Студија случаја: 1000В ДЦ комбинована кутија 6 у 2 излаза смањује трошкове соларне мреже за 15%

Позадина клијента

Компанија средње величине за соларни инжењеринг, набавку и изградњу (ЕПЦ) са седиштем у јужној Шпанији управља земаљским инсталацијама у комуналним размерама широм Иберијског полуострва. Са 200 запослених и годишњим гасоводом од 80 МВ, компанија рутински ради на пројектима где су земљиште, кабловске трасе и инвертори распоређени у скученим географским зонама.

Компанија је добила уговор за поновно напајање и проширење постојеће соларне електране од 1,6 МВ додавањем 0,8 МВ нових капацитета. Постројење више није задовољавало строжије потребе за безбедношћу и перформансама данашње ДЦ опреме, тако да су старе кутије и каблови морали бити замењени. Инжењерски тим је тражио решење које би снизило трошкове баланса система, уз истовремено одржавање безбедне инсталације и минималног заустављања.

Изазови и тачке бола

Оригинална соларна електрана је користила комбиноване кутије од 600 В упарене са инвертерском линијом од 380 В. Свака четири струна кола су комбинована у један фидер, што је захтевало дугачке нисконапонске каблове. На новој секцији, тим је планирао да користи соларне модуле од 1000 В и централни инвертер са 1000 В за смањење попречних пресека каблова и побољшање ефикасности инвертера.

Проблем је био у томе што стандардне комбиноване кутије од 600 В нису могле да прихвате веће напоне жице. Менаџерима пројекта је, према томе, била потребна комбинациона кутија која може да рукује 1000 В ДЦ док напаја два независна инверторска улаза. Постојећи носачи каблова и ровови нису могли да приуште значајне нове путеве, тако да је пројекту била потребна компактна кутија која је омогућавала шест струна да уђу и два групна излаза да изађу, ограничавајући нове потезе каблова и скраћујући дужине довода.

Још једна главобоља настала је од одржавања. У старој инсталацији кратки спојеви или кварови струна су изоловани спорим механичким осигурачима. То је изазвало дуготрајно праћење кварова и непланиране губитке у производњи сваких неколико месеци. Са обнављањем електране, ЕПЦ је настојао да избегне те губитке.

Зашто Соутиа 1000В ДЦ комбинациона кутија 6 у 2 излаза МЦБ тип?

Инжењерски тим је проценио три алтернативе: стандардне домаће разводне кутије са држачима осигурача, увезене високонапонске комбинаторске кутије које је понудио партнер модула и Соутиа 1000В ДЦ комбинатор кутије. Прво решење је искључено јер кутије направљене на терену немају одговарајућа кућишта са ИП ознаком и ДЦ прекидаче. Друга опција је била скупља и имала је рок испоруке више од десет недеља.

Комбинаторска кутија Соутиа 1000В ДЦ истакла се због три карактеристике производа које су тачно одговарале захтевима пројекта.

• Шест ДЦ улаза и два излаза, дајући дизајну могућност да напаја два одвојена инверторска МППТ улаза без додатног под-панела.
• Заштита типа МЦБ уместо држача осигурача. Ово је омогућило лако ресетовање и решавање проблема без потребних резервних осигурача.
• Предвиђено за 1000 В ДЦ према распореду напона у низу пројекта, тако да се кутија може поставити близу низа и још увек бити у складу са безбедним праговима напона постројења.

Поред тога, кутија је стигла од локалног добављача са кратким роком испоруке од две недеље. Менаџери набавке су упоредили цену Соутиа јединице са конкуренцијом и израчунали уштеду од 22% по кућишту, пре него што су размотрили уштеду ожичења и радне снаге.

Имплементација и процес пријаве

Пројекат је довео до потпуног поновног напајања и проширења током тромесечног периода изградње., инсталација 1000В ДЦ комбинованих кутија трајала је шест дана на десет нових и заменских низова.

