„Soutya DC Molded Case“ grandinės pertraukikliai sumažino saulės energijos prastovą 35 %

50 MW fotovoltinė gamykla Amerikos pietvakariuose pakeitė 120 senstančių pertraukiklių į Soutya DC formuotų korpusų grandinės pertraukiklius. Rezultatas: 35 % sumažintas neplanuotas prastovos laikas, pertraukiklio gedimų procentas sumažėjo nuo 4,2 % iki 0,8 % ir kasmet sutaupoma daugiau nei 60 000 USD priežiūros darbų.

Kokia buvo saulės energijos objekto eksploatavimo situacija?

Įrenginys eksploatuoja 24 saulės blokus, kurių kiekvienas maitina 2 MW nuolatinės srovės į kintamosios srovės konvertavimo stotį. Jo originalią nuolatinės srovės apsaugos sistemą sudarė UL sąraše neįtraukti miniatiūriniai pertraukikliai, sumontuoti statybos metu. Po 14 metų, praleistų dykumoje, pertraukikliai parodė matomus šiluminio įtempimo ženklus, o kai kurie suveikė atliekant įprastines valymo operacijas, kai dėl didelės drėgmės atsirado nuotėkio takai.

Gamyklų vadovai patyrė spaudimą padidinti energijos prieinamumą nuo 98,2 % iki daugiau nei 99 % pagal elektros pirkimo sutartį. Kiekviena neplanuota kelionė reiškė generacijos praradimą, o kiekvieną pakaitinį apsilankymą reikėjo visiškai išjungti.

Kokius iššūkius sukėlė senoji nuolatinės srovės apsaugos sistema?

Per pastaruosius 12 mėnesių gamykla užfiksavo 47 su pertraukikliu susijusius gedimus. Dažniausia problema buvo trikdžių išjungimas esant trumpalaikei viršsrovei, kurią sukėlė gretimų stygų gedimai. Kai atsidarė vienas prieš srovę esantis pertraukiklis, užtemdavo septynios pasroviui skirtos stygos. Priežiūros komanda vienam renginiui vidutiniškai praleido 3,5 valandos, įskaitant kelionę po 200 akrų teritoriją.

Senesniems pertraukikliams taip pat trūko aiškios gedimo indikacijos. Technikai turėjo nuimti dangčius ir naudoti infraraudonųjų spindulių kameras, kad nustatytų, kuris įrenginys atsidarė. Dviejų incidentų metu suveikęs pertraukiklis buvo per klaidą vėl uždarytas, kol vis dar egzistavo gedimas, sugadinus kombainerio dėžę ir vieną keitiklį.

Atsarginių dalių pradėjo trūkti, o pirminis tiekėjas nutraukė modelio gamybą. Gamykloje buvo 40 kelių skirtingų prekės ženklų vienetų, tačiau nė vienas neatitiko esamo ploto, todėl kiekvieną atstatymą reikėjo modifikuoti plokštes.

Kodėl gamykla pasirinko „Soutya DC Molded Case“ grandinės pertraukiklius?

Inžinierių komanda įvertino tris pakeitimo galimybes: kintamosios srovės pertraukiklius su vietinio platintojo nuolatinės srovės vardiniais rodikliais, atnaujintus pirminio gamintojo įrenginius ir „Soutya“ DC MCCB liniją. Hibridiniai kintamosios srovės ir nuolatinės srovės pertraukikliai turėjo mažesnę pertraukimo galią ir nepavyko atlikti įrenginio vidinio trumpojo jungimo bandymo esant 10 kA. Atnaujintam įrenginiui buvo suteikta 90 dienų garantija ir jie neatsižvelgė į nemalonų kelionių modelį.

„Soutya“ nuolatinės srovės formos korpuso grandinės pertraukiklis buvo pasirinktas po dviejų stygų bandymo. Gaminys atitiko UL 489 reikalavimus ir pasiūlė 1000 V DC vardinę darbinę įtampą su 25 kA nutraukimo galia, patogiai viršijančią 12 kA didžiausią galimą trikčių srovę vietoje. Pertraukikliai taip pat turėjo vizualią išjungimo vėliavėlę ir pagalbinius nuotolinio stebėjimo kontaktus, kurių už panašią kainą nepateikė joks kitas kandidatas.

Sprendimui įtakos turėjo ir „Soutya“ noras teikti taikomųjų programų inžinerinį palaikymą ir 5 metų garantiją dalims be jokių klausimų.

Kaip buvo įdiegtas „Soutya DC MCCB“?

