Πώς ένας ηλιακός εγκαταστάτης μειώνει τις βλάβες του κυκλώματος DC κατά 62% με τα MCB DC

Ένας εργολάβος ηλιακής ενέργειας EPC και O&M που εκτελεί 60 MW εμπορικής στέγης και μικρών συστοιχιών επίγειας τοποθέτησης σε όλη την Αριζόνα και τη Νεβάδα αντικατέστησε την προστασία στοιχειοσειρών συνεχούς ρεύματος με ασφάλεια με διακόπτες μινιατούρες Soutya DC σε περιβλήματα συνδυαστή 210. Ο χρόνος διακοπής λειτουργίας που σχετίζεται με σφάλματα μειώθηκε κατά 62%, και η μετασκευή εξοφλήθηκε σε λιγότερο από επτά μήνες.

Ιστορικό πελάτη: Ποιος ανέλαβε την αναβάθμιση προστασίας DC;

Ο πελάτης είναι μια εταιρεία ηλιακής μηχανικής, προμηθειών και κατασκευών με εσωτερικό τμήμα λειτουργίας και συντήρησης. Ο αριθμός ατόμων είναι 120. Ο στόλος καλύπτει 60 MW σε 340 εμπορικά συστήματα στέγης και έξι συστοιχίες επίγειας εγκατάστασης στην Αριζόνα, τη Νεβάδα και τη νότια Γιούτα. Οι ιδιοκτήτες περιουσιακών στοιχείων περιλαμβάνουν αλυσίδες λιανικής πώλησης, χειριστές ψυκτικών αποθηκών και δύο δημοτικές επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας.

Το μέγεθος του στόλου αυξήθηκε κατά 40% σε 18 μήνες, ενώ το προσωπικό O&M παρέμεινε σταθερό. Οι συμφωνίες παροχής υπηρεσιών περιλαμβάνουν ένα παράθυρο απόκρισης 48 ωρών για σφάλματα που επηρεάζουν την παραγωγή, με κυρώσεις που επισυνάπτονται σε χαμένα παράθυρα.

Τι προβλήματα δημιούργησε η υπάρχουσα προστασία DC;

Κάθε κουτί συνδυασμού προστατεύει 12 έως 16 χορδές με ασφάλειες 15 A και 20 A DC. Αυτή η ρύθμιση προκάλεσε τρία επαναλαμβανόμενα προβλήματα.

• Η διάγνωση χρειάστηκε περισσότερο από την επισκευή.Μια καμένη ασφάλεια δεν λέει τίποτα ποια χορδή την προκάλεσε. Τα πληρώματα απομόνωσαν ολόκληρο τον συνδυαστή και μετά δοκίμασαν τις χορδές μία κάθε φορά με ένα μετρητή σφιγκτήρα. Ο μέσος χρόνος για την απομόνωση μιας ελαττωματικής συμβολοσειράς ήταν 74 λεπτά και χρειάζονταν δύο τεχνικοί σε κάθε κλήση.
• Τα ανταλλακτικά πολλαπλασιάστηκαν.Δώδεκα SKU ασφαλειών επέβαιναν στα φορτηγά για να καλύψουν τιμές τάσης, ονομασίες αμπέρ και τύπους θήκης, με ετήσια δαπάνη 26.400 $.
• Ο χρόνος διακοπής λειτουργίας συσσωρεύτηκε.Οι διακοπές τροφοδοσίας αφαίρεσαν 1.480 MWh παραγωγής σε όλο τον στόλο σε ένα χρόνο, αξίας περίπου 77.000 $ σε συμβατικές τιμές και οδήγησαν 620 μη προγραμματισμένες ροές φορτηγών με τιμή 310 $ το καθένα.

Το χαλάζι στην περιοχή του μετρό του Φοίνιξ κατά τη διάρκεια μιας άνοιξης προκάλεσε 90 αστοχίες ασφαλειών σε μια εβδομάδα. Τα πληρώματα εργάστηκαν όλο το Σαββατοκύριακο και δύο ιδιοκτήτες περιουσιακών στοιχείων κατέθεσαν πιστώσεις εξυπηρέτησης στο παράθυρο απόκρισης.

