Cách nhà máy PV cắt giảm 60% thời gian ngừng hoạt động của chuỗi bằng Giá đỡ cầu chì DC 1000V

2026-08-06 0 Để lại cho tôi một tin nhắn

Bối cảnh khách hàng

Một nhà máy quang điện (PV) công suất 45 MW nằm ở vùng sa mạc trên cao đang gặp phải sự cố định kỳ ở các hộp tổ hợp DC. Cơ sở này do một nhà sản xuất điện độc lập vận hành phục vụ lưới điện khu vực, đã hoạt động được sáu năm. Hơn 1.400 mạch dây được đưa vào 28 hộp tổ hợp, mỗi hộp mang điện áp DC lên tới 1000V từ các tấm pin mặt trời đến bộ biến tần trung tâm.

Đội ngũ vận hành của nhà máy phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng trong việc giảm thời gian ngừng hoạt động đột xuất khi nhà điều hành lưới điện địa phương đưa ra các hình phạt nghiêm ngặt hơn về tính khả dụng. Với nhiệt độ mùa hè vượt quá 45°C, áp lực nhiệt lên các bộ phận DC là rất nghiêm trọng.

Nhà máy PV phải đối mặt với những vấn đề gì trước khi nâng cấp?

Giá đỡ cầu chì ban đầu là loại chung chỉ được xếp hạng cho 600V DC. Chúng có kích thước nhỏ hơn so với cấu hình chuỗi 1000V của nhà máy. Trong 18 tháng, nhóm vận hành đã ghi nhận 23 trường hợp hỏng giá đỡ cầu chì trên 11 hộp máy tổ hợp.

Các triệu chứng đều nhất quán: các kẹp giá đỡ cầu chì bị mất độ căng của lò xo sau nhiều lần luân chuyển nhiệt, tạo ra các tiếp điểm có điện trở cao. Ở 1000V DC, kết nối kém gây ra hiện tượng nóng cục bộ và phóng điện cực nhỏ. Trong một số trường hợp, giá đỡ cầu chì bị chảy và hộp tổ hợp phải được đưa ra ngoài để sửa chữa khẩn cấp. Mỗi sự cố gây thiệt hại trung bình 4.800 USD về năng lượng bị mất, các bộ phận thay thế và nhân công.

Những nỗ lực trước đây để siết chặt lại các kẹp và bôi mỡ dẫn điện đều không giải quyết được vấn đề. Sau sự cố thứ hai, người quản lý nhà máy đã yêu cầu xem xét lại toàn bộ thông số kỹ thuật của giá đỡ cầu chì.

Tại sao người vận hành lại chọn Giá đỡ cầu chì Soutya DC 1000V?

Nhóm kỹ thuật đã đánh giá ba phương án. Đầu tiên là giá đỡ cầu chì DIN-rail tiêu chuẩn được định mức cho 1000V DC, nhưng các kẹp của nó được làm bằng hợp kim đồng cấp thấp hơn nên vẫn bị ăn mòn trong không khí mặn của sa mạc. Tùy chọn thứ hai là một giải pháp độc quyền yêu cầu hoán đổi toàn bộ hộp tổ hợp, vượt quá ngân sách bảo trì.

Tùy chọn thứ ba là giá đỡ cầu chì Soutya DC 1000V. Ba yếu tố có tính chất quyết định:

Định mức 1000V DC rõ ràng với khả năng cắt đã được thử nghiệm phù hợp với dòng điện ngắn mạch của chuỗi PV trong điều kiện IEC 60269-1.
Kẹp lò xo xoắn ốc làm bằng thép không gỉ và đồng mạ thiếc, được thiết kế để duy trì áp suất tiếp xúc trong phạm vi nhiệt độ rộng hơn.
Thân máy nhỏ gọn vừa với cách bố trí hộp tổ hợp hiện có mà không cần đi dây lại. Điều này làm giảm rủi ro lắp đặt và giữ chi phí lao động ở mức thấp.

Giá đỡ cầu chì Soutya cũng đi kèm với vỏ nylon mờ chống lại sự suy giảm của tia cực tím, một vấn đề đã gây ra các vết nứt giòn ở các thiết bị cũ. Người quản lý mua sắm xác nhận rằng Soutya cung cấp bảo hành ba năm dựa trên dữ liệu dòng điện và điện áp DC thực tế từ nhà máy.

Giá đỡ cầu chì mới được triển khai như thế nào?

Việc nâng cấp được thực hiện trong bốn tuần, trong thời gian bảo trì cuối mùa đông của nhà máy. Nhóm vận hành đã thay thế 520 giá đỡ cầu chì theo từng giai đoạn, mỗi lần một hộp kết hợp để tránh tình trạng tắt hệ thống trên diện rộng.

