Како PV постројка го намалува времето на прекин на жицата за 60% со DC 1000V држач за осигурувачи

Позадина на клиентите

Фотоволтаична (PV) централа од 45 MW лоцирана во пустински регион на висока надморска височина доживуваше повторливи дефекти во своите DC комбинатори. Објектот, управуван од независен производител на електрична енергија кој опслужува регионална комунална мрежа, беше во функција шест години. Повеќе од 1.400 струјни кола внесени во 28 комбинирани кутии, од кои секоја носи до 1000V DC од соларни панели до централни инвертери.

Оперативниот тим на централата се соочи со зголемен притисок да го намали непланираното застој, бидејќи локалниот мрежен оператор воведе построги казни за достапност. Со летните температури кои надминуваат 45°C, термичкиот стрес на DC компонентите беше тежок.

Со какви проблеми се соочи ФВ постројката пред надградбата?

Оригиналните држачи за осигурувачи беа генерички единици оценети само за 600V DC. Тие беа помали за конфигурацијата на жиците од 1000V на фабриката. Во текот на 18 месеци, оперативниот тим забележа 23 дефекти на држачот за осигурувачи во 11 кутии за комбинирање.

Симптомите беа конзистентни: штипките на држачот на осигурувачите го изгубија напнатоста на пролетта по повторното термичко возење, создавајќи контакти со висок отпор. На 1000V DC, лошата врска предизвика локализирано загревање и микро-лак. Во неколку случаи, држачот на осигурувачите се стопи, а кутијата за комбинирање мораше да биде офлајн за итна поправка. Секој инцидент чинел просечно 4.800 долари за изгубено производство на енергија, резервни делови и работна сила.

Претходните обиди повторно да ги затегнете клиповите и да нанесете спроводлива маст не го решија проблемот. По второто распаѓање, менаџерот на постројката нареди целосен преглед на спецификациите на држачот за осигурувачи.

Зошто операторот го избра држачот за осигурувачи Soutya DC 1000V?

Инженерскиот тим оцени три алтернативи. Првиот беше стандарден DIN-rail држач за осигурувачи оценет за 1000V DC, но неговите штипки беа направени од бакарна легура од пониска класа која сè уште ќе кородира во солениот пустински воздух. Втората опција беше комерцијално решение кое бараше замена на целата кутија за комбинирање, што го надмина буџетот за одржување.

Третата опција беше држачот за осигурувачи Soutya DC 1000V. Три фактори беа пресудни:

• Експлицитен рејтинг од 1000V DC со тестиран капацитет на прекин кој одговара на струјата на куса врска на PV низата под условите IEC 60269-1.
• Спирални пружински спојки изработени од нерѓосувачки челик и калај обложен бакар, дизајнирани да одржуваат контактен притисок низ поширок температурен опсег.
• Компактно тело кое се вклопува во постојниот распоред на кутијата за комбинирање без повторно поврзување. Ова го намали ризикот од инсталација и ги задржа ниските трошоци за работна сила.

Држачот за осигурувачи Soutya дојде и со мат најлонско куќиште кое се спротивставува на деградацијата на ултравиолетовите, проблем што предизвика кршливи пукнатини во старите единици. Менаџерот за набавки потврди дека Soutya обезбедила тригодишна гаранција врз основа на вистинските податоци за DC напон и струја од централата.

Како беше распореден новиот држач за осигурувачи?

Надградбата беше постепено во текот на четири недели, за време на доцното зимско одржување на централата. Оперативниот тим менуваше 520 држачи за осигурувачи етапно, по една кутија за комбинирање, за да избегне широко исклучување на системот.

