एकाधिक SPDs मध्ये योग्य ऊर्जा जुळवणी (अंतर किंवा विलगन) असली पाहिजे.

इन्व्हर्टरच्या जवळील SPDs वर संपूर्ण सर्ज ऊर्जा एकट्यावरच येणार नाही याची खात्री करा.

- SPD च्या प्रत्येक स्तराच्या अप व्हॅल्यूजने एक ग्रेडियंट तयार केला पाहिजे (सामान्यतः, वरचा स्तर खालच्या स्तरापेक्षा 20% किंवा त्याहून अधिक जास्त असतो).

 

३.३.४ विशेष आवश्यकता

 

फोटोव्होल्टेइक डीसी एसपीडीमध्ये रिव्हर्स कनेक्शन प्रोटेक्शन असणे आवश्यक आहे.

- द्विदिशात्मक सर्ज संरक्षणाचा विचार करा (ग्रिड बाजूकडून आणि फोटोव्होल्टेइक बाजूकडून दोन्हीकडून सर्ज येऊ शकतात).

उच्च तापमानाच्या वातावरणात वापरण्यासाठी, उच्च तापमान क्षमता असलेले SPD निवडा.

 

३.३.५ स्थापना टिप्स

 

SPD हे संरक्षित पोर्टच्या (इन्व्हर्टर DC/AC टर्मिनल्स) शक्य तितके जवळ ठेवावे.

लीड इंडक्टन्स कमी करण्यासाठी कनेक्शन केबल्स शक्य तितक्या लहान आणि सरळ असाव्यात.

ग्राउंडिंग सिस्टीमचा इम्पेडन्स कमी असल्याची खात्री करा.

SPD आणि इन्व्हर्टरमधील तारांमध्ये फास तयार होऊ देऊ नका.

 

३.४ देखभाल आणि समस्यानिवारण

 

सर्ज प्रोटेक्टर आणि इन्व्हर्टरच्या समन्वित प्रणालीसाठी देखभालीची ठिकाणे:

 

३.४.१ नियमित तपासणी

 

दर महिन्याला SPD स्टेटस इंडिकेटरची प्रत्यक्ष तपासणी करा.

दर तीन महिन्यांनी कनेक्शनची घट्टपणा तपासा.

- दरवर्षी ग्राउंडिंग रेझिस्टन्स मोजा.

वीज पडल्यानंतर तात्काळ तपासणी करा.

 

३.४.२ सामान्य समस्यानिवारण

 

SPD चे वारंवार संचालन: सिस्टम व्होल्टेज स्थिर आहे का आणि SPD मॉडेल योग्य आहे का ते तपासा.

- SPD अयशस्वी: फ्रंट-एंड प्रोटेक्शन डिव्हाइस सुसंगत आहे की नाही आणि सर्ज SPD क्षमतेपेक्षा जास्त आहे की नाही हे तपासा.

- इन्व्हर्टर अजूनही खराब आहे: SPD बसवण्याची जागा योग्य आहे का आणि जोडणी बरोबर आहे का ते तपासा.

- खोटा अलार्म: SPD आणि इन्व्हर्टरमधील सुसंगतता तपासा आणि ग्राउंडिंग व्यवस्थित आहे का ते पाहा.

 

३.४.३ बदली मानके

 

स्टेटस इंडिकेटर अयशस्वी झाल्याचे दाखवतो

बाह्य स्वरूपावर स्पष्ट नुकसान दिसून येते (जसे की जळणे, तडे जाणे, इत्यादी).

निर्धारित मूल्यापेक्षा जास्त लाटांच्या घटनांचा अनुभव घेणे

उत्पादकाने शिफारस केलेले सेवा आयुष्य पूर्ण करणे (साधारणपणे ८-१० वर्षे)

 

३.४.४ प्रणाली ऑप्टिमायझेशन

 

- कार्यान्वयनाच्या अनुभवानुसार SPD कॉन्फिगरेशनमध्ये बदल करा.

- नवीन तंत्रज्ञानाचा वापर (जसे की इंटेलिजेंट एसपीडी मॉनिटरिंग)

सिस्टमच्या विस्तारादरम्यान त्यानुसार संरक्षण वाढवा.

