DC 1500 V sulakepidike vähentää aurinkovoimalan seisokkeja 60 %

Mikä oli asiakkaan tausta?

50 MW:n aurinkovoimala Lounais-Yhdysvalloissa käyttää yli 200 000 aurinkosähkömoduulia, jotka on kytketty yhdistelmärasioiden kautta. Laitos otettiin käyttöön 8 vuotta sitten, ja sen sulakkeiden suojausjärjestelmissä vikaantuminen on kasvanut kesän ruuhkakuukausina, kun ympäristön lämpötila ylittää 45 °C.

Mitä haasteita he kohtasivat?

Alkuperäiset sulakkeenpitimet oli mitoitettu 1000 V DC:lle. Tehtaan laajentuessa johtojännitteet nousivat 1500 V DC:iin kaapelihäviöiden vähentämiseksi. Vanhemmat sulakkeenpitimet eivät kestäneet korkeampaa jännitettä, mikä johti toistuviin kaarivirheisiin ylikuormitusolosuhteissa. Lämpökuvaus paljasti kontaktilämpötiloja, jotka ylittivät 110°C nimellisvirralla. Laitoksella oli keskimäärin 12 sulakkeisiin liittyvää katkosta kuukaudessa, joista jokaisen diagnosointiin ja vaihtamiseen kului 4 tuntia. Tämä johti 15 000 dollarin kuukausittaisiin ylläpitokustannuksiin ja 8 000 dollarin tuotantotulon menetystä katkosta kohden.

Vaihtoehtoisia ratkaisuja arvioitiin, mukaan lukien tasavirtakatkaisijat ja elektronisten sulakkeiden vaihto. Breakers tarjosivat selektiivisyysongelmia 1500 V jännitteellä ja maksoivat 250 dollaria yksikköä kohden, kun taas elektroniset sulakkeet toivat vikatilat ilmaisinpiireihin.

Miksi he valitsivat Soutyan DC 1500 V sulakepidikkeen?

Valintaryhmä testasi kolmen valmistajan 1500 V sulakepitimiä. Soutyan malli läpäisi 150 % nimellisvirran lämpötilan nousutestin 15°C rajan ylityksellä. Sen hopeoidut koskettimet pitivät kosketusvastuksen alle 0,5 mΩ 500 mekaanisen toimenpiteen jälkeen. IP65-kotelointi mahdollistaa ulkoasennuksen ilman ylimääräistä säänkestoa. Pienjännitesulakkeiden IEC 60269-1:2020 ja tasavirtakaarivikasuojauksen standardin UL 1699B:2018 noudattaminen antoi suunnittelutiimille luottamusta. Yksikköhinta 45 dollaria oli 10 % alempi kuin lähimmän kilpailijan.

Miten tuote otettiin käyttöön?

Tehdas korvasi 520 sulakepidikettä 65 kielenyhdistinkotelossa. Projekti kesti 2 viikkoa 5 hengen sähkömiehellä. Mukana tärkeimmät vaiheet:

• Kaikkien merkkijonojen irrottaminen ja nollajännitteen tarkistaminen 1500 V:n yleismittarilla.
• Vanhojen sulakkeenpitimien irrotus ja kiskojen korroosion tarkastus.
• Uusien Soutya-pitimien asennus kalibroidulla momenttiavaimella, joka on asetettu määritettyyn 6 N·m:iin.
• Suoritetaan eristysresistanssitestit (500 V megaohmimittari) jokaiselle yhdistäjäkotelolle.
• Jännittää jouset uudelleen ja tallentaa vakaan tilan lämpötilat 24 tunnin ajan.

Suurin haaste oli ahdas kytkentätila yhdyslaatikoiden sisällä. Tiimi käytti joustavia kuparipunos jumpperia ylläpitääkseen vähimmäistaivutussäteen, minkä he dokumentoivat tulevaa huoltoa varten.

Mitä kvantitatiivisia tuloksia saavutettiin?

• Sulakkeisiin liittyvät käyttökatkot putosivat 12:sta kuukaudessa kahteen kuukaudessa – 60 %:n vähennys.
• Kuukausittaiset ylläpitokustannukset laskivat 15 000 dollarista 5 000 dollariin, mikä säästää 120 000 dollaria vuodessa.
• Seisokkien aiheuttamat menetetty sukupolven tulot vähenivät 8 000 dollarista 1 300 dollariin kuukaudessa.
• Lämpökuvaus 6 kuukauden jälkeen osoitti kaikki liitännät alle 70 °C täydellä kuormituksella.
• Valokaarivikatapauksia ei raportoitu 18 kuukauden aikana.

Laitoksen kokonaiskäytettävyys parani 98,2 prosentista 99,4 prosenttiin, mikä lisäsi vuotuista energiantuotantoa 540 MWh.

Mitä asiakas sanoi?

Laitoksen huoltopäällikkö kommentoi: "Soutyan 1500 V sulakepitimiin vaihtaminen ratkaisi kroonisen luotettavuusongelman. Emme enää pelkää sulakevikoja aiheuttavia kesähelteitä, ja kustannussäästöt oikeuttavat päivityksen 9 kuukauden sisällä." Sähköinsinööri lisäsi: "Kompakti muotoilu teki jälkiasennuksesta odotettua helpompaa. Olemme standardoineet nämä pidikkeet kaikkia tulevia laajennuksia varten."

Mitä opetuksia muut asiakkaat voivat oppia?

1. Tarkista jännitteen arvot huolellisesti.1000 V:n sulakkeenpitimiä ei saa koskaan käyttää 1500 V:n järjestelmissä edes pienemmillä virroilla. Valokaarisammutuskyky riippuu jännitteestä.
2. Mittaa kosketusresistanssi asennuksen aikana.Perustaso alle 0,5 mΩ varmistaa pitkän aikavälin luotettavuuden. Käytä mikroohmimetriä tarkkoja lukemia varten.
3. Suunnittele lämmönhallinta.Korkeissa ympäristöissä vähennä sulakkeenpitimen tehoa valmistajan käyrien perusteella. Soutya-pidike mahdollistaa 100 %:n nimellisvirran 50°C:een asti ilman vähennystä.

Jos projekti aloitetaan uudelleen, tiimi tekisi lämpöskannauksen kaikista olemassa olevista liitännöistä ennen vaihtamista tunnistaakseen mahdolliset hot spotit, jotka voitaisiin korjata samanaikaisesti.

Viitteet

• IEC 60269-1. Pienjännitesulakkeet - Osa 1: Yleiset vaatimukset [S]. 2020.
• UL 1699B:2018 Aurinkosähkö (PV) DC-kaarivikapiirin suojaus.
• IEC 62606:2013 Yleiset vaatimukset kaarivian havaitsemislaitteille (AFDD).