Ako solárna farma znížila riziko zlyhania reťazca o 60 % pomocou 1000 V DC kombinačného boxu 2 v 1 izolátor

Zázemie zákazníka

Stredne veľký prevádzkovateľ solárnej farmy na juhozápade Spojených štátov spravuje 50 MW fotovoltaickú inštaláciu. Zariadenie používa 1 500 V DC reťazce, ale kvôli starej infraštruktúre, zlučovacie boxy fungujú pri 1 000 V DC. Stránka má viac ako 200 zlučovacích boxov, z ktorých každý spracováva viacero reťazcov. Tím údržby zápasil s častými poruchami izolátora a incidentmi s oblúkovým výbojom, čo spôsobilo neplánované prestoje a bezpečnostné riziká.

Výzvy s existujúcimi kombinátormi

Existujúce zlučovacie boxy používali otočné spínače, ktoré vyžadovali ručnú izoláciu. Technici museli počas údržby vypnúť predradené meniče, čo viedlo k stratám výroby až 2 % mesačne. Izolačné spínače sa po opakovanom použití tiež zhoršili, čo spôsobilo prechodový odpor, ktorý viedol k prehriatiu. V minulom roku utrpelo päť boxov menšie oblúkové výboje, pri ktorých sa zranil jeden technik (nie vážne). Zastaranému dizajnu chýbala detekcia oblúka a kryt nespĺňal najnovšie normy IP65 pre vonkajší prach a vlhkosť.

Operátor sa pokúsil nahradiť prepínače jednotkami s vyššou hodnotou od iného dodávateľa, ale problémy s montážou a nekompatibilita s existujúcou konfiguráciou 2 v 1 (dva vstupné reťazce, jeden výstup) spôsobili oneskorenia. Konkurenčná zlučovacia skrinka s integrovaným izolátorom zlyhala do šiestich mesiacov z dôvodu nedostatočného menovitého jednosmerného napätia pri 1 000 V pri plnom zaťažení.

Prečo Soutya 1000V DC Combiner Box 2 In 1 Out Isolator?

Technický tím hodnotil troch predajcov. Produkt Soutya vynikal z dvoch dôvodov: odpojovač bol testovaný na 1 000 V jednosmerného prúdu pri nepretržitom prúde 32 A, čo presahuje 25 A na reťazec. Krabica ponúkala skutočnú konfiguráciu 2 v 1 s označenými svorkami, čím sa obmedzili chyby pri inštalácii. Krytie s krytím IP65 a vstavaná ochrana proti poruchám jednosmerného prúdu (spĺňajúca UL 1699B) riešili bezpečnostné problémy. Jednotka obsahovala zariadenie na ochranu proti prepätiu dimenzované na 1 000 V DC podľa IEC 61643-11, ktoré chránilo pred prechodmi spôsobenými bleskom.

Rozhodnutie ovplyvnila aj 5-ročná záruka Soutya a lokálna skladová dostupnosť. Cena za jednotku bola o 15 % nižšia ako u najbližšieho konkurenta s podobnými špecifikáciami.

Proces implementácie

Projekt nahradil 50 dosluhujúcich zlučovacích boxov počas dvoch mesiacov. Každá výmena trvala dvojčlennému tímu dve hodiny vrátane vypnutia napájania, prenosu káblov a testovania. Konštrukcia iso-intor umožňovala rýchly postup uzamknutia/označenia bez odstavenia proti prúdu. Jednou z problémov bolo usporiadanie existujúceho potrubia, ktoré nezodpovedalo vyradeniam novej skrinky; tím použil flexibilné adaptéry na vedenie, než vyrezal nové otvory, čím sa zachovalo hodnotenie IP krytu. Po inštalácii bola každá krabica testovaná na izolačný odpor a polaritu. Typickým problémom boli uvoľnené skrutky svoriek – vyriešené použitím momentového ovládača nastaveného na 5 Nm podľa pokynov Soutya. Počas fázy uvádzania do prevádzky sa nevyskytli žiadne poruchy.

Kvantifikovateľné výsledky

Po šiestich mesiacoch prevádzky:

• Neplánované prestoje klesli o 60 %, z 12 hodín mesačne na menej ako 5 hodín.
• Náklady na údržbu sa znížili o 8 000 USD ročne v dôsledku zníženej výmeny spínačov.
• Strata pri výrobe energie z manuálnych odstávok klesla o 1,5 %, čím sa zvýšili príjmy o 12 000 USD ročne.
• Incidenty oblúkového blesku úplne prestali; neboli hlásené žiadne bezpečnostné udalosti.
• Účinnosť meniča sa zlepšila o 0,3 %, pretože konzistentné napätie reťazca znížilo čiastočné straty tienenia.

Celková doba návratnosti 50 jednotiek bola 11 mesiacov.

Posudok klienta

"Prechod na kombinovanú skrinku Soutya bol bezproblémový. Zabudovaný izolátor a SPD nás minulé leto počas búrky zachránili pred potenciálnym požiarom. Naši technici sa cítia bezpečnejšie a už nestrácame pol dňa výroby kvôli bežnej údržbe." — Manažér prevádzky zariadenia

Poučenia a odporúčania

1. Uprednostňujte bezpečnosť izolácie:Pre existujúce 1 000 V DC systémy inovujte na zlučovacie boxy s integrovanými izolátormi, aby ste znížili riziko oblúkového výboja. Odolnosť jednotky Soutya zaisťuje bezpečné odpojenie pod prúdom.
2. Zahŕňa prepäťovú ochranu:Dokonca aj v oblastiach so slabým osvetlením zabraňujú SPD kumulatívnemu poškodeniu spôsobenému spínacími prechodmi. SPD v súlade s normou IEC 61643-11 v tomto boxe už bez zlyhania absorbovalo dve prepätia.
3. Včas overte kompatibilitu:Objednajte si vzorky na testovanie lícovania, vylamovacích otvorov a konektorov vedenia. Poľná adaptácia s flexibilným potrubím bola menšia, ale vyžadovala si predchádzajúci súhlas inžinierov.

Referencie: IEC 62548:2016 Fotovoltaické (FV) polia – Požiadavky na dizajn (časť o zapojení zlučovacej skrine a nadprúdovej ochrane). IEC 61643-11:2011 Nízkonapäťové ochranné zariadenia proti prepätiu (časť 11 týkajúca sa jednosmerných SPD pre FV). UL 1699B:2018 Fotovoltaické (PV) DC Arc-Fault Circuit Protection (na detekciu oblúkových porúch v zlučovačoch).