ఫోటోవోల్టాయిక్ సిస్టమ్స్‌లో భద్రతా పరికరాల ఎంపిక మరియు రూపకల్పన

పవర్ స్టేషన్లు సాధారణంగా అరణ్యంలో లేదా పైకప్పుపై వ్యవస్థాపించబడతాయి మరియు విడిభాగాలను బహిరంగ ప్రదేశంలో ఏర్పాటు చేయాలి. సహజ పర్యావరణం కఠినమైనది, సహజ మరియు మానవ నిర్మిత విపత్తులు అనివార్యం. తుఫానులు, మంచు తుఫానులు మరియు ఇసుక మరియు దుమ్ము వంటి ప్రకృతి వైపరీత్యాలు పరికరాలను దెబ్బతీస్తాయి. పవర్ స్టేషన్ యొక్క భద్రత చాలా ముఖ్యం. ఇది పంపిణీ చేయబడిన చిన్న పవర్ స్టేషన్ అయినా లేదా కేంద్రీకృత పెద్ద-స్థాయి గ్రౌండ్ పవర్ స్టేషన్ అయినా, కొన్ని ప్రమాదాలు ఉన్నాయి. అందువల్ల, పరికరాలు తప్పనిసరిగా ఫ్యూజులు మరియు మెరుపు రక్షణ పరికరాలు వంటి ప్రత్యేక భద్రతా పరికరాలతో అమర్చబడి ఉండాలి. , ఎల్లప్పుడూ పవర్ స్టేషన్ యొక్క భద్రతను కాపాడండి.

1. ఫ్యూజ్
CHYT ఫ్యూజ్ అనేది సర్క్యూట్‌ను విచ్ఛిన్నం చేసే సూత్రం ప్రకారం తయారు చేయబడిన కరెంట్ ప్రొటెక్టర్, ఇది నిర్దిష్ట కాలానికి కరెంట్ పేర్కొన్న విలువను మించిపోయిన తర్వాత స్వయంగా ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడితో కరిగిపోతుంది. తక్కువ-వోల్టేజీ పవర్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ సిస్టమ్స్, కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ పరికరాలలో ఫ్యూజులు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. షార్ట్-సర్క్యూట్ మరియు ఓవర్-కరెంట్ రక్షణగా, ఫ్యూజ్‌లు సాధారణంగా ఉపయోగించే రక్షణ పరికరాలలో ఒకటి. ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ ప్లాంట్ల ఫ్యూజులు DC ఫ్యూజులు మరియు AC ఫ్యూజ్‌లుగా విభజించబడ్డాయి.
ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ స్టేషన్ యొక్క DC వైపు DC కాంబినర్ బాక్స్ (సెంట్రలైజ్డ్ స్కీమ్) లేదా స్ట్రింగ్ ఇన్వర్టర్ (స్ట్రింగ్ ఇన్వర్టర్ స్కీమ్) యొక్క DC బస్ బార్‌కు సమాంతరంగా స్కీమ్ యొక్క కాన్ఫిగరేషన్ ప్రకారం బహుళ స్ట్రింగ్‌లను కలుపుతుంది. అనేక ఫోటోవోల్టాయిక్ స్ట్రింగ్‌లు సమాంతరంగా అనుసంధానించబడినప్పుడు, ఒక నిర్దిష్ట స్ట్రింగ్‌లో షార్ట్-సర్క్యూట్ లోపం సంభవించినట్లయితే, DC బస్సు మరియు గ్రిడ్‌లోని ఇతర స్ట్రింగ్‌లు షార్ట్ సర్క్యూట్ పాయింట్‌కి షార్ట్ సర్క్యూట్ కరెంట్‌ను అందిస్తాయి. సంబంధిత రక్షణ చర్యలు లోపిస్తే, దానికి కనెక్ట్ చేయబడిన కేబుల్స్ వంటి పరికరాలను కాల్చడానికి దారి తీస్తుంది. అదే సమయంలో, ఇది పరికరాల సమీపంలో జోడింపులను కాల్చడానికి కారణం కావచ్చు. ప్రస్తుతం, చైనాలో అనేక సారూప్య పైకప్పు ఫోటోవోల్టాయిక్ అగ్ని ప్రమాదాలు ఉన్నాయి, కాబట్టి ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ ప్లాంట్ల భద్రతను పెంచడానికి ప్రతి స్ట్రింగ్ యొక్క సమాంతర సర్క్యూట్లలో రక్షణ పరికరాలను వ్యవస్థాపించడం అవసరం.

