ตัวยึดฟิวส์ DC 1500V ลดการหยุดทำงานของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ลง 60%

ภูมิหลังของลูกค้าคืออะไร?

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 50 เมกะวัตต์ทางตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา มีโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์มากกว่า 200,000 ชุดที่เชื่อมต่อผ่านกล่องรวมสาย โรงงานแห่งนี้เริ่มดำเนินการเมื่อ 8 ปีที่แล้ว และต้องเผชิญกับอัตราความล้มเหลวที่เพิ่มขึ้นในระบบป้องกันฟิวส์ ในช่วงฤดูร้อนที่มีอุณหภูมิสูงสุดเกิน 45°C

พวกเขาเผชิญกับความท้าทายอะไรบ้าง?

ตัวยึดฟิวส์ดั้งเดิมได้รับการจัดอันดับสำหรับ 1000V DC เมื่อโรงงานขยายตัว แรงดันไฟฟ้าของสายไฟสูงถึง 1500V DC เพื่อลดการสูญเสียสายเคเบิล ตัวยึดฟิวส์รุ่นเก่าไม่สามารถรับมือกับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าได้ ทำให้เกิดข้อผิดพลาดของส่วนโค้งบ่อยครั้งภายใต้สภาวะโอเวอร์โหลด การถ่ายภาพความร้อนเผยให้เห็นอุณหภูมิสัมผัสที่เกิน 110°C ที่กระแสไฟที่กำหนด โรงงานประสบปัญหาไฟดับที่เกี่ยวข้องกับฟิวส์โดยเฉลี่ย 12 ครั้งต่อเดือน โดยแต่ละครั้งต้องใช้เวลา 4 ชั่วโมงในการวินิจฉัยและเปลี่ยนใหม่ ส่งผลให้ต้องเสียค่าบำรุงรักษาเดือนละ 15,000 เหรียญสหรัฐฯ และสูญเสียรายได้จากการผลิต 8,000 เหรียญสหรัฐฯ ต่อการหยุดทำงานหนึ่งครั้ง

มีการประเมินวิธีแก้ปัญหาทางเลือก รวมถึงเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงและการเปลี่ยนฟิวส์อิเล็กทรอนิกส์ เบรกเกอร์เสนอปัญหาการเลือกที่ 1500V และมีราคา 250 ดอลลาร์ต่อหน่วย ในขณะที่ฟิวส์อิเล็กทรอนิกส์แนะนำโหมดความล้มเหลวในวงจรตรวจจับ

เหตุใดพวกเขาจึงเลือกกล่องฟิวส์ DC 1500V ของ Soutya

ทีมคัดเลือกได้ทดสอบตัวยึดฟิวส์ 1500V ของผู้ผลิตสามราย แบบจำลองของ Soutya ผ่านการทดสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิปัจจุบันที่พิกัด 150% โดยมีอุณหภูมิเกินขีดจำกัด 15°C หน้าสัมผัสเคลือบเงินรักษาความต้านทานหน้าสัมผัสไว้ต่ำกว่า 0.5 mΩ หลังจากการทำงานเชิงกล 500 ครั้ง การออกแบบตู้ IP65 ช่วยให้สามารถติดตั้งภายนอกอาคารได้โดยไม่ต้องทนฝนและแดดเพิ่มเติม การปฏิบัติตาม IEC 60269-1:2020 สำหรับฟิวส์แรงดันต่ำและ UL 1699B:2018 สำหรับการป้องกันข้อผิดพลาดอาร์คไฟฟ้ากระแสตรงทำให้ทีมวิศวกรมีความมั่นใจ ราคาต่อหน่วยที่ 45 ดอลลาร์ต่ำกว่าคู่แข่งที่ใกล้ที่สุดถึง 10%

ผลิตภัณฑ์ถูกนำไปใช้อย่างไร?

โรงงานแห่งนี้ได้เปลี่ยนตัวยึดฟิวส์ 520 ตัวในกล่องรวมสาย 65 กล่อง โครงการนี้ใช้เวลา 2 สัปดาห์กับทีมงานช่างไฟฟ้า 5 คน ขั้นตอนสำคัญประกอบด้วย:

• การตัดการเชื่อมต่อสายทั้งหมดและตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์โดยใช้มัลติมิเตอร์พิกัด 1500V
• การถอดตัวยึดฟิวส์เก่าออกและตรวจสอบบัสบาร์ว่ามีการกัดกร่อนหรือไม่
• การติดตั้งตัวจับยึด Soutya ใหม่พร้อมชุดประแจทอร์คที่ปรับเทียบแล้วไว้ที่ 6 N·m ที่ระบุ
• ทำการทดสอบความต้านทานของฉนวน (เมกะโอห์มมิเตอร์ 500V) บนกล่องรวมแต่ละกล่อง
• เติมพลังให้กับสายและบันทึกอุณหภูมิในสภาวะคงตัวเป็นเวลา 24 ชั่วโมง

ความท้าทายหลักคือพื้นที่เดินสายที่แคบภายในกล่องรวม ทีมงานใช้จัมเปอร์ถักทองแดงแบบยืดหยุ่นเพื่อรักษารัศมีการโค้งงอขั้นต่ำ ซึ่งเป็นโซลูชันที่พวกเขาบันทึกไว้สำหรับการบำรุงรักษาในอนาคต

ผลลัพธ์เชิงปริมาณได้รับอะไรบ้าง?

