Як сонячна ферма зменшила ризик виходу з ладу ланцюга на 60% за допомогою комбайнера 1000 В постійного струму з ізолятором 2 в 1

Довідкова інформація клієнта

Оператор сонячної електростанції середнього розміру на південному заході Сполучених Штатів керує фотоелектричною установкою потужністю 50 МВт. У закладі використовуються ланцюги 1500 В постійного струму, але через застарілу інфраструктуру об’єднувальні блоки працюють при напрузі 1000 В постійного струму. На сайті є понад 200 комбінаторів, кожен з яких обробляє кілька рядків. Команда технічного обслуговування стикалася з частими несправностями ізолятора та спалахом дуги, що спричиняло незаплановані простої та загрозу безпеці.

Проблеми з існуючими об’єднувальними блоками

Існуючі об’єднувальні коробки використовували поворотні перемикачі, які потребували ручної ізоляції. Технікам довелося вимкнути вихідні інвертори під час технічного обслуговування, що призвело до втрат генерації до 2% щомісяця. Ізоляційні вимикачі також погіршилися після багаторазового використання, викликаючи контактний опір, що призводило до перегріву. Минулого року п’ять ящиків постраждали від незначних спалахів дугового розряду, що призвело до травмування одного техніка (несерйозного). У застарілому дизайні не було виявлення дугового замикання, а корпус не відповідав останнім стандартам IP65 щодо зовнішнього проникнення пилу та вологи.

Оператор спробував замінити комутатори на блоки з вищим номіналом від іншого постачальника, але проблеми з пристосуванням і несумісність із існуючою конфігурацією 2-в-1-виході (два рядки входу, один вихід) спричинили затримки. Об’єднувальна коробка конкурента з інтегрованим ізолятором вийшла з ладу протягом шести місяців через невідповідну номінальну напругу постійного струму при 1000 В при повному навантаженні.

Чому Soutya 1000V DC Combiner Box 2 In 1 Out ізолятор?

Технічна команда оцінила трьох постачальників. Продукт Soutya виділявся з двох причин: ізолятор був протестований на 1000 В постійного струму при безперервному струмі 32 А, що перевищує вимоги сайту до 25 А на рядок. Коробка пропонувала справжню конфігурацію 2-в-1-вихід із позначеними клемами, що зменшувало кількість помилок встановлення. Корпус з рейтингом IP65 і вбудований захист від дугового замикання постійного струму (відповідає UL 1699B) вирішували питання безпеки. Пристрій включав пристрій захисту від перенапруги на 1000 В постійного струму згідно з IEC 61643-11, що захищає від перехідних процесів, спричинених блискавкою.

На це рішення також вплинула 5-річна гарантія Soutya та наявність на місцевому складі. Ціна за одиницю була на 15% нижчою, ніж у найближчого конкурента з аналогічними характеристиками.

Процес реалізації

Протягом двох місяців у рамках проекту було замінено 50 застарілих комбайнів. Кожна заміна займала дві години для бригади з двох осіб, включаючи знеструмлення, перенесення проводів і тестування. Конструкція iso-intor дозволяла швидку процедуру блокування/тегування без відключення вище за течією. Одна з проблем полягала в тому, що існуюча схема трубопроводу не збігалася з вибоїнами нової коробки; Команда використовувала гнучкі перехідники для труб, а не прорізала нові отвори, зберігаючи рейтинг захисту корпусу. Після встановлення кожна коробка була перевірена на опір ізоляції та полярність. Типовою проблемою були ослаблені гвинти клем, які вирішувались за допомогою динамометра, встановленого на 5 Нм згідно з інструкціями Soutya. На етапі введення в експлуатацію не було збоїв.

Вимірювані результати

Після шести місяців роботи:

• Незапланований простой скоротився на 60%, з 12 годин на місяць до менше 5 годин.
• Витрати на технічне обслуговування скоротилися на 8000 доларів США щорічно завдяки скороченню кількості замін комутаторів.
• Втрати генерації електроенергії від ручних відключень зменшилися на 1,5%, додавши 12 000 доларів США доходу на рік.
• Спалахи дуги повністю припинилися; не повідомлялося про події безпеки.
• Ефективність інвертора покращилася на 0,3%, оскільки постійна напруга струни зменшила часткові втрати на затінення.

Загальний термін окупності 50 одиниць склав 11 місяців.

Відгук клієнта

"Перехід на комбайнер Soutya був простим кроком. Вбудований ізолятор і SPD врятували нас від потенційної пожежі минулого літа під час грози. Наші технічні працівники почуваються безпечніше, і ми більше не втрачаємо півдня виробництва на планове технічне обслуговування". — Менеджер з експлуатації об’єкта

Уроки та рекомендації

1. Пріоритет безпеки ізоляції:Для існуючих систем 1000 В постійного струму оновіть об’єднувальні блоки з вбудованими ізоляторами, щоб зменшити ризик спалаху дуги. Коефіцієнт розриву навантаження пристрою Soutya забезпечує безпечне відключення під струмом.
2. Включає захист від перенапруги:Навіть у місцях із слабким освітленням SPD запобігають накопиченню пошкоджень від перехідних процесів комутації. Сумісний з IEC 61643-11 SPD у цій коробці вже поглинув два сплески без збоїв.
3. Перевірте сумісність раніше:Замовляйте зразки для перевірки придатності, вибивання та з’єднувачів труб. Польова адаптація з гнучким трубопроводом була незначною, але потребувала попереднього схвалення інженерів.

Посилання: IEC 62548:2016 Фотоелектричні (PV) матриці. Вимоги до проектування (розділ про електропроводку об’єднувальної коробки та захист від перевантаження). IEC 61643-11:2011 Пристрої захисту від перенапруги низької напруги (частина 11, що стосується SPD постійного струму для PV). UL 1699B: 2018 Фотоелектричні (PV) Захист ланцюга дугового замикання постійного струму (для виявлення дугового замикання в суматорних коробках).