Како фотонапонска електрана смањује време застоја жице за 60% са држачем осигурача од 1000В ДЦ

Позадина клијента

Фотонапонско (ПВ) постројење од 45 МВ које се налази у пустињском региону на великим надморским висинама имало је понављајуће кварове у својим комбинаторима једносмерне струје. Објекат, којим је управљао независни произвођач електричне енергије који опслужује регионалну комуналну мрежу, радио је шест година. Више од 1.400 струјних кола напајано је у 28 комбинованих кутија, од којих свака носи до 1000В ДЦ од соларних панела до централних инвертера.

Оперативни тим фабрике суочавао се са све већим притиском да смањи непланиране застоје пошто је локални оператер мреже увео строже казне за доступност. Са летњим температурама које су прелазиле 45°Ц, термички стрес на ДЦ компоненте је био озбиљан.

Са којим проблемима се суочавала фотонапонска електрана пре надоградње?

Оригинални држачи осигурача били су генеричке јединице оцењене само за 600В ДЦ. Били су премали за конфигурацију струне од 1000 В у фабрици. Током 18 месеци, оперативни тим је забележио 23 квара држача осигурача у 11 комбинационих кутија.

Симптоми су били доследни: обујмице држача осигурача су изгубиле опругу након поновљених термичких циклуса, стварајући контакте високог отпора. На 1000В ДЦ, лоша веза је проузроковала локализовано грејање и микро-лучнице. У неколико случајева, држач осигурача се истопио, а кутија комбината је морала да буде искључена ради хитне поправке. Сваки инцидент коштао је у просеку 4.800 долара изгубљене производње енергије, резервних делова и рада.

Претходни покушаји поновног затезања обујмица и наношења проводљиве масти нису решили проблем. Након другог пада, директор фабрике је наредио комплетан преглед спецификација држача осигурача.

Зашто је оператер изабрао Соутиа ДЦ 1000В држач осигурача?

Инжењерски тим је проценио три алтернативе. Први је био стандардни држач осигурача на ДИН шини за 1000 В ДЦ, али су његове копче биле направљене од легуре бакра нижег квалитета која би и даље кородирала у сланом пустињском ваздуху. Друга опција је била власничко решење које је захтевало замену целе кутије за комбиновање, што је премашило буџет за одржавање.

Трећа опција је био држач осигурача Соутиа ДЦ 1000В. Три фактора су била пресудна:

• Експлицитна 1000В ДЦ оцена са тестираним прекидним капацитетом који одговара струји кратког споја ПВ низа према условима ИЕЦ 60269-1.
• Спиралне опружне споне од нерђајућег челика и калајисаног бакра, дизајниране да одржавају контактни притисак у ширем температурном опсегу.
• Компактно тело које се уклапа у постојећи распоред кутије за комбиновање без поновног ожичења. Ово је смањило ризик од инсталације и одржало ниске трошкове рада.

Соутиа држач осигурача је такође дошао са мат најлонским кућиштем које је отпорно на ултраљубичасту деградацију, проблем који је узроковао крхке пукотине на старим јединицама. Менаџер набавке је потврдио да је Соутиа дала трогодишњу гаранцију на основу података о стварном једносмерном напону и струји из фабрике.

Како је постављен нови држач осигурача?

Надоградња се одвијала у фазама током четири недеље, током периода одржавања фабрике у касну зиму. Оперативни тим је у фазама заменио 520 држача осигурача, једну по једну комбинациону кутију, како би се избегло широко искључење система.

• Корак 1: Екипа за одржавање постројења је искључила једну кутију за комбиновање и потврдила нулти напон на терминалима жице.
• Корак 2: Сваки постојећи држач осигурача је уклоњен. Техничари су документовали обртни момент на шрафовима терминала и проверили да ли копче осигурача има знакова лука.
• Корак 3: Нови држачи осигурача Соутиа ДЦ 1000В монтирани су помоћу постојеће ДИН шине и терминалних блокова. Сила уметања осигурача је била приметно већа, што је смањило вероватноћу неусклађености.
• Корак 4: Свако коло је тестирано са ДЦ тестером отпора изолације и индикатором стања осигурача пре поновног укључивања.
• Корак 5: Тим за одржавање је извршио термовизијско испитивање недељу дана након што је свака кутија за комбиновање поново у функцији.

Једина значајна потешкоћа био је уски простор за савијање жице унутар кутија за комбиновање. Оријентација терминала Соутиа држача осигурача је олакшала усмеравање ПВ жица од 6 мм² без насилног савијања, тако да је проблем решен за неколико сати.

Које је мерљиве резултате оператер постигао?

Дванаест месеци након надоградње, оператер је упоредио податке о перформансама са две године пре замене.

• Време застоја жице због кварова на држачу осигурача смањено је за 60%, са просечних 14 сати месечно на 5,5 сати.
• Цена замене држача осигурача пала је за 45%, са 2.800 долара по кварталу на 1.540 долара. Ово је укључивало делове, рад и време термичке провере.
• Непланирани догађаји комбинационе кутије смањени су са 8 на 2 годишње. Ниједан држач осигурача није пријавио појаву лука или топљење током
• Просечан пораст температуре на контактним тачкама држача осигурача опао је за 18°Ц, мерено инфрацрвеном камером.

Менаџер фабрике је такође приметио да је казна доступности од оператера мреже смањена на нулу у три последња месечна извештаја о поравнању. На тржишту под стресом, само то побољшање оправдало је улагање у хардвер од 11.000 долара.

Изјава клијента: Шта је рекао директор одржавања?

"Изгубили смо поверење у оригиналне држаче осигурача након другог пада. Држач осигурача Соутиа ДЦ 1000В нам је дао поуздану везу коју можемо да предвидимо. Резултати термичке слике су јасни, а мој тим може да се фокусира на чишћење и провере обртног момента уместо на хитне замене", рекао је директор одржавања фабрике.

Лекције и препоруке за друге оператере система једносмерне струје

За оперативне тимове који управљају 1000В ДЦ круговима у соларним постројењима, системима за складиштење или индустријским ДЦ мрежама, пројекат је понудио три практична решења.

1. Увек проверите стварни ДЦ напон и струју квара кола пре него што изаберете држач осигурача. Држач од 600 В у систему од 1000 В је опасан, без обзира на то колико добро се уклапа механички.
2. Проверите материјал осигурача и дизајн опруге. Висококвалитетни контактни притисак је најважнија одбрана од прегревања при високим једносмерним напонима.
3. Приликом накнадног уградње постојећих комбинованих кутија, изаберите држач осигурача који се монтира на постојећу шину и не захтева замену терминалних блокова. Држач осигурача Соутиа је урадио тачно према својој спецификацији, а пројекат је завршен пре рока.

Ако би постројење поновило ово, једно побољшање би било да се држачи осигурача замене раније, током почетног пуштања опреме у рад. Трошкови превенције износили су једну трећину трошкова прве две хитне поправке.

Референце

[1] ИЕЦ 60269-1. Нисконапонски осигурачи — Део 1: Општи захтеви [С]. 2020.хттпс://вебсторе.иец.цх/публицатион/62496

[2] Карактеристике старења контактних електрода нисконапонских једносмерних прекидача [Ј]. Енергиес, ​​2021, 14(20): 6838.хттпс://дои.орг/10.3390/ен14206838