સર્જ પ્રોટેક્ટર અને ઇન્વર્ટર સહયોગ
પરિચય
આધુનિક પાવર સિસ્ટમ્સ અને ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોના ઉપયોગોમાં, સર્જ પ્રોટેક્ટર (SPDs) અને ઇન્વર્ટર, બે મુખ્ય ઘટકો તરીકે, સમગ્ર સિસ્ટમના સલામત અને સ્થિર સંચાલનને સુનિશ્ચિત કરવા માટે તેમનું સહયોગી સંચાલન મહત્વપૂર્ણ છે. નવીનીકરણીય ઊર્જાના ઝડપી વિકાસ અને પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના વ્યાપક ઉપયોગ સાથે, આ બંનેનો સંયુક્ત ઉપયોગ વધુને વધુ સામાન્ય બન્યો છે. આ લેખમાં કાર્યકારી સિદ્ધાંતો, પસંદગીના માપદંડો, SPDs અને ઇન્વર્ટરના ઇન્સ્ટોલેશન પદ્ધતિઓ તેમજ પાવર સિસ્ટમ્સ માટે વ્યાપક સુરક્ષા પૂરી પાડવા માટે તેમને શ્રેષ્ઠ રીતે કેવી રીતે જોડી શકાય તે અંગે ચર્ચા કરવામાં આવશે.
પ્રકરણ 1: સર્જ પ્રોટેક્ટરનું વ્યાપક વિશ્લેષણ
૧.૧ સર્જ પ્રોટેક્ટર શું છે?
સર્જ પ્રોટેક્ટિવ ડિવાઇસ (ટૂંકમાં SPD), જેને સર્જ એરેસ્ટર અથવા ઓવરવોલ્ટેજ પ્રોટેક્ટર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે એક ઇલેક્ટ્રોનિક ડિવાઇસ છે જે વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો, સાધનો અને સંદેશાવ્યવહાર લાઇનો માટે સલામતી સુરક્ષા પૂરી પાડે છે. તે ખૂબ જ ટૂંકા સમયમાં સુરક્ષિત સર્કિટને ઇક્વિપોટેન્શિયલ સિસ્ટમ સાથે જોડી શકે છે, જેનાથી સાધનોના દરેક પોર્ટ પર સંભવિતતા સમાન બને છે, અને તે જ સમયે વીજળીના ત્રાટકવા અથવા જમીન પર સ્વિચ ઓપરેશનને કારણે સર્કિટમાં ઉત્પન્ન થતા સર્જ કરંટને મુક્ત કરે છે, જેનાથી ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોને નુકસાનથી રક્ષણ મળે છે.
સર્જ પ્રોટેક્ટરનો ઉપયોગ સંદેશાવ્યવહાર, વીજળી, લાઇટિંગ, મોનિટરિંગ અને ઔદ્યોગિક નિયંત્રણ જેવા ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે થાય છે, અને તે આધુનિક વીજળી સુરક્ષા એન્જિનિયરિંગનો એક અનિવાર્ય અને મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે. ઇન્ટરનેશનલ ઇલેક્ટ્રોટેકનિકલ કમિશન (IEC) ના ધોરણો અનુસાર, સર્જ પ્રોટેક્ટરને ત્રણ શ્રેણીઓમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે: પ્રકાર I (સીધી વીજળી સુરક્ષા માટે), પ્રકાર II (વિતરણ પ્રણાલી સુરક્ષા માટે), અને પ્રકાર III (ટર્મિનલ સાધનો સુરક્ષા માટે).
૧.૨ સર્જ પ્રોટેક્ટરનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત
સર્જ પ્રોટેક્ટરનો મુખ્ય કાર્ય સિદ્ધાંત બિન-રેખીય ઘટકો (જેમ કે વેરિસ્ટર્સ, ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ, ક્ષણિક વોલ્ટેજ સપ્રેશન ડાયોડ્સ, વગેરે) ની લાક્ષણિકતાઓ પર આધારિત છે. સામાન્ય વોલ્ટેજ હેઠળ, તેઓ ઉચ્ચ અવબાધ સ્થિતિ રજૂ કરે છે અને સર્કિટ કામગીરી પર લગભગ કોઈ અસર કરતા નથી. જ્યારે સર્જ વોલ્ટેજ થાય છે, ત્યારે આ ઘટકો નેનોસેકન્ડમાં ઓછી અવબાધ સ્થિતિમાં સ્વિચ કરી શકે છે, ઓવરવોલ્ટેજ ઊર્જાને જમીન પર વાળે છે અને આમ સુરક્ષિત ઉપકરણોમાં વોલ્ટેજને સલામત શ્રેણીમાં મર્યાદિત કરે છે.
ચોક્કસ કાર્ય પ્રક્રિયાને ચાર તબક્કામાં વિભાજિત કરી શકાય છે:
૧.૨.૧ દેખરેખ તબક્કો
એસપીડી કોનસર્કિટમાં વોલ્ટેજ વધઘટનું બારીકાઈથી નિરીક્ષણ કરે છે. તે સિસ્ટમના સામાન્ય સંચાલનને અસર કર્યા વિના, સામાન્ય વોલ્ટેજ શ્રેણીમાં ઉચ્ચ-અવરોધ સ્થિતિમાં રહે છે.
૧.૨.૨ પ્રતિભાવ તબક્કો
જ્યારે વોલ્ટેજ સેટ થ્રેશોલ્ડ (જેમ કે 220V સિસ્ટમ માટે 385V) કરતાં વધુ હોવાનું જણાય છે, ત્યારે રક્ષણાત્મક તત્વ નેનોસેકન્ડમાં ઝડપથી પ્રતિક્રિયા આપે છે.
