Как установщик солнечных батарей сократил количество неисправностей в цепи постоянного тока на 62% с помощью автоматических выключателей постоянного тока

Подрядчик по монтажу и эксплуатации солнечной энергии, эксплуатирующий 60 МВт коммерческих крышных и небольших наземных массивов в Аризоне и Неваде, заменил защиту цепочки постоянного тока на основе предохранителей миниатюрными автоматическими выключателями постоянного тока Soutya в 210 корпусах объединителей. Время простоев, связанных с неисправностями, сократилось на 62%, а модернизация окупилась менее чем за семь месяцев.

История клиента: кто взялся за обновление защиты постоянного тока?

Клиентом является компания, занимающаяся инжинирингом, закупками и строительством солнечной энергии, имеющая собственное подразделение по эксплуатации и техническому обслуживанию. Численность персонала составляет 120 человек. Парк включает 60 МВт в 340 коммерческих системах на крыше и шести наземных массивах в Аризоне, Неваде и южной Юте. В число владельцев активов входят розничные сети, операторы холодильных складов и два коммунальных предприятия.

Размер автопарка увеличился на 40% за 18 месяцев, в то время как численность персонала по эксплуатации и техническому обслуживанию осталась неизменной. В договорах на обслуживание предусмотрено 48-часовое окно реагирования на неисправности, влияющие на производство, а за пропущенные окна предусмотрены штрафы.

Какие проблемы создала существующая защита постоянного тока?

Каждый блок сумматора защищает от 12 до 16 цепочек предохранителями постоянного тока на 15 и 20 А. Такая договоренность привела к трем повторяющимся проблемам.

• Диагностика заняла больше времени, чем ремонт.Перегоревший предохранитель ничего не говорит о том, какая именно струна его вызвала. Бригады изолировали весь сумматор, а затем протестировали струны по одной с помощью клещей. Среднее время изоляции неисправной нитки составило 74 минуты, и на каждый вызов требовалось два техника.
• Запчасти увеличились.На грузовиках ехало двенадцать наименований предохранителей, соответствующих номинальным напряжениям, номинальным силам тока и типам держателей, что составило 26 400 долларов США в год.
• Время простоя накапливается.Из-за отключений цепей за год во всем автопарке было отключено 1480 МВт электроэнергии на сумму примерно 77 000 долларов США по контрактным тарифам, а также было произведено 620 незапланированных выездов грузовиков по 310 долларов США каждый.

Град в районе метро Финикса одной весной привел к выходу из строя 90 предохранителей за неделю. Бригады работали все выходные, и два владельца активов зарегистрировали кредиты за услуги в окно ответа.

Почему стоит выбрать миниатюрные автоматические выключатели постоянного тока Soutya?

Команда инженеров сравнила четыре пути. Мониторинг на уровне струн с использованием существующих предохранителей потребовал капитальных затрат, превышающих 900 долларов на объединитель. Индикация держателей предохранителей решила проблему диагностики, но сохранила количество предохранителей и время простоя. Выключатели постоянного тока в литом корпусе превышали глубину существующих шкафов, что означало необходимость установки новых коробок и новых бетонных подушек на площадках для наземного монтажа.

Миниатюрный автоматический выключатель постоянного тока Soutya соответствует корпусу и рабочему процессу по четырем пунктам:

• Возобновляемый режим работы с видимым индикатором отключения, позволяющий техническому специалисту сразу же определить неисправную цепочку.
• Двухполюсная опора для DIN-рейки, которая устанавливается на существующую 35-мм рейку без изменения корпуса.
• Дуговая камера постоянного тока с разделительными пластинами. Постоянный ток не имеет естественного нуля тока, поэтому гашение дуги зависит от геометрии камеры и скорости срабатывания, а не от пересечения нуля.
• Диапазон от 6 А до 63 А, охватывающий весь парк тремя артикулами вместо двенадцати.

Номинальные характеристики были проверены на соответствие стандарту IEC 60947-2 и перечню сумматоров, включая номинальное напряжение постоянного тока, отключающую способность и маркировку полярности.

Как было реализовано внедрение DC MCB?

Проект длился 14 недель в двух штатах.

