Kako inštalater sončne energije zmanjša napake v enosmernem tokokrogu za 62 % z enosmernimi odklopniki

Izvajalec EPC in O&M solarne energije, ki upravlja 60 MW komercialnih strešnih in majhnih zemeljskih nizov v Arizoni in Nevadi, je nadomestil varovalke na osnovi enosmerne zaščite z miniaturnimi odklopniki Soutya DC v 210 ohišjih kombiniralnikov. Čas izpadov zaradi napak se je zmanjšal za 62 %, nadgradnja pa se je povrnila v manj kot sedmih mesecih.

Ozadje stranke: Kdo je prevzel nadgradnjo DC Protection?

Stranka je podjetje za solarni inženiring, nabavo in gradnjo z lastnim oddelkom za operacije in vzdrževanje. Število zaposlenih je 120. Flota pokriva 60 MW v 340 komercialnih strešnih sistemih in šestih nizih na tleh v Arizoni, Nevadi in južnem Utahu. Lastniki sredstev so trgovske verige, hladilnice in dve komunalni podjetji.

Velikost voznega parka se je v 18 mesecih povečala za 40 %, medtem ko je osebje O&M ostalo enako. Pogodbe o storitvah vključujejo 48-urno odzivno obdobje za napake, ki vplivajo na proizvodnjo, s kaznimi, ki so priložene zamujenim oknom.

Kakšne težave je povzročila obstoječa zaščita DC?

Vsaka kombinirana omarica je zaščitila 12 do 16 nizov z varovalkama 15 A in 20 A DC. Ta ureditev je povzročila tri ponavljajoče se težave.

• Diagnoza je trajala dlje kot popravilo.Pregorela varovalka nič ne pove, katera vrvica jo je povzročila. Posadke so izolirale celoten kombinator, nato pa preizkusile strune enega za drugim z merilnimi kleščami. Povprečni čas za izolacijo okvarjenega niza je bil 74 minut, pri vsakem klicu pa sta bila potrebna dva tehnika.
• Rezervni deli pomnoženi.Dvanajst SKU-jev varovalk se je vozilo na tovornjakih za pokrivanje nazivnih napetosti, nazivnih amperov in tipov držal, pri letni porabi 26.400 USD.
• Izpadi se kopičijo.Izpadi nizov so v enem letu odstranili 1480 MWh proizvodnje v celotni floti, kar je po pogodbenih cenah vredno približno 77.000 USD, in povzročili 620 nenačrtovanih tovornjakov po 310 USD na vsako.

Toča na območju podzemne železnice Phoenix je eno pomlad povzročila 90 okvar varovalk v enem tednu. Ekipe so delale ves konec tedna, dva lastnika sredstev pa sta v odgovornem roku vložila dobropise za storitve.

Zakaj izbrati miniaturne odklopnike Soutya DC?

Inženirska ekipa je primerjala štiri poti. Spremljanje na ravni niza z obstoječimi varovalkami je povzročilo kapitalske stroške nad 900 USD na kombinator. Označevanje nosilcev varovalk je rešilo diagnozo, vendar je ohranilo inventar varovalk in čas izpadov. DC odklopniki v oblikovanem ohišju so presegli globino obstoječih ohišij, kar je pomenilo nove škatle in nove betonske podloge na mestih vgradnje v tla.

Miniaturni odklopnik Soutya DC se je ujemal z ohišjem in potekom dela v štirih točkah:

• Delovanje z možnostjo ponastavitve z vidnim indikatorjem izklopa, tako da tehnik prepozna okvarjeno vrvico takoj na vidiku.
• Dvopolni odtis DIN letve, ki se spusti v obstoječo 35 mm letev brez sprememb ohišja.
• Obločna komora, specifična za DC, z razdelilnimi ploščami. Enosmerni tok nima naravnega toka nič, zato je ugasnitev obloka odvisna od geometrije komore in hitrosti potovanja kot od prehoda skozi ničlo.
• Razpon od 6 A do 63 A amperov, ki je pokril celotno floto s tremi SKU namesto z dvanajstimi.

Ocene so bile preverjene glede na IEC 60947-2 in seznam kombinatorjev, vključno z nazivno napetostjo enosmernega toka, prekinitveno zmogljivostjo in oznako polarnosti.

Kako je bila uvedba DC MCB?

Projekt je potekal 14 tednov v dveh državah.

