نگهدارنده فیوز 1500 ولت DC زمان خاموشی نیروگاه خورشیدی را تا 60 درصد کاهش می دهد

پیشینه مشتری چه بود؟

یک نیروگاه خورشیدی 50 مگاواتی در جنوب غربی ایالات متحده بیش از 200000 ماژول فتوولتائیک متصل شده از طریق جعبه های ترکیبی رشته ای را راه اندازی می کند. این نیروگاه 8 سال پیش شروع به کار کرد و در ماه‌های اوج تابستان که دمای محیط از 45 درجه سانتی‌گراد فراتر رفت، با نرخ خرابی فزاینده‌ای در سیستم‌های حفاظت فیوز خود مواجه شده است.

آنها با چه چالش هایی روبرو بودند؟

پایه های فیوز اصلی برای 1000 ولت DC درجه بندی شده بودند. با گسترش نیروگاه، ولتاژ رشته ها به 1500 ولت DC رسید تا تلفات کابل کاهش یابد. نگهدارنده‌های فیوز قدیمی‌تر نمی‌توانستند ولتاژ بالاتر را تحمل کنند، که منجر به خطاهای قوس مکرر در شرایط اضافه بار می‌شد. تصویربرداری حرارتی دمای تماس بیش از 110 درجه سانتیگراد را در جریان نامی نشان داد. این نیروگاه به طور متوسط ​​12 خاموشی مربوط به فیوز در ماه را تجربه می کند که هر کدام به 4 ساعت برای تشخیص و تعویض نیاز دارد. این منجر به 15000 دلار هزینه نگهداری ماهانه و از دست رفتن درآمد تولید 8000 دلار در هر قطع شد.

راه حل های جایگزین، از جمله قطع کننده های مدار DC و جایگزینی فیوز الکترونیکی مورد ارزیابی قرار گرفتند. بریکرها مسائل انتخابی را در ولتاژ 1500 ولت و هزینه 250 دلار در هر واحد ارائه می کردند، در حالی که فیوزهای الکترونیکی حالت های خرابی را در مدارهای تشخیص معرفی می کردند.

چرا آنها نگهدارنده فیوز 1500 ولت DC Soutya را انتخاب کردند؟

تیم منتخب سه نگهدارنده فیوز 1500 ولتی سازنده را آزمایش کردند. مدل Soutya تست افزایش دمای فعلی 150% را با حاشیه 15 درجه سانتی گراد بیش از حد مجاز گذراند. کنتاکت های نقره اندود آن پس از 500 عملیات مکانیکی مقاومت تماسی را زیر 0.5 میلی اهم حفظ کردند. طراحی محفظه IP65 امکان نصب در فضای باز را بدون ضد آب و هوای اضافی فراهم می کرد. انطباق با IEC 60269-1:2020 برای فیوزهای ولتاژ پایین و UL 1699B:2018 برای حفاظت در برابر خطای قوس DC به تیم مهندسی اطمینان داد. قیمت واحد 45 دلار 10 درصد کمتر از نزدیکترین رقیب بود.

محصول چگونه پیاده سازی شد؟

این کارخانه 520 نگهدارنده فیوز را در 65 جعبه ترکیب کننده رشته جایگزین کرد. این پروژه با یک خدمه متشکل از 5 برقکار 2 هفته طول کشید. مراحل کلیدی شامل:

• تمام رشته ها را قطع کنید و ولتاژ صفر را با استفاده از یک مولتی متر 1500 ولت تأیید کنید.
• برداشتن فیوزهای قدیمی و بازرسی شینه ها از نظر خوردگی.
• نصب هولدرهای Soutya جدید با آچار گشتاور کالیبره شده روی 6 N·m مشخص شده.
• انجام تست های مقاومت عایق (مگاهم متر 500 ولت) بر روی هر جعبه ترکیبی.
• انرژی دهی مجدد به رشته ها و ثبت دمای حالت پایدار به مدت 24 ساعت.

چالش اصلی فضای تنگ سیم کشی داخل جعبه های ترکیب کننده بود. این تیم از جامپرهای بافته مسی انعطاف پذیر برای حفظ حداقل شعاع خمشی استفاده کردند، راه حلی که آنها برای نگهداری در آینده مستند کردند.

چه نتایج قابل سنجشی به دست آمد؟

• قطعی های مربوط به فیوز از 12 مورد در ماه به 2 مورد در ماه کاهش یافته است - کاهش 60٪.
• هزینه های نگهداری ماهانه از 15000 دلار به 5000 دلار کاهش یافت و سالانه 120000 دلار صرفه جویی کرد.
• درآمد نسل از دست رفته ناشی از خرابی از 8000 دلار به 1300 دلار در ماه کاهش یافت.
• تصویربرداری حرارتی پس از 6 ماه تمام اتصالات زیر 70 درجه سانتیگراد را در بار کامل نشان داد.
• حوادث گسل قوس صفر در 18 ماه بهره برداری گزارش شده است.

دسترسی کلی نیروگاه از 98.2 درصد به 99.4 درصد بهبود یافته است، افزایش تولید انرژی سالانه 540 مگاوات ساعت.

مشتری چه گفت؟

مدیر تعمیر و نگهداری کارخانه اظهار داشت: "تعویض به فیوزهای 1500 ولتی Soutya یک مشکل مزمن قابلیت اطمینان را حل کرد. ما دیگر نگران گرمای تابستان نیستیم که باعث خرابی فیوز شود و صرفه جویی در هزینه ارتقاء را طی 9 ماه توجیه کرد." این مهندس برق افزود: طراحی فشرده، مقاوم سازی را آسان تر از حد انتظار کرده است.

سایر مشتریان چه درس هایی می توانند بیاموزند؟

1. رتبه های ولتاژ را به دقت بررسی کنید.نگهدارنده های فیوز دارای ولتاژ 1000 ولت هرگز نباید در سیستم های 1500 ولت استفاده شوند، حتی در جریان های کمتر. قابلیت خاموشی قوس به ولتاژ وابسته است.
2. مقاومت تماس را در حین نصب اندازه گیری کنید.خط پایه زیر 0.5 mΩ اطمینان طولانی مدت را تضمین می کند. برای خواندن دقیق از میکرو اهم متر استفاده کنید.
3. برنامه ریزی برای مدیریت حرارتیدر محیط‌های با محیط بالا، پایه فیوز را بر اساس منحنی‌های سازنده کاهش دهید. نگهدارنده Soutya اجازه می دهد تا 100٪ جریان نامی تا 50 درجه سانتیگراد بدون کاهش کاهش یابد.

در صورت شروع مجدد پروژه، تیم قبل از تعویض، یک اسکن حرارتی از تمام اتصالات موجود انجام می دهد تا نقاط داغ احتمالی را که می توانند به طور همزمان اصلاح شوند شناسایی کنند.

مراجع

• IEC 60269-1. فیوزهای ولتاژ پایین - قسمت 1: الزامات عمومی [S]. 2020.
• UL 1699B: 2018 فتوولتائیک (PV) DC Arc-Fault Circuit Protection.
• IEC 62606:2013 الزامات عمومی برای دستگاه های تشخیص خطای قوس الکتریکی (AFDDs).