• Чекор 1: Екипата за одржување на централата исклучила една кутија за комбинирање и го потврди нула напон на жиците.
• Чекор 2: Секој постоечки држач за осигурувачи беше отстранет. Техничарите го документираа вртежниот момент на завртките на приклучокот и ги проверија клиповите на осигурувачите за знаци на лак.
• Чекор 3: Новите држачи за осигурувачи Soutya DC 1000V беа монтирани со помош на постојните DIN шини и терминали. Силата на вметнување осигурувач беше значително поголема, што ја намали веројатноста за неусогласеност.
• Чекор 4: Секое коло беше тестирано со тестер на отпорност на DC изолација и индикатор за состојбата на осигурувачите пред повторно да се напојува.
• Чекор 5: Тимот за одржување изврши термички преглед една недела откако секоја кутија за комбинирање беше повторно во функција.

Единствената значајна тешкотија беше тесниот простор за свиткување на жиците во внатрешноста на кутиите за комбинирање. Ориентацијата на терминалот на држачот за осигурувачи Soutya го олесни насочувањето на PV жиците од 6 mm² без присилно свиткување, така што проблемот беше решен за неколку часа.

Какви квантитативни резултати постигна операторот?

Дванаесет месеци по надградбата, операторот ги спореди податоците за перформансите со двете години пред замената.

• Времето на прекин на жицата поради дефекти на држачот за осигурувачи се намали за 60%, од просечни 14 часа месечно на 5,5 часа.
• Цената за замена на држачот за осигурувачи падна за 45%, од 2.800 долари по квартал на 1.540 долари. Ова вклучува делови, работна сила и време на термичка инспекција.
• Непланираните сервисни настани со комбинирана кутија се намалија од 8 на 2 годишно. Ниту еден држач за осигурувачи не пријави лак или топење за време на
• Просечниот пораст на температурата на допирните точки на држачот на осигурувачите падна за 18°C, мерено со инфрацрвена камера.

Менаџерот на постројката, исто така, забележа дека казната за достапност од операторот на мрежата е намалена на нула во трите најнови месечни извештаи за порамнување. На стресниот пазар, само тоа подобрување ја оправда хардверската инвестиција од 11.000 долари.

Сведоштво на клиентот: Што рече директорот за одржување?

„Ја изгубивме довербата во оригиналните држачи за осигурувачи по второто распаѓање. Држачот за осигурувачи Soutya DC 1000V ни даде сигурна врска што можеме да ја предвидиме. Резултатите од термичката слика се јасни, а мојот тим може да се фокусира на чистење и проверки на вртежниот момент наместо итни замени“, рече директорот за одржување на постројката.

Лекции и препораки за други оператори на DC електроенергетски системи

За оперативните тимови кои управуваат со кола од 1000V DC во соларни постројки, системи за складирање или индустриски DC мрежи, проектот понуди три практични начини за носење.

1. Секогаш проверувајте го вистинскиот DC напон и дефектната струја на колото пред да изберете држач за осигурувачи. Држач со ознака 600V во систем од 1000V е опасност, без оглед на тоа колку добро се вклопува механички.
2. Проверете го материјалот на спојката за осигурувачот и дизајнот на пружината. Висококвалитетниот контактен притисок е единствената најважна одбрана од прегревање при високи DC напони.
3. Кога ги доградувате постоечките кутии со комбинирање, изберете држач за осигурувачи што се монтира на постојната шина и не бара замена на терминалните блокови. Држачот за осигурувачи Soutya работеше точно според неговите спецификација, а проектот беше завршен пред предвиденото.

Ако фабриката го направи ова повторно, единственото подобрување би било да ги замени држачите на осигурувачите порано, за време на првичното пуштање во работа на опремата. Трошоците за превенција беа една третина од трошоците за првите две итни поправки.

Референци

[1] IEC 60269-1. Нисконапонски осигурувачи - Дел 1: Општи барања [S]. 2020 година.https://webstore.iec.ch/publication/62496

[2] Стареење Карактеристики на контактните електроди на нисконапонските DC прекинувачи [J]. Енергии, 2021 година, 14 (20): 6838.https://doi.org/10.3390/en14206838