Hogyan csökkentette a szolárfarm 60%-kal a húrhiba kockázatát egy 1000 V-os egyenáramú Combiner Box 2 in 1 Out szigetelővel

Ügyfél háttér

Egy közepes méretű napelemes farm üzemeltetője az Egyesült Államok délnyugati részén egy 50 MW teljesítményű PV létesítményt kezel. A létesítmény 1500 V egyenáramú húrokat használ, de az örökölt infrastruktúra miatt a kombinálódobozok 1000 V egyenárammal működnek. A webhelyen több mint 200 kombinálódoboz található, amelyek mindegyike több karakterláncot kezel. A karbantartó csapat gyakori leválasztóhibákkal és ívvillanásokkal küszködött, ami nem tervezett leállásokat és biztonsági kockázatokat okozott.

Kihívások a meglévő kombájndobozokkal

A meglévő kombinálódobozok forgókapcsolókat használtak, amelyek kézi leválasztást igényeltek. A technikusoknak le kellett kapcsolniuk az upstream invertereket a karbantartás során, ami akár havi 2%-os termelési veszteséghez vezetett. A leválasztó kapcsolók is leromlottak az ismételt használat után, érintkezési ellenállást okozva, ami túlmelegedést eredményezett. Az elmúlt évben öt doboz szenvedett kisebb ívvillanást, amelyekben egy technikus megsérült (nem súlyos). Az elavult kialakításból hiányzott az ívhiba észlelése, és a ház nem felelt meg a legújabb IP65-ös szabványoknak a kültéri por és nedvesség behatolására vonatkozóan.

Az üzemeltető megpróbálta kicserélni a kapcsolókat egy másik szállítótól származó magasabb besorolású egységekre, de az illesztési problémák és a meglévő 2-in-1-out konfigurációval (két bemeneti karakterlánc, egy kimenet) való összeférhetetlenség késedelmet okozott. Egy versenytárs beépített leválasztóval ellátott kombinálódoboza hat hónapon belül meghibásodott a nem megfelelő DC feszültség miatt teljes terhelés mellett 1000 V-on.

Miért a Soutya 1000V DC Combiner Box 2 In 1 Out leválasztó?

A technikai csapat három szállítót értékelt. A Soutya terméke két okból is kitűnt: a leválasztó kapcsolót 1000 V DC-re tesztelték 32A folyamatos áram mellett, ami meghaladta a telephely húronkénti 25A-es követelményét. A doboz valódi 2 az 1-ben kimenet konfigurációt kínált feliratozott terminálokkal, csökkentve a telepítési hibákat. Az IP65 besorolású burkolat és a beépített egyenáramú ívhibavédelem (amely megfelel az UL 1699B szabványnak) a biztonsági aggályokat kezelte. Az egység tartalmazott egy túlfeszültség-védelmi eszközt, amely az IEC 61643-11 szerint 1000 V egyenáramra van besorolva, és véd a villámlás okozta tranziensekkel szemben.

A döntést a Soutya 5 éves garanciája és a helyi készletek elérhetősége is befolyásolta. Az egységár 15%-kal volt alacsonyabb, mint a legközelebbi, hasonló specifikációkkal rendelkező versenytársé.

Végrehajtási folyamat

A projekt két hónap alatt 50 elöregedett keverődobozt cserélt le. Minden csere két órát vett igénybe egy kétfős csapatnál, beleértve a feszültségmentesítést, a vezetékek áthelyezését és a tesztelést. Az iso-intor kialakítás lehetővé tette a gyors lezárási/címkézési eljárást az upstream leállítás nélkül. Az egyik kihívás az volt, hogy a meglévő vezetékelrendezés nem illeszkedett az új doboz kitöréseihez; a csapat rugalmas csőadaptereket használt, nem új lyukakat vágott, megőrizve a burkolat IP-besorolását. A beszerelés után minden dobozt megvizsgáltak a szigetelési ellenállás és a polaritás szempontjából. A tipikus probléma a meglazult kapocscsavarok volt – ezt egy 5 Nm-re állított nyomaték-csavar segítségével oldották meg a Soutya utasításai szerint. Az üzembe helyezési szakaszban hiba nem fordult elő.

Számszerűsíthető eredmények

Hat hónapos működés után:

• A nem tervezett állásidő 60%-kal csökkent a havi 12 óráról 5 óra alá.
• A karbantartási költségek évi 8000 dollárral csökkentek a csökkentett kapcsolócsere miatt.
• A kézi leállásokból származó energiatermelési veszteség 1,5%-kal csökkent, ami évi 12 000 dolláros bevételt jelent.
• Az ívvillanások teljesen megszűntek; biztonsági eseményekről nem számoltak be.
• Az inverter hatékonysága 0,3%-kal javult, mivel az állandó húrfeszültség csökkentette a részleges árnyékolási veszteségeket.

Az 50 egység teljes megtérülési ideje 11 hónap volt.

Ügyfél ajánlása

"A Soutya kombinálódobozra váltás nem volt gond. A beépített leválasztó és az SPD megmentett minket egy esetleges tűztől tavaly nyáron, egy villámlás idején. Technikusaink nagyobb biztonságban érzik magukat, és többé nem veszítünk fél nap termelésből a rutin karbantartás miatt." — Létesítményüzemeltetési vezető

Tanulságok és ajánlások

1. Az elszigetelés biztonságának prioritása:A meglévő 1000 V-os egyenáramú rendszereknél az ívvillanás kockázatának csökkentése érdekében váltson integrált leválasztókkal ellátott kombinálódobozokra. A Soutya egység terhelés-megszakítási besorolása biztosítja az áram alatti biztonságos leválasztást.
2. Tartalmazza a túlfeszültség elleni védelmet:Az SPD-k még gyengén megvilágított területeken is megakadályozzák a kapcsolási tranziensek halmozott károsodását. Az ebben a dobozban található IEC 61643-11 szabványnak megfelelő SPD már két túlfeszültséget is elnyelt hiba nélkül.
3. Korán ellenőrizze a kompatibilitást:Rendeljen mintákat az illeszkedés, a kiütések és a csőcsatlakozók teszteléséhez. A rugalmas vezetékkel végzett terepi adaptáció csekély mértékű volt, de a mérnökök előzetes jóváhagyására volt szükség.

Hivatkozások: IEC 62548:2016 Fotovoltaikus (PV) tömbök – Tervezési követelmények (a kombinálódoboz vezetékezéséről és a túláramvédelemről szóló szakasz). IEC 61643-11:2011 Kisfeszültségű túlfeszültség-védő készülékek (11. rész, a PV egyenáramú SPD-ire vonatkozik). UL 1699B:2018 Fotovoltaikus (PV) egyenáramú ívhibaáramkör-védelem (az ívhiba észleléséhez kombinálódobozokban).