Kuinka aurinkoasentaja katkaisi tasavirtapiirin viat 62 % DC MCB:illä

Aurinkoenergian EPC- ja O&M-urakoitsija, joka käyttää 60 MW:n kaupallisia katto- ja pieniä maa-asennusjärjestelmiä Arizonassa ja Nevadassa, vaihtoi sulakkeisiin perustuvan tasavirtasuojan Soutya DC -pienivirtakatkaisijoilla 210 yhdistäjäkotelossa. Vioista johtuvat seisokit vähenivät 62 % ja jälkiasennus maksoi itsensä takaisin alle seitsemässä kuukaudessa.

Asiakkaan tausta: Kuka otti DC-suojauksen päivityksen?

Asiakas on aurinkosähkösuunnittelu-, hankinta- ja rakennusalan yritys, jolla on oma käyttö- ja kunnossapitodivisioona. Henkilöstömäärä on 120. Laivaston teho kattaa 60 MW 340 kaupallisessa kattojärjestelmässä ja kuudessa maa-asennusjärjestelmässä Arizonassa, Nevadassa ja Etelä-Utahissa. Omaisuuden omistajia ovat kauppaketjut, kylmävarastooperaattorit ja kaksi kunnallista laitosta.

Laivaston koko kasvoi 40 % 18 kuukaudessa, kun taas O&M-henkilöstö pysyi ennallaan. Huoltosopimuksissa on 48 tunnin vastausikkuna tuotantoon vaikuttaviin vioihin, joihin liittyy sakkoja puuttuvista ikkunoista.

Mitä ongelmia olemassa oleva DC-suojaus aiheutti?

Jokainen yhdysrasia suojasi 12-16 nauhaa 15 A ja 20 A DC sulakkeilla. Tämä järjestely aiheutti kolme toistuvaa ongelmaa.

• Diagnoosi kesti kauemmin kuin korjaus.Palanut sulake ei kerro mitään, mikä merkkijono sen aiheutti. Miehistöt eristivät koko yhdistäjän ja testasivat sitten kielet yksitellen puristinmittarilla. Keskimääräinen aika viallisen merkkijonon eristämiseen oli 74 minuuttia, ja jokaisessa puhelussa tarvittiin kaksi teknikkoa.
• Varaosat kerrottu.Kaksitoista sulake SKU:ta ajoi kuorma-autoissa kattamaan jännitteen, ampeeriluokituksen ja pidiketyypit, vuosikulutuksella 26 400 dollaria.
• Seisokit kasaantuvat.Merkkijonojen katkokset poistivat 1 480 MWh tuotantoa koko laivastosta vuodessa, arvoltaan noin 77 000 dollaria sopimushinnoin, ja ajoi 620 suunnittelematonta kuorma-autoa 310 dollarilla.

Phoenixin metroalueella yhden kevään rakeet aiheuttivat 90 sulakevikaa viikossa. Miehistöt työskentelivät viikonlopun ajan, ja kaksi omaisuuden omistajaa jätti palveluhyvitykset vastausikkunaan.

Miksi valita Soutya DC -pienivirtakatkaisijat?

Insinööritiimi vertaili neljää polkua. Merkkijonotason valvonta olemassa olevilla sulakkeilla aiheutti pääomakustannuksia yli 900 dollaria yhdistäjää kohden. Varokkeenpitimet ratkaisivat diagnoosin, mutta säilyttivät sulakevaraston ja seisokkiajan. Valettu kotelo DC-katkaisijat ylittivät olemassa olevien koteloiden syvyyden, mikä merkitsi uusia laatikoita ja uusia betonityynyjä maa-asennuspaikoille.

Soutya DC -pienivirtakatkaisija sopi koteloon ja työnkulkuun neljässä kohdassa:

• Nollattavissa oleva toiminta näkyvällä laukaisuilmaisimella, joten teknikko tunnistaa viallisen merkkijonon nähdessään.
• Kaksinapainen DIN-kiskojalanjälki, joka putoaa olemassa olevaan 35 mm:n kiskoon ilman kotelon muutoksia.
• DC-spesifinen kaarikammio jakolevyillä. Tasavirralla ei ole luonnollista nollavirtaa, joten kaaren sammuminen riippuu kammion geometriasta ja laukaisunopeudesta kuin nollan ylityksestä.
• 6 A - 63 A ampeerivalikoima, joka kattoi koko laivaston kolmella SKU:lla kahdentoista sijasta.

Luokitukset tarkistettiin IEC 60947-2:n ja yhdistimen luettelon mukaan, mukaan lukien DC-jännite, katkaisukyky ja napaisuusmerkinnät.

Miten DC MCB:n käyttöönotto toteutettiin?

Projekti kesti 14 viikkoa kahdessa osavaltiossa.

