مدار شکن‌های کیس قالب‌گیری DC Soutya زمان خاموشی خورشیدی را تا 35 درصد کاهش می‌دهند.

یک نیروگاه فتوولتائیک 50 مگاواتی در جنوب غربی آمریکا، 120 بریکر قدیمی را با قطع کننده های مدار قالبی Soutya DC جایگزین کرد. نتیجه: کاهش 35٪ در زمان توقف برنامه ریزی نشده، کاهش نرخ خرابی شکن از 4.2٪ به 0.8٪، و صرفه جویی در تعمیر و نگهداری سالانه بیش از 60000 دلار.

وضعیت عملیاتی در تاسیسات خورشیدی چگونه بود؟

این تاسیسات دارای 24 بلوک خورشیدی است که هر کدام یک ایستگاه تبدیل 2 مگاواتی DC به AC را تغذیه می کند. سیستم حفاظت DC اصلی آن شامل بریکرهای مینیاتوری غیر فهرست شده در UL بود که در طول ساخت و ساز نصب شده بودند. پس از 14 سال در محیط بیابانی، شکن‌ها نشانه‌های مشهودی از تنش حرارتی را نشان دادند و تعدادی از آن‌ها در طول عملیات تمیز کردن معمولی که رطوبت بالا مسیرهای نشتی را ایجاد کرد، از بین رفته بودند.

مدیران نیروگاه تحت فشار بودند تا به عنوان بخشی از قرارداد خرید برق، میزان دسترسی به انرژی را از 98.2 درصد به بالای 99 درصد افزایش دهند. هر سفر برنامه‌ریزی نشده به معنای نسل از دست رفته بود و هر بازدید جایگزینی نیاز به خاموش شدن کامل رشته داشت.

سیستم حفاظتی قدیمی DC چه چالش هایی ایجاد کرد؟

در طول 12 ماه گذشته، کارخانه 47 شکست مربوط به قطع کننده ها را ثبت کرده است. رایج ترین مشکل، خاموش شدن مزاحم تحت جریان اضافه گذرا بود که توسط خطاهای رشته مجاور ایجاد می شد. وقتی یک قطع کننده بالادست باز شد، هفت رشته پایین دست تاریک شدند. تیم تعمیر و نگهداری به طور متوسط ​​3.5 ساعت برای هر رویداد، از جمله سفر در سراسر سایت 200 هکتاری، صرف کردند.

بریکرهای قدیمی‌تر نیز فاقد نشانه واضح خطا بودند. تکنسین ها مجبور شدند کاورها را جدا کنند و از دوربین های مادون قرمز برای تشخیص اینکه کدام واحد باز شده است استفاده کنند. در دو حادثه، یک بریکر که خاموش شد، در حالی که خطای پایین دست هنوز وجود داشت، به اشتباه دوباره بسته شد و به جعبه کمباین و یک اینورتر آسیب رساند.

قطعات یدکی در حال کمیاب شدن بود و تامین کننده اصلی مدل را متوقف کرده بود. این کارخانه دارای 40 واحد از چندین مارک مختلف بود، اما هیچ کدام با ردپای موجود مطابقت نداشت، بنابراین هر بازسازی نیاز به تغییرات پانل داشت.

چرا کارخانه کلیدهای مدار شکن Soutya DC Molded Case را انتخاب کرد؟

تیم مهندسی سه گزینه جایگزین را ارزیابی کرد: قطع کننده های متناوب با درجه بندی DC از یک توزیع کننده محلی، واحدهای بازسازی شده از سازنده اصلی، و خط DC MCCB Soutya. بریکرهای هیبریدی AC-to-DC ظرفیت وقفه کمتری داشتند و در آزمایش اتصال کوتاه داخلی نیروگاه در 10 کیلو آمپر شکست خوردند. واحدهای بازسازی شده دارای گارانتی 90 روزه بوده و الگوی سفر مزاحم را رعایت نکرده اند.

قطع کننده مدار قالب DC Soutya پس از یک آزمایش کنار هم روی دو رشته انتخاب شد. این محصول الزامات UL 489 را برآورده کرد و ولتاژ کاری نامی 1000 ولت DC با ظرفیت وقفه 25 کیلو آمپر را ارائه داد که به راحتی بالاتر از حداکثر جریان خطای موجود 12 کیلو آمپر است. بریکرها همچنین دارای پرچم سفر بصری و کنتاکت های کمکی برای نظارت از راه دور بودند که هیچ نامزد دیگری با قیمت قابل مقایسه ارائه نکرد.

این تصمیم همچنین تحت تأثیر تمایل Soutya برای ارائه پشتیبانی مهندسی برنامه و ضمانت 5 ساله بدون سؤال بود.

