A Soutya DC öntött házas megszakítói 35%-kal csökkentik a napenergia leállási idejét

Egy 50 MW-os fotovoltaikus erőmű az amerikai délnyugati régióban 120 öregedő megszakítót Soutya DC öntött házas megszakítókra cserélt. Az eredmény: a nem tervezett leállások 35%-os csökkenése, a megszakítók meghibásodási arányának 4,2%-ról 0,8%-ra történő csökkenése és több mint 60 000 dollár éves karbantartási megtakarítás.

Mi volt a napelemes létesítmény működési helyzete?

A létesítmény 24 napelem blokkot üzemeltet, amelyek mindegyike egy 2 MW-os DC-AC átalakító állomást táplál. Eredeti egyenáramú védelmi rendszere nem UL listás miniatűr megszakítókból állt, amelyeket az építkezés során telepítettek. A sivatagi környezetben eltöltött 14 év után a megszakítókon a hőterhelés látható jelei mutatkoztak, és többen a rutinszerű tisztítási műveletek során kiakadtak, amikor a magas páratartalom szivárgási utakat hozott létre.

Az üzemvezetőkre nyomás nehezedett, hogy az energia rendelkezésre állását 98,2%-ról 99% fölé emeljék az áramvásárlási megállapodás részeként. Minden nem tervezett utazás generáció elvesztését jelentette, és minden cserelátogatás teljes leállást igényelt.

Milyen kihívásokat okozott a régi egyenáramú védelmi rendszer?

Az elmúlt 12 hónap során az üzem 47 megszakítóval kapcsolatos meghibásodást regisztrált. A leggyakoribb probléma a tranziens túláram alatti zavaró kioldás volt, amelyet szomszédos húrhibák váltottak ki. Amikor egyetlen felfelé irányuló megszakító kinyílt, hét lefelé irányuló húr elsötétült. A karbantartó csapat átlagosan 3,5 órát töltött rendezvényenként, beleértve a 200 hektáros területen való utazást is.

A régebbi megszakítókból sem hiányzott az egyértelmű hibajelzés. A technikusoknak le kellett venniük a fedelet, és infravörös kamerák segítségével azonosítani kellett, melyik egység nyílt ki. Két esetben egy kioldó megszakítót tévedésből visszakapcsoltak, miközben az alsó hiba még fennállt, megsérülve a kombinálódobozt és az egyik invertert.

A pótalkatrészek egyre fogytak, és az eredeti szállító leállította a modellt. Az üzemben 40 darab több különböző márka található, de egyik sem felelt meg a meglévő alapterületnek, így minden átépítéshez panelmódosításra volt szükség.

Miért választotta az üzem a Soutya DC öntött házas megszakítókat?

A mérnöki csapat három cserelehetőséget értékelt: a helyi forgalmazótól származó egyenáramú megszakítókat, az eredeti gyártó felújított egységeit és a Soutya egyenáramú MCCB sorozatát. Az AC-DC hibrid megszakítók kisebb megszakítókapacitásúak voltak, és 10 kA-nél megbuktak az erőmű belső rövidzárlati tesztjén. A felújított egységek 90 napos garanciát vállaltak, és nem foglalkoztak a kellemetlen utazási mintával.

A Soutya egyenáramú öntött házas megszakítóját két húron végzett egymás melletti kipróbálás után választották ki. A termék megfelelt az UL 489 követelményeinek, és 1000 V DC névleges üzemi feszültséget kínált 25 kA megszakítási kapacitással, kényelmesen a helyszínen elérhető 12 kA maximális hibaáram felett. A megszakítók vizuális kioldó zászlót és segédérintkezőket is tartalmaztak a távfelügyelethez, amelyeket egyetlen másik jelölt sem biztosított hasonló áron.

A döntést az is befolyásolta, hogy Soutya hajlandó volt alkalmazástechnikai támogatást és 5 év kérdés nélküli alkatrészgaranciát nyújtani.

Hogyan került bevezetésre a Soutya DC MCCB?

