Suportul pentru siguranțe DC 1500V reduce timpul de oprire a instalațiilor solare cu 60%

Care a fost trecutul clientului?

O centrală solară de 50 MW din sud-vestul Statelor Unite operează peste 200.000 de module fotovoltaice conectate prin cutii combinatoare de șiruri. Centrala a intrat în funcțiune în urmă cu 8 ani și s-a confruntat cu rate crescute de defecțiuni în sistemele sale de protecție cu siguranțe, în lunile de vârf de vară, când temperaturile ambientale depășesc 45°C.

Ce provocări s-au confruntat?

Suporturile de siguranțe originale au fost evaluate pentru 1000 V DC. Pe măsură ce instalația s-a extins, tensiunile șirului au ajuns la 1500 V DC pentru a reduce pierderile de cablu. Suporturile de siguranțe mai vechi nu au putut face față tensiunii mai mari, ceea ce duce la defecțiuni frecvente de arc în condiții de suprasarcină. Imaginile termice au evidențiat temperaturi de contact care depășesc 110°C la curentul nominal. Instalația a suferit în medie 12 întreruperi legate de siguranțe pe lună, fiecare necesitând 4 ore pentru diagnosticare și înlocuire. Acest lucru a dus la costuri lunare de întreținere de 15.000 USD și pierderea veniturilor din generație de 8.000 USD per întrerupere.

Au fost evaluate soluții alternative, inclusiv întreruptoare de circuit DC și înlocuiri de siguranțe electronice. Întreruptoarele au oferit probleme de selectivitate la 1500 V și costă 250 USD pe unitate, în timp ce siguranțele electronice au introdus moduri de defecțiune în circuitele de detectare.

De ce au ales suportul pentru siguranțe DC 1500V de la Soutya?

Echipa de selecție a testat suporturile pentru siguranțe de 1500 V ale trei producători. Modelul lui Soutya a trecut testul de creștere a temperaturii curente nominale de 150% cu o marjă de 15°C peste limită. Contactele sale placate cu argint au menținut rezistența de contact sub 0,5 mΩ după 500 de operații mecanice. Designul carcasei IP65 a permis instalarea în exterior fără izolație suplimentară la intemperii. Conformitatea cu IEC 60269-1:2020 pentru siguranțe de joasă tensiune și UL 1699B:2018 pentru protecția împotriva arcului de curent continuu a oferit încredere echipei de ingineri. Prețul unitar de 45 USD a fost cu 10% mai mic decât cel mai apropiat concurent.

Cum a fost implementat produsul?

Fabrica a înlocuit 520 de suporturi de siguranțe în 65 de cutii de combinare de șiruri. Proiectul a durat 2 săptămâni cu un echipaj de 5 electricieni. Pașii cheie au inclus:

• Deconectarea tuturor șirurilor și verificarea tensiunii zero folosind un multimetru de 1500 V.
• Îndepărtarea suporturilor de siguranțe vechi și inspectarea barelor colectoare pentru coroziune.
• Instalarea noilor suporturi Soutya cu o cheie dinamometrică calibrată setată la 6 N·m specificate.
• Efectuarea de teste de rezistență a izolației (megohmmetru 500V) pe fiecare cutie de combinare.
• Reenergizarea corzilor și înregistrarea temperaturilor la starea de echilibru timp de 24 de ore.

Principala provocare a fost spațiul îngust de cablare din interiorul cutiilor de combinare. Echipa a folosit jumperi flexibili din cupru pentru a menține raza de îndoire minimă, o soluție pe care a documentat-o ​​pentru întreținerea viitoare.

Ce rezultate cuantificabile au fost obținute?

• Întreruperile legate de siguranțe au scăzut de la 12 pe lună la 2 pe lună - o reducere de 60%.
• Costurile lunare de întreținere au scăzut de la 15.000 USD la 5.000 USD, economisind 120.000 USD anual.
• Venitul pierdut din generație din timpul nefuncționării s-a redus de la 8.000 USD la 1.300 USD pe lună.
• Imaginile termice după 6 luni au arătat toate conexiunile sub 70°C la sarcină maximă.
• În 18 luni de funcționare au fost raportate zero incidente de defect.

Disponibilitatea generală a centralei sa îmbunătățit de la 98,2% la 99,4%, crescând producția anuală de energie cu 540 MWh.

Ce a spus clientul?

Managerul de întreținere al fabricii a comentat: „Trecerea la suporturile de siguranțe de 1500V de la Soutya a rezolvat o problemă cronică de fiabilitate. Nu ne mai facem griji că căldura de vară provoacă defecțiuni ale siguranțelor, iar economiile de costuri au justificat modernizarea în decurs de 9 luni”. Inginerul electrician a adăugat: „Designul compact a făcut modernizarea mai ușoară decât se aștepta. Am standardizat aceste suporturi pentru toate extinderile viitoare”.

Ce lecții pot învăța alți clienți?

1. Verificați cu atenție tensiunea nominală.Suporturile de siguranțe nominale pentru 1000V nu trebuie niciodată utilizate în sistemele de 1500V, chiar și la curenți mai mici. Capacitatea de stingere a arcului este dependentă de tensiune.
2. Măsurați rezistența de contact în timpul instalării.O linie de bază sub 0,5 mΩ asigură fiabilitatea pe termen lung. Utilizați un micro-ohmmetru pentru citiri precise.
3. Plan de management termic.În medii cu atmosferă ridicată, reduceți valoarea suportului siguranței în funcție de curbele producătorului. Suportul Soutya permite curent nominal de 100% până la 50°C fără derating.

Dacă începe din nou proiectul, echipa va efectua o scanare termică a tuturor conexiunilor existente înainte de înlocuire pentru a identifica potențialele puncte fierbinți care ar putea fi corectate simultan.

Referințe

• IEC 60269-1. Siguranțe de joasă tensiune - Partea 1: Cerințe generale [S]. 2020.
• UL 1699B:2018 Protecție a circuitului fotovoltaic (PV) DC Arc-Fault.
• IEC 62606:2013 Cerințe generale pentru dispozitivele de detectare a defectelor de arc (AFDD).