Pakeitimo programa penkiose pastotėse truko aštuonias savaites. Projektas buvo suskirstytas į penkis etapus:

• 1 etapas: lauko tyrimas ir visų 120 pertraukiklio pozicijų ženklinimas.
• 2 etapas: dviejų plokščių montavimas 7 bloke ir 48 valandų apkrovos bandymas.
• 3 etapas: pilnas išleidimas į 7 ir 8 blokus, ant senų pertraukiklių paliekant vieną eilutę kaip valdiklį.
• 4 etapas: Likusių blokų pakeitimas po kontrolinio palyginimo parodė gedimų sumažėjimą santykiu 4:1.
• 5 etapas. Dviejų elektrinių elektrikų mokymas apie kelionės diagnostiką ir pakeitimo procedūras.

Pagrindinis techninis iššūkis buvo pritaikyti esamus kombainų dėžės tvirtinimo bėgelius. Kompaktiški „Soutya“ matmenys atitiko standartinį DIN bėgių išdėstymą, tačiau šynų antgaliai buvo šiek tiek didesni. Gamykloje buvo naudojamas „Soutya“ tiekiamas pritaikytas varinis adapteris, o pertraukiklio montavimo laikas vidutiniškai buvo 27 minutės, įskaitant auselių sukimą ir antioksidacinės pastos užtepimą.

Kokių rezultatų pasiekė priemonė?

Po to, kai buvo sumontuotas galutinis pertraukiklis, gamykla stebėjo našumą devynis mėnesius. Neplanuotų prastovų dėl nuolatinės srovės pertraukiklio gedimų sumažėjo nuo 11,6 valandos per mėnesį iki 0,8 valandos per mėnesį, o tai 35 % sumažino bendrą gamyklos prastovą, normalizuojant pagal sezoniškumą. Pertraukiklio gedimų dažnis sumažėjo nuo 4,2% kasmet iki 0,8%.

Priežiūros sąnaudos sumažėjo 60 000 USD per metus dėl sumažėjusio apsilankymų vietoje ir atsarginių dalių atsargų pašalinimo. Gamykla grąžino nenaudojamus senus pertraukiklius perpardavėjui už 7000 USD. Energijos prieinamumas pagerėjo iki 99,4%, o tai paskatino 150 000 USD našumo premiją iš elektros energijos pirkėjo.

Pagalbiniai kontaktai leido gamyklos SCADA sistemai realiu laiku parodyti atidarytą pertraukiklį. Dabar dispečeris gali nusiųsti elektriką į tinkamą eilutę, sumažindamas vidutinį diagnostikos laiką nuo 35 iki 6 minučių.

Ką pasakė gamyklos priežiūros vadovas?

"Tikėjomės mažesnio išjungimo rodiklio, tačiau nesitikėjome, kad diagnostika bus tokia švari. Išjungimo vėliavėlė ir nuotolinis kontaktas leido mūsų skydelio operatoriams matyti tikslią padėtį neišeinant iš valdymo patalpos. Tai sumažino mūsų reakcijos laiką iki dalelės", – sakė elektros priežiūros vadovas.

Kokių pamokų gali pasimokyti kiti operatoriai?

Trys šio projekto punktai taikomi bet kokiam įrenginiui su senėjančia nuolatinės srovės apsaugos įranga:

• Patikrinkite tikrąją pertraukimo galią esant maksimaliai sistemos įtampai. Pertraukiklis, kurio vardinė įtampa yra 25 kA esant 1000 V nuolatinei įtampai, nėra tas pats, kas 25 kA esant 500 V nuolatinei įtampai.
• Naudokite laipsnišką pakeitimą ir kaip kontrolinę grupę laikykite dvi ar tris senosios įrangos eilutes. Palyginamieji gamyklos duomenys parodė rezultatą per keturias savaites.
• Investuokite į pertraukiklius su pagalbiniais kontaktais. Nuotolinis būsenos signalas atsipirko, nes sutrumpėjo patruliavimo laikas ir išvengta klaidingo atjungimo po kelionės.

Jei projektas būtų pakartotas, vadovas būtų užsakęs papildomų atsarginių pertraukiklių antrai vietai uždengti, o ne išpardavęs senus blokus. „Mes nepakankamai įvertinome, kaip pasitikėtume „Soutya“ laužytojais ir norime standartizuoti seserinę gamyklą“, - pažymėjo jis.

Nuorodos

• UL 489 leid. 14-2025 – jungikliai su korpusu, jungikliai ir grandinės pertraukiklių korpusai
• DC miniatiūrinių grandinės pertraukiklių lankinio judėjimo proceso modeliavimo tyrimas, DOI: 10.1063/5.0174184