Cách trình lắp đặt năng lượng mặt trời cắt giảm 62% lỗi mạch DC bằng MCB DC

Một nhà thầu EPC và O&M năng lượng mặt trời đang vận hành 60 MW mảng mái nhà thương mại và mảng nhỏ gắn trên mặt đất trên khắp Arizona và Nevada đã thay thế bộ bảo vệ chuỗi DC dựa trên cầu chì bằng bộ ngắt mạch thu nhỏ Soutya DC trong 210 vỏ tổ hợp. Thời gian ngừng hoạt động do lỗi đã giảm 62% và việc trang bị thêm sẽ tự hoàn vốn trong vòng chưa đầy bảy tháng.

Thông tin cơ bản về khách hàng: Ai đã thực hiện nâng cấp bảo vệ DC?

Khách hàng là một công ty xây dựng, mua sắm và kỹ thuật năng lượng mặt trời có bộ phận vận hành và bảo trì nội bộ. Số lượng nhân viên là 120. Nhóm này bao gồm 60 MW trên 340 hệ thống thương mại trên mái nhà và sáu mảng lắp trên mặt đất ở Arizona, Nevada và miền nam Utah. Chủ sở hữu tài sản bao gồm các chuỗi bán lẻ, nhà điều hành kho lạnh và hai cơ sở tiện ích của thành phố.

Quy mô đội tàu tăng 40% trong 18 tháng trong khi nhân sự O&M không thay đổi. Thỏa thuận dịch vụ có thời hạn phản hồi 48 giờ đối với các lỗi ảnh hưởng đến sản xuất, kèm theo hình phạt nếu bỏ sót thời hạn.

Bảo vệ DC hiện tại đã tạo ra vấn đề gì?

Mỗi hộp tổ hợp bảo vệ 12 đến 16 dây với cầu chì 15 A và 20 A DC. Sự sắp xếp đó tạo ra ba vấn đề tái diễn.

• Chẩn đoán mất nhiều thời gian hơn sửa chữa.Cầu chì bị đứt không cho biết dây nào gây ra nó. Các đội đã cách ly toàn bộ bộ kết hợp, sau đó kiểm tra từng dây một bằng máy đo kẹp. Thời gian trung bình để cách ly một chuỗi bị lỗi là 74 phút và cần có hai kỹ thuật viên cho mỗi cuộc gọi.
• Phụ tùng nhân lên.Mười hai SKU cầu chì được chở trên xe tải để bao gồm xếp hạng điện áp, xếp hạng ampe và loại giá đỡ, với mức chi tiêu hàng năm là 26.400 USD.
• Thời gian ngừng hoạt động chồng chất lên nhau.Sự cố ngừng hoạt động dây chuyền đã loại bỏ 1.480 MWh sản xuất trên toàn đội xe trong một năm, trị giá khoảng 77.000 USD theo giá hợp đồng và khiến 620 xe tải xuất xưởng xuất xưởng với giá 310 USD mỗi chiếc.

Mưa đá ở khu vực tàu điện ngầm Phoenix trong một mùa xuân đã khiến 90 cầu chì bị hỏng trong một tuần. Các nhóm đã làm việc suốt cuối tuần và hai chủ sở hữu tài sản đã nộp tín dụng dịch vụ vào cửa sổ phản hồi.

Tại sao nên chọn Bộ ngắt mạch thu nhỏ Soutya DC?

Nhóm kỹ thuật đã so sánh bốn con đường. Giám sát cấp chuỗi bằng các cầu chì hiện có có chi phí vốn trên 900 USD cho mỗi bộ kết hợp. Việc chỉ ra giá đỡ cầu chì đã giải quyết được chẩn đoán nhưng vẫn giữ lại danh sách cầu chì và thời gian ngừng hoạt động. Bộ ngắt DC vỏ đúc vượt quá độ sâu của vỏ hiện có, điều đó có nghĩa là các hộp mới và tấm bê tông mới ở vị trí lắp trên mặt đất.

Bộ ngắt mạch thu nhỏ Soutya DC phù hợp với vỏ bọc và quy trình làm việc ở bốn điểm:

• Hoạt động có thể đặt lại với chỉ báo ngắt rõ ràng, nhờ đó kỹ thuật viên có thể xác định chuỗi bị lỗi ngay khi nhìn thấy.
• Chân ray DIN hai cực rơi vào ray 35 mm hiện có mà không cần thay đổi vỏ.
• Buồng hồ quang dành riêng cho DC có tấm chia tách. Dòng điện một chiều không có dòng điện tự nhiên bằng 0, do đó sự dập tắt hồ quang phụ thuộc vào hình dạng buồng và tốc độ cắt hơn là khi đi qua điểm 0.
• A 6 A đến 63 Một phạm vi ampe bao phủ toàn bộ hạm đội với ba SKU thay vì 12.

Xếp hạng đã được kiểm tra theo tiêu chuẩn IEC 60947-2 và danh sách bộ tổ hợp, bao gồm định mức điện áp DC, khả năng cắt và đánh dấu phân cực.

Triển khai DC MCB được triển khai như thế nào?

Dự án kéo dài 14 tuần trên hai tiểu bang.