ప్రస్తుతం, DC ఫ్యూజ్‌లు ఓవర్‌కరెంట్ రక్షణ కోసం కాంబినర్ బాక్స్‌లు మరియు ఇన్వర్టర్‌లలో ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ప్రధాన స్రవంతి ఇన్వర్టర్ తయారీదారులు కూడా ఫ్యూజ్‌లను DC రక్షణ యొక్క ప్రాథమిక భాగాలుగా పరిగణిస్తారు. అదే సమయంలో, Bussman మరియు Littelfuse వంటి ఫ్యూజ్ తయారీదారులు ఫోటోవోల్టాయిక్-నిర్దిష్ట DC ఫ్యూజ్‌లను కూడా ప్రారంభించారు.
ఫోటోవోల్టాయిక్ పరిశ్రమలో DC ఫ్యూజ్‌లకు పెరుగుతున్న డిమాండ్‌తో, సమర్థవంతమైన రక్షణ కోసం DC ఫ్యూజ్‌లను ఎలా సరిగ్గా ఎంచుకోవాలి అనేది వినియోగదారులు మరియు తయారీదారులు ఇద్దరూ చాలా శ్రద్ధ వహించాల్సిన సమస్య. DC ఫ్యూజ్‌లను ఎంచుకున్నప్పుడు, మీరు కేవలం AC ఫ్యూజ్‌లను కాపీ చేయలేరు. ఎలక్ట్రికల్ స్పెసిఫికేషన్‌లు మరియు స్ట్రక్చరల్ డైమెన్షన్‌లు, ఈ రెండింటి మధ్య అనేక విభిన్న సాంకేతిక లక్షణాలు మరియు డిజైన్ కాన్సెప్ట్‌లు ఉన్నందున, ఫాల్ట్ కరెంట్‌ను ప్రమాదాలు లేకుండా సురక్షితంగా మరియు విశ్వసనీయంగా విచ్ఛిన్నం చేయవచ్చా అనే సమగ్ర పరిశీలనకు సంబంధించినవి.
1) DC కరెంట్‌కు కరెంట్ జీరో-క్రాసింగ్ పాయింట్ లేనందున, ఫాల్ట్ కరెంట్‌ను విచ్ఛిన్నం చేసేటప్పుడు, క్వార్ట్జ్ ఇసుక పూరక యొక్క బలవంతంగా శీతలీకరణ చర్యలో ఆర్క్ వేగంగా ఆరిపోతుంది, ఇది విచ్ఛిన్నం చేయడం కంటే చాలా కష్టం. AC ఆర్క్. చిప్ యొక్క సహేతుకమైన డిజైన్ మరియు వెల్డింగ్ పద్ధతి, క్వార్ట్జ్ ఇసుక యొక్క స్వచ్ఛత మరియు కణ పరిమాణం నిష్పత్తి, ద్రవీభవన స్థానం, క్యూరింగ్ పద్ధతి మరియు ఇతర కారకాలు అన్నీ DC ఆర్క్ యొక్క బలవంతంగా ఆర్పివేయడంపై సామర్థ్యాన్ని మరియు ప్రభావాన్ని నిర్ణయిస్తాయి.
2) అదే రేటెడ్ వోల్టేజ్ కింద, DC ఆర్క్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఆర్సింగ్ శక్తి AC ఆర్సింగ్ శక్తి కంటే రెండు రెట్లు ఎక్కువ. ఆర్క్‌లోని ప్రతి విభాగాన్ని నియంత్రించదగిన దూరం లోపల పరిమితం చేసి, అదే సమయంలో త్వరగా ఆరిపోయేలా చేయడానికి, ఏ విభాగం కనిపించదు, ఆర్క్ నేరుగా సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి భారీ ఎనర్జీ పూల్‌కు కారణమవుతుంది, ఫలితంగా ఫ్యూజ్ ప్రమాదానికి దారితీస్తుంది. నిరంతర ఆర్సింగ్ సమయం కారణంగా పేలుళ్లు చాలా పొడవుగా ఉన్నాయి. DC ఫ్యూజ్ యొక్క ట్యూబ్ బాడీ సాధారణంగా AC ఫ్యూజ్ కంటే పొడవుగా ఉంటుంది, లేకపోతే పరిమాణం సాధారణ ఉపయోగంలో కనిపించదు. వ్యత్యాసం, తప్పు కరెంట్ సంభవించినప్పుడు, తీవ్రమైన పరిణామాలు ఉంటాయి.