 

प्रकरण ४: भविष्य विकासाचे कल

 

इंटरनेट ऑफ थिंग्ज तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे, बुद्धिमान एसपीडी (SPDs) हा एक ट्रेंड बनेल.

 

४.१ इंटेलिजेंट सर्ज संरक्षण तंत्रज्ञान

इंटरनेट ऑफ थिंग्ज तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे, बुद्धिमान एसपीडी (SPDs) हा एक ट्रेंड बनेल.

SPD स्थिती आणि उर्वरित आयुर्मानाचे रिअल-टाइम निरीक्षण

- सर्ज घटनांची संख्या आणि ऊर्जा नोंदवणे

- दूरस्थ अलार्म आणि निदान

इन्व्हर्टर मॉनिटरिंग सिस्टीमसह एकत्रीकरण

 

४.२ जास्त कामगिरी संरक्षण उपकरणे

 

नवीन प्रकारची संरक्षक उपकरणे विकसित केली जात आहेत:

जलद प्रतिसाद वेळ असलेली सॉलिड-स्टेट संरक्षण उपकरणे

- अधिक ऊर्जा शोषण क्षमता असलेले संमिश्र पदार्थ

- स्वतःहून दुरुस्त होणारी संरक्षण उपकरणे

ओव्हरव्होल्टेज, ओव्हरकरंट आणि ओव्हरहीटिंग संरक्षणासारख्या अनेक सुरक्षा प्रणाली एकत्रित करणारे मॉड्यूल्स

 

४.३ प्रणाली-स्तर सहयोगी संरक्षण उपाय

 

भविष्यातील विकासाची दिशा ही एकल-उपकरण संरक्षणाकडून प्रणाली-स्तरीय सहयोगी संरक्षणाकडे विकसित होण्याची आहे:

SPD आणि इन्व्हर्टरमधील अंगभूत संरक्षण यांच्यातील समन्वित सहकार्य

प्रणालीच्या वैशिष्ट्यांवर आधारित सानुकूलित संरक्षण योजना

ग्रिड परस्परसंवादाचा परिणाम विचारात घेणारी गतिमान संरक्षण धोरणे

एआय अल्गोरिदमसह एकत्रित भविष्यसूचक संरक्षण

 

निष्कर्ष

 

सर्ज प्रोटेक्टर आणि इन्व्हर्टर यांचे समन्वित कार्य हे आधुनिक ऊर्जा प्रणालींच्या सुरक्षित कार्यासाठी एक महत्त्वपूर्ण हमी आहे. शास्त्रीय निवड, मानकीकृत स्थापना आणि व्यापक प्रणाली एकीकरणाद्वारे, सर्जचा धोका मोठ्या प्रमाणात कमी केला जाऊ शकतो, उपकरणांचे आयुष्य वाढवता येते आणि प्रणालीची विश्वसनीयता वाढवता येते. तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीबरोबर, या दोघांमधील सहकार्य अधिक बुद्धिमान आणि कार्यक्षम होईल, ज्यामुळे स्वच्छ ऊर्जेच्या विकासाला आणि पॉवर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या वापराला अधिक मजबूत संरक्षण मिळेल.

 

सिस्टम डिझाइनर आणि इन्स्टॉलेशन/देखभाल कर्मचाऱ्यांसाठी, सर्ज प्रोटेक्टर आणि इन्व्हर्टरच्या कार्यप्रणालीची, तसेच त्यांच्या समन्वयातील महत्त्वाच्या मुद्द्यांची सखोल माहिती असणे, अधिक अनुकूलित उपाययोजना तयार करण्यासाठी आणि वापरकर्त्यांसाठी अधिक मूल्य निर्माण करण्यासाठी उपयुक्त ठरेल. आजच्या ऊर्जा संक्रमणाच्या आणि वेगवान विद्युतीकरणाच्या युगात, विविध उपकरणांना एकत्रित करणारी ही सहयोगी संरक्षण संकल्पना विशेषतः महत्त्वाची आहे.