Kaip saulės elektrinė sutrumpino prastovos laiką 60%, naudodama nuolatinės srovės korpuso grandinės pertraukiklius

Kliento fonas

Vidutinio dydžio saulės elektrinė Kalifornijoje, turinti 50 MW fotovoltinės galios, patyrė nuolatinius nuolatinės srovės paskirstymo sistemų gedimus. Gamyklos elektros infrastruktūra rėmėsi tradiciniais saugikliais ir senesniais šiluminiais-magnetiniais grandinės pertraukikliais, apsaugančiais nuo viršsrovių nuolatinės srovės pusėje. Su daugiau nei 200 styginių jungtuvų ir kelių kombainų dėžių, įrenginiui reikėjo patikimos nuolatinės srovės apsaugos, kad būtų išlaikytas veikimo laikas ir būtų laikomasi elektros energijos pirkimo sutarčių.

Esamos nuolatinės srovės apsaugos iššūkiai

Per ketvirtį gamykla patyrė vidutiniškai 12 neplanuotų išjungimų dėl perdegusių saugiklių ir įprastų nuolatinės srovės pertraukiklių išjungimo. Kiekvienam išjungimui reikėjo dviejų technikų komandos, kad surastų ir pakeistų sugedusį komponentą – vienam gedimui prireikė 45 minučių. Sukauptos prastovos gamyklai kainavo 18 000 USD per ketvirtį prarastų pajamų ir darbo jėgos. Saugikliais pagrįsta sistema nerodė jokių vizualių gedimo požymių, todėl aptikimas buvo atidėtas iki kito stebėjimo ciklo.

Kitas rūpestis buvo lanko blykstės pavojus. Esamiems pertraukikliams trūko pakankamai aukštos įtampos nuolatinės srovės stygų (iki 1000 Vdc) pertraukimo pajėgumų, todėl kartais pasitaikydavo lanko įvykių, kurie sugadindavo gnybtus ir reikalavo brangaus remonto. Gamyklos saugos pareigūnas tai pažymėjo kaip esminę elektros saugos programos spragą.

Kodėl „Soutya DC Molded Case“ grandinės pertraukikliai?

Įvertinusi keletą variantų, įskaitant elektroninius išjungimo blokus ir patobulintus saugiklių laikiklius, gamyklos inžinierių komanda pasirinko „Soutya“ nuolatinės srovės formos korpuso grandinės pertraukiklius dėl jų įrodyto našumo komunalinio masto saulės energijos įrenginiuose. Pagrindiniai veiksniai priimant sprendimą:

• UL 489 sąrašas, skirtas nuolatinei įtampai iki 1000 Vdc, užtikrinantis atitiktį ir saugumą
• Didelė pertraukiamoji galia (25 kA esant 1000 Vdc), tinkama stygų lygio trikčių srovėms
• Reguliuojami terminiai ir magnetiniai išjungimo nustatymai, kad atitiktų konkrečias stygų konfigūracijas
• Kompaktiškas plotas leidžia tiesiogiai montuoti į esamus plieninius korpusus be pakeitimų
• Aplinkos temperatūros kompensavimas sumažino trikdžių trukdymą karštomis dykumos sąlygomis

Komanda atliko bandomąjį dviejų kombainų bandymą prieš pradedant visišką diegimą. Per 2 mėnesių bandymą „Soutya“ išjungikliai pašalino visus trikdžius, o esami saugiklių blokai ant lygiagrečių stygų ir toliau pūtė.

Įgyvendinimo procesas

Remonto projektas truko 3 savaites ir apėmė 48 kombainų dėžes trijuose inverterių blokuose. Įgyvendinimo žingsniai:

1. Auditas ir kartografavimas– Identifikuotos visos nuolatinės srovės šakų grandinės ir dokumentuoti esami saugiklių nominalai ir kabelių dydžiai.
2. Pertraukiklio pasirinkimas– Pasirinktos išjungimo kreivės ir srovės įvertinimai kiekvienai eilutei, pagrįsti modulio Isc ir kabelio talpa.
3. Montavimas– Saugiklių laikikliai pakeisti Soutya DC MCCB naudojant esamas šynas ir antgalių komplektus. Vidutinis kombainerio pakeitimo laikas buvo 1,5 valandos.
4. Testavimas– Patikrintas išjungimo koordinavimas įvedant bandomąją srovę į kombinatoriaus išvestį. Sureguliuoti magnetiniai nustatymai, kad būtų išvengta inverterio kondensatorių įsijungimo.
5. Dokumentacija– Atnaujintos vienos eilutės diagramos ir kiekvienas išjungiklis pažymėtas suveikimo nustatymais.