3) ఇంటర్నేషనల్ ఫ్యూజ్ టెక్నాలజీ ఆర్గనైజేషన్ యొక్క సిఫార్సు చేసిన డేటా ప్రకారం, ప్రతి 150V DC వోల్టేజ్ పెరుగుదలకు ఫ్యూజ్ బాడీ యొక్క పొడవు 10mm పెంచాలి మరియు మొదలైనవి. DC వోల్టేజ్ 1000V ఉన్నప్పుడు, శరీర పొడవు 70mm ఉండాలి.
4) DC సర్క్యూట్‌లో ఫ్యూజ్ ఉపయోగించినప్పుడు, ఇండక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటెన్స్ ఎనర్జీ యొక్క సంక్లిష్ట ప్రభావాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. కాబట్టి, సమయ స్థిరాంకం L/R అనేది విస్మరించలేని ముఖ్యమైన పరామితి. నిర్దిష్ట లైన్ సిస్టమ్ యొక్క షార్ట్-సర్క్యూట్ ఫాల్ట్ కరెంట్ యొక్క సంభవం మరియు క్షయం రేటు ప్రకారం ఇది నిర్ణయించబడాలి. ఖచ్చితమైన మూల్యాంకనం అంటే మీరు ఇష్టానుసారం మేజర్ లేదా మైనర్‌ని ఎంచుకోవచ్చని కాదు. DC ఫ్యూజ్ యొక్క సమయ స్థిరాంకం L/R బ్రేకింగ్ ఆర్క్ ఎనర్జీ, బ్రేకింగ్ టైమ్ మరియు లెట్-త్రూ వోల్టేజ్‌ని నిర్ణయిస్తుంది కాబట్టి, ట్యూబ్ బాడీ యొక్క మందం మరియు పొడవు తప్పనిసరిగా సహేతుకంగా మరియు సురక్షితంగా ఎంపిక చేయబడాలి.
AC ఫ్యూజ్: ఆఫ్-గ్రిడ్ ఇన్వర్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ ముగింపులో లేదా కేంద్రీకృత ఇన్వర్టర్ యొక్క అంతర్గత విద్యుత్ సరఫరా యొక్క ఇన్‌పుట్ ముగింపులో, ఓవర్‌కరెంట్ లేదా షార్ట్ సర్క్యూట్ నుండి లోడ్‌ను నిరోధించడానికి AC ఫ్యూజ్‌ని రూపొందించాలి మరియు ఇన్‌స్టాల్ చేయాలి.

2. మెరుపు రక్షకుడు
ఫోటోవోల్టాయిక్ వ్యవస్థ యొక్క ప్రధాన భాగం బహిరంగ ప్రదేశంలో వ్యవస్థాపించబడింది మరియు పంపిణీ ప్రాంతం సాపేక్షంగా పెద్దది. భాగాలు మరియు మద్దతులు కండక్టర్లు, ఇవి మెరుపులకు చాలా ఆకర్షణీయంగా ఉంటాయి, కాబట్టి ప్రత్యక్ష మరియు పరోక్ష మెరుపు దాడుల ప్రమాదం ఉంది. అదే సమయంలో, సిస్టమ్ నేరుగా సంబంధిత విద్యుత్ పరికరాలు మరియు భవనాలకు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, కాబట్టి కాంతివిపీడన వ్యవస్థకు మెరుపు దాడులు సంబంధిత పరికరాలు, భవనాలు మరియు విద్యుత్ లోడ్లను కూడా కలిగి ఉంటాయి. కాంతివిపీడన విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థకు మెరుపు దెబ్బతినకుండా ఉండటానికి, మెరుపు రక్షణ మరియు రక్షణ కోసం గ్రౌండింగ్ వ్యవస్థను ఏర్పాటు చేయడం అవసరం.
