Întreruptoarele cu carcasă turnată în curent continuu Soutya reduc timpul de nefuncționare a energiei solare cu 35%

O centrală fotovoltaică de 50 MW din sud-vestul Americii a înlocuit 120 de întreruptoare vechi cu întreruptoare cu carcasă turnată DC Soutya. Rezultatul: o reducere cu 35% a timpului de întrerupere neprogramat, o scădere a ratei de defecțiune a întreruptorului de la 4,2% la 0,8% și economii anuale de întreținere de peste 60.000 USD.

Care a fost situația operațională la instalația solară?

Instalația operează 24 de blocuri solare, fiecare alimentând o stație de conversie DC-AC de 2 MW. Sistemul său original de protecție DC a constat din întrerupătoare miniaturale care nu sunt listate UL instalate în timpul construcției. După 14 ani în mediul deșert, spărgătoarele au arătat semne vizibile de stres termic și mai multe s-au împiedicat în timpul operațiunilor de curățare de rutină, când umiditatea ridicată a creat căi de scurgere.

Managerii fabricii au fost supuși presiuni să crească disponibilitatea energiei de la 98,2% la peste 99%, ca parte a unui acord de cumpărare a energiei. Fiecare călătorie neplanificată a însemnat o generație pierdută, iar fiecare vizită de înlocuire a necesitat o oprire completă a șirului.

Ce provocări a provocat vechiul sistem de protecție DC?

În ultimele 12 luni, instalația a înregistrat 47 de defecțiuni legate de întrerupător. Cea mai frecventă problemă a fost declanșarea neplăcută sub supracurent tranzitoriu, declanșată de defecțiuni ale șirurilor adiacente. Când un singur întrerupător din amonte s-a deschis, șapte șiruri din aval s-au întunecat. Echipa de întreținere a petrecut în medie 3,5 ore pe eveniment, inclusiv călătoria pe terenul de 200 de acri.

De asemenea, întreruptoarele mai vechi nu aveau o indicație clară a defecțiunii. Tehnicienii au fost nevoiți să îndepărteze capacele și să folosească camere cu infraroșu pentru a identifica ce unitate s-a deschis. În două incidente, un întrerupător care s-a declanșat a fost reînchis din greșeală în timp ce defecțiunea din aval încă mai exista, avariand cutia combinatorului și un invertor.

Piesele de schimb deveneau rare, iar furnizorul original a întrerupt modelul. Fabrica a stocat 40 de unități de mai multe mărci diferite, dar niciuna nu se potrivea cu amprenta existentă, așa că fiecare reconstrucție a necesitat modificări ale panoului.

De ce a ales uzina întreruptoare de circuit cu carcasă turnată DC Soutya?

Echipa de ingineri a evaluat trei opțiuni de înlocuire: întrerupătoare de curent alternativ cu valori nominale de curent continuu de la un distribuitor local, unități recondiționate de la producătorul original și linia DC MCCB a Soutya. Întreruptoarele hibride AC-DC au avut capacități de întrerupere mai mici și au eșuat testul de scurtcircuit intern al centralei la 10 kA. Unitățile recondiționate aveau o garanție de 90 de zile și nu au abordat tiparul de deplasare neplăcută.

Întrerupătorul de circuit cu carcasă turnată DC de la Soutya a fost selectat după o încercare una lângă alta pe două șiruri. Produsul a îndeplinit cerințele UL 489 și a oferit o tensiune nominală de funcționare de 1000 V DC cu o capacitate de întrerupere de 25 kA, confortabil peste curentul de defect maxim disponibil de 12 kA la fața locului. Întreruptoarele au prezentat, de asemenea, un steag vizual de declanșare și contacte auxiliare pentru monitorizarea de la distanță, pe care niciun alt candidat nu le-a oferit la un preț comparabil.

Decizia a fost influențată, de asemenea, de dorința Soutya de a oferi suport de inginerie a aplicațiilor și o garanție de 5 ani pentru piese fără întrebări.

Cum a fost implementat Soutya DC MCCB?