Γιατί να επιλέξετε τους διακόπτες Soutya DC Miniature Circuit Breakers;

Η ομάδα μηχανικών συνέκρινε τέσσερις διαδρομές. Η παρακολούθηση σε επίπεδο χορδής με τις υπάρχουσες ασφάλειες είχε κόστος κεφαλαίου άνω των 900 $ ανά συνδυαστή. Η ένδειξη των στηριγμάτων ασφαλειών έλυσε τη διάγνωση, αλλά διατήρησε το απόθεμα των ασφαλειών και το χρόνο διακοπής λειτουργίας. Οι χυτευμένοι διακόπτες συνεχούς ρεύματος ξεπέρασαν το βάθος των υπαρχόντων περιβλημάτων, πράγμα που σήμαινε νέα κουτιά και νέα μαξιλαράκια από σκυρόδεμα στις τοποθεσίες επίγειας τοποθέτησης.

Ο διακόπτης μινιατούρας Soutya DC ταίριαζε με το περίβλημα και τη ροή εργασίας σε τέσσερα σημεία:

• Λειτουργία με δυνατότητα επαναφοράς με ορατή ένδειξη ταξιδιού, έτσι ώστε ένας τεχνικός να εντοπίζει την ελαττωματική χορδή όταν βλέπει.
• Διπολικό αποτύπωμα ράγας DIN που πέφτει στην υπάρχουσα ράγα 35 mm χωρίς αλλαγές στο περίβλημα.
• Ένας ειδικός για DC θάλαμος τόξου με πλάκες διαχωρισμού. Το συνεχές ρεύμα δεν έχει φυσικό ρεύμα μηδέν, επομένως η εξάλειψη του τόξου εξαρτάται από τη γεωμετρία του θαλάμου και την ταχύτητα διακοπής παρά από μια μηδενική διέλευση.
• Μια σειρά από 6 A έως 63 A αμπέρ που κάλυπτε ολόκληρο τον στόλο με τρία SKU αντί για δώδεκα.

Οι ονομασίες ελέγχθηκαν με βάση το IEC 60947-2 και τον κατάλογο συνδυασμού, συμπεριλαμβανομένης της ονομαστικής τάσης DC, της ικανότητας θραύσης και της σήμανσης πολικότητας.

Πώς εφαρμόστηκε το DC MCB Rollout;

Το έργο διήρκεσε 14 εβδομάδες σε δύο πολιτείες.

1. Έλεγχος στόλου (εβδομάδες 1–3).Τα πληρώματα κατέγραψαν τον αριθμό των χορδών, την τάση ανοιχτού κυκλώματος, το ρεύμα λειτουργίας, τις διαστάσεις του περιβλήματος και την εσωτερική θερμοκρασία περιβάλλοντος σε κάθε συνδυαστή.
2. Προδιαγραφές και επικύρωση πάγκου (εβδομάδες 4-6).Είκοσι μονάδες δοκιμάστηκαν σε συστοιχία 1,2 MW με θερμική απεικόνιση κατά τη διάρκεια της αιχμής ακτινοβολίας, συν επαλήθευση διακοπής στα όρια DC του μετατροπέα.
3. Πιλοτικό σε τρεις τοποθεσίες (εβδομάδες 7-9).Τα πληρώματα πεδίου χρονομέτρησαν τη διαδικασία επαναφοράς και καταγράφουν κάθε συμβάν ταξιδιού.
4. Διάδοση στόλου δύο κυμάτων (εβδομάδες 10–13).Οι εργασίες έτρεχαν μέσα σε προγραμματισμένα παράθυρα συντήρησης, έτσι δεν χάθηκε καμία γενιά λόγω της μετασκευής.
5. Τεκμηρίωση και ανταλλακτικά (εβδομάδα 14).Τα διαγράμματα μιας γραμμής, οι προδιαγραφές ροπής και οι ετικέτες ενημερώθηκαν και κάθε φορτηγό έλαβε ένα τυποποιημένο κιτ ανταλλακτικών.

Η δύσκολη στιγμή.Δύο συνδυαστές στον πιλότο σκόνταψαν μεταξύ 13:00 και 15:00 τις ημέρες με αίθριο. Το ρεύμα χορδής μετρήθηκε 8,6 A έναντι ενός διακόπτη 10 A μέσα σε ένα περίβλημα που βρίσκεται στους 68°C εσωτερικού περιβάλλοντος. Η θερμική μείωση στο εσωτερικό του κουτιού ώθησε την αποτελεσματική χωρητικότητα κάτω από την έξοδο της χορδής. Η επιδιόρθωση αύξησε αυτές τις θέσεις σε διακόπτες 16 A και πρόσθεσε ένα κενό εξαερισμού 20 mm μέσα στην πόρτα του περιβλήματος, μετά από το οποίο οι τοποθεσίες έτρεξαν οκτώ εβδομάδες χωρίς ταξίδι όχλησης.