1. Аудит автопарка (1–3 недели).Экипажи записывали количество цепочек, напряжение холостого хода, рабочий ток, размеры корпуса и внутреннюю температуру окружающей среды на каждом объединителе.
2. Спецификация и стендовая валидация (4–6 недели).Двадцать блоков были протестированы на массиве мощностью 1,2 МВт с использованием тепловидения при пиковой освещенности, а также проверка срабатывания при предельных значениях постоянного тока инвертора.
3. Пилотный проект на трех площадках (7–9 недели).Полевые бригады рассчитывали время процедуры сброса и регистрировали каждое событие поездки.
4. Двухволновое развертывание флота (10–13 недели).Работы проводились в рамках планового технического обслуживания, поэтому в результате модернизации не было потеряно ни одной генерации.
5. Документация и запчасти (14 неделя).Были обновлены однолинейные схемы, характеристики крутящего момента и маркировка, а каждый грузовик получил стандартизированный комплект запчастей.

Сложный момент.Два комбайнера пилотного проекта сработали с 13:00 до 15:00 в ясные дни. Ток в цепочке составил 8,6 А при выключателе на 10 А внутри корпуса, находящегося при температуре внутренней окружающей среды 68°C. Термическое снижение номинальных характеристик внутри коробки привело к тому, что эффективная мощность оказалась ниже выходной мощности струны. Исправление заключалось в увеличении размеров этих позиций до автоматических выключателей на 16 А и добавлении вентиляционного зазора 20 мм внутри двери корпуса, после чего объекты работали восемь недель без каких-либо неприятных отключений.

Что дал переход на автоматические выключатели постоянного тока в цифрах?

• Внеплановые выезды грузовиков: с 620 до 260 в год, сокращение на 58%, экономия 111 600 долларов США на рабочей силе и стоимости транспортных средств.
• Потери генерации из-за отключений цепей: с 1480 МВт до 562 МВт в год, снижение на 62%, компенсируя примерно 47 800 долларов США законтрактованного дохода.
• Среднее время изоляции неисправной нитки: с 74 минут до 22 минут, что на 70 % меньше.
• Ежегодные расходы на компонент защиты: от 26 400 до 17 400 долларов США, что на 34% меньше.
• Общая выявленная экономия: 187 000 долларов США в год по сравнению с затратами на модернизацию около 96 000 долларов США, окупаемость менее семи месяцев.

Изменился и профиль безопасности экипажа. Замена предохранителя под нагрузкой исчезла из стандартной процедуры, а рабочая инструкция для постоянного тока при неисправности цепочки теперь включает в себя блокировку, визуальную проверку и сброс.

Что клиент говорит о проекте?

«Раньше из-за неисправности струны требовались два техника, комплект предохранителей и большая часть дня», — сказал директор по эксплуатации и техническому обслуживанию. "Теперь один техник открывает корпус, считывает информацию о сработавшем выключателе, ремонтирует шнур и сбрасывает его. За первый месяц количество дневных вызовов сократилось вдвое".

Руководитель технического отдела добавил: "Аудит был той частью, которая имела значение. Выбор выключателей в соответствии с окружающей средой корпуса, а не с номинальным током строки - это то, что предотвратило неприятные отключения".

Чему другие EPC-компании и владельцы активов могут научиться из этого проекта?

• Размер по коробке, а не по даташиту.Внутренняя температура окружающей среды в кожухе на крыше может быть на 25°C выше температуры наружного воздуха и снижать номинальные характеристики выключателя значительно ниже номинальных значений, указанных на паспортной табличке.
• Пилотный проект на самом жарком участке с самым высоким уровнем радиации.Единственное испытание в прохладную погоду скрывает температурное поведение, которое вызывает неприятные поездки в июле.
• Считайте время диагностики основным средством экономии.Запасные части обеспечили треть экономии; более быстрое обнаружение неисправности доставило все остальное.
• Отражение.Команда должна была начать аудит до сезона града и согласовать с поставщиком корпуса предварительно собранный комплект для модернизации, что составит 12 долларов США за каждый корпус за работу по установке.

Ссылки

• МЭК 60947-2:2019, Аппаратура коммутационная и управляющая низковольтная. Часть 2. Автоматические выключатели.webstore.iec.ch/publication/62482
• UL 1699B:2018, Фотоэлектрическая (PV) защита цепей постоянного тока от дугового замыкания.shopulstandards.com/ProductDetail.aspx?productId=UL1699B
• Моделирование процесса движения дуги в миниатюрных автоматических выключателях постоянного тока.doi.org/10.1063/5.0174184

Отправить запрос

Технические характеристики и номинальная сила тока миниатюрного автоматического выключателя постоянного тока Soutya доступны на сайтеМиниатюрный автоматический выключатель постоянного токастраница продукта.