Як інсталятор сонячної батареї зменшив кількість несправностей у ланцюзі постійного струму на 62% за допомогою автоматичних вимикачів постійного струму

Підрядник з EPC та O&M сонячної енергії, який обслуговує 60 МВт комерційних дахових і невеликих наземних установок в Арізоні та Неваді, замінив захист ланцюга постійного струму на основі запобіжників на мініатюрні автоматичні вимикачі Soutya DC у 210 корпусах суматорів. Час простою через несправності скоротився на 62%, а модернізація окупилася менш ніж за сім місяців.

Довідкова інформація клієнта: хто взявся за оновлення DC Protection?

Клієнтом є сонячна інженерна, закупівельна та будівельна фірма з власним відділом експлуатації та обслуговування. Чисельність персоналу становить 120 осіб. Флот охоплює 60 МВт у 340 комерційних системах на даху та шести наземних масивах в Арізоні, Неваді та південній частині Юти. Власниками активів є торговельні мережі, оператори холодильних складів і два комунальних підприємства.

Розмір автопарку зріс на 40% за 18 місяців, тоді як штат O&M залишився незмінним. Угоди про обслуговування передбачають 48-годинний період реагування на помилки, що впливають на виробництво, із штрафними санкціями за пропущені вікна.

Які проблеми створив існуючий захист постійного струму?

Кожен комбайнер захищав від 12 до 16 струн запобіжниками на 15 А та 20 А постійного струму. Така домовленість породила три повторювані проблеми.

• Діагностика зайняла більше часу, ніж ремонт.Перегорів запобіжник нічого не говорить, яка струна це спричинила. Бригада ізолювала весь суматор, а потім перевіряла струни одну за одною за допомогою вимірювальних кліщів. Середній час для ізоляції несправної струни становив 74 хвилини, і для кожного виклику були потрібні два технічні спеціалісти.
• Запасних помножено.Дванадцять артикулів запобіжників їздили на вантажівках для покриття номінальної напруги, номінальної сили струму та типів тримачів, витративши 26 400 доларів США на рік.
• Час простою накопичився.Збої в ланцюгах призупинили генерацію 1480 МВт-год у всьому парку за рік, вартістю приблизно 77 000 доларів США за контрактними ставками, і призвели до 620 позапланових вантажівок по 310 доларів США кожна.

Град у районі метро Фінікс однієї весни спричинив 90 збоїв запобіжників за тиждень. Бригади працювали протягом вихідних, і двоє власників об’єктів подали кредити за послуги за вікно відповіді.

Чому варто обрати мініатюрні автоматичні вимикачі Soutya DC?

Команда інженерів порівняла чотири шляхи. Моніторинг на рівні ланцюга за допомогою існуючих запобіжників мав капітальні витрати понад 900 доларів США на комбайнер. Вказівка ​​тримачів запобіжників вирішила діагностику, але зберегла інвентаризацію запобіжників і час простою. Вимикачі постійного струму в литому корпусі перевищили глибину існуючих корпусів, що означало нові коробки та нові бетонні підкладки на місцях наземного монтажу.

Мініатюрний автоматичний вимикач Soutya DC відповідав корпусу та робочому процесу за чотирма пунктами:

• Операція з можливістю скидання з видимим індикатором спрацьовування, тому технік одразу визначає несправну струну.
• Двополюсна DIN-рейка, яка вставляється в існуючу 35-мм рейку без змін корпусу.
• Спеціальна дугогасна камера постійного струму з роздільними пластинами. Постійний струм не має природного нульового струму, тому згасання дуги залежить від геометрії камери та швидкості спрацьовування, ніж від перетину нуля.
• Діапазон від 6 А до 63 А, що охоплює весь парк з трьома SKU замість дванадцяти.

Номінальні значення були перевірені на відповідність стандарту IEC 60947-2 і переліку суматорів, включаючи номінальну напругу постійного струму, відключаючу здатність і маркування полярності.

Як було реалізовано DC MCB?

Проект тривав 14 тижнів у двох штатах.