Τι παρείχαν σε αριθμούς η μετάβαση σε MCB DC;

• Μη προγραμματισμένες ροές φορτηγών: 620 έως 260 ετησίως, μείωση 58%, εξοικονομώντας 111.600 $ σε κόστος εργασίας και οχήματος.
• Χαμένη παραγωγή από διακοπές στοιχειοσειράς: 1.480 MWh έως 562 MWh ετησίως, μείωση 62%, ανάκτηση περίπου 47.800 $ σε συμβατικά έσοδα.
• Μέσος χρόνος για την απομόνωση μιας συμβολοσειράς με σφάλμα: 74 λεπτά έως 22 λεπτά, μείωση 70%.
• Ετήσια δαπάνη εξαρτημάτων προστασίας: $26.400 έως $17.400, μειωμένη κατά 34%.
• Συνολική προσδιορισμένη εξοικονόμηση: 187.000 $ ετησίως έναντι ενός κόστους μετασκευής κοντά στα 96.000 $, μια απόσβεση κάτω από επτά μήνες.

Το προφίλ ασφάλειας του πληρώματος άλλαξε επίσης. Η αντικατάσταση της ασφάλειας υπό φορτίο εξαφανίστηκε από την τυπική διαδικασία και η οδηγία εργασίας με ονομαστική DC για ένα σφάλμα στοιχειοσειράς είναι πλέον ένα κλείδωμα, ένας οπτικός έλεγχος και μια επαναφορά.

Τι λέει ο πελάτης για το έργο;

«Ένα σφάλμα χορδής σήμαινε δύο τεχνικούς, ένα κιτ ασφαλειών και το μεγαλύτερο μέρος ενός απογεύματος», είπε ο διευθυντής της O&M. "Τώρα ένας τεχνικός ανοίγει το περίβλημα, διαβάζει τον διακόπτη που έχει απενεργοποιηθεί, επισκευάζει τη συμβολοσειρά και την επαναφέρει. Τα απογευματινά μηνύματα μειώθηκαν κατά το ήμισυ μέσα στον πρώτο μήνα."

Ο επικεφαλής της μηχανικής πρόσθεσε: "Ο έλεγχος ήταν το μέρος που είχε σημασία. Το μέγεθος των διακοπτών για να περικλείουν το περιβάλλον αντί για το ρεύμα χορδής της πινακίδας είναι αυτό που κράτησε μακριά τα ταξίδια όχλησης."

Τι μπορούν να μάθουν άλλοι EPC και κάτοχοι περιουσιακών στοιχείων από αυτό το έργο;

• Μέγεθος για το κουτί, όχι για το φύλλο δεδομένων.Η εσωτερική θερμοκρασία περιβάλλοντος σε ένα περίβλημα ταράτσας μπορεί να καθίσει 25°C πάνω από τον εξωτερικό αέρα και να μειώσει έναν διακόπτη πολύ κάτω από την ονομαστική του πινακίδα.
• Πιλότος στην πιο καυτή τοποθεσία με την υψηλότερη ακτινοβολία.Μια και μοναδική δοκιμή δροσερού καιρού κρύβει τη θερμική συμπεριφορά που δημιουργεί ενοχλητικά ταξίδια τον Ιούλιο.
• Αντιμετωπίστε τον χρόνο διάγνωσης ως την κύρια εξοικονόμηση.Τα ανταλλακτικά παρείχαν το ένα τρίτο της εξοικονόμησης. Η ταχύτερη τοποθεσία σφάλματος παρέδωσε τα υπόλοιπα.
• Αντανάκλαση.Η ομάδα θα ξεκινούσε τον έλεγχο πριν από την εποχή του χαλαζιού και θα διαπραγματευόταν ένα προσυναρμολογημένο κιτ μετασκευής με τον προμηθευτή του περιβλήματος, μια αλλαγή αξίας 12 $ ανά περίβλημα στην εργασία εγκατάστασης.

Αναφορές

• IEC 60947-2:2019, Συσκευές διακοπής και ελέγχου χαμηλής τάσης — Μέρος 2: Διακόπτες κυκλώματος.webstore.iec.ch/publication/62482
• UL 1699B:2018, Φωτοβολταϊκά (PV) DC Arc-fault Circuit Protection.shopulstandards.com/ProductDetail.aspx?productId=UL1699B
• Μελέτη Προσομοίωσης Διαδικασίας Κίνησης τόξου Διακοπτών Μινιατούρων Συνεχούς ρεύματος.doi.org/10.1063/5.0174184

Αποστολή Ερώτησης

Οι προδιαγραφές και οι ονομασίες αμπέρ για τον διακόπτη μινιατούρα Soutya DC είναι διαθέσιμες στοΜινιατούρα διακόπτη DCσελίδα προϊόντος.