૧.૨.૩ ડિસ્ચાર્જ સ્ટેજ
રક્ષણાત્મક તત્વ ઓછી અવબાધ સ્થિતિમાં સ્વિચ કરે છે, જે ઓવરકરન્ટને જમીન પર દિશામાન કરવા માટે ડિસ્ચાર્જ પાથ બનાવે છે, જ્યારે સુરક્ષિત ઉપકરણો પર વોલ્ટેજને સુરક્ષિત સ્તર પર ક્લેમ્પ કરે છે.
૧.૨.૪ પુનઃપ્રાપ્તિ તબક્કો:
ઉછાળા પછી, રક્ષણાત્મક ઘટક આપમેળે ઉચ્ચ-અવરોધ સ્થિતિમાં પાછો ફરે છે, અને સિસ્ટમ સામાન્ય કામગીરી ફરી શરૂ કરે છે. સ્વ-પુનઃપ્રાપ્તિ ન હોય તેવા પ્રકારો માટે, મોડ્યુલ રિપ્લેસમેન્ટ જરૂરી હોઈ શકે છે.
૧.૩ કેવી રીતે થી સર્જ પ્રોટેક્ટર પસંદ કરો
શ્રેષ્ઠ સુરક્ષા અસર અને આર્થિક લાભો સુનિશ્ચિત કરવા માટે યોગ્ય સર્જ પ્રોટેક્ટર પસંદ કરવા માટે વિવિધ પરિબળો ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.
૧.૩.૧ સિસ્ટમ લાક્ષણિકતાઓના આધારે પ્રકાર પસંદ કરો
- TT, TN અથવા IT પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સિસ્ટમ્સને વિવિધ પ્રકારના SPD ની જરૂર પડે છે.
- એસી સિસ્ટમ્સ અને ડીસી સિસ્ટમ્સ (જેમ કે ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સ) માટે એસપીડી મિશ્રિત કરી શકાતા નથી.
- સિંગલ-ફેઝ અને થ્રી-ફેઝ સિસ્ટમ્સ વચ્ચેનો તફાવત
૧.૩.૨ કી પરિમાણ મેચિંગ
- મહત્તમ સતત ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ (Uc) સિસ્ટમને મળતા સૌથી વધુ શક્ય સતત વોલ્ટેજ કરતા વધારે હોવો જોઈએ (સામાન્ય રીતે સિસ્ટમના રેટેડ વોલ્ટેજ કરતા 1.15-1.5 ગણું)
- વોલ્ટેજ સુરક્ષા સ્તર (ઉપર) સુરક્ષિત ઉપકરણોના પ્રતિકાર વોલ્ટેજ કરતા ઓછું હોવું જોઈએ.
- ઇન્સ્ટોલેશન સ્થાન અને અપેક્ષિત ઉછાળાની તીવ્રતાના આધારે નોમિનલ ડિસ્ચાર્જ કરંટ (ઇન) અને મહત્તમ ડિસ્ચાર્જ કરંટ (આઇમેક્સ) પસંદ કરવો જોઈએ.
- પ્રતિભાવ સમય પૂરતો ઝડપી હોવો જોઈએ (સામાન્ય રીતે
૧.૩.૩ ઇન્સ્ટોલેશન સ્થાનની વિચારણાઓ
- પાવર ઇનલેટ ક્લાસ I અથવા ક્લાસ II SPD થી સજ્જ હોવું જોઈએ.
- વિતરણ પેનલ વર્ગ II SPD થી સજ્જ થઈ શકે છે.
- ઉપકરણનો આગળનો ભાગ વર્ગ III ફાઇન પ્રોટેક્શન SPD દ્વારા સુરક્ષિત હોવો જોઈએ.
૧.૩.૪ ખાસ પર્યાવરણીય જરૂરિયાતો
- આઉટડોર ઇન્સ્ટોલેશન માટે, વોટરપ્રૂફ અને ડસ્ટપ્રૂફ રેટિંગ (IP65 અથવા તેથી વધુ) ધ્યાનમાં લો.
- ઉચ્ચ-તાપમાન વાતાવરણમાં, ઉચ્ચ તાપમાન માટે યોગ્ય SPD પસંદ કરો.
- કાટ લાગતા વાતાવરણમાં, કાટ-રોધી ગુણધર્મો ધરાવતા બિડાણ પસંદ કરો.
૧.૩.૫ પ્રમાણપત્ર ધોરણો
- IEC 61643 અને UL 1449 જેવા આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણોનું પાલન કરે છે.
- CE, TUV, વગેરે સાથે પ્રમાણિત.
- ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સ માટે, તે IEC 61643-31 ધોરણનું પાલન કરવું આવશ્યક છે.
૧.૪ કેવી રીતે ઇન્સ્ટોલ કરો ઉછાળાનો બચાવ કરનાર
સર્જ પ્રોટેક્ટરની અસરકારકતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે યોગ્ય ઇન્સ્ટોલેશન એ ચાવી છે. અહીં એક વ્યાવસાયિક ઇન્સ્ટોલેશન માર્ગદર્શિકા છે.
૧.૪.૧ સ્થાપન સ્થાન પસંદગી
- પાવર ઇનલેટ SPD મુખ્ય વિતરણ બોક્સમાં, ઇનકમિંગ લાઇનના છેડાની શક્ય તેટલી નજીક સ્થાપિત થયેલ હોવું જોઈએ.