మెరుపు అనేది వాతావరణంలో విద్యుత్ ఉత్సర్గ దృగ్విషయం. మేఘం మరియు వర్షం ఏర్పడే సమయంలో, దానిలోని కొన్ని భాగాలు ధనాత్మక చార్జీలను కూడబెట్టుకుంటాయి, మరియు మరొక భాగం ప్రతికూల చార్జీలను కూడగట్టుకుంటుంది. ఈ ఛార్జీలు కొంత మేరకు పేరుకుపోయినప్పుడు, ఒక ఉత్సర్గ దృగ్విషయం ఏర్పడుతుంది, మెరుపు ఏర్పడుతుంది. మెరుపును ప్రత్యక్ష మెరుపు మరియు ఇండక్షన్ మెరుపుగా విభజించారు. ప్రత్యక్ష మెరుపు దాడులు కాంతివిపీడన శ్రేణులు, DC విద్యుత్ పంపిణీ వ్యవస్థలు, విద్యుత్ పరికరాలు మరియు వాటి వైరింగ్, అలాగే సమీప ప్రాంతాలపై నేరుగా పడే మెరుపు దాడులను సూచిస్తాయి. ప్రత్యక్ష మెరుపు దాడులకు చొచ్చుకుపోవడానికి రెండు మార్గాలు ఉన్నాయి: ఒకటి పైన పేర్కొన్న కాంతివిపీడన శ్రేణుల యొక్క ప్రత్యక్ష ఉత్సర్గ, మొదలైనవి, తద్వారా అధిక-శక్తి మెరుపు కరెంట్ చాలా వరకు భవనాలు లేదా పరికరాలు, లైన్లలోకి ప్రవేశపెడతారు; మరొకటి ఏమిటంటే, మెరుపు నేరుగా మెరుపు కడ్డీల గుండా వెళుతుంది. రక్షిత గ్రౌండింగ్ వైర్ ద్వారా.

ప్రేరక మెరుపు అనేది సంబంధిత భవనాలు, పరికరాలు మరియు పంక్తులకు సమీపంలో మరియు దూరంగా ఉత్పన్నమయ్యే మెరుపు దాడులను సూచిస్తుంది, దీని వలన సంబంధిత భవనాలు, పరికరాలు మరియు పంక్తులు అధిక వోల్టేజీకి కారణమవుతాయి. ఈ ఉప్పెన ఓవర్‌వోల్టేజ్ ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఇండక్షన్ లేదా ఎలెక్ట్రోమాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ ద్వారా సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడింది. సంబంధిత ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు మరియు లైన్లకు, పరికరాలు మరియు లైన్లకు హాని కలిగించడం.
బహిరంగ క్షేత్రాలు మరియు ఎత్తైన పర్వతాలలో ఏర్పాటు చేయబడిన పెద్ద-స్థాయి లేదా కాంతివిపీడన విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థల కోసం, ముఖ్యంగా మెరుపు పీడిత ప్రాంతాలలో, మెరుపు రక్షణ గ్రౌండింగ్ పరికరాలను తప్పనిసరిగా అమర్చాలి.
సర్జ్ ప్రొటెక్షన్ డివైస్ (సర్జ్ ప్రొటెక్షన్ డివైస్) అనేది ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల మెరుపు రక్షణలో అనివార్యమైన పరికరం. దీనిని "మెరుపు అరెస్టర్" లేదా "ఓవర్ వోల్టేజ్ ప్రొటెక్టర్" అని పిలిచేవారు. ఆంగ్ల సంక్షిప్తీకరణ SPD. సర్జ్ ప్రొటెక్టర్ యొక్క పని ఏమిటంటే, విద్యుత్ లైన్ మరియు సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్‌లోకి ప్రవేశించే తక్షణ ఓవర్‌వోల్టేజ్‌ను పరికరం లేదా సిస్టమ్ తట్టుకోగల వోల్టేజ్ పరిధిలో పరిమితం చేయడం లేదా శక్తివంతమైన మెరుపు ప్రవాహాన్ని భూమిలోకి లీక్ చేయడం, తద్వారా రక్షించబడిన వాటిని రక్షించడం. పరికరాలు లేదా వ్యవస్థ దెబ్బతినకుండా. ప్రభావంతో దెబ్బతిన్నాయి. ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ జనరేషన్ సిస్టమ్స్‌లో సాధారణంగా ఉపయోగించే అరెస్టర్‌ల యొక్క ప్రధాన సాంకేతిక పారామితుల వివరణ క్రిందిది.

(1) గరిష్ట నిరంతర ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ Ucpv: ఈ వోల్టేజ్ విలువ అరెస్టర్‌పై వర్తించే గరిష్ట వోల్టేజ్‌ని సూచిస్తుంది. ఈ వోల్టేజ్ కింద, అరెస్టర్ వైఫల్యం లేకుండా సాధారణంగా పని చేయగలగాలి. అదే సమయంలో, అరెస్టర్ యొక్క పని లక్షణాలను మార్చకుండా వోల్టేజ్ నిరంతరం అరెస్టర్‌పై లోడ్ చేయబడుతుంది.