A csereprogram nyolc hétig tartott öt alállomáson. A projekt öt szakaszra oszlott:

• 1. fázis: Helyszíni felmérés és mind a 120 megszakító pozíció címkézése.
• 2. fázis: Két panel felszerelése a 7. blokkra és 48 órás terhelt teszt.
• 3. fázis: Teljes kiterjesztés a 7. és 8. blokkra, egy karakterlánc maradt a régi megszakítókon vezérlőként.
• 4. fázis: A fennmaradó blokkok cseréje a kontroll összehasonlítás után 4:1 arányú hibacsökkenést mutatott.
• 5. fázis: Két villanyszerelő képzése a kioldási diagnosztikáról és a csere eljárásokról.

A fő műszaki kihívást a meglévő kombájndoboz-tartósínek adaptálása jelentette. A Soutya kompakt méretei megfeleltek a szabványos DIN-sín elrendezésnek, de a gyűjtősín fülei valamivel nagyobbak voltak. Az üzemben a Soutya által szállított egyedi réz adaptert használtak, a szerelési idő megszakítónként átlagosan 27 perc volt, ami magában foglalta a fülek meghúzását és az antioxidáns paszta felhordását.

Milyen eredményeket ért el a létesítmény?

A végső megszakító felszerelése után az üzem kilenc hónapig nyomon követte a teljesítményét. Az egyenáramú megszakítók meghibásodása miatti nem tervezett leállások havi 11,6 óráról havi 0,8 órára csökkentek, ami 35%-os csökkenést jelent a teljes üzemi állásidőben a szezonalitásra normalizálva. A megszakító meghibásodási aránya évi 4,2%-ról 0,8%-ra csökkent.

A karbantartási költségek évi 60 000 dollárral csökkentek a kevesebb helyszíni látogatás és a pótalkatrész-készlet felszámolása miatt. Az üzem 7000 dollárért visszaküldte a nem használt régi megszakítókat egy viszonteladónak. Az energia rendelkezésre állása 99,4%-ra javult, ami 150 000 dollár teljesítménybónuszt váltott ki az áramvásárlótól.

A segédérintkezők lehetővé tették, hogy az üzem SCADA rendszere valós időben jelezzen egy nyitott megszakítót. A diszpécser most villanyszerelőt küldhet a megfelelő húrhoz, így az átlagos diagnosztikai idő 35 percről 6 percre csökken.

Mit mondott az üzem karbantartási vezetője?

"Arra számítottunk, hogy alacsonyabb lesz a kioldási arány, de nem számítottunk arra, hogy a diagnosztika ilyen tiszta lesz. A kioldójelző és a távérintkező lehetővé tette, hogy a központ kezelői a pontos pozíciót lássák anélkül, hogy elhagyták volna a vezérlőtermet. Ez a válaszidő töredékére csökkent" - mondta az elektromos karbantartás vezetője.

Milyen tanulságokat tanulhatnak más üzemeltetők?

A projekt három pontja vonatkozik minden olyan létesítményre, ahol elöregedett egyenáramú védelmi berendezések vannak:

• Ellenőrizze a tényleges megszakítási kapacitást a maximális rendszerfeszültség mellett. Az 1000 V egyenfeszültségen 25 kA névleges megszakító nem ugyanaz, mint a 25 kA névleges feszültség 500 V DC feszültségen.
• Használjon szakaszos cserét, és tartson két vagy három húrt a régi berendezésen kontrollcsoportként. Az üzemből származó összehasonlítható adatok négy héten belül megmutatták az eredményt.
• Fektessen be segédérintkezős megszakítókra. A távoli állapotjelzés megtérült a járőrözési idő kiküszöbölésével és az utazás utáni téves visszakapcsolás megakadályozásával.

Ha a projektet megismétlik, a vezető további tartalék megszakítókat rendelt volna egy második telephely lefedésére, mint a régi egységek eladása. "Alábecsültük, hogy mennyire bíznánk meg a Soutya megszakítókban, és hogyan akarjuk szabványosítani a testvérüzemet" - jegyezte meg.

Hivatkozások

• UL 489 Ed. 14-2025 - Öntött házas megszakítók, öntött házas kapcsolók és megszakítóházak
• Szimulációs tanulmány a DC miniatűr áramköri megszakítók ívmozgási folyamatáról, DOI: 10.1063/5.0174184