Тим је следио јасан редослед:

1. Након фиксирања монтажних носача, техничари су инсталирали водове једносмерне жице на позиције комбинаторске кутије уз напон тест на 1000 В ДЦ.
2. Свака кутија за комбиновање Соутиа 1000В ДЦ била је монтирана на сталак са неутралним и цевним улазима окренутим надоле, штитећи МЦБ одељак од продора кише.
3. Шест жичаних проводника је завршено унутар сваке кутије и проверен је обртни момент према вредностима на етикети.
4. Два излазна напајања су усмерена на МППТ улазне секције претварача, а ДЦ прекидачи су укључени тек након што су све везе верификоване.

Кључна потешкоћа настала је на крововима обложеним челиком где се плоча за уземљење кућишта није могла причврстити. Инжењер за претпродају произвођача предложио је коришћење комплета за уземљење са компресијским терминалима са једном рупом. Екипа градилишта је применила препоручени алат за пресовање и прошла тест континуитета. То је елиминисало потенцијално кашњење од два дана.

Квантификовани резултати

Након пуштања у рад и пуне летње радне сезоне, ЕПЦ је упоредио перформансе обновљене фабрике са старијим делом који ради са истом класом инвертера.

• Тежина бакра кабла по доводу жице опала је за 35%, јер су жице од 1000 В радиле на вишем напону и нижој струји док су одржавале исту границу пада напона.
• Укупна цена материјала за баланс система за додатни део од 0,8 МВ смањена је за 15% у поређењу са основним дизајном од 600 В, укључујући ефективну цену комбиноване кутије Соутиа 1000В ДЦ.
• Време ресетовања грешке је прошло са просечних 55 минута на 8 минута захваљујући прекидачима типа МЦБ и лако доступном 6-у-2-оут аранжману.
• Доступност генерације је побољшана за 3,4% током прва три месеца у поређењу са историјским перформансама старијих кутија са заштитом заснованом на осигурачима.

Пошто је било потребно мање помоћних хранилица, дужина рова је такође скраћена за 18%. То је уштедело недељу дана ископавања и смањило рад на сабијању пре него што су инвертори монтирани.

Цустомер Перспецтиве

Шеф електротехнике у ЕПЦ је изјавио:

"Комбинаторска кутија од 1000 В ДЦ нам је дала распоред двоструког излаза који нам је био потребан без посебне израде. Смањили смо наше материјалне трошкове и, више од тога, када се струна откачи, посада је враћа за неколико минута него што троши сате тражећи прегорели осигурач."

Власник фабрике је поновио тај став, напомињући да је нова конфигурација омогућила будуће проширење без замене оригиналне ДЦ инфраструктуре.

Лекције и препоруке

За друге ЕПЦ компаније које планирају сличан високонапонски ДЦ соларни рад, истичу се три тачке:

• Изаберите кутију за комбиновање са правим бројем улаза и излаза за топологију претварача пре него што започнете распоред. 6-у-2-оут јединица може у великој мери да смањи број довода и секундарних дистрибутивних панела.
• Заштита заснована на МЦБ-у вреди нешто већи почетни трошак, јер је застој у раду потцењен у пословном случају. Један избегнут полудневни прекид може да плати додатни износ.
• Потврдите захтеве за уземљење и ИП заштиту код добављача пре испоруке. Мали детаљ као што је комплет за уземљење може утицати на брзину и поузданост уградње за подигнуте кровове.

Ако би пројекат био поново урађен, тим би наручио претходно избушене комплете за утичнице и означене цеви за означавање проводника истовремено са кутијама. Та једноставна промена би скратила време затварања инспекције за још два дана у целој фабрици.

Референце о индустријским стандардима

Примењена инсталација и избор 1000В ДЦ комбиноване кутије прати релевантне ИЕЦ захтеве: ИЕЦ 62548:2016 за дизајн фотонапонских низова и структурне захтеве и ИЕЦ 61643-11:2011 за координацију заштите од пренапона на страни једносмерне струје.

• ИЕЦ 62548:2016 — Фотонапонски (ПВ) низови — Захтеви за пројектовање.хттпс://вебсторе.иец.цх/публицатион/62548
• ИЕЦ 61643-11:2011 — Уређаји за заштиту од пренапона ниског напона — СПД-ови повезани на нисконапонске системе напајања.хттпс://вебсторе.иец.цх/публицатион/61643-11