Programul de înlocuire a durat opt ​​săptămâni în cinci substații. Proiectul a fost împărțit în cinci etape:

• Faza 1: Studiu pe teren și etichetare a tuturor celor 120 de poziții de întrerupător.
• Faza 2: Instalarea a două panouri pe blocul 7 și un test de încărcare de 48 de ore.
• Faza 3: Lansare completă în blocurile 7 și 8, cu un șir rămas pe vechile întrerupătoare ca control.
• Faza 4: Înlocuirea blocurilor rămase după compararea de control a arătat o reducere de eșec 4:1.
• Faza 5: Instruirea a doi electricieni de uzină cu privire la procedurile de diagnosticare și înlocuire a deplasării.

Principala provocare tehnică a fost adaptarea șinelor de montare ale casetei combinatoare existente. Dimensiunile compacte ale Soutya se potriveau cu aspectul standard al șinei DIN, dar urechile barei colectoare erau puțin mai mari. Fabrica a folosit un adaptor personalizat de cupru furnizat de Soutya, iar timpul de instalare per întrerupător a fost în medie de 27 de minute, care a inclus strângerea cuplurilor și aplicarea pastei antioxidante.

Ce rezultate a obținut instalația?

După ce a fost instalat întrerupătorul final, instalația a urmărit performanța timp de nouă luni. Timpul de oprire neprogramat din cauza defecțiunilor întreruptoarelor de curent continuu a scăzut de la 11,6 ore pe lună la 0,8 ore pe lună, o reducere cu 35% a timpului total de nefuncționare a instalației atunci când este normalizat pentru sezonalitate. Rata de defectare a întreruptorului a scăzut de la 4,2% anual la 0,8%.

Costurile de întreținere au scăzut cu 60.000 USD pe an, cauzate de mai puține vizite la fața locului și de eliminarea stocului de piese de schimb. Fabrica a returnat vechile întrerupătoare nefolosite unui revânzător pentru 7.000 USD. Disponibilitatea energiei s-a îmbunătățit la 99,4%, ceea ce a declanșat un bonus de performanță de 150.000 USD de la cumpărătorul de energie.

Contactele auxiliare au permis sistemului SCADA al fabricii să arate un întrerupător deschis în timp real. Dispatch poate trimite acum un electrician la șirul corect, reducând timpul mediu de diagnosticare de la 35 de minute la 6 minute.

Ce a spus managerul de întreținere al fabricii?

"Ne așteptam la o rată de deplasare mai mică, dar nu ne așteptam ca diagnosticarea să fie atât de curată. Indicatorul de deplasare și contactul de la distanță le-au permis operatorilor noștri panoului să vadă poziția exactă fără a părăsi camera de control. Ne-a redus timpul de răspuns la o fracțiune din ceea ce a fost", a spus directorul de întreținere electrică.

Ce lecții pot învăța alți operatori?

Trei puncte din acest proiect se aplică oricărei instalații cu echipamente de protecție DC vechi:

• Verificați capacitatea reală de întrerupere la tensiunea maximă a sistemului dumneavoastră. Un întrerupător evaluat la 25 kA la 1000 V DC nu este același cu unul evaluat la 25 kA la 500 V DC.
• Utilizați o înlocuire în faze și păstrați două sau trei șiruri pe echipamentul vechi ca grup de control. Date comparabile de la plantă au arătat rezultatul în patru săptămâni.
• Investește în întrerupătoare cu contacte auxiliare. Semnalul de stare de la distanță s-a plătit singur prin eliminarea timpului de patrulare și prin prevenirea reînchiderii greșite după o călătorie.

Dacă proiectul s-ar repeta, managerul ar fi comandat întrerupătoare de rezervă suplimentare pentru a acoperi un al doilea amplasament decât vânzarea unităților vechi. „Am subestimat felul în care am avea încredere în spartoarele Soutya și am dori să standardizăm fabrica soră”, a menționat el.

Referințe

• UL 489 Ed. 14-2025 - Întrerupătoare cu carcasă turnată, întrerupătoare cu carcasă turnată și carcase pentru întreruptoare
• Studiu de simulare asupra procesului de mișcare a arcului electric al întrerupătoarelor de circuit miniaturale DC, DOI: 10.1063/5.0174184