- સ્વીચ પછી સેકન્ડરી ડિસ્ટ્રિબ્યુશન બોક્સ SPD ઇન્સ્ટોલ કરવું જોઈએ.
- સાધનો માટેનો ફ્રન્ટ-એન્ડ SPD સુરક્ષિત સાધનોની શક્ય તેટલી નજીક મૂકવો જોઈએ (એવું ભલામણ કરવામાં આવે છે કે અંતર 5 મીટરથી ઓછું હોય).
૧.૪.૨ વાયરિંગ વિશિષ્ટતાઓ
- "V" કનેક્શન પદ્ધતિ (કેલ્વિન કનેક્શન) લીડ ઇન્ડક્ટન્સના પ્રભાવને ઘટાડી શકે છે.
- કનેક્ટિંગ વાયર શક્ય તેટલા ટૂંકા અને સીધા (
- વાયરનો ક્રોસ-સેક્શનલ વિસ્તાર ધોરણોનું પાલન કરતો હોવો જોઈએ (સામાન્ય રીતે 4mm² કોપર વાયરથી ઓછો નહીં).
- ગ્રાઉન્ડિંગ વાયર માટે પીળા-લીલા ડ્યુઅલ-કલર વાયરને પ્રાધાન્ય આપવું જોઈએ, જેનો ક્રોસ-સેક્શનલ એરિયા ફેઝ વાયર કરતા ઓછો ન હોવો જોઈએ.
૧.૪.૩ ગ્રાઉન્ડિંગ જરૂરીયાતો
- SPD ના ગ્રાઉન્ડિંગ ટર્મિનલ્સ સિસ્ટમ ગ્રાઉન્ડિંગ બસ સાથે સુરક્ષિત રીતે જોડાયેલા હોવા જોઈએ.
- ગ્રાઉન્ડિંગ પ્રતિકાર સિસ્ટમ આવશ્યકતાઓનું પાલન કરે છે (સામાન્ય રીતે
- વધુ પડતા લાંબા ગ્રાઉન્ડિંગ વાયર રાખવાનું ટાળો, કારણ કે આનાથી ગ્રાઉન્ડિંગ અવરોધ વધશે.
૧.૪.૪ સ્થાપન પગલાં
૧) વીજ પુરવઠો કાપી નાખો અને ખાતરી કરો કે કોઈ વોલ્ટેજ નથી.
૨) SPD ના કદ અનુસાર વિતરણ બોક્સમાં ઇન્સ્ટોલેશન પોઝિશન રિઝર્વ કરો.
૩) SPD બેઝ અથવા ગાઇડ રેલને ઠીક કરો
૪) વાયરિંગ ડાયાગ્રામ અનુસાર ફેઝ વાયર, ન્યુટ્રલ વાયર અને ગ્રાઉન્ડ વાયરને જોડો.
૫) બધા કનેક્શન સુરક્ષિત છે કે નહીં તે તપાસો.
૬) પરીક્ષણ માટે પાવર ચાલુ કરો, સ્થિતિ સૂચક લાઇટ્સનું અવલોકન કરો
૧.૪.૫ સ્થાપન સાવચેતીનાં પગલાં
- ફ્યુઝ અથવા સર્કિટ બ્રેકર પહેલાં SPD ઇન્સ્ટોલ કરશો નહીં.
- બહુવિધ SPD વચ્ચે પૂરતું અંતર (કેબલ લંબાઈ > 10 મીટર) જાળવવું જોઈએ અથવા ડીકપ્લિંગ ડિવાઇસ ઉમેરવું જોઈએ.
- ઇન્સ્ટોલેશન પછી, SPD ના આગળના ભાગમાં ઓવરકરન્ટ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસ (જેમ કે ફ્યુઝ અથવા સર્કિટ બ્રેકર) ઇન્સ્ટોલ કરવું જોઈએ.
- નિયમિત નિરીક્ષણ (વર્ષમાં ઓછામાં ઓછું એક વાર) અને જાળવણી હાથ ધરવી જોઈએ. વાવાઝોડાની મોસમ પહેલા અને પછી વધુ મજબૂત નિરીક્ષણો હાથ ધરવા જોઈએ.
પ્રકરણ 2: માં- ઇન્વર્ટરનું ઊંડાણપૂર્વક વિશ્લેષણ
૨.૧ ઇન્વર્ટર શું છે?
ઇન્વર્ટર એ એક પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ છે જે ડાયરેક્ટ કરંટ (DC) ને વૈકલ્પિક કરંટ (AC) માં રૂપાંતરિત કરે છે. તે આધુનિક ઉર્જા પ્રણાલીઓમાં એક અનિવાર્ય મુખ્ય ઘટક છે. નવીનીકરણીય ઉર્જાના ઝડપી વિકાસ સાથે, ઇન્વર્ટરનો ઉપયોગ વધુને વધુ વ્યાપક બન્યો છે, ખાસ કરીને ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમ્સ, પવન ઉર્જા ઉત્પાદન સિસ્ટમ્સ, ઉર્જા સંગ્રહ સિસ્ટમ્સ અને અવિરત વીજ પુરવઠો (UPS) સિસ્ટમ્સમાં.