1. Kaluston auditointi (viikot 1–3).Miehistöt tallensivat merkkijonomäärät, katkaisun jännitteen, käyttövirran, kotelon mitat ja sisäisen ympäristön lämpötilan jokaisessa yhdistäjässä.
2. Spesifikaatio ja bench-validointi (viikot 4–6).Kaksikymmentä yksikköä testattiin 1,2 MW:lla lämpökuvauksella huippusäteilyn aikana sekä laukaisun varmistus invertterin DC-rajoilla.
3. Pilotti kolmella paikalla (viikot 7–9).Kenttämiehistöt ajoittivat nollauksen ja kirjasivat jokaisen matkatapahtuman.
4. Kahden aallon laivaston käyttöönotto (viikot 10–13).Työt suoritettiin määräaikaishuoltoikkunan sisällä, joten jälkiasennuksesta ei menetetty sukupolvea.
5. Dokumentaatio ja varaosat (viikko 14).Yksiriviset kaaviot, vääntömomenttitiedot ja merkinnät päivitettiin, ja jokainen kuorma-auto sai standardoidun varaosasarjan.

Vaikea hetki.Kaksi pilotin yhdistäjää laukaisivat selkeänä päivänä klo 13.00-15.00. Merkkijonovirta mitattiin 8,6 A verrattuna 10 A:n katkaisijaan kotelon sisällä, jonka sisälämpötila on 68 °C. Laatikon sisällä tapahtuva lämpökuormitus työnsi tehollisen kapasiteetin merkkijonolähdön alapuolelle. Korjaus koski näitä paikkoja 16 A:n katkaisijoiksi ja 20 mm:n tuuletusraon lisääminen kotelon oven sisäpuolelle, minkä jälkeen kohteet toimivat kahdeksan viikkoa ilman häiritsevää matkaa.

Mitä vaihto DC MCB:iin antoi numeroina?

• Suunnittelemattomat kuorma-autojen rullat: 620–260 vuodessa, 58 %:n alennus, mikä säästää 111 600 dollaria työ- ja ajoneuvokustannuksissa.
• Sähkökatkokset: 1 480 MWh - 562 MWh vuodessa, laskua 62 %, mikä palauttaa noin 47 800 dollaria sopimustuloja.
• Keskimääräinen aika viallisen merkkijonon eristämiseen: 74 minuutista 22 minuuttiin, 70 % vähemmän.
• Vuotuinen suojakomponenttikulutus: 26 400–17 400 dollaria, laskua 34 %.
• Tunnistetut säästöt yhteensä: 187 000 dollaria vuodessa, kun jälkiasennus maksaa lähes 96 000 dollaria, takaisinmaksuaika alle seitsemän kuukaudessa.

Myös miehistön turvallisuusprofiili muuttui. Sulakkeen vaihto kuormitettuna katosi vakiomenettelystä, ja DC-mitoitettu työohje merkkijonovian osalta on nyt lukitus, silmämääräinen tarkistus ja nollaus.

Mitä asiakas sanoo projektista?

"Järvivika tarkoitti ennen kahta teknikkoa, sulakesarjaa ja suurimman osan iltapäivästä", sanoi O&M:n johtaja. "Nyt yksi teknikko avaa kotelon, lukee lauenneen katkaisijan, korjaa narun ja nollaa sen. Iltapäivän huomiot putosivat puoleen ensimmäisen kuukauden aikana."

Insinööripäällikkö lisäsi: "Auditointi oli se osa, jolla oli merkitystä. Katkaisijoiden mitoitus kotelon ympäristöön nimikilven merkkijonovirran sijaan piti häiritsevät matkat poissa."

Mitä muut EPC:t ja omaisuuden omistajat voivat oppia tästä projektista?

• Koko laatikolle, ei tietolomakkeelle.Kattokotelon sisälämpötila voi olla 25 °C ulkoilman yläpuolella ja alentaa katkaisijaa selvästi tyyppikilven arvonsa alapuolelle.
• Pilota kuumimmalla, eniten säteilyä saaneella paikalla.Yksi viileän sään kokeilu piilottaa lämpökäyttäytymisen, joka aiheuttaa haitallisia matkoja heinäkuussa.
• Käsittele diagnoosiaikaa pääsäästönä.Varaosat tuottivat kolmanneksen säästöistä; nopeampi vikapaikka toimitti loput.
• Heijastus.Tiimi aloitti auditoinnin ennen rakeita ja neuvotteli valmiiksi kootusta jälkiasennussarjasta kotelon toimittajan kanssa. Muutoksen arvo on 12 dollaria koteloa kohti asennustyössä.

Viitteet

• IEC 60947-2:2019, Pienjännitekojeistot ja ohjauslaitteet — Osa 2: Katkaisijat.webstore.iec.ch/publication/62482
• UL 1699B:2018, aurinkosähkö (PV) DC-kaarivikapiirin suojaus.shopulstandards.com/ProductDetail.aspx?productId=UL1699B
• Simulaatiotutkimus DC-pienivirtakatkaisijoiden kaariliikeprosessista.doi.org/10.1063/5.0174184

Lähetä kysely

Soutya DC -pienkatkaisijan tekniset tiedot ja ampeeriluokitukset ovat saatavilla osoitteessaDC miniatyyri katkaisijatuotesivu.