1. Kiểm toán đội tàu (tuần 1–3).Các đội đã ghi lại số lượng dây, điện áp mạch hở, dòng điện vận hành, kích thước vỏ và nhiệt độ môi trường bên trong tại mỗi bộ kết hợp.
2. Thông số kỹ thuật và xác nhận băng ghế dự bị (tuần 4–6).Hai mươi thiết bị đã được thử nghiệm trên dãy 1,2 MW với tính năng chụp ảnh nhiệt trong thời gian bức xạ cực đại, cộng với xác minh ngắt ở giới hạn DC của biến tần.
3. Thí điểm trên ba địa điểm (tuần 7–9).Các nhóm hiện trường đã tính thời gian cho quy trình đặt lại và ghi lại mọi sự kiện của chuyến đi.
4. Triển khai nhóm hai đợt (tuần 10–13).Công việc diễn ra trong khoảng thời gian bảo trì theo lịch trình nên không có thế hệ nào bị mất khi trang bị thêm.
5. Tài liệu và phụ tùng (tuần 14).Sơ đồ đường đơn, thông số mô-men xoắn và ghi nhãn đã được cập nhật và mỗi xe tải đều nhận được một bộ phụ tùng tiêu chuẩn.

Thời điểm khó khăn.Hai máy kết hợp trong phi công bị vấp trong khoảng thời gian từ 13:00 đến 15:00 vào những ngày trời trong. Dòng điện đo được là 8,6 A so với cầu dao 10 A bên trong vỏ bọc ở nhiệt độ môi trường bên trong là 68°C. Giảm nhiệt bên trong hộp đã đẩy công suất hiệu dụng xuống dưới mức đầu ra của chuỗi. Cách khắc phục là tăng kích thước các vị trí đó lên 16 cầu dao A và thêm khe thông gió 20 mm bên trong cửa bao vây, sau đó các địa điểm này đã hoạt động được 8 tuần mà không có chuyến đi phiền toái nào.

Việc chuyển sang MCB DC mang lại những con số gì?

• Xe tải lăn bánh không theo lịch trình: 620 đến 260 chiếc mỗi năm, giảm 58%, tiết kiệm 111.600 USD chi phí lao động và phương tiện.
• Sản lượng điện bị mất do mất điện dây chuyền: 1.480 MWh xuống còn 562 MWh mỗi năm, giảm 62%, thu hồi khoảng 47.800 USD doanh thu theo hợp đồng.
• Thời gian trung bình để cách ly một chuỗi sự cố: 74 phút đến 22 phút, giảm 70%.
• Chi tiêu cho thành phần bảo vệ hàng năm: 26.400 USD đến 17.400 USD, giảm 34%.
• Tổng số tiền tiết kiệm được xác định: 187.000 USD mỗi năm so với chi phí trang bị thêm gần 96.000 USD, thời gian hoàn vốn dưới 7 tháng.

Hồ sơ an toàn của phi hành đoàn cũng thay đổi. Việc thay thế cầu chì khi có tải đã biến mất khỏi quy trình tiêu chuẩn và hướng dẫn công việc được xếp hạng DC đối với lỗi dây hiện là khóa, kiểm tra trực quan và đặt lại.

Khách hàng nói gì về dự án?

Giám đốc O&M cho biết: “Lỗi dây từng có nghĩa là hai kỹ thuật viên, một bộ cầu chì và gần như mất cả buổi chiều. "Bây giờ, một kỹ thuật viên mở vỏ, đọc cầu dao bị vấp, sửa dây và đặt lại. Số lượng chú thích buổi chiều đã giảm một nửa trong tháng đầu tiên."

Người đứng đầu bộ phận kỹ thuật cho biết thêm: "Việc kiểm tra là một phần quan trọng. Định cỡ cầu dao để bao quanh môi trường xung quanh thay vì dòng điện trên bảng tên là điều giúp tránh những chuyến đi phiền toái."

Các EPC và chủ sở hữu tài sản khác có thể học được gì từ dự án này?

• Kích thước cho hộp, không phải cho bảng dữ liệu.Nhiệt độ môi trường xung quanh bên trong vỏ trên mái nhà có thể cao hơn không khí bên ngoài 25°C và làm giảm công suất của cầu dao xuống dưới mức định mức trên bảng tên của nó.
• Thí điểm ở nơi nóng nhất, có bức xạ cao nhất.Một cuộc thử nghiệm thời tiết mát mẻ đã che giấu hiện tượng nhiệt gây ra những chuyến đi phiền toái trong tháng Bảy.
• Hãy coi thời gian chẩn đoán là tiết kiệm chính.Các bộ phận thay thế đã tiết kiệm được một phần ba; vị trí lỗi nhanh hơn giao phần còn lại.
• Sự phản xạ.Nhóm sẽ bắt đầu kiểm tra trước mùa mưa đá và thương lượng một bộ trang bị thêm được lắp ráp sẵn với nhà cung cấp vỏ bọc, một khoản thay đổi trị giá 12 USD cho mỗi vỏ bao gồm nhân công lắp đặt.

Tài liệu tham khảo

• IEC 60947-2:2019, Thiết bị đóng cắt và điều khiển điện áp thấp - Phần 2: Bộ ngắt mạch.webstore.iec.ch/publication/62482
• UL 1699B:2018, Bảo vệ mạch quang điện DC quang điện (PV).shopulstandards.com/ProductDetail.aspx?productId=UL1699B
• Nghiên cứu mô phỏng quá trình chuyển động hồ quang của máy cắt DC cỡ nhỏ.doi.org/10.1063/5.0174184

Gửi yêu cầu

Thông số kỹ thuật và xếp hạng ampe cho bộ ngắt mạch thu nhỏ Soutya DC có sẵn trênBộ ngắt mạch thu nhỏ DCtrang sản phẩm.