کیا ونڈ پاور سسٹم میں بجلی کے تحفظ کے لئے ٹی وی ایس ڈایڈس کا استعمال کرنا مناسب ہے؟

1 ، ونڈ پاور سسٹم میں بجلی کے ہڑتال کے خطرے کا کثیر جہتی تجزیہ
ونڈ ٹربائن اکثر اونچائی - خطرے والے علاقوں جیسے کھلے کھیتوں اور پہاڑ کی چوٹیوں میں تعمیر کی جاتی ہیں ، جس کی اونچائی 150 میٹر سے زیادہ ہے۔ بلیڈوں کی گردش سے تشکیل پانے والے متحرک برقی فیلڈ میں بجلی کو راغب کرنے کا زیادہ امکان ہے۔ بجلی کے ہڑتالوں کو دو اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: براہ راست بجلی کی ہڑتالیں اور حوصلہ افزائی بجلی کی ہڑتالیں۔ براہ راست بجلی کی ہڑتالیں براہ راست بلیڈ یا ٹاورز پر کام کرتی ہیں ، فوری طور پر ہزاروں ہزاروں ایمپریوں کو موجودہ کے ہزاروں امپیروں کو جاری کرتی ہیں ، جس کی وجہ سے کاربن فائبر پرت بلیڈوں پر کریکنگ اور جنریٹرز کے موصلیت کے ٹوٹنے کا سبب بن سکتی ہے۔ انڈکشن لائٹنگ برقی مقناطیسی جوڑے کے ذریعے کنٹرول سرکٹ میں ہزاروں وولٹ کو عارضی اوور وولٹیج تیار کرتی ہے ، جس کی وجہ سے صحت سے متعلق اجزاء جیسے فریکوینسی کنورٹرز اور سینسر جل جاتے ہیں۔ مثال کے طور پر جرمنی میں ہوا کا فارم لے کر ، 2024 بجلی کے حملوں میں ، 85 فیصد بجلی کی خرابیاں حوصلہ افزائی بجلی کی وجہ سے وولٹیج کے اضافے کی وجہ سے ہوئی تھیں۔

روایتی بجلی سے متعلق تحفظ اسکیم تین - سطح کے تحفظ کا نظام اپناتی ہے جس میں بجلی کی سلاخوں ، گراؤنڈنگ گرڈ ، اور اضافے کے محافظوں (ایس پی ڈی) پر مشتمل ہوتا ہے۔ تاہم ، آسمانی بجلی کی سلاخیں صرف براہ راست بجلی کے حملوں کے خلاف دفاع کرسکتی ہیں اور حوصلہ افزائی بجلی کے خلاف بے اختیار ہیں۔ اگرچہ میٹل آکسائڈ ورسٹرس (MOVS) کچھ اضافے کی توانائی کو جذب کرسکتے ہیں ، لیکن ان کے ردعمل کا وقت مائکروسیکنڈ کی سطح تک پہنچ سکتا ہے ، جس کی وجہ سے نانو سیکنڈ کی سطح کے عارضی دالوں کا مقابلہ کرنا مشکل ہوجاتا ہے۔ اس تناظر میں ، ٹی وی ایس ڈایڈس ان کے کارکردگی کے انوکھے فوائد کی وجہ سے تحفظ کے فرق کو پُر کرنے میں ایک کلیدی جزو بن چکے ہیں۔

