Как солнечная ферма снизила риск отказа линии на 60% с помощью распределительной коробки постоянного тока 1000 В с изолятором «2 в 1»

Информация о клиенте

Оператор солнечной фермы среднего размера на юго-западе США управляет фотоэлектрической установкой мощностью 50 МВт. На предприятии используются линии постоянного тока с напряжением 1500 В, но из-за устаревшей инфраструктуры сумматоры работают при напряжении 1000 В постоянного тока. На сайте имеется более 200 блоков суммирования, каждый из которых обрабатывает несколько строк. Группа технического обслуживания боролась с частыми отказами изоляторов и вспышками дуги, что приводило к незапланированным простоям и угрозам безопасности.

Проблемы с существующими сумматорами

В существующих объединительных коробках использовались поворотные переключатели, которые требовали ручной изоляции. Техникам приходилось отключать входные инверторы во время технического обслуживания, что приводило к потерям генерации до 2% в месяц. Изолирующие выключатели также изнашивались после многократного использования, вызывая сопротивление контактов, что приводило к перегреву. В прошлом году пять боксов пострадали от незначительных вспышек дуги, в результате чего один техник получил травму (нетяжелую). В устаревшей конструкции отсутствовало обнаружение дугового замыкания, а корпус не соответствовал последним стандартам IP65 по проникновению пыли и влаги на открытом воздухе.

Оператор попытался заменить коммутаторы на устройства с более высоким номиналом от другого поставщика, но проблемы с установкой и несовместимость с существующей конфигурацией «2-в-1» (две входные строки, один выход) привели к задержкам. Сумматорный блок конкурента со встроенным изолятором вышел из строя в течение шести месяцев из-за недостаточного номинального напряжения постоянного тока при 1000 В при полной нагрузке.

Почему распределительный блок Soutya 1000 В постоянного тока, выходной изолятор 2 в 1?

Техническая группа оценила трех поставщиков. Продукция Soutya выделялась по двум причинам: изолирующий выключатель был протестирован при постоянном токе 1000 В и постоянном токе 32 А, что превышает требования предприятия в 25 А на цепочку. Коробка представляла собой настоящую конфигурацию «2-в-1» с маркированными клеммами, что уменьшало количество ошибок при установке. Корпус со степенью защиты IP65 и встроенная защита от дугового замыкания постоянного тока (соответствие UL 1699B) решают вопросы безопасности. Устройство включает в себя устройство защиты от перенапряжения, рассчитанное на 1000 В постоянного тока в соответствии с IEC 61643-11, защищающее от переходных процессов, вызванных молнией.

На это решение также повлияла 5-летняя гарантия Soutya и наличие местных складов. Цена за единицу оказалась на 15% ниже, чем у ближайшего конкурента с аналогичными характеристиками.

Процесс реализации

В рамках проекта за два месяца были заменены 50 устаревших объединительных блоков. Каждая замена заняла у бригады из двух человек два часа, включая обесточивание, перенос проводки и тестирование. Конструкция iso-intor позволила выполнить быструю процедуру блокировки/маркировки без отключения восходящего потока. Одной из проблем было то, что существующая схема трубопроводов не совпадала с выбивками в новой коробке; команда использовала гибкие адаптеры кабелепровода, а не вырезала новые отверстия, сохраняя класс IP корпуса. После установки каждая коробка была проверена на сопротивление изоляции и полярность. Типичной проблемой были ослабленные винты клемм, и ее можно было решить с помощью динамометрической отвертки, настроенной на 5 Нм в соответствии с инструкциями Соути. На этапе ввода в эксплуатацию никаких сбоев не произошло.

Количественные результаты

После полугода эксплуатации:

• Время незапланированных простоев сократилось на 60% — с 12 часов в месяц до менее 5 часов.
• Затраты на техническое обслуживание снизились на 8000 долларов США в год благодаря уменьшению количества замен переключателей.
• Потери при выработке электроэнергии из-за ручных отключений снизились на 1,5%, увеличив доход на 12 000 долларов в год.
• Случаи возникновения дуговых вспышек полностью прекратились; о событиях безопасности не сообщалось.
• КПД инвертора увеличился на 0,3%, поскольку постоянное напряжение цепочки снизило потери при частичном затенении.

Общий срок окупаемости 50 единиц составил 11 месяцев.

Отзывы клиентов

"Переход на комбайнер Soutya не составил труда. Встроенный изолятор и УЗИП спасли нас от потенциального пожара прошлым летом во время грозы. Наши специалисты чувствуют себя в большей безопасности, и мы больше не теряем полдня производства на плановое обслуживание". — Менеджер по эксплуатации объекта

Уроки и рекомендации

1. Приоритет безопасности изоляции:Для существующих систем постоянного тока на 1000 В необходимо перейти на объединительные коробки со встроенными изоляторами, чтобы снизить риск возникновения дугового разряда. Номинальная нагрузка блока Soutya обеспечивает безопасное отключение под током.
2. Включите защиту от перенапряжения:Даже в районах с низким уровнем молний УЗИП предотвращают совокупный ущерб от переключения переходных процессов. УЗИП в этом блоке, соответствующий стандарту IEC 61643-11, уже без сбоев выдержал два скачка напряжения.
3. Проверьте совместимость заранее:Закажите образцы для проверки посадки, выбивок и соединителей кабелепроводов. Адаптация в полевых условиях с использованием гибкого трубопровода была незначительной, но требовала предварительного одобрения инженеров.

Ссылки: IEC 62548:2016 Фотоэлектрические (PV) массивы. Требования к проектированию (раздел, посвященный проводке распределительной коробки и защите от сверхтоков). IEC 61643-11:2011 Низковольтные устройства защиты от перенапряжения (часть 11, охватывающая УЗИП постоянного тока для фотоэлектрических систем). UL 1699B:2018 Фотоэлектрическая (PV) защита от дугового замыкания постоянного тока (для обнаружения дугового замыкания в объединительных коробках).