நுண்சுழற்சி மின்சார பகிர்வு அமைப்புகளில் நடுத்தர மின்னழுத்தம் மற்றும் குறைந்த மின்னழுத்த சுவிட்ச்கியர்

ஒரு சிறு மின் வலையமைப்பு (மைக்ரோகிரிட்) என்பது சூரிய ஆற்றல், மின் சேமிப்பு மற்றும் மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் போன்ற பரவிய ஆற்றல் வளங்களையும் (DERs), மின் சுமைகளையும் இணைக்கிறது; இது முக்கிய மின் வலையத்துடன் இணைக்கப்பட்டும், தனிமைப்படுத்தப்பட்டும் (ஐலாண்டெட்) இயங்க வேண்டும். சிறு மின் வலையமைப்பு மின்சார உபகரணங்கள் இச்சமூகத்தின் மையத்தில் அமைந்துள்ளது. இது மின்னோட்டத்தை எளிதாக கடத்துவது மட்டுமல்ல; மின்சக்தி எங்கு பாயும், எது தனிமைப்படுத்தப்படும், மற்றும் சூழ்நிலைகள் மாறும்போது சிறு மின் வலையமைப்பு பாதுகாப்பாக இருப்பதற்கான வழிகளையும் தீர்மானிக்கிறது.

1. நடுத்தர மின்னழுத்தம் (MV) மற்றும் குறைந்த மின்னழுத்தம் (LV) கட்டமைப்பு

ஒரு பொதுவான சிறு மின் வலையமைப்பு, இரண்டு மின்னழுத்த அடுக்குகளில் மின் பரிமாற்றத்தை ஏற்பாடு செய்கிறது; ஒவ்வொன்றும் தனித்தனியான மின்சார உபகரணங்கள் மற்றும் பாதுகாப்பு ஏற்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.

நடுத்தர மின்னழுத்த பகுதி

நடுத்தர மின்னழுத்த பகுதி, பரவிய ஆற்றல் வளங்களிலிருந்து மின்சக்தியைச் சேகரித்து, பொது மின் வலையத்துடன் இணைக்கிறது. நடுத்தர மின்னழுத்த மின்சார உபகரணங்களில் பொதுவாக முதன்மை உள்நுழைவு மின்சுற்று துண்டிப்பான், துண்டிப்பு சாதனம், மற்றும் ஒவ்வொரு மின் உற்பத்தி மூலத்திற்குமான பீடங்கள் ஆகியவை அடங்கும். இப்பகுதி அதிக தவறு மின்னோட்டங்களைக் கையாள வேண்டும்; இதற்கு வலுவான விற்கு வெடிப்பு பாதுகாப்பு (ஆர்க்-ஃபிளாஷ் ப்ராட்டக்ஷன்) தேவை.

குறைந்த மின்னழுத்த பகுதி

எல்.வி. பகுதி மின்சார மாற்றியின் இரண்டாம் நிலையிலிருந்து முடிவு பயனாளிகளுக்கான மின்சுற்றுகள் மற்றும் சிறிய சுமைகளுக்கு மின்சக்தியை வழங்குகிறது. எல்.வி. ஸ்விட்ச்கியர் மோல்டெட்-கேஸ் பிரேக்கர்கள் மற்றும் சிறிய பஸ் ஏற்பாடுகளுடன் கிளை மின்சுற்றுகளுக்கு சேவை செய்கிறது. எம்.வி. மற்றும் எல்.வி. இடையேயான பிரிவு தவறு அளவுகளை கட்டுப்பாட்டில் வைத்திருக்கிறது, மேலும் ஒவ்வொரு அடுக்கும் தனித்தனியாக பாதுகாக்கப்பட வழிவகுக்கிறது.

2. பிரேக்கர்கள், டிஸ்கனெக்ட்கள் மற்றும் பஸ்பார்கள்

மூன்று முக்கிய சாதனங்கள் எந்த ஒரு ஸ்விட்ச்கியர் கூட்டுத்தொகுப்பின் அடித்தளத்தையும் உருவாக்குகின்றன; ஒவ்வொன்றும் தனித்தனியாகவும் முக்கியமானதாகவும் செயல்படுகிறது.

சர்க்கிள் பிரேக்கர்கள்

சுற்று பிரேக்கர்கள் தவறு மின்னோட்டங்களை தானியங்கியாக கண்டறிந்து துண்டிக்கின்றன. இவை கீழ்த்தட்டு சாதனங்களைப் பாதுகாக்கின்றன, மேலும் தவறுகள் முழு மின்சார அமைப்பிலும் பரவுவதைத் தடுக்கின்றன. எம்.வி. பயன்பாடுகளில், வெற்றிடம் அல்லது SF6 பிரேக்கர்கள் பொதுவானவை; எல்.வி.யில், மோல்டெட்-கேஸ் வடிவமைப்புகள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன.

டிஸ்கனெக்ட்கள் மற்றும் பஸ்பார்கள்

பராமரிப்பு பாதுகாப்பை உறுதிப்படுத்த, தெளிவான காற்று இடைவெளியை வழங்கும் தனிமைப்படுத்திகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன; இதனால் பணி தொடங்குவதற்கு முன் மின்சுற்றுகள் முறையாக மின்சாரம் இல்லாத நிலையில் இருக்கும். பஸ்பார்கள் அனைத்தையும் ஒன்றிணைத்து, பல மூலங்கள் மற்றும் சுமைகளுக்கு பொதுவான மின்னியல் முனையை வழங்குகின்றன. மத்திய மின்னழுத்த (MV) ஸ்விட்ச்கியரில், காற்று ஸ்விட்ச் அல்லது இழுத்து வெளியே எடுக்கக்கூடிய பிரேக்கர் முதன்மை தனிமைப்படுத்தியாகச் செயல்படுகிறது; குறைந்த மின்னழுத்த (LV) ஸ்விட்ச்கியரில், மால்டெட்-கேஸ் பிரேக்கர் பெரும்பாலும் இந்தப் பங்கை ஏற்றுக்கொள்கிறது.

ஒவ்வொரு சாதனத்திற்கும் தெளிவான பணி உள்ளது; மொத்த நிறுவலின் பாதுகாப்பை குறைத்தல் இன்றி எந்த ஒன்றையும் தவிர்க்க முடியாது.

3. குறைபாடு தனிமைப்படுத்தல் மற்றும் படிநிலை பாதுகாப்பு

குறைபாடு ஏற்படும்போது, பாதுகாப்பு அமைப்பு மைக்ரோகிரிட்டின் மற்ற பகுதிகள் இயங்கிக் கொண்டிருக்குமாறு சிறிய பாதிக்கப்பட்ட பகுதியை மட்டும் தனிமைப்படுத்த வேண்டும்.

இணைவு மற்றும் தெரிவு செயல்பாடு

குறைபாட்டிற்கு அருகிலுள்ள பிரேக்கர் முதலில் செயல்பட வேண்டும். அதன் பின்னால் உள்ள மூலோபாய ரிலேக்கள் குறுகிய நேரம் காத்திருந்து, முதன்மை பாதுகாப்பு தவறினால் மட்டுமே செயல்படும். இந்தக் கொள்கை, இணைவு அல்லது தெரிவு செயல்பாடு என அழைக்கப்படுகிறது; இது ஒரு குறைபாடு பெரிய அளவிலான மின்வெட்டுக்கு விரிவடைவதைத் தடுக்கிறது.

இரு-பயன்பாட்டு சவால்

ஒரு சிறு வலையில், தனிமைப்படுத்தப்பட்ட நிலையில் குறைபாட்டு மின்னோட்டம் வலையுடன் இணைக்கப்பட்ட நிலையில் உள்ளதைவிட மிகவும் குறைவாக இருக்கக்கூடும் என்பதால் சவால் அதிகரிக்கிறது. பாதுகாப்பு அமைப்புகள் இரு நிலைகளிலும் நம்பகமாக செயல்பட வேண்டும். தற்கால டிஜிட்டல் ரிலேக்கள் தன்னிச்சையாக மாறும் அமைப்புகளுடன் இயக்க நிலைக்கேற்ப பாதுகாப்பு வடிவங்களை மாற்றிக்கொள்ள முடியும், இதனால் சிறு வலை பயனிலை வலையுடன் இணைக்கப்பட்டிருந்தாலும் அல்லது தனியாக இயங்கினாலும் தேர்வு செயல்திறன் மாறாமல் நிலைத்திருக்கிறது.

4. வலையுடன் இணைக்கப்பட்ட மற்றும் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட மாற்றங்கள்

சிறு வலை பயனிலை வலையுடன் சந்திக்கும் இடமே முழு அமைப்பிலும் மிகவும் முக்கியமான முனையமாகும்.

இணைப்பு சுஇட்ச்கியர்

இணைப்பு சுஇட்ச்கியர் பொது இணைப்பு இடத்தில் அமைந்துள்ளது. பயனிலை வலையில் குறைபாடு ஏற்படும்போது, இந்த சுஇட்ச்கியர் சிறு வலையை விரைவாக பிரித்து, உள்ளூர் சுமைகளை தொடர்ந்து இயக்கி வைக்க வேண்டும். திட்டமிடப்பட்ட தனிமைப்படுத்தல் நிகழ்வின் போது, இது துல்லியமான நேரத்தில் திறக்கப்பட்டு, DER கட்டுப்பாட்டு சாதனங்களுக்கு அவற்றின் வெளியீட்டை சரிசெய்ய சமிக்ஞை அனுப்பும்.

விரைவான சுஇட்சிங் மற்றும் தகவல் தொடர்பு

விரைவாக செயல்படும் மின்சார வெட்டிகளும், தகவல் தொடர்பு அடிப்படையிலான தர்க்கமும் தேவையற்ற மின்வெட்டுகளைத் தவிர்க்கவும், மாற்றத்தின் இரு பக்கங்களையும் பாதுகாக்கவும் உதவுகின்றன. தனிமைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் (islanding) ஏற்படும்போது, DER மாற்றிகள் (inverters) நிலையான அதிர்வெண் மற்றும் மின்னழுத்தத்தை பராமரிக்க மின்னோட்ட-ஆதார (current-source) செயல்பாட்டிலிருந்து மின்னழுத்த-ஆதார (voltage-source) செயல்பாட்டிற்கு மாற வேண்டும். மின்சார மாற்றுச் சாதனங்கள் (switchgear) மற்றும் அவற்றுடன் இணைக்கப்பட்ட கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் இந்த கைமாற்றத்தை ஒருங்கிணைக்கின்றன.

5. மின்மாற்றிகள், மாற்றிகள் (inverters) மற்றும் கட்டுப்பாடுகளுடனான இணைப்புகள்

மின்சார மாற்றுச் சாதனங்கள் (switchgear) தனிமையாகச் செயல்படுவதில்லை. அவை மைக்ரோகிரிட் (microgrid) எக்கோசிஸ்டமின் (ecosystem) விரிவான அமைப்புடன் ஆழமாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ளன.

மின்மாற்றி மற்றும் மாற்றி (inverter) இணைப்புகள்

மின்சார மாற்றுச் சாதனங்கள் (switchgear) மத்திய மின்னழுத்தம் (MV) மற்றும் குறைந்த மின்னழுத்தம் (LV) நிலைகளை இணைக்கும் ஏற்ற / இறக்க மின்மாற்றிகளுடனும், சூரிய பேனல்கள் அல்லது மின்கலங்களிலிருந்து டிசி (DC) ஐ ஏசி (AC) ஆக மாற்றும் மாற்றிகளின் (inverters) வெளியீட்டு சுற்றுகளுடனும் இணைக்கப்படுகின்றன. மின்சார மாற்றுச் சாதனங்களின் (switchgear) திறன் மதிப்பீடுகளும், மின்மாற்றிகள் / மாற்றிகளின் (inverters) திறன் திறன்களும் இடையே சரியான ஒருங்கிணைப்பு நம்பகமான இயக்கத்திற்கு அவசியம்.

தகவல் தொடர்பு நெறிமுறைகள்

நவீன மின்சுற்று துண்டிப்பான்களும் பாதுகாப்பு ரிலேக்களும், மைக்ரோகிரிட் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு சுஇட்ச் நிலையைக் கண்காணித்து தொலைதூரத்திலிருந்து கட்டளைகளை வழங்க உதவும் வகையில், மாட்பஸ் அல்லது IEC 61850 போன்ற தகவல் பரிமாற்ற நெறிமுறைகள் மூலம் தரவுகளைப் பரிமாறிக் கொள்கின்றன. இந்தத் தகவல் இணைப்புகள் இல்லாமல், ஒருங்கிணைந்த தீவு இயக்கம் மற்றும் கருப்பு-தொடங்கு மறுசீரமைப்பு ஆகியவை சாத்தியமற்றவையாகிவிடும்.

6. தேர்வுக்கான முக்கிய காரணிகள்

சரியான ஸ்விட்ச்கியரைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கு மூன்று முக்கிய தரவரைவுகளில் கவனம் செலுத்த வேண்டும்.

மதிப்பிடப்பட்ட வோல்டேஜ்

தரவரைவு செய்யப்பட்ட மின்னழுத்தம் அமைப்பின் மட்டத்துடன் பொருந்தியிருக்க வேண்டும். MV பயன்பாடுகளுக்கு, பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் தரவரைவுகள் 11 kV, 22 kV அல்லது 33 kV ஆகும். LV க்கு, தரமான மின்னழுத்தம் பொதுவாக 380/220 V ஆகும். சரியான மின்னழுத்த வகையைத் தேர்ந்தெடுப்பது, மின்காப்பு திட்டுத்தன்மையையும் நீண்டகால நம்பகத்தன்மையையும் உறுதி செய்யும்.

குறுக்குச் சுற்று தாங்கும் திறன்

குறுகிய-சுற்று தாங்குதிறன் தரவரைவு, நிறுவல் இடத்தில் கிடைக்கக்கூடிய அதிகபட்ச குறுகிய-சுற்று மின்னோட்டத்தை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும். வலையிணைப்பு பயன்பாட்டில், பொது மின்சார வழங்கல் குறுகிய-சுற்று மின்னோட்டங்களை மிக அதிகமாக உருவாக்கலாம்; தீவு இயக்க முறையில், இன்வெர்டர்-அடிப்படையிலான மூலங்கள் குறைவான மின்னோட்டத்தை மட்டுமே வழங்கும், ஆனால் இருப்பினும் போதுமான தாங்குதிறன் தேவைப்படும்.

மூடிய பாதுகாப்பு

மூடிய பாதுகாப்பு நிறுவல் சூழலைப் பொறுத்தது. தூய்மையான அறைகளில் உள்ள உள் சுஇட்ச்கியர் பொதுவாக IP30 ஐ தேவையாகக் கொள்கிறது, அதே நேரத்தில் வெளியே அல்லது கடுமையான சூழலில் நிறுவப்படும் சாதனங்களுக்கு IP54 அல்லது அதற்கு மேற்பட்டது தேவைப்படுகிறது. பணியாளர் பாதுகாப்பு மற்றும் சாதனத்தின் இடப்பிடிப்பு ஆகியவற்றிற்காக உள் விற்கும் விற்கும் திறன் மற்றும் மின்காப்பு வகை ஆகியவையும் கவனத்திற்குரியவை.

சிறு மின்சார வலையமைப்பு (மைக்ரோகிரிட்) பயன்பாடுகளுக்கான கூடுதல் கவனிக்க வேண்டிய விஷயங்களில் சூழல் வெப்பநிலை, ஈரப்பதம், உப்பு மழை வெளிப்பாடு மற்றும் உயரமான உயரங்களில் தேவையான குறிப்பிட்ட திறன் குறைப்பு வளைவுகள் ஆகியவை அடங்கும். சூழல் காரணிகள் பொருள் தேர்வு மற்றும் பராமரிப்பு இடைவெளிகள் ஆகிய இரண்டையும் நேரடியாக பாதிக்கின்றன.

7. பயன்பாட்டு சூழல்கள்

8. அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

கேள்வி 1: நுண்ணிய வலையமைப்பு மின்சார சுஇட்ச்கியர் என்றால் என்ன? அது ஏன் முக்கியம்?

நுண்ணிய வலையமைப்பு மின்சார சுஇட்ச்கியர் என்பது பரவலான ஆற்றல் வளங்கள், சுமைகள் மற்றும் பொது மின்சார வலையத்திற்கு இடையே மின்சார ஓட்டத்தை மையப்படுத்தி நிர்வகிக்கும் பரிசுத்த பகிர்மான மற்றும் பாதுகாப்பு உபகரணமாகும். இது வலையத்துடன் இணைக்கப்பட்ட மற்றும் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட இயக்க நிலைகளில் பாதுகாப்பான இயக்கத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது, குறைபாடுகளை பிரித்து அடைக்கிறது, மேலும் இயக்க நிலைகளுக்கு இடையே நிரல்படுத்தப்பட்ட மாற்றங்களை சாத்தியமாக்குகிறது.

கேள்வி 2: நுண்ணிய வலையமைப்பில் MV மற்றும் LV மின்சார சுஇட்ச்கியருக்கு இடையே உள்ள வேறுபாடு என்ன?

MV மின்சார சுஇட்ச்கியர் நடுத்தர மின்னழுத்த அளவில் (பொதுவாக 11 kV முதல் 33 kV வரை) இயங்குகிறது மற்றும் DERகளிலிருந்து மின்சாரத்தை சேகரிப்பதையும், பொது மின்சார வலையத்துடன் இணைப்பதையும் கையாளுகிறது. LV மின்சார சுஇட்ச்கியர் குறைந்த மின்னழுத்தத்தில் (380/220 V) இயங்குகிறது மற்றும் இறுதி சுமைகளுக்கு மின்சாரத்தை பகிர்மானம் செய்கிறது. இந்த இரண்டு அடுக்குகளும் மின்மாற்றிகளால் பிரிக்கப்பட்டு, தனித்தனியே பாதுகாக்கப்படுகின்றன.

கேள்வி 3: நுண்ணிய வலையமைப்பில் பாதுகாப்பு ஒருங்கிணைப்பு எவ்வாறு செயல்படுகிறது?

பாதுகாப்பு ஒருங்கிணைப்பு தெரிவுச் செயல்முறையைப் பின்பற்றுகிறது: குறைபாட்டிற்கு அருகிலுள்ள மின்சுற்று முறிப்பான் முதலில் இயங்கும், மேலும் பின்புல மின்சுற்று முறிப்பான்கள் மீண்டும் செயல்படுத்தும் தன்மையை வழங்கும். நுண்சுற்றுகளில், மின்சுற்று இணைப்பு மற்றும் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட இயக்க நிலைகளில் குறைபாட்டு மின்னோட்டங்கள் மிகவும் வேறுபடுவதால், தன்னிச்சையாக மாற்றக்கூடிய பாதுகாப்பு அமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன.

கே 4: நவீன நுண்சுற்று மின்சுற்று முறிப்பான்களில் எந்த தகவல் தொடர்பு நெறிமுறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன?

பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் நெறிமுறைகளில் Modbus RTU/TCP, IEC 61850 (GOOSE மற்றும் MMS), மற்றும் DNP3.0 ஆகியவை அடங்கும். இவை மின்சுற்று முறிப்பான் மற்றும் நுண்சுற்று கட்டுப்பாட்டு அமைப்புக்கு இடையே மெய்நேர நிலை கண்காணிப்பு, தொலைதூர மின்சுற்று மாற்று கட்டளைகள் மற்றும் ஒருங்கிணைந்த பாதுகாப்பு ஏற்பாடுகளை சாத்தியமாக்குகின்றன.

கே 5: நுண்சுற்று திட்டத்திற்காக மின்சுற்று முறிப்பானைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது எந்த காரணிகளைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்?

முக்கிய காரணிகளில் அமைப்பின் மட்டத்துக்கு ஏற்ற தரவரையிலான மின்னழுத்தம், கிடைக்கக்கூடிய குறைபாட்டு மின்னோட்டத்தை விட அதிகமான குறுகிய-சுற்று தாங்குதிறன், நிறுவல் சூழலுக்கு ஏற்ற IP தரவரையீடு, பாதுகாப்பிற்கான உள் விற்று வகைப்பாடு மற்றும் நுண்சுற்று கட்டுப்பாட்டு அமைப்புடன் ஒருங்கிணைப்புக்கான தகவல் தொடர்புத் திறன் ஆகியவை அடங்கும்.