ઇન્વર્ટરને તેમના આઉટપુટ વેવફોર્મ્સના આધારે સ્ક્વેર વેવ ઇન્વર્ટર, મોડિફાઇડ સાઇન વેવ ઇન્વર્ટર અને પ્યોર સાઇન વેવ ઇન્વર્ટરમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે; તેમને તેમના એપ્લિકેશન દૃશ્યો અનુસાર ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઇન્વર્ટર, ઓફ-ગ્રીડ ઇન્વર્ટર અને હાઇબ્રિડ ઇન્વર્ટરમાં પણ વર્ગીકૃત કરી શકાય છે; અને તેમને તેમના પાવર રેટિંગના આધારે માઇક્રો ઇન્વર્ટર, સ્ટ્રિંગ ઇન્વર્ટર અને સેન્ટ્રલાઇઝ્ડ ઇન્વર્ટરમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
૨.૨ કાર્યરત ઇન્વર્ટરનો સિદ્ધાંત
ઇન્વર્ટરનો મુખ્ય કાર્ય સિદ્ધાંત સેમિકન્ડક્ટર સ્વિચિંગ ઉપકરણો (જેમ કે IGBT અને MOSFET) ની ઝડપી સ્વિચિંગ ક્રિયાઓ દ્વારા ડાયરેક્ટ કરંટને વૈકલ્પિક કરંટમાં રૂપાંતરિત કરવાનો છે. મૂળભૂત કાર્ય પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
૨.૨.૧ ડીસી ઇનપુટ સ્ટેજ
ડીસી પાવર સપ્લાય (જેમ કે ફોટોવોલ્ટેઇક પેનલ્સ, બેટરી) ઇન્વર્ટરને ડીસી વિદ્યુત ઊર્જા પૂરી પાડે છે.
૨.૨.૨ બુસ્ટિંગ સ્ટેજ (વૈકલ્પિક)
ડીસી-ડીસી બુસ્ટ સર્કિટ દ્વારા ઇનપુટ વોલ્ટેજને ઇન્વર્ટર ઓપરેશન માટે યોગ્ય સ્તર સુધી વધારવામાં આવે છે.
૨.૨.૩ વ્યુત્ક્રમ સ્ટેજ
કંટ્રોલ સ્વીચો ચોક્કસ ક્રમમાં ચાલુ અને બંધ થાય છે, જે ડાયરેક્ટ કરંટને પલ્સેટિંગ ડાયરેક્ટ કરંટમાં રૂપાંતરિત કરે છે. ત્યારબાદ તેને ફિલ્ટર સર્કિટ દ્વારા ફિલ્ટર કરીને વૈકલ્પિક તરંગ સ્વરૂપ બનાવવામાં આવે છે.
૨.૨.૪ આઉટપુટ સ્ટેજ
LC ફિલ્ટરિંગમાંથી પસાર થયા પછી, આઉટપુટ એક લાયક વૈકલ્પિક પ્રવાહ (જેમ કે 220V/50Hz અથવા 110V/60Hz) હશે.
ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઇન્વર્ટર માટે, તેમાં સિંક્રનસ ગ્રીડ કનેક્શન કંટ્રોલ, મેક્સિમમ પાવર પોઈન્ટ ટ્રેકિંગ (MPPT) અને આઇલેન્ડિંગ ઇફેક્ટ પ્રોટેક્શન જેવા અદ્યતન કાર્યોનો પણ સમાવેશ થાય છે. આધુનિક ઇન્વર્ટર સામાન્ય રીતે વેવફોર્મ ગુણવત્તા અને કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે PWM (પલ્સ વિડ્થ મોડ્યુલેશન) ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે.
૨.૩ કેવી રીતે પસંદ કરો ઇન્વર્ટર
યોગ્ય ઇન્વર્ટર પસંદ કરવા માટે અનેક પરિબળો ધ્યાનમાં લેવા જરૂરી છે:
૨.૩.૧ પ્રકાર પસંદ કરો આધારિત એપ્લિકેશન દૃશ્ય પર
- ગ્રીડ-કનેક્ટેડ સિસ્ટમ્સ માટે, ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઇન્વર્ટર પસંદ કરો.
- ઓફ-ગ્રીડ સિસ્ટમ્સ માટે, ઓફ-ગ્રીડ ઇન્વર્ટર પસંદ કરો
- હાઇબ્રિડ સિસ્ટમ્સ માટે, હાઇબ્રિડ ઇન્વર્ટર પસંદ કરો.
૨.૩.૨ શક્તિ મેચિંગ
- રેટેડ પાવર કુલ લોડ પાવર કરતા થોડો વધારે હોવો જોઈએ (ભલામણ કરેલ માર્જિન 1.2 - 1.5 ગણો)
- તાત્કાલિક ઓવરલોડ ક્ષમતા (જેમ કે મોટરનો પ્રારંભિક પ્રવાહ) ધ્યાનમાં લો.
૨.૩.૩ ઇનપુટ લાક્ષણિકતા મેચિંગ
- ઇનપુટ વોલ્ટેજ રેન્જ પાવર સપ્લાયની આઉટપુટ વોલ્ટેજ રેન્જને આવરી લેવી જોઈએ.
- ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સ માટે, MPPT પાથની સંખ્યા અને ઇનપુટ કરંટ ઘટક પરિમાણો સાથે મેળ ખાતા હોવા જોઈએ.
૨.૩.૪ આઉટપુટ લાક્ષણિકતાઓ જરૂરીયાતો
- આઉટપુટ વોલ્ટેજ અને ફ્રીક્વન્સી સ્થાનિક ધોરણોનું પાલન કરે છે (જેમ કે 220V/50Hz)
- વેવફોર્મ ગુણવત્તા (પ્રાધાન્યમાં શુદ્ધ સાઇન વેવ ઇન્વર્ટર)
- કાર્યક્ષમતા (ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ઇન્વર્ટરની કાર્યક્ષમતા 95% થી વધુ હોય છે)
૨.૩.૫ રક્ષણ કાર્યો
- ઓવરવોલ્ટેજ, અંડરવોલ્ટેજ, ઓવરલોડ, શોર્ટ સર્કિટ અને ઓવરહિટીંગ જેવા મૂળભૂત રક્ષણ
- ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઇન્વર્ટર માટે, આઇલેન્ડિંગ ઇફેક્ટ પ્રોટેક્શન જરૂરી છે.
