Как слънчева ферма намалява риска от повреда на струната с 60% с 1000V DC комбинирана кутия 2 в 1 изходен изолатор

История на клиента

Оператор на слънчева ферма със среден размер в югозападните Съединени щати управлява фотоволтаична инсталация с мощност 50 MW. Съоръжението използва 1500 V DC струни, но поради наследената инфраструктура, комбиниращите кутии работят при 1000 V DC. Сайтът има над 200 комбиниращи кутии, всяка от които обработва множество низове. Екипът по поддръжката се бореше с чести повреди на изолатора и инциденти с дъгова светкавица, причинявайки непланирани прекъсвания и опасности за безопасността.

Предизвикателства със съществуващите комбиниращи кутии

Съществуващите комбиниращи кутии използват въртящи се превключватели, които изискват ръчно изолиране. Техниците трябваше да изключат инверторите нагоре по веригата по време на поддръжката, което доведе до загуби на генериране до 2% месечно. Изолационните превключватели също се влошиха след многократна употреба, причинявайки контактно съпротивление, което доведе до прегряване. През изминалата година пет кутии претърпяха леки волтови светкавици, нараняващи един техник (не тежко). В остарелия дизайн липсваше откриване на дъгова повреда и корпусът не отговаряше на най-новите стандарти IP65 за навлизане на прах и влага на открито.

Операторът се опита да замени превключватели с единици с по-висок рейтинг от друг доставчик, но проблемите с монтажа и несъвместимостта със съществуващата конфигурация 2 в 1 изход (два входни низа, един изход) причиниха забавяния. Комбинираща кутия на конкурент с интегриран изолатор се повреди в рамките на шест месеца поради неадекватно номинално постоянно напрежение при 1000 V при пълно натоварване.

Защо Soutya 1000V DC Combiner Box 2 In 1 Out изолатор?

Техническият екип оцени трима доставчици. Продуктът на Soutya се откроява по две причини: изолиращият превключвател е тестван до 1000 V DC при 32 A непрекъснат ток, надвишавайки изискването на сайта за 25 A на низ. Кутията предлага истинска конфигурация 2 в 1 изход с обозначени терминали, намалявайки грешките при инсталиране. Корпусът с рейтинг IP65 и вградената защита срещу повреда на постоянна дъга (отговаряща на UL 1699B) адресираха проблемите, свързани с безопасността. Устройството включваше устройство за защита от пренапрежение, оценено за 1000 V DC съгласно IEC 61643-11, предпазващо от преходни процеси, предизвикани от мълния.

Решението беше повлияно и от 5-годишната гаранция на Soutya и местната наличност на склад. Цената на единица беше с 15% по-ниска от най-близкия конкурент с подобни характеристики.

Процес на внедряване

Проектът подмени 50 остарели комбинаторни кутии за два месеца. Всяка подмяна отне два часа за екип от двама души, включително изключване на захранването, прехвърляне на кабели и тестване. Дизайнът на изо-интор позволява бърза процедура за блокиране/маркиране без изключване нагоре по веригата. Едно от предизвикателствата беше, че съществуващото оформление на тръбопровода не съвпадаше с нокаутите на новата кутия; екипът използва гъвкави адаптери за тръбопроводи, вместо да изрязва нови дупки, запазвайки IP рейтинга на корпуса. След монтажа всяка кутия беше тествана за устойчивост на изолация и полярност. Типичен проблем бяха разхлабените винтове на клемите — решен чрез използване на драйвер за въртящ момент, настроен на 5 Nm според инструкциите на Soutya. По време на фазата на въвеждане в експлоатация не са възникнали повреди.

Количествено измерими резултати

След шест месеца работа:

• Непланираният престой намаля с 60%, от 12 часа на месец до под 5 часа.
• Разходите за поддръжка намаляха с $8000 годишно поради намалените смени на превключватели.
• Загубите на генериране на енергия от ръчни спирания са намалели с 1,5%, добавяйки $12 000 приходи на година.
• Инцидентите с дъгова светкавица спряха напълно; няма докладвани събития, свързани с безопасността.
• Ефективността на инвертора е подобрена с 0,3%, тъй като постоянното напрежение на струната намалява частичните загуби на засенчване.

Общият период на изплащане на 50-те единици беше 11 месеца.

Препоръка на клиента

"Преминаването към комбинаторната кутия Soutya беше безпроблемно. Вграденият изолатор и SPD ни спасиха от потенциален пожар миналото лято по време на гръмотевична буря. Нашите техници се чувстват по-сигурни и вече не губим половин ден производство за рутинна поддръжка." — Оперативен мениджър на съоръженията

Уроци и препоръки

1. Дайте приоритет на безопасността на изолацията:За съществуващи системи от 1000 V DC, надстройте до комбинирани кутии с интегрирани изолатори, за да намалите риска от дъгова светкавица. Степента на прекъсване при натоварване на модула Soutya осигурява безопасно изключване при ток.
2. Включете защита от пренапрежение:Дори в области с ниска мълния, SPD предотвратяват кумулативни щети от преходни процеси при превключване. Съвместимият с IEC 61643-11 SPD в тази кутия вече е погълнал две пренапрежения без повреда.
3. Проверете съвместимостта рано:Поръчайте проби за тестване на прилягане, пробиви и тръбни съединители. Адаптирането на място с гъвкав тръбопровод беше незначително, но изискваше предварително одобрение от инженерите.

Референции: IEC 62548:2016 Фотоволтаични (PV) масиви – Изисквания за проектиране (раздел за окабеляване на комбинирана кутия и защита от свръхток). IEC 61643-11:2011 Устройства за защита от пренапрежение при ниско напрежение (част 11, обхващаща DC SPD за PV). UL 1699B:2018 Фотоволтаична (PV) DC защита от дъгова повреда (за откриване на дъгова повреда в комбиниращи кутии).