2 ، تکنیکی خصوصیات اور ٹی وی ایس ڈایڈس کی بجلی کے تحفظ کی موافقت
ٹی وی ایس ڈایڈس کا بنیادی فائدہ ان کے برفانی تودے کی خرابی کے طریقہ کار اور نینو سیکنڈ کی سطح کی ردعمل کی صلاحیت میں ہے۔ جب خرابی وولٹیج (وی بی آر) سے زیادہ عارضی اوور وولٹیجز سرکٹ میں پائے جاتے ہیں تو ، ٹی وی 1 نانو سیکنڈ کے اندر میگاوہم سے ملیو ایچ ایم ایس تک رکاوٹ کو کم کرسکتے ہیں ، اور ایک محفوظ حد کے اندر وولٹیج کو کلپ کرتے ہوئے کم مائبادا خارج ہونے والے مادہ چینل کی تشکیل کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، ایک 1.5 میگاواٹ ونڈ ٹربائن یونٹ ایس ایم 8 ایس سیریز ٹی وی کو بلیڈ آئرسٹر سے حب تک لے جانے والے راستے میں استعمال کرتا ہے۔ 8/20 μ s ویوفارم کے تحت 6000W کی چوٹی پاور پروسیسنگ کی صلاحیت کے ساتھ ، یہ آئی ای سی 61000-4-5 معیار میں مخصوص 4KV اضافی اثر سے مؤثر طریقے سے مقابلہ کرسکتا ہے ، جس سے بقایا وولٹیج کو 4000V سے 50V سے نیچے تک کم کیا جاسکتا ہے اور انورٹر کے IGBT ماڈیول کو نقصان سے بچایا جاسکتا ہے۔

پیرامیٹر مماثل کے لحاظ سے ، ٹی وی کے انتخاب کو "انرجی تدریجی کھپت" کے اصول پر عمل کرنا چاہئے:

وولٹیج کلیمپ: محفوظ آلہ کی زیادہ سے زیادہ برداشت وولٹیج سے کم کلیمپ وولٹیج (VC) کے ساتھ ماڈل منتخب کریں۔ مثال کے طور پر ، 12V کے ذریعہ چلنے والے کنٹرول ماڈیول کے لئے VC سے کم یا اس کے برابر VC کے ساتھ ٹی وی کا انتخاب کرنا یقینی بناتا ہے کہ وولٹیج 10/350 μ s بجلی کی لہر کے تحت محفوظ حد تک محدود ہے۔
بجلی کی گنجائش: آئی ای سی 61000-4-5 معیار کے مطابق ، کلاس 4 لائٹنگ ہڑتال کی سطح کے لئے ٹی وی کو کم سے کم پلس پاور رواداری 5000W کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک خاص آف شور ونڈ پاور پروجیکٹ 5KP سیریز ٹی وی کو اپناتا ہے ، جس میں 10/1000 μ s ویوفارم کے تحت 5000W کی چوٹی کی طاقت ہے اور وہ 8/20 μ s ویوفارم کے تحت 3KA کے اضافے کا مقابلہ کرسکتا ہے۔
ردعمل کا وقت: ٹی وی کا جوابی وقت عارضی عروج کے وقت سے کم ہونا چاہئے۔ مثال کے طور پر ، نینو سیکنڈ کی سطح ESD دالوں کے لئے ، ایک Picosecond سطح کے ردعمل ESD محافظ کو TVs کے ساتھ مل کر کام کرنے کے لئے منتخب کیا گیا ہے تاکہ ملٹی - سطح کے تحفظ کا نیٹ ورک تشکیل دیا جاسکے۔
3 ، ونڈ پاور سسٹم میں ٹی وی کے عام اطلاق کے منظرنامے
بلیڈ فلیشنگ سسٹم: بلیڈ کی نوک پر ایک سٹینلیس سٹیل چمکانے والا آلہ انسٹال کریں اور اسے 70 ملی میٹر ² کوندکٹو کیبل کے ذریعے حب سے مربوط کریں۔ ترسیل کے دوران بجلی کے بہاؤ کی وجہ سے ثانوی آرکنگ کو روکنے کے لئے ، کیبل اور حب کے مابین رابطے میں ایک ٹی وی ایس سرنی متوازی طور پر منسلک ہوتا ہے ، اور عارضی وولٹیج کو آرک کٹاؤ سے کاربن فائبر بلیڈ ڈھانچے کی حفاظت کے لئے 600V سے نیچے کلیمپ کیا جاتا ہے۔
انورٹر پروٹیکشن: براہ راست ڈرائیو مستقل مقناطیس ہم وقت ساز جنریٹر کا انورٹر ایک بجلی کا حساس بنیادی جزو ہے۔ A 2MW یونٹ تین - سطح کے تحفظ کی اسکیم کو اپناتا ہے:
سامنے کا مرحلہ: گیس ڈسچارج ٹیوب (جی ڈی ٹی) اہم توانائی کو جذب کرتی ہے ، جس میں 20Ka تک بہاؤ کی گنجائش ہوتی ہے۔
انٹرمیڈیٹ لیول: ٹی وی ایس بقیہ وولٹیج کی عمدہ پروسیسنگ کے لئے ذمہ دار ہے ، جس میں 100V کے اندر وولٹیج کو کلیمپ کیا گیا ہے۔
عقبی مرحلہ: سطح پر سوار ٹی وی ایس سرنی پروٹیکشن IGBT ڈرائیور سرکٹ ، جواب کا وقت 1ns سے کم یا اس کے برابر۔
یہ اسکیم فریکوینسی کنورٹر کی بجلی کی ہڑتال کی ناکامی کی شرح کو ہر سال اوسطا 3 بار سے صفر تک کم کرتی ہے۔
مواصلات انٹرفیس کا تحفظ: مواصلات کے انٹرفیس جیسے RS485 اور ونڈ ٹربائنوں کی بس کی بس بجلی کی حوصلہ افزائی مداخلت کا شکار ہے۔ SRV05-4 ٹی وی ایس سرنی کو اپناتے ہوئے ، اس کا مشترکہ موڈ/تفریق موڈ مکمل تحفظ کا ڈیزائن ± 15KV الیکٹرو اسٹٹیٹک ڈسچارج اور 10/700 μ s ویوفارم کے تحت 5KV اضافے کو دبا سکتا ہے ، جس سے 10 ⁻⁷ سے کم مواصلات کی غلطی کی شرح کو یقینی بنایا جاسکتا ہے۔
4 ، ٹی وی ایس لائٹنگ پروٹیکشن اسکیم کی معاشی اور وشوسنییتا کی توثیق
لائف سائیکل لاگت (ایل سی سی) کے نقطہ نظر سے ، ٹی وی ایس اسکیم کے اہم فوائد ہیں۔ مثال کے طور پر 50 میگاواٹ کا ونڈ فارم لینا:

روایتی حل: MOV+GDT امتزاج کا استعمال کرتے ہوئے ، کسی ایک یونٹ کی بجلی سے متعلق تحفظ کی لاگت تقریبا 8000 یوآن ہے ، لیکن غلطی کی بحالی کی اوسط سالانہ لاگت 120000 یوآن ہے۔
ٹی وی ایس پلان: کسی ایک یونٹ کے لئے بجلی کے تحفظ کی لاگت بڑھ کر 12000 یوآن ہوگئی ہے ، لیکن ردعمل کی رفتار میں 1000 گنا اضافے کی وجہ سے ، غلطی کی بحالی کی اوسطا سالانہ لاگت 20000 یوآن ہوگئی ہے۔
5 سالہ چکر کے اندر ، ٹی وی ایس حل 340000 یوآن کی کل لاگت کی بچت کرسکتا ہے اور نظام کی دستیابی کو 98.2 ٪ سے 99.5 ٪ تک بڑھا سکتا ہے۔
وشوسنییتا کی توثیق کے معاملے میں ، ٹی وی کی ناکامی کا طریقہ بنیادی طور پر اوپن سرکٹ ہے ، جو شارٹ سرکٹ کا خطرہ نہیں رکھتا ہے۔ کسی خاص آف شور ونڈ پاور پروجیکٹ میں ٹی وی کے 10 - سال کی پیمائش کے اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ اس کی ناکامی کی شرح 0.001 ٪ سے کم ہے ، جو MOV کی 0.1 ٪ ناکامی کی شرح سے کہیں بہتر ہے۔ اس کے علاوہ ، ٹی وی کی کم درجہ حرارت کی خصوصیات (آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد -55 ڈگری سے +150 ڈگری) اسے غیر ملکی ہوا کی طاقت کے سخت ماحول کے مطابق مکمل طور پر ڈھالنے کے قابل بناتی ہے۔