1. Revizija voznega parka (1.–3. tedni).Posadke so zabeležile število nizov, napetost odprtega tokokroga, obratovalni tok, dimenzije ohišja in notranjo temperaturo okolice na vsakem kombinatorju.
2. Specifikacija in preverjanje preskusne naprave (4.–6. tedni).Dvajset enot je bilo preizkušenih na nizu 1,2 MW s toplotnim slikanjem med največjim obsevanjem in preverjanjem izklopa pri mejah enosmernega toka pretvornika.
3. Pilot na treh lokacijah (7.–9. tedna).Terenske ekipe so merile čas postopka ponastavitve in beležile vsak dogodek potovanja.
4. Dvovalovna uvedba flote (10.–13. tedna).Delo je potekalo v oknih načrtovanega vzdrževanja, tako da zaradi naknadne vgradnje ni bila izgubljena nobena generacija.
5. Dokumentacija in rezervni deli (14. teden).Posodobljeni so bili enočrtni diagrami, specifikacije navora in oznake, vsak tovornjak pa je prejel standardiziran komplet rezervnih delov.

Težak trenutek.Dva kombinerja v pilotu sta se ob jasnih dneh spotaknila med 13:00 in 15:00. Tok niza je bil izmerjen 8,6 A proti odklopniku 10 A znotraj ohišja pri 68 °C notranjega okolja. Zmanjšanje toplotne moči znotraj škatle je efektivno zmogljivost potisnilo pod izhod niza. Popravek je bil povečanje teh položajev na 16 A odklopnikov in dodajanje 20 mm prezračevalne reže znotraj vrat ohišja, po kateri so mesta delovala osem tednov brez motečega potovanja.

Kaj je v številkah prinesel prehod na DC MCB?

• Nenačrtovani prevozi tovornjakov: 620 do 260 na leto, kar je 58-odstotno zmanjšanje, kar prihrani 111.600 USD pri stroških dela in vozila.
• Izguba proizvodnje zaradi izpadov na nizu: 1.480 MWh do 562 MWh na leto, kar je 62 % manj, kar povrne približno 47.800 $ pogodbenih prihodkov.
• Povprečni čas za izolacijo okvarjenega niza: 74 minut do 22 minut, kar je 70 % manj.
• Letna poraba komponente zaščite: 26.400 $ do 17.400 $, kar je 34 % manj.
• Skupni ugotovljeni prihranki: 187.000 $ na leto proti stroškom naknadne vgradnje blizu 96.000 $, vračilo v manj kot sedmih mesecih.

Spremenil se je tudi varnostni profil posadke. Zamenjava varovalke pod obremenitvijo je izginila iz standardnega postopka, delovna navodila za enosmerni tok za napako niza pa so zdaj zaklepanje, vizualni pregled in ponastavitev.

Kaj naročnik pravi o projektu?

"Napaka niza je včasih pomenila dva tehnika, komplet varovalk in večino popoldneva," je dejal direktor O&M. "Zdaj en tehnik odpre ohišje, prebere sproženi odklopnik, popravi niz in ga ponastavi. Popoldanski klici so se v prvem mesecu zmanjšali za polovico."

Vodja inženiringa je dodal: "Revizija je bila tisti del, ki je bil pomemben. Dimenzioniranje prekinjevalnikov za ohišje okolice namesto toka niza z imensko tablico je tisto, kar je preprečilo neprijetna potovanja."

Kaj se lahko drugi EPC in lastniki sredstev naučijo iz tega projekta?

• Velikost za škatlo, ne za podatkovni list.Notranja temperatura okolja na ohišju na strehi je lahko 25 °C višja od zunanjega zraka in zmanjša moč odklopnika precej pod njegovo nazivno oznako.
• Pilot na najbolj vročem mestu z največjo obsevanostjo.En sam poskus hladnega vremena skriva toplotno obnašanje, ki povzroča neprijetna potovanja v juliju.
• Čas diagnoze obravnavajte kot glavni prihranek.Nadomestni deli so zagotovili tretjino prihrankov; hitrejša lokacija napake je poskrbela za ostalo.
• Odsev.Ekipa bi začela revizijo pred sezono toče in se z dobaviteljem ohišij pogajala o vnaprej sestavljenem kompletu za naknadno vgradnjo, kar je sprememba v vrednosti 12 USD na ohišje za delo pri namestitvi.

Reference

• IEC 60947-2:2019, Nizkonapetostne stikalne in krmilne naprave – 2. del: Odklopniki.webstore.iec.ch/publication/62482
• UL 1699B:2018, Zaščita tokokroga fotonapetostne (PV) DC obločne napake.shopulstandards.com/ProductDetail.aspx?productId=UL1699B
• Simulacijska študija procesa gibanja obloka miniaturnih odklopnikov na enosmerni tok.doi.org/10.1063/5.0174184

Pošlji povpraševanje

Specifikacije in amperske vrednosti za miniaturni odklopnik Soutya DC so na voljo naDC miniaturni odklopnikstran izdelka.