Cum un instalator solar reduce defecțiunile circuitului de curent continuu cu 62% cu MCB-urile de curent continuu

Un contractor EPC solar și O&M care rulează 60 MW de rețele comerciale de acoperiș și mici montate la sol în Arizona și Nevada a înlocuit protecția șirurilor de curent continuu bazată pe siguranțe cu întrerupătoare de circuit miniaturale Soutya DC în 210 carcase de combinare. Perioada de nefuncționare legată de defecțiuni a scăzut cu 62%, iar modernizarea s-a achitat de la sine în mai puțin de șapte luni.

Antecedente client: cine a preluat upgrade-ul DC Protection?

Clientul este o firmă de inginerie solară, achiziții și construcții cu o divizie internă de operațiuni și întreținere. Numărul de angajați este de 120. Flota acoperă 60 MW în 340 de sisteme comerciale pe acoperiș și șase rețele montate la sol în Arizona, Nevada și sudul Utah. Proprietarii de active includ lanțuri de retail, operatori de depozitare frigorifică și două utilități municipale.

Dimensiunea flotei a crescut cu 40% în 18 luni, în timp ce personalul O&M a rămas constant. Acordurile de servicii includ o fereastră de răspuns de 48 de ore pentru defecțiunile care afectează producția, cu penalități atașate ferestrelor ratate.

Ce probleme a creat protecția DC existentă?

Fiecare cutie de combinare a protejat 12 până la 16 șiruri cu siguranțe de 15 A și 20 A DC. Acest aranjament a produs trei probleme recurente.

• Diagnosticul a durat mai mult decât reparația.O siguranță arsă nu spune nimic ce fir a provocat-o. Echipajele au izolat întregul combinator, apoi au testat șirurile pe rând cu o clemă de măsură. Timpul mediu pentru izolarea unui șir defect a fost de 74 de minute și a fost nevoie de doi tehnicieni la fiecare apel.
• Piesele de schimb s-au înmulțit.Douăsprezece SKU-uri cu siguranțe au circulat pe camioane pentru a acoperi tensiunile nominale, amperi și tipurile de suport, la 26.400 USD în cheltuieli anuale.
• Timp de nefuncţionare stivuit.Întreruperile șirului au eliminat 1.480 MWh de producție în întreaga flotă într-un an, în valoare de aproximativ 77.000 USD la tarifele contractate, și au condus 620 de camioane neprogramate la 310 USD fiecare.

Grindină din zona metropolitană Phoenix în timpul unei primăveri a produs 90 de defecțiuni ale siguranțelor într-o săptămână. Echipajele au lucrat pe parcursul weekendului, iar doi proprietari de active au depus credite de serviciu în fereastra de răspuns.

De ce să alegeți întrerupătoarele miniaturale Soutya DC?

Echipa de ingineri a comparat patru căi. Monitorizarea la nivel de șir cu siguranțe existente a avut un cost de capital de peste 900 USD per combinator. Indicarea suporturilor de siguranțe a rezolvat diagnosticul, dar a păstrat inventarul de siguranțe și timpul de nefuncționare. Întreruptoarele de curent continuu cu carcasă turnată au depășit adâncimea incintelor existente, ceea ce a însemnat noi cutii și noi plăcuțe de beton la locurile de montare la sol.

Întrerupătorul de circuit miniatural Soutya DC s-a potrivit cu carcasa și fluxul de lucru în patru puncte:

• Funcționare resetabilă cu un indicator de declanșare vizibil, astfel încât un tehnician identifică șirul defect la vedere.
• O amprentă de șină DIN cu doi poli care se încadrează în șina existentă de 35 mm fără modificări ale carcasei.
• O cameră cu arc specific DC cu plăci de separare. Curentul continuu nu are curent natural zero, astfel încât stingerea arcului depinde de geometria camerei și viteza de declanșare decât de o trecere cu zero.
• Un interval de la 6 A la 63 A care a acoperit întreaga flotă cu trei SKU în loc de douăsprezece.

Evaluările au fost verificate în raport cu IEC 60947-2 și cu lista combinatoarelor, inclusiv valoarea nominală a tensiunii DC, capacitatea de întrerupere și marcarea polarității.

Cum a fost implementată lansarea DC MCB?

Proiectul a derulat 14 săptămâni în două state.