Soutya DC MCCB چگونه مستقر شد؟

برنامه جایگزینی هشت هفته در پنج پست ادامه داشت. این پروژه به پنج مرحله تقسیم شد:

• فاز 1: بررسی میدانی و برچسب گذاری تمام 120 موقعیت شکن.
• فاز 2: نصب دو پنل در بلوک 7 و تست بارگذاری 48 ساعته.
• فاز 3: عرضه کامل به بلوک 7 و 8، با یک رشته باقی مانده روی بریکرهای قدیمی به عنوان کنترل.
• فاز 4: جایگزینی بلوک های باقی مانده پس از مقایسه کنترل کاهش شکست 4:1 را نشان داد.
• فاز 5: آموزش دو برقکار کارخانه در زمینه تشخیص سفر و روش های تعویض.

چالش فنی اصلی تطبیق ریل های نصب جعبه ترکیبی موجود بود. ابعاد جمع و جور Soutya با طرح ریل استاندارد DIN مطابقت داشت، اما گیره های شینه کمی بزرگتر بودند. این کارخانه از یک آداپتور مسی سفارشی عرضه شده توسط Soutya استفاده می کرد و زمان نصب به ازای هر شکن به طور متوسط ​​27 دقیقه بود که شامل گشتاور زدن بند ها و اعمال خمیر آنتی اکسیدان بود.

این تسهیلات به چه نتایجی دست یافت؟

پس از نصب بریکر نهایی، کارخانه به مدت 9 ماه عملکرد را پیگیری کرد. زمان خاموشی برنامه ریزی نشده ناشی از خرابی قطع کننده های DC از 11.6 ساعت در ماه به 0.8 ساعت در ماه کاهش یافت، که 35 درصد کاهش در کل زمان از کار افتادن کارخانه زمانی که برای فصلی عادی شد، کاهش یافت. نرخ شکست شکن از 4.2% سالانه به 0.8% کاهش یافت.

هزینه های تعمیر و نگهداری سالانه 60000 دلار کاهش یافت که ناشی از بازدیدهای کمتر از سایت و حذف ذخایر قطعات یدکی بود. کارخانه، شکن های قدیمی استفاده نشده را به قیمت 7000 دلار به یک فروشنده بازگرداند. در دسترس بودن انرژی به 99.4 درصد بهبود یافته است که باعث پاداش عملکرد 150000 دلاری از خریدار برق می شود.

کنتاکت های کمکی سیستم SCADA کارخانه را قادر می سازد تا یک شکن باز را در زمان واقعی نشان دهد. Dispatch اکنون می تواند یک برقکار را به رشته صحیح بفرستد و میانگین زمان تشخیص را از 35 دقیقه به 6 دقیقه کاهش دهد.

مدیر تعمیر و نگهداری کارخانه چه گفت؟

مدیر تعمیر و نگهداری برق گفت: "ما انتظار داشتیم نرخ سفر کمتری داشته باشد، اما انتظار نداشتیم که عیب یابی تا این حد تمیز باشد. پرچم سفر و تماس از راه دور به اپراتورهای پانل ما اجازه می دهد موقعیت دقیق را بدون خروج از اتاق کنترل ببینند. زمان پاسخگویی ما را به کسری از آنچه که بود کاهش می دهد."

سایر اپراتورها چه درس هایی می توانند بیاموزند؟

سه نکته از این پروژه در مورد هر تأسیساتی با تجهیزات حفاظت DC قدیمی اعمال می شود:

• ظرفیت قطعی واقعی را در حداکثر ولتاژ سیستم خود بررسی کنید. یک بریکر با ولتاژ 25 کیلو آمپر در ولتاژ 1000 ولت DC با ولتاژ 25 کیلو آمپر در ولتاژ 500 ولت مستقیم یکسان نیست.
• از جایگزینی مرحله‌ای استفاده کنید و دو یا سه رشته را به عنوان گروه کنترل روی تجهیزات قدیمی نگه دارید. داده های قابل مقایسه از گیاه نتیجه را در عرض چهار هفته نشان داد.
• روی شکن های با تماس های کمکی سرمایه گذاری کنید. سیگنال وضعیت از راه دور با حذف زمان گشت و جلوگیری از بسته شدن مجدد اشتباه پس از یک سفر هزینه خود را پرداخت کرد.

اگر پروژه تکرار می شد، مدیر به جای فروش واحدهای قدیمی، شکن های یدکی اضافی را برای پوشش سایت دوم سفارش می داد. او خاطرنشان کرد: «ما این موضوع را دست‌کم گرفتیم که چگونه به شکن‌های Soutya اعتماد می‌کنیم و می‌خواهیم کارخانه خواهر را استاندارد کنیم.

مراجع

• UL 489 Ed. 14-2025 - قطع کننده های مدار قالبی، سوئیچ های کیس قالبی و محفظه های مدار شکن
• مطالعه شبیه سازی بر روی فرآیند حرکت قوس مدار شکن های مینیاتوری DC، DOI: 10.1063/5.0174184