- એન્ટિ-રિવર્સ ઇન્જેક્શન પ્રોટેક્શન (હાઇબ્રિડ સિસ્ટમ્સ માટે)
૨.૩.૬ પર્યાવરણીય અનુકૂલનક્ષમતા
- ઓપરેટિંગ તાપમાન શ્રેણી
- પ્રોટેક્શન ગ્રેડ (આઉટડોર ઇન્સ્ટોલેશન માટે IP65 કે તેથી વધુ જરૂરી છે)
- ઊંચાઈ અનુકૂલનક્ષમતા
૨.૩.૭ પ્રમાણપત્ર જરૂરીયાતો
- ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઇન્વર્ટર પાસે સ્થાનિક ગ્રીડ કનેક્શન પ્રમાણપત્રો હોવા આવશ્યક છે (જેમ કે ચીનમાં CQC, EU માં VDE-AR-N 4105, વગેરે).
- સલામતી પ્રમાણપત્રો (જેમ કે UL, IEC, વગેરે)
૨.૪ કેવી રીતે ઇન્સ્ટોલ કરો ઇન્વર્ટર
ઇન્વર્ટરનું યોગ્ય ઇન્સ્ટોલેશન તેના પ્રદર્શન અને જીવનકાળ માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે:
૨.૪.૧ સ્થાપન સ્થાન પસંદગી
- સારી રીતે હવાની અવરજવરવાળું, સીધા સૂર્યપ્રકાશથી બચવું.
- આસપાસનું તાપમાન -25℃ થી +60℃ સુધી (વિગતો માટે ઉત્પાદન સ્પષ્ટીકરણોનો સંદર્ભ લો)
- સૂકા અને સ્વચ્છ, ધૂળ અને કાટ લાગતા વાયુઓથી દૂર રહેવું
- સંચાલન અને જાળવણી માટે અનુકૂળ સ્થાન
- બેટરી પેકની શક્ય તેટલી નજીક (લાઇન લોસ ઘટાડવા માટે)
૨.૪.૨ યાંત્રિક ઇન્સ્ટોલેશન
- સ્થિરતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે દિવાલ પર માઉન્ટિંગ અથવા કૌંસનો ઉપયોગ કરીને ઇન્સ્ટોલ કરો
- સારી ગરમીના વિસર્જન માટે ઊભી રીતે સ્થાપિત રાખો
- આસપાસ પૂરતી જગ્યા અનામત રાખો (સામાન્ય રીતે ઉપર અને નીચે 50 સેમીથી વધુ અને ડાબી અને જમણી બાજુ 30 સેમીથી વધુ)
૨.૪.૩ વિદ્યુત જોડાણો
- ડીસી સાઇડ કનેક્શન:
- સાચી ધ્રુવીયતા ચકાસો (ધન અને નકારાત્મક ટર્મિનલ્સ ઉલટાવી ન શકાય)
- યોગ્ય સ્પષ્ટીકરણોના કેબલનો ઉપયોગ કરો (સામાન્ય રીતે 4-35mm²)
- પોઝિટિવ ટર્મિનલ પર ડીસી સર્કિટ બ્રેકર ઇન્સ્ટોલ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે.
- એસી સાઇડ કનેક્શન:
- L/N/PE અનુસાર કનેક્ટ કરો
- કેબલ સ્પષ્ટીકરણો વર્તમાન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે
- એસી સર્કિટ બ્રેકર ઇન્સ્ટોલ કરવું આવશ્યક છે
- ગ્રાઉન્ડિંગ કનેક્શન:
- વિશ્વસનીય ગ્રાઉન્ડિંગ સુનિશ્ચિત કરો (ગ્રાઉન્ડિંગ પ્રતિકાર
- ગ્રાઉન્ડિંગ વાયરનો વ્યાસ ફેઝ વાયરના વ્યાસ કરતા ઓછો ન હોવો જોઈએ.
૨.૪.૪ સિસ્ટમ રૂપરેખાંકન
- ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઇન્વર્ટર સુસંગત ગ્રીડ સુરક્ષા ઉપકરણોથી સજ્જ હોવા જોઈએ.
- ઓફ-ગ્રીડ ઇન્વર્ટરને યોગ્ય બેટરી બેંકો સાથે ગોઠવવાની જરૂર છે.
- યોગ્ય સિસ્ટમ પરિમાણો (વોલ્ટેજ, આવર્તન, વગેરે) સેટ કરો.
૨.૪.૫ સ્થાપન સાવચેતીનાં પગલાં
- ઇન્સ્ટોલેશન પહેલાં ખાતરી કરો કે બધા પાવર સ્ત્રોતો ડિસ્કનેક્ટ થઈ ગયા છે.
- ડીસી અને એસી લાઇનોને બાજુ-બાજુ ચલાવવાનું ટાળો.
- પાવર લાઇનોથી કોમ્યુનિકેશન લાઇન અલગ કરો
- પરીક્ષણ માટે પાવર ચાલુ કરતા પહેલા ઇન્સ્ટોલેશન પછી સંપૂર્ણ નિરીક્ષણ કરો.