• การหยุดทำงานที่เกี่ยวข้องกับฟิวส์ลดลงจาก 12 ครั้งต่อเดือนเหลือ 2 ครั้งต่อเดือน – ลดลง 60%
• ค่าบำรุงรักษารายเดือนลดลงจาก 15,000 ดอลลาร์เป็น 5,000 ดอลลาร์ ซึ่งประหยัดเงินได้ 120,000 ดอลลาร์ต่อปี
• รายได้จากการผลิตที่สูญเสียไปจากการหยุดทำงานลดลงจาก 8,000 ดอลลาร์เป็น 1,300 ดอลลาร์ต่อเดือน
• การถ่ายภาพความร้อนหลังจาก 6 เดือนแสดงให้เห็นการเชื่อมต่อทั้งหมดที่อุณหภูมิต่ำกว่า 70°C ที่โหลดเต็มที่
• มีรายงานเหตุการณ์อาร์คฟอลต์เป็นศูนย์ในช่วง 18 เดือนของการดำเนินงาน

ความพร้อมใช้ของโรงงานโดยรวมดีขึ้นจาก 98.2% เป็น 99.4% ทำให้การผลิตพลังงานเพิ่มขึ้น 540 MWh ต่อปี

ลูกค้าพูดอะไร?

ผู้จัดการฝ่ายบำรุงรักษาของโรงงานให้ความเห็นว่า "การเปลี่ยนมาใช้ตัวยึดฟิวส์ 1500V ของ Soutya ช่วยแก้ปัญหาความน่าเชื่อถือเรื้อรังได้ เราไม่ต้องกังวลกับความร้อนในฤดูร้อนที่ทำให้ฟิวส์เสียหายอีกต่อไป และการประหยัดต้นทุนก็สมเหตุสมผลในการอัพเกรดภายใน 9 เดือน" วิศวกรไฟฟ้ากล่าวเสริมว่า "การออกแบบที่กะทัดรัดทำให้การติดตั้งเพิ่มเติมทำได้ง่ายกว่าที่คาดไว้ เราได้กำหนดมาตรฐานให้กับด้ามจับเหล่านี้สำหรับการขยายทั้งหมดในอนาคต"

ลูกค้ารายอื่นสามารถเรียนรู้บทเรียนอะไรได้บ้าง?

1. ตรวจสอบพิกัดแรงดันไฟฟ้าอย่างระมัดระวังตัวยึดฟิวส์ที่มีพิกัด 1,000V ไม่ควรใช้ในระบบ 1500V แม้ว่ากระแสไฟจะต่ำกว่าก็ตาม ความสามารถในการสูญเสียส่วนโค้งขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า
2. วัดความต้านทานหน้าสัมผัสระหว่างการติดตั้งค่าพื้นฐานที่ต่ำกว่า 0.5 mΩ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือในระยะยาว ใช้ไมโครโอห์มมิเตอร์เพื่อการอ่านที่แม่นยำ
3. แผนการจัดการระบายความร้อนในสภาพแวดล้อมที่มีสภาพแวดล้อมสูง ให้ลดตัวยึดฟิวส์ตามส่วนโค้งของผู้ผลิต ที่ยึด Soutya ยอมให้กระแสไฟ 100% สูงถึง 50°C โดยไม่ลดพิกัด

หากเริ่มต้นโปรเจ็กต์อีกครั้ง ทีมงานจะทำการสแกนความร้อนของการเชื่อมต่อที่มีอยู่ทั้งหมดก่อนทำการเปลี่ยน เพื่อระบุจุดร้อนที่อาจเกิดขึ้นซึ่งสามารถแก้ไขได้พร้อมกัน

อ้างอิง

• IEC 60269-1 ฟิวส์แรงดันต่ำ - ส่วนที่ 1: ข้อกำหนดทั่วไป [S] 2020.
• UL 1699B:2018 การป้องกันวงจรไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) DC Arc-Fault
• IEC 62606:2013 ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับอุปกรณ์ตรวจจับข้อบกพร่องของส่วนโค้ง (AFDD)