Како 690V AC Комбинаторна кутија 4 во 1 излез ги намали грешките од AC-страната на соларната постројка за 78%

Оператор на соларни средства од комерцијални размери во јужна Европа управува со 85 MW земјен PV капацитет на дванаесет локации. Секоја локација користи инвертери со жици со висока моќност кои излегуваат од 690 V AC. Пред надградбата, врската од страната на наизменична струја помеѓу четири инвертери и трансформаторот што се зголемува беше точката која најмногу се склони кон дефекти на целата постројка. По дотерувањето со Soutya 690V AC Combiner Box 4 In 1 Out, операторот го намали прекинот на дефект на страната на наизменична струја за 78% за шест месеци.

Каква беше позадината и оперативната ситуација на клиентот?

Компанијата работи со неколку PV постројки од 5 MW до 10 MW изградени помеѓу 2017 и 2020 година. Во секоја постројка, групи од четири инвертери испорачуваат 690 V AC преку посебни разводни кутии и индивидуални разводни уреди пред да влезат во среднонапонски трансформатор.

Застарените жици и неинтегрираната заштитна опрема станаа проблем со сигурноста. Постројките беа екипирани со мал тим за O&M, а просечното време за дијагностицирање на проблем од страната на наизменична струја надминува половина ден. Со преминувањето на регионот кон пократки прозорци со повластени тарифи, на сопственикот му требаше поголема достапност и пониски трошоци за услуга по киловат-час.

Што точно ги направи нивните жици од страна на наизменична струја постојано тесно грло?

Пред доградбата, секој излез на инвертер работеше до генеричка разводна кутија со наизменична струја од 690 V опремена со одделни прекинувачи со обликувани куќишта, одводници за пренапони со завртки и терминални блокови. Овие кутии не обезбедија еднаков фазен простор или соодветна дисипација на топлина. Дефектите се појавија во три главни форми:

• Лабавите терминали на доводниците од 690 V предизвикаа прегревање и наизменично исклучување.
• Одводниците беа монтирани без соодветна координација од тип 2, така што транзиентите предизвикани од молњи ги оштетија етапите на моќноста на инвертерот двапати во една година.
• Бидејќи одржувањето на еден инвертер бараше отворање на затворен простор под напон, работниците мораа да ја исклучат целата група со четири инвертери, предизвикувајќи загуби во производството од околу 920 долари на час по постројка.

Вкупниот годишен трошок на овие дефекти на страната на наизменична струја - вклучувајќи материјали за поправка, работна сила и изгубен приход - изнесуваше 23.000 долари по локација од 10 MW.

Зошто да ја изберете Soutya 690V AC Combiner Box 4 In 1 Out?

Операторот разгледа три алтернативи: стандардни табли за дистрибуција на наизменична струја од локален производител на панели, комерцијални споени исклучувања и кутија Soutya. Производителот на панели не можеше да испорача 690 V AC разводна табла што ги помина тестовите за заштита од пренапони Тип-2 што ги бара IEC 61643-11. На ослободените исклучувања им недостасуваше соодветна координација на краток спој со трансформаторот низводно.

Soutya 690V AC Combiner Box 4 In 1 Out точно одговараше на постоечката електрична топологија. Спојува четири AC влезови од 690 V во еден заштитен излез со четири влезни прекинувачи и еден излезен прекинувач. Интегрираниот уред за заштита од пренапони е оценет според IEC 61643-11, а распоредот на куќиштето обезбедува посебни прегради за кабли и шини под напон. Ова го намали потребниот отпечаток за повеќе од 60% во споредба со претходната разводна опрема.

Како решението беше распоредено на повеќе локации?

Проектот за инсталација се одвиваше во три фази во текот на четири месеци. Тимот ја избра постројката со највисока историја на дефекти како пилот локација.