૨.૪.૬ ડીબગીંગ અને પરીક્ષણ
- પાવર ચાલુ કરતા પહેલા ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર માપો
- ધીમે ધીમે પાવર ચાલુ કરો અને સ્ટાર્ટઅપ પ્રક્રિયાનું અવલોકન કરો.
- વિવિધ સુરક્ષા કાર્યો યોગ્ય રીતે કાર્ય કરી રહ્યા છે કે કેમ તેનું પરીક્ષણ કરો
- આઉટપુટ વોલ્ટેજ, આવર્તન અને અન્ય પરિમાણો માપો
પ્રકરણ 3: સહયોગ SPD અને ઇન્વર્ટર વચ્ચે
૩.૧ શા માટે આ ઇન્વર્ટરને સર્જ પ્રોટેક્ટરની જરૂર છે?
પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ તરીકે, ઇન્વર્ટર વોલ્ટેજ વધઘટ પ્રત્યે ખૂબ સંવેદનશીલ હોય છે અને તેને સર્જ પ્રોટેક્ટરના સહયોગી રક્ષણની જરૂર પડે છે. આના મુખ્ય કારણોમાં શામેલ છે:
૩.૧.૧ ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા ઇન્વર્ટરનું
ઇન્વર્ટરમાં મોટી સંખ્યામાં ચોક્કસ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો અને નિયંત્રણ સર્કિટ હોય છે. આ ઘટકો ઓવરવોલ્ટેજ પ્રત્યે મર્યાદિત સહનશીલતા ધરાવે છે અને તે ઉછાળાથી થતા નુકસાન માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે.
૩.૧.૨ સિસ્ટમ નિખાલસતા
ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમમાં ડીસી અને એસી લાઇન સામાન્ય રીતે ઘણી લાંબી હોય છે અને આંશિક રીતે બહારની સામે ખુલ્લી હોય છે, જેના કારણે તેઓ વીજળીથી થતા ઉછાળાના પ્રવાહો માટે વધુ સંવેદનશીલ બને છે.
૩.૧.૩ ડ્યુઅલ જોખમો
ઇન્વર્ટર ફક્ત પાવર ગ્રીડ બાજુથી સર્જના જોખમોનો સામનો કરતું નથી, પરંતુ ફોટોવોલ્ટેઇક એરે બાજુથી પણ સર્જની અસરોનો ભોગ બની શકે છે.
૩.૧.૪ આર્થિક નુકસાન
ઇન્વર્ટર સામાન્ય રીતે ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમમાં સૌથી મોંઘા ઘટકોમાંના એક હોય છે. તેમના નુકસાનથી સિસ્ટમ લકવાગ્રસ્ત થઈ શકે છે અને સમારકામનો ખર્ચ વધી શકે છે.
૩.૧.૫ સલામતી જોખમ
ઇન્વર્ટરને નુકસાન થવાથી ઇલેક્ટ્રિક શોક અને આગ જેવા ગૌણ અકસ્માતો થઈ શકે છે.
આંકડા મુજબ, ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સમાં, લગભગ 35% ઇન્વર્ટર નિષ્ફળતાઓ ઇલેક્ટ્રિકલ ઓવર-સ્ટ્રેસ સાથે સંબંધિત છે, અને આમાંથી મોટાભાગની સમસ્યાઓ વાજબી ઉર્જા સુરક્ષા પગલાં દ્વારા ટાળી શકાય છે.
૩.૨ સર્જ પ્રોટેક્ટર અને ઇન્વર્ટરનું સિસ્ટમ ઇન્ટિગ્રેશન સોલ્યુશન
ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ માટે સંપૂર્ણ સર્જ પ્રોટેક્શન સ્કીમમાં અનેક સ્તરના રક્ષણનો સમાવેશ થવો જોઈએ:
૩.૨.૧ ડીસી બાજુ રક્ષણ
- ફોટોવોલ્ટેઇક એરેના ડીસી કોમ્બિનર બોક્સમાં ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સ માટે ખાસ સમર્પિત ડીસી એસપીડી ઇન્સ્ટોલ કરો.
- ઇન્વર્ટરના DC ઇનપુટ છેડે બીજા-સ્તરનું DC SPD ઇન્સ્ટોલ કરો.
- ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલો અને ઇન્વર્ટરના DC/DC વિભાગને સુરક્ષિત કરો.
૩.૨.૨ સંચાર-સાઇડ પ્રોટેક્શન
- ઇન્વર્ટરના AC આઉટપુટ છેડે ફર્સ્ટ-લેવલ AC SPD ઇન્સ્ટોલ કરો.
- ગ્રીડ કનેક્શન પોઈન્ટ અથવા ડિસ્ટ્રિબ્યુશન કેબિનેટ પર સેકન્ડ-લેવલ એસી એસપીડી ઇન્સ્ટોલ કરો.
- ઇન્વર્ટરના DC/AC ભાગ અને પાવર ગ્રીડ સાથેના ઇન્ટરફેસને સુરક્ષિત કરો.
૩.૨.૩ સિગ્નલ લૂપ રક્ષણ
- RS485 અને ઇથરનેટ જેવી કોમ્યુનિકેશન લાઇન માટે સિગ્નલ SPD ઇન્સ્ટોલ કરો.
- નિયંત્રણ સર્કિટ અને મોનિટરિંગ સિસ્ટમ્સને સુરક્ષિત કરો
૩.૨.૪ સમાન સંભવિત કનેક્શન
- ખાતરી કરો કે બધા SPD ગ્રાઉન્ડિંગ ટર્મિનલ્સ સિસ્ટમ ગ્રાઉન્ડિંગ સાથે સુરક્ષિત રીતે જોડાયેલા છે.