Pagrindinis iššūkis buvo pertraukiklio nustatymų derinimas su keitiklio nuolatinės srovės atjungimo reikalavimais. Kelios stygos turėjo neįprastai didelę įsijungimo srovę rytinio paleidimo metu, todėl pertraukikliai iš karto suveikė. Sprendimas buvo nustatyti magnetinio išjungimo slenkstį 30% virš išmatuoto įsiveržimo piko, todėl reikėjo vietoje esančių matavimo įrankių. Sureguliavus, daugiau trikdžių nebuvo.

Kiekybiškai įvertinami rezultatai

Po 6 mėnesių veikimo su Soutya DC MCCB:

• Neplanuotų išjungimų sumažėjo 60 proc.– nuo ​​12 per ketvirtį iki 4,8, o likusius išjungimus sukėlė išoriniai įvykiai, pvz., tinklo nutrūkimai.
• Vidutinis gedimo sprendimo laikas sutrumpėjo nuo 45 minučių iki 15 minučių– dėl pertraukiklio matomos išjungimo vėliavėlės ir vietinio būsenos indikatoriaus.
• Kasmet sutaupoma 28 000 USD priežiūros– panaikintas saugiklių keitimas (1200 saugiklių per metus po 8 USD) ir sumažintas darbo laikas 200 valandų per metus.
• Lankinio blyksnio incidentų sumažėjo iki nulio– lyginant su dviem nedideliais įvykiais per metus prieš atnaujinimą.

Bendras elektrinių prieinamumas pagerėjo nuo 98,2% iki 99,4%, todėl metinė energijos gamyba padidėjo 580 MWh, o tai viršija 58 000 USD pagal PPA tarifą.

Kliento atsiliepimas

"Soutya pertraukikliai atnešė tokį patikimumo lygį, kurio, mūsų manymu, neįmanomo nuolatinės srovės pusėje. Anksčiau bijojome vasaros karščio, nes tada suges visi seni pertraukikliai. Dabar einame per kombainų dėžes ir visur matome žalius indikatorius. Šio modifikavimo atsipirkimo laikotarpis buvo trumpesnis nei 8 mėnesiai." – gamyklos operacijų vadovas

Pamokos ir rekomendacijos

Kitiems saulės elektrinių operatoriams, planuojantiems panašų atnaujinimą:

1. Išmatuokite faktines įsijungimo sroves– Pasikliauti gamintojo duomenimis išjungimo nustatymui gali nepavykti, jei skiriasi kabelių ilgiai arba modulių charakteristikos. Testavimas vietoje yra vertas investicijų.
2. Ženklinimo ir apskaitos planas– Naudojant reguliuojamus pertraukiklius, labai svarbu dokumentuoti konkrečius kiekvieno įrenginio nustatymus, kad ateityje būtų lengviau šalinti triktis.
3. Apsvarstykite aplinkos temperatūros sumažėjimą– Nors „Soutya“ pertraukikliai kompensuoja temperatūrą, pasirūpinkite, kad gaubtai būtų tinkamai vėdinami karštose vietose.

Šis projektas parodo, kad atnaujinus į modernius „Soutya“ nuolatinės srovės korpuso grandinės pertraukiklius, galima greitai gauti investicijų grąžą, tuo pačiu pagerinant saugumą ir veiklos efektyvumą.

Nuorodos

1. UL 489 leid. 14-2025 – Formuotų korpusų grandinės pertraukikliai, jungikliai ir grandinės pertraukiklių korpusai. ANSI internetinė parduotuvė.

2. UL 1699B:2018 – Fotovoltinės (PV) nuolatinės srovės lankinio gedimo grandinės apsauga. Pirkite UL standartus.