(2) రేటెడ్ డిశ్చార్జ్ కరెంట్ (ఇన్): దీనిని నామినల్ డిశ్చార్జ్ కరెంట్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది అరెస్టర్ తట్టుకోగల 8/20μs మెరుపు కరెంట్ వేవ్‌ఫార్మ్ యొక్క ప్రస్తుత గరిష్ట విలువను సూచిస్తుంది.
(3) గరిష్ట ఉత్సర్గ కరెంట్ Imax: 8/20ms తరంగ రూపం కలిగిన ప్రామాణిక మెరుపు తరంగాన్ని ఒకసారి ప్రొటెక్టర్‌కి వర్తింపజేసినప్పుడు, రక్షకుడు తట్టుకోగల షాక్ కరెంట్ యొక్క గరిష్ట గరిష్ట విలువ.
(4) వోల్టేజ్ ప్రొటెక్షన్ లెవెల్ అప్(ఇన్): కింది పరీక్షలలో ప్రొటెక్టర్ యొక్క గరిష్ట విలువ: 1KV/ms వాలుతో ఫ్లాష్‌ఓవర్ వోల్టేజ్; రేట్ చేయబడిన డిచ్ఛార్జ్ కరెంట్ యొక్క అవశేష వోల్టేజ్.
సర్జ్ ప్రొటెక్టర్ అద్భుతమైన నాన్ లీనియర్ లక్షణాలతో ఒక వేరిస్టర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. సాధారణ పరిస్థితులలో, ఉప్పెన రక్షకుడు చాలా అధిక ప్రతిఘటన స్థితిలో ఉంది మరియు లీకేజ్ కరెంట్ దాదాపు సున్నాగా ఉంటుంది, ఇది విద్యుత్ వ్యవస్థ యొక్క సాధారణ విద్యుత్ సరఫరాను నిర్ధారిస్తుంది. పవర్ సిస్టమ్‌లో ఓవర్‌వోల్టేజ్ సంభవించినప్పుడు, పరికరం యొక్క సురక్షితమైన పని పరిధిలో ఓవర్‌వోల్టేజ్ పరిమాణాన్ని పరిమితం చేయడానికి నానోసెకన్లలో సర్జ్ ప్రొటెక్టర్ వెంటనే ఆన్ చేయబడుతుంది. అదే సమయంలో, ఓవర్వోల్టేజ్ యొక్క శక్తి విడుదల అవుతుంది. తదనంతరం, ప్రొటెక్టర్ త్వరగా అధిక-ఇంపెడెన్స్ స్థితికి మారుతుంది, తద్వారా విద్యుత్ వ్యవస్థ యొక్క సాధారణ విద్యుత్ సరఫరాను ప్రభావితం చేయదు.

మెరుపు ఉప్పెన వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్‌ను ఉత్పత్తి చేయడమే కాకుండా, హై-పవర్ సర్క్యూట్‌ను మూసివేసే మరియు డిస్‌కనెక్ట్ చేసే సమయంలో, ఇండక్టివ్ లోడ్ మరియు కెపాసిటివ్ లోడ్‌ను ఆన్ లేదా ఆఫ్ చేసే క్షణం మరియు పెద్ద పవర్ సిస్టమ్ డిస్‌కనెక్ట్ అయినప్పుడు కూడా ఇది సంభవిస్తుంది. ట్రాన్స్ఫార్మర్. పెద్ద స్విచ్చింగ్ సర్జ్ వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ సంబంధిత పరికరాలు మరియు లైన్‌లకు కూడా హాని కలిగిస్తాయి. మెరుపు ఇండక్షన్‌ను నిరోధించడానికి, తక్కువ-పవర్ ఇన్వర్టర్ యొక్క DC ఇన్‌పుట్ ఎండ్‌కు వేరిస్టర్ జోడించబడుతుంది. గరిష్ట డిచ్ఛార్జ్ కరెంట్ 10kVAకి చేరుకుంటుంది, ఇది ప్రాథమికంగా గృహ కాంతివిపీడన మెరుపు రక్షణ వ్యవస్థల అవసరాలను తీర్చగలదు.