Bước 1: Đội bảo trì của nhà máy ngắt điện một hộp tổ hợp và xác minh điện áp bằng 0 tại các đầu dây.
Bước 2: Mỗi bộ phận giữ cầu chì hiện có đã được tháo ra. Các kỹ thuật viên đã ghi lại mô-men xoắn trên các vít đầu cực và kiểm tra các kẹp cầu chì xem có dấu hiệu phóng điện hay không.
Bước 3: Giá đỡ cầu chì Soutya DC 1000V mới được lắp bằng thanh ray DIN và khối đầu cuối hiện có. Lực lắp cầu chì cao hơn đáng kể, giúp giảm khả năng bị lệch.
Bước 4: Mỗi mạch được kiểm tra bằng máy kiểm tra điện trở cách điện DC và đèn báo tình trạng cầu chì trước khi cấp điện lại.
Bước 5: Nhóm bảo trì thực hiện khảo sát hình ảnh nhiệt một tuần sau khi mỗi hộp tổ hợp hoạt động trở lại.

Khó khăn đáng kể duy nhất là không gian uốn dây chật hẹp bên trong hộp máy tổ hợp. Hướng đầu cuối của giá đỡ cầu chì Soutya giúp dễ dàng định tuyến các dây PV 6 mm² mà không cần phải uốn cong, do đó vấn đề đã được giải quyết trong vài giờ.

Người vận hành đã đạt được những kết quả có thể định lượng được nào?

Mười hai tháng sau khi nâng cấp, nhà điều hành đã so sánh dữ liệu hiệu suất với hai năm trước khi thay thế.

Thời gian ngừng hoạt động của dây do hỏng bộ phận giữ cầu chì giảm 60%, từ mức trung bình 14 giờ mỗi tháng xuống còn 5,5 giờ.
Chi phí thay thế giá đỡ cầu chì giảm 45%, từ 2.800 USD mỗi quý xuống còn 1.540 USD. Điều này bao gồm các bộ phận, nhân công và thời gian kiểm tra nhiệt.
Các sự kiện dịch vụ hộp tổ hợp ngoài kế hoạch đã giảm từ 8 xuống còn 2 mỗi năm. Không có cầu chì nào báo cáo bị phóng điện hoặc nóng chảy trong quá trình
Mức tăng nhiệt độ trung bình tại các điểm tiếp xúc của giá đỡ cầu chì giảm 18°C, được đo bằng camera hồng ngoại.

Người quản lý nhà máy cũng lưu ý rằng hình phạt về khả năng sẵn có từ nhà điều hành lưới điện đã giảm xuống 0 trong ba báo cáo quyết toán hàng tháng gần đây nhất. Trong một thị trường căng thẳng, chỉ riêng sự cải tiến đó đã đủ biện minh cho khoản đầu tư phần cứng trị giá 11.000 USD.

Lời chứng thực của khách hàng: Giám đốc bảo trì đã nói gì?

"Chúng tôi mất niềm tin vào giá đỡ cầu chì ban đầu sau sự cố lần thứ hai. Giá đỡ cầu chì Soutya DC 1000V đã mang lại cho chúng tôi kết nối đáng tin cậy mà chúng tôi có thể dự đoán. Kết quả chụp ảnh nhiệt rất rõ ràng và nhóm của tôi có thể tập trung vào việc làm sạch và kiểm tra mô-men xoắn thay vì thay thế khẩn cấp", giám đốc bảo trì nhà máy cho biết.

Bài học và khuyến nghị dành cho người vận hành hệ thống điện DC khác

Đối với các nhóm vận hành quản lý mạch DC 1000V trong nhà máy năng lượng mặt trời, hệ thống lưu trữ hoặc mạng DC công nghiệp, dự án đưa ra ba bài học thực tế.

Luôn kiểm tra điện áp DC thực tế và dòng điện sự cố của mạch trước khi chọn giá đỡ cầu chì. Giá đỡ định mức 600V trong hệ thống 1000V là một mối nguy hiểm, bất kể nó phù hợp về mặt cơ học đến mức nào.
Kiểm tra vật liệu kẹp cầu chì và thiết kế lò xo. Áp suất tiếp xúc chất lượng cao là biện pháp bảo vệ quan trọng nhất chống lại hiện tượng quá nhiệt ở điện áp DC cao.
Khi trang bị thêm các hộp tổ hợp hiện có, hãy chọn giá đỡ cầu chì gắn trên thanh ray hiện có và không yêu cầu thay thế các khối đầu cuối. Giá đỡ cầu chì Soutya hoạt động chính xác theo thông số kỹ thuật của nó và dự án đã hoàn thành trước thời hạn.

Nếu nhà máy thực hiện việc này một lần nữa thì cải tiến duy nhất sẽ là thay thế giá đỡ cầu chì sớm hơn trong quá trình vận hành thiết bị ban đầu. Chi phí phòng ngừa bằng 1/3 chi phí của hai lần sửa chữa khẩn cấp đầu tiên.