Главните чекори беа:

1. Исклучи енергија од страната на наизменична струја на една група со четири инвертери и го отстрани постоечкото куќиште.
2. Монтирана кутија Soutya на постоечка униструтна рамка во близина на трансформаторот.
3. Исклучени четири бакарни кабли од 185 mm² од инвертерите и еден кабел од 300 mm² до трансформаторот.
4. Ги конфигурираше рејтингот на влезните прекинувачи да одговараат на заштитата на излезот на инвертерот и го постави SPD на напон на системот од 690 V AC.
5. Го пуштил излезот од мониторингот на RS485 и ги проверил праговите на патување во однос на фабриката SCADA.

Типична тешкотија беше тоа што постојните излезни кабли од четирите инвертери имаа различни должини и лежеа во различни правци на фиоката. Тоа предизвика малку неурамнотежени импеданси на линијата. Решението беше да се инсталираат врски за еквилајзер на собирниците и да се намалат должините на каблите во секоја група; терминалната температура остана униформа по еден ден работа со полно оптоварување.

Какви мерливи резултати постигна фабриката?

Шест месеци по првата инсталација, операторот ја спореди пилот локацијата со неговите историски перформанси:

• Фреквенцијата на дефекти на страната на наизменична струја падна од дванаесет инциденти годишно на помалку од три, што е намалување за 75%.
• Непланираното време на прекин од дефекти на наизменична струја од 690 V се намали за 78%, што претставува 11,5 дополнителни часови работа со целосно оптоварување по група на инвертер годишно.
• Годишниот трошок за дефект на страната на наизменична струја, вклучително и изгубеното производство, се намали од 21.000 американски долари на 5.500 американски долари по постројка од 10 MW.
• Времето за инсталирање за секоја група на инвертери се намали од два полни дена на четири часа, заштедувајќи 1.600 долари труд по локација.
• Изолацијата на еден инвертер за одржување повеќе не бара исклучување на целата група; групата останува онлајн со капацитет од 75%.

Што вели менаџерот на фабриката?

Менаџерот за инженерство на постројката на операторот го опиша ефектот: „Соутја 690V AC комбинирана кутија ги елиминираше најлошите термички и пренапонски дефекти што ги имавме на 690 волти. За дванаесет месеци, не сме повторно затегнале ниту еден доводен терминал и можеме да изолираме ниту еден инвертер без да го запреме производството за целиот блок. Овој проект сам се исплати“.

Што можат да научат другите индустриски и соларни оператори од оваа реконструкција?

Овој случај укажува на неколку лекции, не ограничени на оригиналното растение.

• Заштитата од страната на наизменична струја ја заслужува истата строгост на спецификацијата како и заштитата од жици од страната на еднонасочна струја. IEC 61643-11 Тип-2 тестирани SPD и практики за дизајн на низа IEC 62548 треба да се пресликаат на излезот за наизменична струја.
• Комплетната комбинирана кутија со 4-во-1-излез го намалува трудот на инсталацијата и времето за наоѓање грешки, во постројки за доградба каде физичкиот простор е фиксиран.
• Пред да изберете кутија, проверете ја должината на кабелот, изолацијата и насочувањето на фиоката; еднаква импеданса на блокирање ќе го намали ризикот од жариштето.

Доколку операторот го повтори проектот, ќе нарача една резервна кутија во почетната серија и ќе изврши скенирање на термичка слика за време на пуштањето во работа, бидејќи тие скенирања ги направија конечните проверки на терминалот и може да се следат. Компанијата оттогаш ја примени истата 690V AC комбинирана кутија на своите постари постројки од 10 MW и очекува исто подобрување на достапноста во целото портфолио од 85 MW.

Референци за индустријата:

• IEC 62548:2016 Фотоволтаични (PV) низи — Барања за дизајн. (Извор: https://webstore.iec.ch/publication/62548)
• IEC 61643-11:2011 Заштитни уреди од нисконапонски пренапони — Дел 11: SPD поврзани со нисконапонски системи за напојување. (Извор: https://webstore.iec.ch/publication/61643-11)