- ગ્રાઉન્ડિંગ સિસ્ટમ્સ વચ્ચેના સંભવિત તફાવતને ઘટાડો
૩.૩ સંકલિત વિચારણા પસંદગી અને સ્થાપન
સર્જ પ્રોટેક્ટર અને ઇન્વર્ટરનો એકસાથે ઉપયોગ કરતી વખતે, પસંદગી અને ઇન્સ્ટોલેશનમાં નીચેના પરિબળોને ખાસ ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે:
૩.૩.૧ વોલ્ટેજ મેચિંગ
- DC-સાઇડ SPD નું Uc મૂલ્ય ફોટોવોલ્ટેઇક એરેના મહત્તમ ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ કરતા વધારે હોવું જોઈએ (તાપમાન ગુણાંકને ધ્યાનમાં લેતા)
- AC-સાઇડ SPD નું Uc મૂલ્ય પાવર ગ્રીડના મહત્તમ સતત ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ કરતા વધારે હોવું જોઈએ.
- SPD નું અપ વેલ્યુ ઇન્વર્ટરના દરેક પોર્ટના એન્ડસ્ટન્ડ વોલ્ટેજ વેલ્યુ કરતા ઓછું હોવું જોઈએ.
૩.૩.૨ વર્તમાન ક્ષમતા
- ઇન્સ્ટોલેશન સ્થાન પર અપેક્ષિત સર્જ કરંટના આધારે SPD ના ઇન અને આઇમેક્સ પસંદ કરો.
- ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમના DC બાજુ માટે, ઓછામાં ઓછા 20kA (8/20μs) વાળા SPD નો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે.
- એસી બાજુ માટે, સ્થાનના આધારે 20-50kA વાળું SPD પસંદ કરો.
૩.૩.૩ સંકલન અને સહકાર
- બહુવિધ SPDs વચ્ચે યોગ્ય ઊર્જા મેચિંગ (અંતર અથવા ડીકપ્લિંગ) હોવું જોઈએ.
- ખાતરી કરો કે ઇન્વર્ટરની નજીકના SPDs બધી જ ઉર્જા એકલા વહન ન કરે.
- SPD ના દરેક સ્તરના ઉપરના મૂલ્યો એક ગ્રેડિયન્ટ બનાવતા હોવા જોઈએ (સામાન્ય રીતે, ઉપલા સ્તર નીચલા સ્તર કરતા 20% કે તેથી વધુ વધારે હોય છે).
૩.૩.૪ ખાસ જરૂરીયાતો
- ફોટોવોલ્ટેઇક ડીસી એસપીડીમાં રિવર્સ કનેક્શન પ્રોટેક્શન હોવું આવશ્યક છે.
- દ્વિપક્ષીય સર્જ પ્રોટેક્શનનો વિચાર કરો (ગ્રીડ બાજુ અને ફોટોવોલ્ટેઇક બાજુ બંને તરફથી સર્જ રજૂ કરી શકાય છે).
- ઉચ્ચ-તાપમાન વાતાવરણમાં ઉપયોગ માટે ઉચ્ચ-તાપમાન ક્ષમતાઓ ધરાવતા SPD પસંદ કરો.
૩.૩.૫ સ્થાપન ટિપ્સ
- SPD ને સુરક્ષિત પોર્ટ (ઇન્વર્ટર DC/AC ટર્મિનલ્સ) ની શક્ય તેટલી નજીક મૂકવું જોઈએ.
- લીડ ઇન્ડક્ટન્સ ઘટાડવા માટે કનેક્શન કેબલ શક્ય તેટલા ટૂંકા અને સીધા હોવા જોઈએ.
- ખાતરી કરો કે ગ્રાઉન્ડિંગ સિસ્ટમમાં ઓછો અવરોધ છે
- SPD અને ઇન્વર્ટર વચ્ચેની લાઇનોમાં લૂપ બનાવવાનું ટાળો.
૩.૪ જાળવણી અને મુશ્કેલીનિવારણ
સર્જ પ્રોટેક્ટર અને ઇન્વર્ટરની સંકલિત સિસ્ટમ માટે જાળવણી બિંદુઓ:
૩.૪.૧ નિયમિત નિરીક્ષણ
- માસિક ધોરણે SPD સ્થિતિ સૂચકનું દૃષ્ટિની નિરીક્ષણ કરો.
- કનેક્શનની કડકતા ત્રિમાસિક ધોરણે તપાસો.
- વાર્ષિક ધોરણે ગ્રાઉન્ડિંગ પ્રતિકાર માપો.
- વીજળી પડ્યા પછી તરત જ નિરીક્ષણ કરો.
૩.૪.૨ સામાન્ય મુશ્કેલીનિવારણ
- SPD નું વારંવાર સંચાલન: તપાસો કે સિસ્ટમ વોલ્ટેજ સ્થિર છે કે નહીં અને SPD મોડેલ યોગ્ય છે કે નહીં.
- SPD નિષ્ફળતા: તપાસો કે ફ્રન્ટ-એન્ડ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસ સુસંગત છે કે નહીં અને શું સર્જ SPD ક્ષમતા કરતાં વધી ગયો છે.
- ઇન્વર્ટર હજુ પણ ક્ષતિગ્રસ્ત છે: તપાસો કે SPD ઇન્સ્ટોલેશન સ્થિતિ વાજબી છે કે નહીં અને કનેક્શન યોગ્ય છે કે નહીં.
- ખોટો એલાર્મ: SPD અને ઇન્વર્ટર વચ્ચે સુસંગતતા તપાસો અને ગ્રાઉન્ડિંગ સારું છે કે નહીં.