1. Аудит автопарку (1–3 тижні).Бригади записували кількість струн, напругу холостого ходу, робочий струм, розміри корпусу та внутрішню температуру навколишнього середовища в кожному суматорі.
2. Специфікація та тестова перевірка (тижні 4–6).Двадцять одиниць були випробувані на масиві 1,2 МВт із тепловізором під час пікового опромінення, а також перевірка відключення на межі постійного струму інвертора.
3. Пілотна робота на трьох сайтах (7–9 тижнів).Польові бригади фіксували час процедури скидання та реєстрували кожну подію відключення.
4. Двохвилеве розгортання парку (10–13 тижні).Роботи проводилися в межах запланованого технічного обслуговування, тому жодне покоління не було втрачено через модернізацію.
5. Документація та запчастини (14 тиждень).Були оновлені однолінійні діаграми, специфікації крутного моменту та маркування, а кожна вантажівка отримала стандартизований набір запчастин.

Важкий момент.Два комбайнери в пілоті зіткнулися між 13:00 і 15:00 у ясні дні. Виміряний струм ланцюга 8,6 А проти вимикача 10 А всередині корпусу за температури внутрішнього середовища 68°C. Теплове зниження всередині коробки підштовхнуло ефективну потужність нижче вихідної потужності струни. Виправлення полягало в тому, щоб збільшити ці позиції до 16 А вимикачів і додати 20-мм вентиляційний зазор всередині дверей корпусу, після чого сайти працювали вісім тижнів без неприємних відключень.

Що в цифрах дав перехід на автоматичні вимикачі постійного струму?

• Позапланові перевезення вантажівок: від 620 до 260 на рік, скорочення на 58%, економія 111 600 доларів США на оплаті праці та транспортних засобів.
• Втрата генерації через відключення ліній: від 1480 МВт-год до 562 МВт-год на рік, зниження на 62%, що повертає приблизно 47 800 доларів США доходу за контрактом.
• Середній час ізоляції пошкодженого рядка: від 74 хвилин до 22 хвилин, зниження на 70%.
• Річні витрати на компонент захисту: від 26 400 до 17 400 доларів США, зниження на 34%.
• Загальна визначена економія: 187 000 доларів США на рік проти вартості модернізації близько 96 000 доларів США, окупність менше ніж за сім місяців.

Профіль безпеки екіпажу також змінився. Заміна запобіжника під навантаженням зникла зі стандартної процедури, а робоча інструкція для номінального постійного струму для несправності струни тепер включає блокування, візуальну перевірку та скидання.

Що говорить клієнт про проект?

«Помилка струни раніше означала двох техніків, комплект запобіжників і більшу частину дня», — сказав директор O&M. "Тепер один технік відкриває корпус, зчитує спрацьований вимикач, ремонтує ланцюг і скидає його. Протягом першого місяця сигнали після обіду зменшилися наполовину".

Керівник інженерного відділу додав: "Аудит був тією частиною, яка мала значення. Розмір вимикачів для навколишнього середовища замість струму рядка з іменною табличкою — це те, що запобігало неприємним відключенням".

Чого інші EPC та власники активів можуть навчитися з цього проекту?

• Розмір коробки, а не таблиці.Внутрішня температура навколишнього середовища на корпусі на даху може бути на 25 °C вищою за зовнішню температуру і знизити потужність вимикача значно нижче номіналу, зазначеного на паспортній табличці.
• Пілотуйте на найгарячішому місці з найвищим освітленням.Одне випробування в прохолодну погоду приховує теплову поведінку, яка створює неприємні поїздки в липні.
• Розглядайте час діагностики як основну економію.Запасні частини забезпечують третину економії; швидше визначення несправності доставило решту.
• Рефлексія.Команда починала перевірку перед сезоном граду та домовилася з постачальником корпусів про попередньо зібраний комплект для модернізації, зміна коштувала 12 доларів США за монтажні роботи за корпус.

Список літератури

• IEC 60947-2:2019 Апаратура розподільна та керування низькою напругою. Частина 2. Автоматичні вимикачі.webstore.iec.ch/publication/62482
• UL 1699B:2018, Захист ланцюга від дугового замикання постійного струму фотоелектричної (PV) системи.shopulstandards.com/ProductDetail.aspx?productId=UL1699B
• Моделювання процесу руху дуги мініатюрних автоматичних вимикачів постійного струму.doi.org/10.1063/5.0174184

Надіслати запит

Технічні характеристики та номінальний струм мініатюрного автоматичного вимикача Soutya DC доступні на сайтіАвтоматичний вимикач постійного струмусторінка товару.