Giá đỡ cầu chì DC 1500V giúp giảm 60% thời gian ngừng hoạt động của nhà máy năng lượng mặt trời

Bối cảnh của khách hàng là gì?

Một nhà máy điện mặt trời 50 MW ở Tây Nam Hoa Kỳ vận hành hơn 200.000 mô-đun quang điện được kết nối thông qua các hộp tổ hợp chuỗi. Nhà máy đã đi vào hoạt động cách đây 8 năm và phải đối mặt với tỷ lệ hỏng hóc ngày càng tăng trong hệ thống bảo vệ cầu chì trong những tháng cao điểm mùa hè khi nhiệt độ môi trường vượt quá 45°C.

Họ đã phải đối mặt với những thách thức gì?

Giá đỡ cầu chì ban đầu được định mức cho 1000V DC. Khi nhà máy mở rộng, điện áp dây đạt tới 1500V DC để giảm tổn hao cáp. Giá đỡ cầu chì cũ không thể chịu được điện áp cao hơn, dẫn đến lỗi hồ quang thường xuyên trong điều kiện quá tải. Hình ảnh nhiệt cho thấy nhiệt độ tiếp xúc vượt quá 110°C ở dòng điện định mức. Nhà máy gặp phải trung bình 12 lần mất điện liên quan đến cầu chì mỗi tháng, mỗi lần cần 4 giờ để chẩn đoán và thay thế. Điều này dẫn đến chi phí bảo trì hàng tháng là 15.000 USD và doanh thu phát điện bị mất là 8.000 USD mỗi lần ngừng hoạt động.

Các giải pháp thay thế đã được đánh giá, bao gồm cầu dao DC và thay thế cầu chì điện tử. Cầu dao đưa ra các vấn đề về chọn lọc ở điện áp 1500V và có giá 250 USD mỗi chiếc, trong khi cầu chì điện tử đưa ra các chế độ hỏng hóc trong mạch phát hiện.

Tại sao họ chọn Giá đỡ cầu chì DC 1500V của Soutya?

Nhóm tuyển chọn đã thử nghiệm giá đỡ cầu chì 1500V của ba nhà sản xuất. Mẫu của Soutya đã vượt qua thử nghiệm độ tăng nhiệt độ dòng điện định mức 150% với biên độ vượt quá giới hạn 15°C. Các điểm tiếp xúc mạ bạc của nó duy trì điện trở tiếp xúc dưới 0,5 mΩ sau 500 lần thao tác cơ học. Thiết kế vỏ IP65 cho phép lắp đặt ngoài trời mà không cần thêm khả năng chống chịu thời tiết. Việc tuân thủ IEC 60269-1:2020 đối với cầu chì điện áp thấp và UL 1699B:2018 đối với bảo vệ sự cố hồ quang DC đã mang lại sự tin cậy cho đội ngũ kỹ thuật. Đơn giá 45 USD thấp hơn 10% so với đối thủ cạnh tranh gần nhất.

Sản phẩm được triển khai như thế nào?

Nhà máy đã thay thế 520 giá đỡ cầu chì trên các hộp tổ hợp 65 dây. Dự án kéo dài 2 tuần với đội ngũ 5 thợ điện. Các bước chính bao gồm:

• Ngắt kết nối tất cả các dây và xác minh điện áp bằng 0 bằng đồng hồ vạn năng định mức 1500V.
• Loại bỏ các giá đỡ cầu chì cũ và kiểm tra thanh cái xem có bị ăn mòn không.
• Lắp đầu cặp Soutya mới bằng cờ lê lực đã hiệu chỉnh ở mức 6 N·m được chỉ định.
• Thực hiện kiểm tra điện trở cách điện (megohmmeter 500V) trên mỗi hộp tổ hợp.
• Tái tạo năng lượng cho dây và ghi lại nhiệt độ ở trạng thái ổn định trong 24 giờ.

Thách thức chính là không gian đi dây chật hẹp bên trong các hộp tổ hợp. Nhóm đã sử dụng dây bện bằng đồng linh hoạt để duy trì bán kính uốn tối thiểu, một giải pháp mà họ đã ghi lại để bảo trì trong tương lai.

Những kết quả có thể định lượng được đã đạt được?

• Số lần mất điện liên quan đến cầu chì giảm từ 12 lần mỗi tháng xuống còn 2 lần mỗi tháng – giảm 60%.
• Chi phí bảo trì hàng tháng giảm từ 15.000 USD xuống còn 5.000 USD, tiết kiệm 120.000 USD hàng năm.
• Doanh thu phát điện bị mất do ngừng hoạt động giảm từ 8.000 USD xuống 1.300 USD mỗi tháng.
• Hình ảnh nhiệt sau 6 tháng cho thấy tất cả các kết nối dưới 70°C khi đầy tải.
• Không có sự cố hồ quang điện nào được báo cáo trong 18 tháng vận hành.

Công suất tổng thể của nhà máy được cải thiện từ 98,2% lên 99,4%, tăng sản lượng năng lượng hàng năm thêm 540 MWh.

Khách hàng đã nói gì?

Giám đốc bảo trì của nhà máy nhận xét: "Việc chuyển sang sử dụng cầu chì 1500V của Soutya đã giải quyết được vấn đề kinh niên về độ tin cậy. Chúng tôi không còn lo ngại nắng nóng mùa hè gây ra hỏng cầu chì và việc tiết kiệm chi phí đã chứng minh cho việc nâng cấp trong vòng 9 tháng." Kỹ sư điện nói thêm: "Thiết kế nhỏ gọn giúp việc trang bị thêm dễ dàng hơn mong đợi. Chúng tôi đã tiêu chuẩn hóa các giá đỡ này cho tất cả các lần mở rộng trong tương lai."

Những bài học mà khách hàng khác có thể học được?

1. Kiểm tra xếp hạng điện áp một cách cẩn thận.Không bao giờ được sử dụng giá đỡ cầu chì được định mức 1000V trong hệ thống 1500V, ngay cả ở dòng điện thấp hơn. Khả năng dập hồ quang phụ thuộc vào điện áp.
2. Đo điện trở tiếp xúc trong quá trình lắp đặt.Đường cơ sở dưới 0,5 mΩ đảm bảo độ tin cậy lâu dài. Sử dụng micro-ohmmeter để đo chính xác.
3. Kế hoạch quản lý nhiệt.Trong môi trường có môi trường xung quanh cao, giảm công suất giá đỡ cầu chì dựa trên đường cong của nhà sản xuất. Giá đỡ Soutya cho phép dòng điện định mức 100% lên đến 50°C mà không giảm công suất.

Nếu bắt đầu lại dự án, nhóm sẽ thực hiện quét nhiệt tất cả các kết nối hiện có trước khi thay thế để xác định các điểm nóng tiềm ẩn có thể được khắc phục đồng thời.

Tài liệu tham khảo

• IEC 60269-1. Cầu chì hạ áp - Phần 1: Yêu cầu chung [S]. 2020.
• UL 1699B: Bảo vệ mạch quang điện DC (PV) 2018.
• IEC 62606:2013 Yêu cầu chung đối với thiết bị phát hiện lỗi hồ quang (AFDD).