1. Auditul flotei (săptămânile 1–3).Echipajele au înregistrat numărul șirurilor, tensiunea în circuit deschis, curentul de funcționare, dimensiunile carcasei și temperatura ambiantă internă la fiecare combinator.
2. Specificații și validare pe banc (săptămânile 4-6).Douăzeci de unități au fost testate pe o matrice de 1,2 MW cu imagini termice în timpul iradierii de vârf, plus verificarea declanșării la limitele DC ale invertorului.
3. Pilot pe trei locații (săptămânile 7-9).Echipajele de teren au cronometrat procedura de resetare și au înregistrat fiecare eveniment de călătorie.
4. Lansarea flotei în două valuri (săptămânile 10-13).Lucrările s-au desfășurat în interiorul ferestrelor de întreținere programată, astfel încât nicio generație nu a fost pierdută în urma modernizării.
5. Documentație și piese de schimb (săptămâna 14).Diagramele cu o singură linie, specificațiile cuplului și etichetarea au fost actualizate, iar fiecare camion a primit un kit standard de piese de schimb.

Momentul dificil.Două combinatoare din pilot au declanșat între orele 13:00 și 15:00 în zilele senine. Curentul de șir măsurat 8,6 A față de un întrerupător de 10 A în interiorul unei carcase la o temperatură internă de 68°C. Deratingul termic din interiorul cutiei a împins capacitatea efectivă sub ieșirea șirului. Remedierea a fost mărirea acestor poziții la întrerupătoare de 16 A și adăugarea unui spațiu de ventilație de 20 mm în interiorul ușii incintei, după care site-urile au funcționat opt ​​săptămâni fără o călătorie neplăcută.

Ce a oferit în cifre trecerea la MCB-uri DC?

• Role de camioane neprogramate: 620 până la 260 pe an, o reducere de 58%, economisind 111.600 USD în costul forței de muncă și al vehiculului.
• Producție pierdută din întreruperile șirului: 1.480 MWh până la 562 MWh pe an, în scădere cu 62%, recuperând aproximativ 47.800 USD din venituri contractate.
• Timp mediu pentru izolarea unui șir defect: 74 de minute până la 22 de minute, în scădere cu 70%.
• Cheltuieli anuale pentru componentele de protecție: 26.400 USD până la 17.400 USD, în scădere cu 34%.
• Economii totale identificate: 187.000 USD pe an față de un cost de modernizare aproape de 96.000 USD, o rambursare în mai puțin de șapte luni.

Profilul de siguranță al echipajului s-a schimbat și el. Înlocuirea siguranțelor sub sarcină a dispărut din procedura standard, iar instrucțiunea de lucru DC pentru o defecțiune a șirului este acum o blocare, o verificare vizuală și o resetare.

Ce spune clientul despre proiect?

„O defecțiune a șirului însemna doi tehnicieni, un kit de siguranțe și cea mai mare parte a unei după-amiezi”, a spus directorul O&M. "Acum, un tehnician deschide carcasa, citește întrerupătorul declanșat, repară șirul și îl resetează. Anunțurile de după-amiază au scăzut la jumătate în prima lună."

Șeful de inginerie a adăugat: "Auditul a fost partea care a contat. Dimensionarea întrerupătoarelor la mediul incintă în loc de curentul șirului de identificare este ceea ce a ținut departe declanșările neplăcute."

Ce pot învăța alți EPC și proprietari de active din acest proiect?

• Dimensiunea cutiei, nu a fișei de date.Temperatura ambiantă internă a unei carcase de pe acoperiș poate sta cu 25°C deasupra aerului exterior și poate reduce nivelul unui întrerupător cu mult sub valoarea nominală a plăcii de identificare.
• Pilotează pe cel mai fierbinte și cu cea mai mare iradiere.O singură încercare pe vreme rece ascunde comportamentul termic care creează călătorii neplăcute în iulie.
• Tratați timpul de diagnosticare ca principala economisire.Piesele de schimb au livrat o treime din economii; localizarea mai rapidă a defecțiunii a livrat restul.
• Reflecţie.Echipa va începe auditul înainte de sezonul grindinei și va negocia un kit de modernizare pre-asamblat cu furnizorul carcasei, o schimbare în valoare de 12 USD per carcasă în muncă de instalare.

Referințe

• IEC 60947-2:2019, Aparatură de comutare și control de joasă tensiune — Partea 2: Întreruptoare.webstore.iec.ch/publication/62482
• UL 1699B:2018, Protecție a circuitului fotovoltaic (PV) DC Arc-Fault.shopulstandards.com/ProductDetail.aspx?productId=UL1699B
• Studiu de simulare asupra procesului de mișcare a arcului electric al întreruptoarelor DC miniaturale.doi.org/10.1063/5.0174184

Trimiteți întrebarea

Specificațiile și amperii nominali pentru întrerupătorul de circuit miniatural Soutya DC sunt disponibile peÎntrerupător DC miniaturalpagina produsului.