Как Solar EPC Cut DC Arc Fault струва с 35% с Soutya AFCI Combiner Box

История на клиента

Средно голяма слънчева EPC компания, базирана в Щутгарт, Германия, проектира и инсталира търговски фотоволтаични системи на покрива в цяла Европа. С портфолио от 80 MW по дългосрочни договори за експлоатация и поддръжка, компанията обслужва производствени съоръжения, логистични центрове и оператори на хладилни складове. Всеки проект варира от 500 kW до 2 MW и компанията отговаря както за строителството, така и за текущата поддръжка.

Екипът за O&M на компанията се е занимавал с нарастващ брой прекъсвания на инвертора и топлинни събития, причинени от повреда на DC дъга. Стареене на конектори, протриване на проводници и разхлабени краища в низовите вериги бяха основните виновници. С разширяването на портфолиото разходите за реактивна поддръжка започнаха да намаляват маржовете на печалбата.

Предизвикателството: Неоткрити DC Arc грешки

Неизправностите при постоянна дъга са опасни, защото продължават, без да черпят достатъчно ток, за да задействат стандартен предпазител или прекъсвач. В съществуващите комбинаторни кутии на компанията бяха инсталирани само низови предпазители и защити от пренапрежение. Те осигуряват защита от свръхток и пренапрежение, но не могат да открият серийни дъгови повреди, които възникват в повредени кабели или разхлабени връзки.

Последствията бяха осезаеми. През 12-те месеца преди проекта екипът отговори на 14 прекъсвания на инвертора, които бяха проследени до повредени конектори. Всяко пътуване изискваше посещение на място, термични сканирания и ръчна проверка на всяка връзка в низа. Една сесия за отстраняване на неизправности продължи средно осем часа. Освен това бяха съобщени два инцидента, за малко да се провалят, при които волтова дъга е разтопила изолацията на конектор, причинявайки дим и рискувайки пожар. Приблизителната цена на такова събитие, ако не бъде уловено, може да надхвърли $50 000 за щети на активи и престой.

Защо комбинираната кутия Soutya DC AFCI?

Компанията оцени три варианта. Първият беше добавянето на AFCI модули на входа на инвертора, но това само наблюдава комбинирания изход на всички низове и не може да идентифицира кой низ има грешка. Вторият вариант беше замяната на всички кабелни конектори с такива от по-висок клас, което няма да се справи с бъдещото влошаване. Третият вариант беше комбинираната кутия Soutya DC AFCI с конфигурация 12 в 1.

Решението се свежда до три основни предимства. Първо, комбинаторната кутия Soutya осигурява откриване на дъгова повреда за низ. Всеки от 12-те входа се наблюдава независимо, така че повредата се локализира незабавно. Второ, устройството интегрира както AFCI, така и защита от свръхток в един корпус, опростявайки инсталацията и намалявайки броя на компонентите за проверка. Трето, той е в съответствие с UL 1699B и поддържа изискванията за проектиране на IEC 62548, което дава на EPC увереност както за европейските, така и за експортните пазари.

Процес на внедряване и кандидатстване

Проектът беше разгърнат в три търговски масива на покрива, всеки с 8 до 10 низа. Цялостният проект отне шест седмици от планирането до пускането в експлоатация. Съществуващите комбиниращи кутии бяха премахнати и заменени с комбиниращата кутия Soutya DC AFCI. Тъй като оформлението 12 в 1 съответстваше на съществуващото насочване на низовете, екипът използва повторно повечето DC кабели, спестявайки разходи за материали и време за инсталиране.

Типична трудност беше преоборудването в затворени пространства. Новата комбинираща кутия има по-голям отпечатък от обикновен модул само с предпазител, така че монтажните скоби трябваше да се регулират на един покрив. Екипът реши това, като използва задна плоча от неръждаема стомана и гъвкав тръбопровод, завършвайки модернизация без промяна на структурното оформление.

След инсталирането екипът свърза Modbus RTU изхода към съществуващата SCADA система. Кутията на комбинатора предава поточно състояние на ток, напрежение и дъга за поредица към отдалечения център за наблюдение. Тестовете за пускане в експлоатация включват симулирана повреда на дъгата, която уредът изчиства за по-малко от 0,5 секунди, като същевременно идентифицира точния низ.

Количествено измерими резултати

• Намалено време за отстраняване на неизправности с 90%:Средното време за реакция при повреда спадна от 8 часа на 45 минути, тъй като кутията AFCI веднага идентифицира дефектния низ.
• Намалени разходи за експлоатация и поддръжка с 35%:Трите сайта вече изискват по-малко спешни повиквания. Годишните спестявания възлизат на $18 000 в целия портфейл.
• Намалено време на престой на инвертора с 60%:Чрез предотвратяване на продължителна дъгова дъга, която би причинила прекъсвания на инвертора, сайтовете са имали 60% по-малко непланирани прекъсвания.
• Рано открити две дъгови грешки:През първите 12 месеца модулът улови две серии дъгови повреди в началния им етап, предотвратявайки потенциални пожари и щети.

Общото въздействие надхвърли цифрите. Екипът за O&M премина от реактивен ремонт към проактивна инспекция. Данните, събрани от комбинаторната кутия, им позволиха да планират подмяната на кабелите по време на планираните прозорци за поддръжка, отколкото при спешни случаи.

Препоръка на клиента

"Комбинаторната кутия Soutya DC AFCI даде на нашия екип възможността да идентифицира повреден конектор, преди да се превърне в пожар. Алармата за всеки низ и регистрирането на данни промениха начина, по който управляваме нашето PV портфолио."

Уроци и препоръки

1. Поставете откриването на повреда на дъгата на ниво низ. Откриването на инверторно ниво не може да локализира грешките и оставя незащитени дългите DC кабели.
2. Комбинирайте наблюдение със защита. Кутия за комбиниране, която отчита текущия и статуса на низ, създава данни за действие за предсказуема поддръжка.
3. Бюджет за обучение. Симптомите на повреда на дъгата се различават от събитията на свръхток и техниците трябва да разберат технологията, за да реагират.

Ако компанията стартира този проект отново, те ще инсталират кутии Soutya AFCI на всички нови проекти от самото начало, отколкото преоборудване. Стандартизирането на конфигурацията 12 в 1 ще опрости техния инвентар с резервни части и ще направи дистанционната диагностика по-последователна в различните обекти.

Референции

1. UL 1699B:2018 Фотоволтаична (PV) DC защита от дъгова повреда.Връзка
2. IEC 62548:2016 Фотоволтаични (PV) масиви — Изисквания за проектиране.Връзка
3. IEC 60364-7-712:2017 Електрически инсталации за ниско напрежение — Част 7-712: Слънчеви фотоволтаични захранващи системи.Връзка