Держатель предохранителя 1500 В постоянного тока сокращает время простоя солнечной электростанции на 60 %

Каков был опыт клиента?

Солнечная электростанция мощностью 50 МВт на юго-западе США управляет более чем 200 000 фотоэлектрическими модулями, соединенными через соединительные коробки. Электростанция была введена в эксплуатацию 8 лет назад, и в пиковые летние месяцы, когда температура окружающей среды превышает 45°C, наблюдается рост количества отказов в системах защиты предохранителей.

С какими проблемами они столкнулись?

Оригинальные держатели предохранителей были рассчитаны на напряжение 1000 В постоянного тока. По мере расширения завода напряжение в цепях достигло 1500 В постоянного тока, чтобы уменьшить потери в кабелях. Старые держатели предохранителей не выдерживали более высокого напряжения, что приводило к частым дуговым замыканиям в условиях перегрузки. Тепловизионное исследование показало, что температура контактов превышает 110°C при номинальном токе. В месяц на электростанции происходило в среднем 12 отключений, связанных с предохранителями, на диагностику и замену каждого из которых требовалось 4 часа. Это привело к ежемесячным затратам на техническое обслуживание в размере 15 000 долларов США и потере дохода от генерации в размере 8 000 долларов США за одно отключение.

Были оценены альтернативные решения, включая замену автоматических выключателей постоянного тока и электронных предохранителей. Выключатели обеспечивают проблемы с селективностью при напряжении 1500 В и стоят 250 долларов за штуку, а электронные предохранители создают режимы отказа в цепях обнаружения.

Почему они выбрали держатель предохранителя постоянного тока 1500 В постоянного тока Soutya?

Отборочная группа протестировала держатели предохранителей на 1500 В трех производителей. Модель Сотьи прошла испытание на повышение номинальной температуры на 150% с превышением допустимого предела на 15°C. Его посеребренные контакты сохраняли контактное сопротивление ниже 0,5 мОм после 500 механических операций. Конструкция корпуса IP65 допускает установку на открытом воздухе без дополнительной защиты от атмосферных воздействий. Соответствие стандарту IEC 60269-1:2020 для низковольтных предохранителей и UL 1699B:2018 для защиты от дугового замыкания постоянного тока придало уверенности команде инженеров. Цена за единицу товара в 45 долларов была на 10% ниже, чем у ближайшего конкурента.

Как продукт был реализован?

Завод заменил 520 держателей предохранителей в 65 коробках струнных сумматоров. Проект занял 2 недели с бригадой из 5 электриков. Ключевые шаги включали:

• Отсоединение всех цепочек и проверка нулевого напряжения с помощью мультиметра на 1500 В.
• Снятие старых держателей предохранителей и проверка шин на предмет коррозии.
• Установка новых держателей Soutya с помощью калиброванного динамометрического ключа, установленного на заданный момент 6 Н·м.
• Проведение испытаний сопротивления изоляции (мегаомметром 500 В) на каждой коробке сумматора.
• Восстановление напряжения струн и запись установившейся температуры в течение 24 часов.

Основной проблемой было тесное пространство для проводки внутри объединительных коробок. Команда использовала гибкие медные перемычки для обеспечения минимального радиуса изгиба — решение, которое они задокументировали для будущего обслуживания.

Какие количественные результаты были достигнуты?

• Количество отключений, связанных с предохранителями, сократилось с 12 в месяц до 2 в месяц – сокращение на 60%.
• Ежемесячные затраты на техническое обслуживание снизились с 15 000 до 5 000 долларов США, что позволило сэкономить 120 000 долларов США в год.
• Доход от потери генерации из-за простоя сократился с $8000 до $1300 в месяц.
• Тепловизионное исследование через 6 месяцев показало, что все соединения имеют температуру ниже 70°C при полной нагрузке.
• За 18 месяцев эксплуатации не было зарегистрировано ни одного случая дугового замыкания.

Общая эксплуатационная готовность станции улучшилась с 98,2% до 99,4%, увеличив годовое производство энергии на 540 МВтч.

Что сказал клиент?

Менеджер по техническому обслуживанию завода прокомментировал: «Переход на держатели предохранителей Soutya на 1500 В решил хроническую проблему с надежностью. Мы больше не беспокоимся о летней жаре, вызывающей отказы предохранителей, а экономия средств оправдала модернизацию в течение 9 месяцев». Инженер-электрик добавил: «Компактная конструкция облегчила модернизацию, чем ожидалось. Мы стандартизировали эти держатели для всех будущих расширений».

Какие уроки могут извлечь другие клиенты?

1. Внимательно проверьте номинальное напряжение.Держатели предохранителей, рассчитанные на напряжение 1000 В, никогда не следует использовать в системах с напряжением 1500 В, даже при более низких токах. Способность гашения дуги зависит от напряжения.
2. Во время установки измерьте контактное сопротивление.Базовый уровень ниже 0,5 мОм обеспечивает долгосрочную надежность. Для получения точных показаний используйте микроомметр.
3. План управления температурным режимом.В условиях высокой температуры окружающей среды уменьшите номинал держателя предохранителя в соответствии с кривыми производителя. Держатель Soutya обеспечивает 100% номинальный ток при температуре до 50°C без снижения номинальных характеристик.

Если проект начнется снова, перед заменой команда выполнит тепловое сканирование всех существующих соединений, чтобы выявить потенциальные горячие точки, которые можно устранить одновременно.

Ссылки

• МЭК 60269-1. Низковольтные предохранители. Часть 1. Общие требования [S]. 2020.
• UL 1699B:2018 Фотоэлектрическая (PV) защита от дугового замыкания постоянного тока.
• IEC 62606:2013 Общие требования к устройствам обнаружения дугового замыкания (AFDD).