Како 690В АЦ комбинациона кутија 4 у 1 изрезати кварове соларне електране на АЦ страни за 78%

Комерцијални оператер соларних средстава у јужној Европи управља 85 МВ земаљских фотонапонских капацитета на дванаест локација. Свака локација користи струне претвараче велике снаге који производе 690 В АЦ. Пре надоградње, веза на страни наизменичне струје између четири инвертора и појачаног трансформатора била је најсклона кваровима у целој електрани. Након накнадног опремања са Соутиа 690В АЦ Цомбинер Бок 4 Ин 1 Оут, оператер је смањио време застоја на страни наизменичне струје за 78% за шест месеци.

Каква је била позадина клијента и оперативна ситуација?

Компанија управља са неколико ПВ електрана од 5 МВ до 10 МВ изграђених између 2017. и 2020. У свакој електрани, групе од четири инвертора испоручују 690 В АЦ кроз засебне разводне кутије и појединачне разводне уређаје пре него што уђу у средњенапонски трансформатор.

Старо ожичење и неинтегрисана заштитна опрема постали су проблем поузданости. У постројењима је радио мали тим за одржавање и одржавање, а просечно време за дијагностиковање проблема на страни наизменичне струје прелазило је пола дана. Пошто је регион прешао на краће временске периоде, власнику је била потребна већа доступност и нижи трошкови услуге по киловат-сату.

Шта је тачно учинило њихово ожичење на страни наизменичне струје стално уско грло?

Пре реконструкције, сваки излаз инвертора је ишао до генеричке разводне кутије од 690 В АЦ опремљене засебним прекидачима у калупу, одводникима пренапона и терминалним блоковима. Ове кутије нису обезбедиле једнак размак између фаза или адекватно одвођење топлоте. Грешке су се јављале у три главна облика:

• Лабави прикључци на 690 В напојницима су изазвали прегревање и повремено окидање.
• Одводници су монтирани без одговарајуће координације типа 2, тако да су транзијенти изазвани муњом оштетили степене снаге инвертера два пута у једној години.
• Пошто је одржавање једног претварача захтевало отварање кућишта под напоном, радници су морали да угасе целу групу са четири инвертера, производећи губитке у производњи од отприлике 920 долара по сату по постројењу.

Укупни годишњи трошак ових кварова на страни наизменичне струје — укључујући материјал за поправку, рад и изгубљени приход — износио је 23.000 долара по локацији од 10 МВ.

Зашто одабрати Соутиа 690В АЦ комбинаторску кутију 4 у 1 излаз?

Оператер је прегледао три алтернативе: стандардне АЦ разводне плоче од локалног произвођача панела, комерцијалне растављаче са осигурачима и Соутиа кутију. Произвођач панела није могао да испоручи централу од 690 В АЦ која је прошла тестове заштите од пренапона типа 2 које захтева ИЕЦ 61643-11. Прекидачи са осигурачем нису имали одговарајућу координацију кратког споја са нижим трансформатором.

Соутиа 690В АЦ Цомбинер Бок 4 Ин 1 Оут је тачно одговарао постојећој електричној топологији. Он спаја четири 690 В АЦ улаза у један заштићени излаз са четири улазна прекидача и једним излазним прекидачем. Интегрисани уређај за заштиту од пренапона је оцењен према ИЕЦ 61643-11, а распоред кућишта обезбеђује одвојене одељке за каблове и сабирнице под напоном. Ово је смањило потребан отисак за више од 60% у односу на претходну расклопну опрему.

Како је решење распоређено на више локација?

Пројекат монтаже одвијао се у три фазе током четири месеца. Тим је одабрао постројење са највећом историјом квара као пилот локацију.

Главни кораци су били:

1. Искључена је струја са стране наизменичне струје једне групе са четири инвертера и уклоњено постојеће кућиште.
2. Поставио Соутиа кутију на постојећи оквир униструта у близини трансформатора.
3. Завршена четири бакарна кабла од 185 мм² од инвертера и један кабл од 300 мм² до трансформатора.
4. Конфигурисали су вредности улазног прекидача тако да одговарају излазној заштити претварача и подесили СПД на системски напон од 690 В АЦ.
5. Ставио је у рад излаз мониторинга на РС485 и проверио прагове искључења у односу на СЦАДА постројења.

Типична потешкоћа је била то што су постојећи излазни каблови из четири инвертора имали различите дужине и лежали у различитим трасама. То је изазвало незнатно неуравнотежене импедансе линије. Решење је било инсталирање еквилајзера сабирница и трим дужина каблова унутар сваке групе; температура терминала је остала уједначена након једног дана рада под пуним оптерећењем.

Које је мерљиве резултате фабрика постигла?

Шест месеци након прве инсталације, оператер је упоредио пилот локацију са њеним историјским перформансама:

• Учесталост кварова на страни наизменичне струје пала је са дванаест инцидената годишње на мање од три, што је смањење од 75%.
• Непланирани застоји због кварова од 690 В АЦ опали су за 78%, што представља 11,5 додатних сати рада при пуном оптерећењу по групи инвертера годишње.
• Годишњи трошкови квара на страни наизменичне струје, укључујући изгубљену производњу, смањени су са 21.000 долара на 5.500 долара по постројењу од 10 МВ.
• Време инсталације за сваку групу претварача је пало са два пуна дана на четири сата, уштедећи 1.600 УСД рада по локацији.
• Изолација једног претварача ради одржавања више не захтева гашење целе групе; група остаје онлајн са 75% капацитета.

Шта каже директор фабрике?

Менаџер инжењеринга постројења оператера описао је ефекат: "Соутиа 690В АЦ комбинаторска кутија је елиминисала најгоре термалне и пренапонске кварове које смо имали на 690 волти. За дванаест месеци нисмо поново затегли један напојни терминал и можемо да изолујемо један претварач без заустављања производње за цео блок. Та промена се исплатила у овом пројекту."

Шта други индустријски и соларни оператери могу научити из ове реконструкције?

Овај случај указује на неколико лекција, не ограничавајући се на оригиналну биљку.

• Заштита на страни наизменичне струје заслужује исту строгост спецификације као и заштита струне на страни ДЦ. ИЕЦ 61643-11 Тип-2 тестирани СПД-ови и праксе дизајна низа ИЕЦ 62548 треба да се огледају на излазу наизменичне струје.
• Комплетна комбинациона кутија 4-у-1-оут смањује труд приликом монтаже и време за проналажење кварова, у постројењима за реконструкцију где је физички простор фиксиран.
• Пре него што изаберете кутију, проверите дужину каблова, изолацију и трасирање носача; једнака импеданса блокирања ће смањити ризик од врућих тачака.

Ако би оператер поновио пројекат, наручио би једну резервну кутију у почетној серији и извршио термовизијско скенирање током пуштања у рад, јер су та скенирања учинила завршне контроле терминала и следљиве. Компанија је од тада применила исту комбиновану кутију од 690 В АЦ на своја старија постројења од 10 МВ и очекује исто побољшање доступности у целом портфељу од 85 МВ.

Референце индустрије:

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