Kako je sončna farma zmanjšala tveganje okvare niza za 60 % s 1000 V DC Combiner Boxom 2 v 1 izolatorjem

Ozadje stranke

Srednje velik upravljavec sončne elektrarne na jugozahodu Združenih držav upravlja fotonapetostno napravo z močjo 50 MW. Objekt uporablja nize 1.500 V DC, vendar zaradi obstoječe infrastrukture kombinirane omarice delujejo pri 1.000 V DC. Spletno mesto ima več kot 200 kombiniranih polj, od katerih vsak obravnava več nizov. Vzdrževalna ekipa se je spopadala s pogostimi okvarami izolatorjev in obločnimi izbruhi, kar je povzročalo nenačrtovane izpade in varnostne nevarnosti.

Izzivi z obstoječimi kombiniranimi škatlami

Obstoječe kombinirane omarice so uporabljale vrtljiva stikala, ki so zahtevala ročno izolacijo. Tehniki so morali med vzdrževanjem izklopiti predhodne razsmernike, kar je povzročilo izgube proizvodnje do 2 % mesečno. Tudi izolacijska stikala so se po večkratni uporabi poslabšala, kar je povzročilo kontaktni upor, ki je povzročil pregrevanje. V preteklem letu je pet škatel utrpelo manjše dogodke obloka, pri čemer je bil poškodovan en tehnik (ne hudo). Zastarela zasnova ni imela zaznavanja napak obloka, ohišje pa ni izpolnjevalo najnovejših standardov IP65 za vdor zunanjega prahu in vlage.

Operater je poskušal zamenjati stikala z enotami z višjo oceno drugega dobavitelja, vendar so težave z vgradnjo in nezdružljivost z obstoječo konfiguracijo 2-v-1-izhod (dva vhodna niza, en izhod) povzročile zamude. Konkurentova kombinirana omarica z integriranim izolatorjem je odpovedala v šestih mesecih zaradi neustrezne nazivne enosmerne napetosti pri 1000 V pri polni obremenitvi.

Zakaj Soutya 1000V DC Combiner Box 2 In 1 Out Izolator?

Tehnična ekipa je ocenila tri ponudnike. Izdelek Soutya je izstopal iz dveh razlogov: izolatorsko stikalo je bilo preizkušeno na 1000 V DC pri neprekinjenem toku 32 A, kar je preseglo zahtevo spletnega mesta 25 A na niz. Škatla je ponujala resnično konfiguracijo 2-v-1-out z označenimi terminali, kar je zmanjšalo napake pri namestitvi. Ohišje z oceno IP65 in vgrajena zaščita pred obločnim oblokom (v skladu z UL 1699B) sta odpravila varnostne pomisleke. Enota je vključevala napravo za prenapetostno zaščito, ocenjeno za 1000 V DC po IEC 61643-11, ki ščiti pred prehodnimi pojavi, ki jih povzroča strela.

Na odločitev sta vplivali tudi 5-letna garancija Soutya in lokalna razpoložljivost zalog. Cena na enoto je bila za 15 % nižja od najbližjega konkurenta s podobnimi specifikacijami.

Postopek izvajanja

Projekt je v dveh mesecih zamenjal 50 starajočih se kombiniranih omaric. Vsaka zamenjava je trajala dve uri za ekipo dveh članov, vključno z odklopom, prenosom ožičenja in testiranjem. Zasnova izo-intorja je omogočala hiter postopek zaklepanja/označevanja brez zaustavitve navzgor. Eden od izzivov je bil, da obstoječa postavitev cevi ni bila usklajena z izboklinami nove škatle; ekipa je namesto rezanja novih lukenj uporabila prilagodljive adapterje za vodnike, s čimer je ohranila oceno IP ohišja. Po namestitvi je bila vsaka škatla testirana glede izolacijske upornosti in polarnosti. Tipična težava so bili zrahljani priključni vijaki – rešili so jo z vrtilnim momentom, nastavljenim na 5 Nm po navodilih Soutya. Med fazo zagona ni prišlo do napak.

Merljivi rezultati

Po šestih mesecih delovanja:

• Nenačrtovani izpadi so se zmanjšali za 60 %, z 12 ur na mesec na manj kot 5 ur.
• Stroški vzdrževanja so se zmanjšali za 8000 USD letno zaradi manjšega števila zamenjav stikal.
• Izguba pri proizvodnji energije zaradi ročnih izklopov se je zmanjšala za 1,5 %, kar je dodalo 12.000 $ prihodka na leto.
• Incidenti obločnega bliska so popolnoma prenehali; ni poročil o varnostnih dogodkih.
• Učinkovitost pretvornika se je izboljšala za 0,3 %, ker je konstantna napetost niza zmanjšala delne izgube senčenja.

Celotna vračilna doba za 50 enot je bila 11 mesecev.

Izjava stranke

"Preklop na kombinirano omarico Soutya je bil preprost. Vgrajeni izolator in SPD sta nas rešila pred morebitnim požarom prejšnje poletje med nevihto. Naši tehniki se počutijo varnejše in ne izgubimo več pol dneva proizvodnje za rutinsko vzdrževanje." — Vodja obratovanja objekta

Lekcije in priporočila

1. Dajte prednost varnosti izolacije:Za obstoječe sisteme 1000 V DC nadgradite na kombinirane omarice z integriranimi izolatorji, da zmanjšate tveganje obloka. Stopnja prekinitve obremenitve enote Soutya zagotavlja varen odklop pod tokom.
2. Vključuje prenapetostno zaščito:Tudi na območjih z nizko stopnjo strele SPD preprečujejo kumulativno škodo zaradi preklopnih prehodov. SPD, skladen s standardom IEC 61643-11 v tej škatli, je že absorbiral dva prenapetosti brez napak.
3. Zgodaj preverite združljivost:Naročite vzorce za testiranje prileganja, izbokov in konektorjev cevi. Prilagoditev na terenu s prožnim vodom je bila manjša, vendar je bila potrebna predhodna odobritev inženirjev.

Reference: IEC 62548:2016 Fotonapetostni (PV) nizi – Zahteve glede načrtovanja (razdelek o ožičenju zbirne omarice in zaščiti pred prevelikim tokom). IEC 61643-11:2011 Nizkonapetostne prenapetostne zaščitne naprave (del 11, ki zajema DC SPD za PV). UL 1699B:2018 Fotonapetostna (PV) DC obločna zaščita tokokroga (za zaznavanje obločnih napak v kombiniranih omaricah).