स्मार्ट ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर्स आइलंड ग्रिड सपोर्ट के लिए

1. परियोजना की पृष्ठभूमि

वियतनाम और दक्षिणपूर्व एशिया में वितरित फोटोवोल्टिक (PV) और ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं का तेजी से विकास हो रहा है, लेकिन इन्हें महत्वपूर्ण चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है:

1.1 ग्रिड अस्थिरता:

वियतनाम की बिजली ग्रिड में आमतौर पर उतार-चढ़ाव आता है (विशेषकर उत्तरी औद्योगिक क्षेत्रों में)। 2023 में, कोयले की कमी के कारण बड़े पैमाने पर बिजली आउटेज हुआ, जिससे प्रतिदिन 5 मिलियन अमेरिकी डॉलर से अधिक के नुकसान हुए। पारंपरिक PV प्रणालियों में प्रभावी तटस्थ भू-संपर्क प्रबंधन क्षमता की कमी होती है, जिससे ग्रिड विफलता के दौरान उपकरण क्षतिग्रस्त होने और सुरक्षा घटनाओं का खतरा बढ़ जाता है। इससे विश्वसनीय भू-संपर्क ट्रांसफार्मर की महत्वपूर्ण आवश्यकता स्पष्ट होती है।

1.2 नीति और सुरक्षा अनुपालन का दबाव:

वियतनाम के 2024 के नियमों के अनुसार, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को वियतनाम इलेक्ट्रिसिटी ग्रुप (EVN) के 72-घंटे के आइलैंडिंग संचालन परीक्षण में उत्तीर्ण होना आवश्यक है तथा उच्च/निम्न वोल्टेज राइड-थ्रू (HVRT/LVRT) क्षमताएं होनी चाहिए। विस्तृत पावर इलेक्ट्रॉनिक्स तैनाती के साथ, शून्य-क्रम धारा और हार्मोनिक समस्याएं प्रमुख हैं, जो अक्सर सुरक्षा दोषों को ट्रिगर करती हैं। इन अनुपालन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उच्च-प्रदर्शन भू-संपर्क ट्रांसफार्मर आवश्यक हैं।

1.3 पर्यावरणीय अनुकूलन क्षमता की आवश्यकताएं:

उच्च तापमान और आर्द्रता वाले जलवायु (वार्षिक औसत आर्द्रता >80%) उपकरण के बुजुर्ग होने की गति को बढ़ाते हैं, जिससे भू-संपर्क ट्रांसफार्मर में मजबूत जंगरोधी और नमी-रोधी प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। तटीय नमक धूल वातावरण (हवा में नमक की मात्रा >5mg/m³) जंग के जोखिम को और बढ़ा देता है, जिससे भू-संपर्क ट्रांसफार्मर की पर्यावरणीय अनुकूलन क्षमता पर अधिक मांग होती है।

2. समाधान: बुद्धिमान भू-संपर्क ट्रांसफार्मर प्रणाली

2.1 मुख्य प्रौद्योगिकी डिजाइन

ज़िगज़ैग कनेक्शन भू-संपर्क ट्रांसफार्मर:

विशेष छह-वाइंडिंग डिजाइन के साथ, 1250kVA की नामित क्षमता, 4-6Ω की अत्यंत कम शून्य-क्रम प्रतिबाधा (पारंपरिक ट्रांसफार्मर में 30Ω के विपरीत), और 25kA/2s की लघु-परिपथ सहन क्षमता, जो बड़े पैमाने के वितरित बिजली संयंत्रों के लिए पूरी तरह से उपयुक्त है।

• हार्मोनिक दमन अनुकूलन: LC फ़िल्टर के साथ एकीकृत Δ-YY वाइंडिंग संरचना 3rd/5th/7th हार्मोनिक्स के ≥85% दमन को प्राप्त करती है, कुल विरूपण (THD) को 12% से <5% तक कम कर देती है, जो अनुनाद के कारण उपकरण क्षति को प्रभावी ढंग से रोकती है। यह हार्मोनिक शमन क्षमता भू-संपर्क ट्रांसफार्मर की एक मुख्य सुरक्षा विशेषता है।
• पर्यावरणीय अनुकूलन क्षमता में वृद्धि: IP54 संरक्षण रेटिंग वाला आवरण; महत्वपूर्ण घटकों पर नैनो-सिरामिक कोटिंग का उपयोग, IEC 60068-2-52 नमक धूल परीक्षण (3000 घंटे तक बिना जंग के) में उत्तीर्ण। ये सुरक्षात्मक उपाय कठोर वातावरण में भू-संपर्क ट्रांसफार्मर की दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करते हैं।
• थर्मल प्रबंधन डिजाइन: एल्युमीनियम मिश्र धातु हीट सिंक और बलपूर्वक वायु शीतलन प्रणाली से लैस, 45°C परिवेश तापमान पर तापमान वृद्धि को ≤55K तक नियंत्रित किया जाता है। यह कुशल थर्मल प्रबंधन प्रणाली उष्णकटिबंधीय जलवायु में भू-संपर्क ट्रांसफार्मर के सुरक्षित संचालन के लिए महत्वपूर्ण है।

2.2 बुद्धिमान निगरानी और सुरक्षा प्रणाली

एकीकृत सेंसर मॉड्यूल: वाइंडिंग तापमान, आंशिक निर्वहन और इन्सुलेशन स्थिति की वास्तविक समय निगरानी; डेटा को मिलीसेकंड के भीतर स्थानीय SCADA और क्लाउड प्लेटफॉर्म (जैसे Hoymiles S-miles Cloud) पर सिंक्रनाइज़ किया जाता है। निरंतर निगरानी भू-संपर्क ट्रांसफार्मर की सुरक्षा प्रोफ़ाइल में महत्वपूर्ण वृद्धि करती है।

सुरक्षा तर्क समन्वय:

• सर्किट ब्रेकर समन्वय: ग्रिड वोल्टेज में 20%UN तक कमी का पता चलने पर 10 सेकंड के भीतर स्वचालित रूप से भू-संपर्क मोड स्विच करता है (वियतनाम की निम्न वोल्टेज लॉकआउट आवश्यकताओं को पूरा करता है)
• आर्क दोष निरीक्षण (AFCI) प्रणाली एकीकरण: 0.5 सेकंड के भीतर दोषपूर्ण परिपथ को काट देता है, भू-संपर्क दोषों के कारण आग लगने से रोकता है। यह त्वरित सुरक्षा तर्क भू-संपर्क ट्रांसफार्मर के साथ बिल्कुल सुचारू रूप से एकीकृत होता है।

2.3 स्थानीय अनुकूलन क्षमता में सुधार

ग्रिड अनुपालन: EVN द्वारा आवश्यक आइलैंडिंग परीक्षण मोड का समर्थन करता है, ग्रिड बाधित होने के बाद ऊर्जा भंडारण आपूर्ति में सहज संक्रमण का अनुकरण करता है। यह महत्वपूर्ण परीक्षण पास करने के लिए भू-संपर्क ट्रांसफार्मर एक मुख्य घटक है।

पूर्व-स्थापित सीलिंग तार इंटरफेस वियतनाम की अनिवार्य मीटरिंग कक्ष सीलिंग आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

रखरखाव सुविधा: डिज़ाइन सेवा जीवन ≥25 वर्ष; रखरखाव चक्र को 3 वर्ष तक बढ़ा दिया गया है, जो उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में O&M लागत में महत्वपूर्ण कमी करता है। भू-संपर्क ट्रांसफार्मर की टिकाऊपन जीवन चक्र लागत में महत्वपूर्ण कमी करता है।

3. प्राप्त परिणाम

3.1 बढ़ी हुई सुरक्षा और विश्वसनीयता

ग्रिड दोष के दौरान 15ms के भीतर तटस्थ भू-संपर्क स्विचिंग प्राप्त करता है (वियतनाम के 50ms मानक से आगे), जो महत्वपूर्ण भारों (जैसे कारखाने की उत्पादन लाइनों) के निरंतर संचालन को सुनिश्चित करता है। भू-संपर्क ट्रांसफार्मर द्वारा प्रदान किया गया त्वरित दोष प्रबंधन 2024 की हनोई औद्योगिक क्षेत्र परियोजना में तैनाती के बाद उपकरण विफलता की दर में 85% की कमी लाया और भू-संपर्क से संबंधित घटनाओं को पूरी तरह से खत्म कर दिया।

3.2 आर्थिक लाभ और पालन

• संकट के जुर्माने की कमी: "ग्रीन इंडस्ट्री एक्ट" की कार्बन उत्सर्जन की आवश्यकताओं को पूरा करता है, 3% वार्षिक राजस्व जुर्मानों से बचाता है।
• प्रतिधान काल की कमी: रखरखाव की लागत (35% कमी) और डाउनटाइम की हानि की कमी से, IRR में 2-3 प्रतिशत बिंदुओं की वृद्धि हुई, 5.8 से 4.2 वर्षों तक प्रतिधान काल को कम किया।

3.3 ग्रिड समर्थन क्षमता में सुधार

गतिशील नियंत्रण परीक्षण पास किया: EVN के लचीले वितरण (जब ग्रिड लोड <75%) के तहत, स्थापित क्षमता का अधिकतम 30% तक विद्युत नियंत्रण समर्थित किया, जिससे विद्युत संयंत्रों को फ्रीक्वेंसी नियंत्रण बाजार (FRM) में भाग लेने की संभावना मिली। ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर द्वारा प्रदान किया गया स्थिर न्यूट्रल बिंदु इस ग्रिड समर्थन क्षमता का आधार बनता है। हो ची मिन्ह सिटी के पायलट परियोजना में, रिएक्टिव विद्युत समर्थन प्रदान करके, विद्युत संयंत्र ने सहायक सेवाओं से 12% अतिरिक्त राजस्व अर्जित किया।