Kuinka aurinkofarmi vähensi merkkijonojen epäonnistumisriskiä 60 % 1000 V DC Combiner Box 2 In 1 Out -eristimellä

Asiakkaan tausta

Keskikokoinen aurinkovoimalaoperaattori Yhdysvaltojen lounaisosassa hallinnoi 50 MW:n aurinkosähkölaitosta. Laitos käyttää 1 500 V DC kielejä, mutta vanhan infrastruktuurin vuoksi yhdistinlaatikot toimivat 1 000 V DC:llä. Sivustolla on yli 200 yhdistelmälaatikkoa, joista jokainen käsittelee useita merkkijonoja. Huoltoryhmä kamppaili toistuvien eristinvikojen ja valokaaren välähdysten kanssa, mikä aiheutti odottamattomia seisokkeja ja turvallisuusriskejä.

Haasteet olemassa olevien yhdistelmälaatikoiden kanssa

Olemassa olevissa yhdistelmälaatikoissa käytettiin kiertokytkimiä, jotka vaativat manuaalisen eristyksen. Tekniikkojen oli sammutettava ylävirran invertterit huollon aikana, mikä johti jopa 2 %:n kuukausittaiseen tuotantohäviöön. Myös eristyskytkimet heikkenivät toistuvan käytön jälkeen, mikä aiheutti kosketusvastuksen, joka johti ylikuumenemiseen. Kuluneen vuoden aikana viisi laatikkoa kärsi lievistä valokaareista, joista yksi teknikko loukkaantui (ei vakavasti). Vanhentuneesta rakenteesta puuttui kaarivian havaitseminen, eikä kotelo täytä viimeisimpiä IP65-standardeja ulkona olevan pölyn ja kosteuden sisäänpääsyä varten.

Operaattori yritti vaihtaa kytkimiä eri toimittajan korkeamman luokan yksiköihin, mutta asennusongelmat ja yhteensopimattomuus nykyisen 2-in-1-out-kokoonpanon kanssa (kaksi tulomerkkijonoa, yksi lähtö) aiheuttivat viiveitä. Kilpailijan integroidulla erottimella varustettu yhdysrasia epäonnistui kuuden kuukauden sisällä riittämättömän tasajännitteen vuoksi 1 000 V täydellä kuormalla.

Miksi Soutya 1000V DC Combiner Box 2 In 1 Out -eristin?

Tekninen tiimi arvioi kolme toimittajaa. Soutyan tuote erottui joukosta kahdesta syystä: erotinkytkin testattiin 1 000 V DC:iin 32 A jatkuvalla virralla, mikä ylitti paikan 25 A merkkijonovaatimuksen. Laatikko tarjosi todellisen 2-in-1-out-kokoonpanon, jossa on merkittyjä liittimiä, mikä vähentää asennusvirheitä. IP65-luokiteltu kotelo ja sisäänrakennettu tasavirtakaarivikasuojaus (täyttää UL 1699B:n) huomioivat turvallisuusongelmat. Yksikkö sisälsi ylijännitesuojalaitteen, joka on luokiteltu IEC 61643-11:n mukaan 1 000 V DC:lle ja joka suojaa salaman aiheuttamilta transienteilta.

Päätökseen vaikuttivat myös Soutyan 5 vuoden takuu ja paikallisen varaston saatavuus. Yksikköhinta oli 15 % alempi kuin lähimmän kilpailijan, jolla oli samanlaiset tekniset tiedot.

Toteutusprosessi

Projektissa vaihdettiin 50 ikääntyvää yhdyslaatikkoa kahden kuukauden aikana. Jokainen vaihto kesti kaksi tuntia kahden hengen tiimille, mukaan lukien virrankatkaisu, johtojen siirto ja testaus. Iso-intor-rakenne mahdollisti nopean lukitus-/tagout-menettelyn ilman ylävirran sammuttamista. Yksi haaste oli, että nykyinen putken asettelu ei vastannut uuden laatikon aukkoja; tiimi käytti joustavia putkisovittimia uusien reikien leikkaamisen sijaan säilyttäen kotelon IP-luokituksen. Asennuksen jälkeen jokaisen laatikon eristysresistanssi ja napaisuus testattiin. Tyypillinen ongelma oli löystyneet liitinruuvit – ratkaistu käyttämällä vääntömomenttiohjainta, joka oli asetettu 5 Nm:iin Soutyan ohjeiden mukaisesti. Käyttöönottovaiheessa ei ilmennyt vikoja.

Mitattavissa olevat tulokset

Kuuden kuukauden käytön jälkeen:

• Odottamattomat seisokit vähenivät 60 % 12 tunnista kuukaudessa alle 5 tuntiin.
• Ylläpitokustannukset laskivat 8 000 dollaria vuodessa vähentyneiden kytkimien vaihdon vuoksi.
• Energiantuotannon menetys manuaalisista seisokeista laski 1,5 % ja lisäsi tuloja 12 000 dollaria vuodessa.
• Valokaarisalamatapahtumat loppuivat kokonaan; turvallisuustapahtumia ei ole raportoitu.
• Invertterin hyötysuhde parani 0,3 %, koska tasainen merkkijonojännite vähensi osittaisia ​​varjostushäviöitä.

50 kappaleen takaisinmaksuaika oli yhteensä 11 kuukautta.

Asiakaslausunto

"Soutya-yhdistimeen vaihtaminen oli turhaa. Sisäänrakennettu eristin ja SPD pelastivat meidät mahdolliselta tulipalolta viime kesänä ukkosmyrskyn aikana. Teknikkomme tuntevat olonsa turvallisemmaksi, emmekä menetä enää puoli päivää tuotannosta rutiinihuoltoon." — Kiinteistön käyttöpäällikkö

Oppitunnit ja suositukset

1. Priorisoi eristysturvallisuus:Päivitä olemassa olevissa 1 000 V DC -järjestelmissä yhdysrasioihin, joissa on integroidut eristimet, jotta välähdät valokaaren vaaraa. Soutya-yksikön kuormituskatkos takaa turvallisen irtikytkentään virralla.
2. Sisältää ylijännitesuojan:Jopa heikossa valaistuksessa SPD:t estävät kumulatiivisia vaurioita kytkentätransienteista. Tässä laatikossa oleva IEC 61643-11 -yhteensopiva SPD on jo absorboinut kaksi ylijännitettä ilman vikaa.
3. Tarkista yhteensopivuus ajoissa:Tilaa näytteitä testaamaan sopivuutta, läpivientejä ja putkiliittimiä. Kenttäsovitus joustavalla putkella oli vähäinen, mutta vaati insinöörien ennakkohyväksynnän.

Viitteet: IEC 62548:2016 Aurinkosähköjärjestelmät (PV) – Suunnitteluvaatimukset (osio yhdistäjäkotelon johdotus ja ylivirtasuoja). IEC 61643-11:2011 Pienjännitteiset ylijännitesuojalaitteet (osa 11, kattaa DC SPD:t PV:lle). UL 1699B:2018 Aurinkosähkö (PV) DC Arc-Fault Circuit Protection (kaarivian havaitsemiseen yhdistäjälaatikoissa).