૩.૪.૩ રિપ્લેસમેન્ટ ધોરણો
- સ્થિતિ સૂચક નિષ્ફળતા દર્શાવે છે
- દેખાવ સ્પષ્ટ નુકસાન દર્શાવે છે (જેમ કે બળવું, તિરાડ પડવી, વગેરે)
- રેટ કરેલ મૂલ્ય કરતાં વધુ ઉછાળાની ઘટનાઓનો અનુભવ કરવો
- ઉત્પાદક દ્વારા ભલામણ કરેલ સેવા જીવન સુધી પહોંચવું (સામાન્ય રીતે 8-10 વર્ષ)
૩.૪.૪ સિસ્ટમ ઑપ્ટિમાઇઝેશન
- ઓપરેશનલ અનુભવના આધારે SPD રૂપરેખાંકનને સમાયોજિત કરો.
- નવી ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ (જેમ કે બુદ્ધિશાળી SPD મોનિટરિંગ)
- સિસ્ટમ વિસ્તરણ દરમિયાન તે મુજબ સુરક્ષા વધારો
પ્રકરણ ૪: ભવિષ્ય વિકાસ વલણો
ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ ટેકનોલોજીના વિકાસ સાથે, બુદ્ધિશાળી SPD ટ્રેન્ડ બનશે:
૪.૧ બુદ્ધિશાળી ઉછાળો રક્ષણ ટેકનોલોજી
ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ ટેકનોલોજીના વિકાસ સાથે, બુદ્ધિશાળી SPD ટ્રેન્ડ બનશે:
- SPD સ્થિતિ અને બાકીના જીવનકાળનું રીઅલ-ટાઇમ મોનિટરિંગ
- ઉછાળાની ઘટનાઓની સંખ્યા અને ઉર્જા રેકોર્ડ કરવી
- દૂરસ્થ એલાર્મ અને નિદાન
- ઇન્વર્ટર મોનિટરિંગ સિસ્ટમ્સ સાથે એકીકરણ
૪.૨ ઉચ્ચ કામગીરી રક્ષણ ઉપકરણો
નવા પ્રકારના રક્ષણાત્મક ઉપકરણો વિકાસ હેઠળ છે:
- ઝડપી પ્રતિભાવ સમય સાથે સોલિડ-સ્ટેટ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસ
- વધુ ઉર્જા શોષણ ક્ષમતા ધરાવતા સંયુક્ત પદાર્થો
- સ્વ-રિપેરિંગ સુરક્ષા ઉપકરણો
- ઓવરવોલ્ટેજ, ઓવરકરન્ટ અને ઓવરહિટીંગ પ્રોટેક્શન જેવા બહુવિધ પ્રોટેક્શનને એકીકૃત કરતા મોડ્યુલો
૪.૩ સિસ્ટમ-સ્તર સહયોગી સુરક્ષા ઉકેલ
ભવિષ્યની વિકાસ દિશા સિંગલ-ડિવાઇસ સુરક્ષાથી સિસ્ટમ-સ્તરીય સહયોગી સુરક્ષા તરફ વિકસિત થવાની છે:
- SPD અને ઇન્વર્ટર બિલ્ટ-ઇન પ્રોટેક્શન વચ્ચે સંકલિત સહયોગ
- સિસ્ટમ લાક્ષણિકતાઓના આધારે કસ્ટમાઇઝ્ડ સુરક્ષા યોજનાઓ
- ગ્રીડ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની અસરને ધ્યાનમાં લેતા ગતિશીલ સુરક્ષા વ્યૂહરચનાઓ
- AI અલ્ગોરિધમ્સ સાથે સંયુક્ત આગાહી સુરક્ષા
નિષ્કર્ષ
આધુનિક પાવર સિસ્ટમ્સના સલામત સંચાલન માટે સર્જ પ્રોટેક્ટર અને ઇન્વર્ટરનું સંકલિત સંચાલન એક મહત્વપૂર્ણ ગેરંટી છે. વૈજ્ઞાનિક પસંદગી, પ્રમાણિત ઇન્સ્ટોલેશન અને વ્યાપક સિસ્ટમ એકીકરણ દ્વારા, સર્જનું જોખમ મહત્તમ હદ સુધી ઘટાડી શકાય છે, સાધનોનું આયુષ્ય લંબાવી શકાય છે, અને સિસ્ટમની વિશ્વસનીયતા વધારી શકાય છે. ટેકનોલોજીના વિકાસ સાથે, બંને વચ્ચેનો સહયોગ વધુ બુદ્ધિશાળી અને કાર્યક્ષમ બનશે, જે સ્વચ્છ ઊર્જાના વિકાસ અને પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના ઉપયોગ માટે મજબૂત સુરક્ષા સપોર્ટ પૂરો પાડશે.
સિસ્ટમ ડિઝાઇનર્સ અને ઇન્સ્ટોલેશન/જાળવણી કર્મચારીઓ માટે, સર્જ પ્રોટેક્ટર અને ઇન્વર્ટરના કાર્યકારી સિદ્ધાંતો તેમજ તેમના સંકલનના મુખ્ય મુદ્દાઓની સંપૂર્ણ સમજ, વધુ ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ સોલ્યુશન્સ ડિઝાઇન કરવામાં અને વપરાશકર્તાઓ માટે વધુ મૂલ્ય બનાવવામાં મદદ કરશે. આજના ઊર્જા સંક્રમણ અને ઝડપી વીજળીકરણના યુગમાં, આ ક્રોસ-ડિવાઇસ સહયોગી સુરક્ષા વિચારસરણી ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે.