วิธีที่ตัวติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ตัดข้อผิดพลาดของวงจร DC ได้ถึง 62% ด้วย DC MCB

ผู้รับเหมา EPC และ O&M พลังงานแสงอาทิตย์ที่ทำงานบนหลังคาเชิงพาณิชย์ขนาด 60 MW และอาร์เรย์ติดตั้งภาคพื้นดินขนาดเล็กทั่วแอริโซนาและเนวาดาได้เปลี่ยนการป้องกันสายไฟ DC แบบใช้ฟิวส์ด้วยเซอร์กิตเบรกเกอร์ขนาดเล็ก Soutya DC ในตู้ Combiner 210 เวลาหยุดทำงานที่เกี่ยวข้องกับข้อผิดพลาดลดลง 62% และการติดตั้งเพิ่มจะจ่ายเองภายในเวลาไม่ถึงเจ็ดเดือน

ประวัติความเป็นมาของลูกค้า: ใครเป็นผู้อัปเกรด DC Protection

ลูกค้าเป็นบริษัทวิศวกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ การจัดซื้อ และการก่อสร้าง โดยมีแผนกปฏิบัติการและบำรุงรักษาภายในองค์กร จำนวนพนักงานอยู่ที่ 120 คน กลุ่มยานพาหนะครอบคลุมพลังงานไฟฟ้า 60 เมกะวัตต์ในระบบหลังคาเชิงพาณิชย์ 340 ระบบ และอาร์เรย์ติดตั้งภาคพื้นดิน 6 แผงในรัฐแอริโซนา เนวาดา และยูทาห์ตอนใต้ เจ้าของสินทรัพย์ประกอบด้วยเครือข่ายร้านค้าปลีก ผู้ดำเนินการห้องเย็น และระบบสาธารณูปโภคของเทศบาลสองแห่ง

ขนาดกลุ่มยานพาหนะเพิ่มขึ้น 40% ใน 18 เดือน ขณะที่พนักงาน O&M ยังคงทรงตัว ข้อตกลงการบริการมีกรอบเวลาตอบกลับภายใน 48 ชั่วโมงสำหรับข้อบกพร่องที่ส่งผลกระทบต่อการผลิต โดยมีบทลงโทษแนบมากับกรอบเวลาที่พลาด

การป้องกัน DC ที่มีอยู่สร้างปัญหาอะไรบ้าง

กล่องรวมแต่ละกล่องป้องกันสาย 12 ถึง 16 สายพร้อมฟิวส์ DC 15 A และ 20 A การจัดการดังกล่าวก่อให้เกิดปัญหาซ้ำสามประการ

• การวินิจฉัยใช้เวลานานกว่าการซ่อมแซมฟิวส์ขาดไม่ได้บอกว่าเกิดจากสายอะไร ทีมงานแยกตัวรวมทั้งหมด จากนั้นทดสอบสายทีละตัวด้วยแคลมป์มิเตอร์ เวลาเฉลี่ยในการแยกสายที่มีปัญหาคือ 74 นาที และต้องใช้ช่างเทคนิคสองคนในการโทรทุกครั้ง
• อะไหล่ทวีคูณฟิวส์ SKU สิบสองตัวที่ขี่บนรถบรรทุกเพื่อให้ครอบคลุมพิกัดแรงดันไฟฟ้า พิกัดแอมแปร์ และประเภทตัวยึด โดยมีค่าใช้จ่าย 26,400 ดอลลาร์ต่อปี
• การหยุดทำงานซ้อนกันการหยุดทำงานของสายไฟทำให้สามารถผลิตไฟฟ้าทั่วทั้งยานพาหนะได้ 1,480 MWh ในหนึ่งปี คิดเป็นมูลค่าประมาณ 77,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ ตามอัตราตามสัญญา และขับรถบรรทุกที่ไม่ได้กำหนดไว้จำนวน 620 คัน ในราคา 310 ดอลลาร์ต่อคัน

ลูกเห็บในบริเวณรถไฟใต้ดินฟีนิกซ์ในช่วงสปริงหนึ่งทำให้ฟิวส์เสียหาย 90 ครั้งในหนึ่งสัปดาห์ ทีมงานทำงานตลอดสุดสัปดาห์ และเจ้าของสินทรัพย์ 2 รายยื่นเครดิตการบริการในช่วงระยะเวลาตอบกลับ

เหตุใดจึงเลือกเซอร์กิตเบรกเกอร์ขนาดเล็ก Soutya DC

ทีมวิศวกรเปรียบเทียบสี่เส้นทาง การตรวจสอบระดับสายด้วยฟิวส์ที่มีอยู่มีต้นทุนเงินทุนสูงกว่า 900 ดอลลาร์ต่อตัวรวม การระบุผู้ถือฟิวส์สามารถแก้ไขการวินิจฉัยได้ แต่ยังคงเก็บรายการฟิวส์และการหยุดทำงานไว้ เบรกเกอร์ DC แบบเคสขึ้นรูปมีความลึกเกินความลึกของกรอบที่มีอยู่ ซึ่งหมายถึงกล่องใหม่และแผ่นคอนกรีตใหม่ที่ไซต์ติดตั้งภาคพื้นดิน

เซอร์กิตเบรกเกอร์ขนาดเล็ก Soutya DC ตรงกับตัวเครื่องและขั้นตอนการทำงานในสี่จุด:

• การทำงานแบบรีเซ็ตได้พร้อมไฟแสดงการทำงานที่มองเห็นได้ ดังนั้นช่างเทคนิคจึงระบุสายที่ชำรุดเมื่อมองเห็นได้
• ราง DIN แบบสองขั้วที่วางลงในรางขนาด 35 มม. ที่มีอยู่โดยไม่ต้องเปลี่ยนกล่องหุ้ม
• ห้องอาร์คเฉพาะ DC พร้อมแผ่นแยก กระแสตรงไม่มีกระแสเป็นศูนย์ตามธรรมชาติ ดังนั้นการสูญพันธุ์ของส่วนโค้งจึงขึ้นอยู่กับรูปทรงของห้องและความเร็วในการทริปมากกว่าการข้ามศูนย์
• ช่วงแอมแปร์ 6 A ถึง 63 A ที่ครอบคลุมกลุ่มยานพาหนะทั้งหมดด้วย SKU สามรายการแทนที่จะเป็นสิบสอง

การให้คะแนนได้รับการตรวจสอบโดยเทียบกับ IEC 60947-2 และรายการ Combiner รวมถึงอัตราแรงดันไฟฟ้า DC ความสามารถในการแตกหัก และการทำเครื่องหมายขั้ว

การเปิดตัว DC MCB ถูกนำมาใช้อย่างไร

โครงการนี้ใช้เวลา 14 สัปดาห์ในสองรัฐ

1. การตรวจสอบกองเรือ (สัปดาห์ที่ 1–3)ทีมงานบันทึกจำนวนสาย แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด กระแสไฟฟ้าที่ใช้งาน ขนาดตู้ และอุณหภูมิแวดล้อมภายในที่แต่ละเครื่องรวม
2. ข้อมูลจำเพาะและการตรวจสอบความถูกต้องของบัลลังก์ (สัปดาห์ที่ 4–6)มีการทดสอบ 20 ยูนิตบนอาเรย์ 1.2 MW ด้วยการถ่ายภาพความร้อนระหว่างการฉายรังสีสูงสุด พร้อมการตรวจสอบทริปที่ขีดจำกัด DC ของอินเวอร์เตอร์
3. นำร่องในสามไซต์ (สัปดาห์ที่ 7–9)ทีมงานภาคสนามจับเวลาขั้นตอนการรีเซ็ตและบันทึกทุกเหตุการณ์การเดินทาง
4. การเปิดตัวกองเรือสองรอบ (สัปดาห์ที่ 10–13)งานดำเนินไปภายในช่วงเวลาการบำรุงรักษาตามกำหนดการ ดังนั้นจึงไม่มีรุ่นใดสูญหายไปจากชุดติดตั้งเพิ่มเติม
5. เอกสารและอะไหล่ (สัปดาห์ที่ 14)ไดอะแกรมบรรทัดเดียว ข้อมูลจำเพาะแรงบิด และการติดฉลากได้รับการอัปเดต และรถบรรทุกแต่ละคันได้รับชุดอะไหล่ที่ได้มาตรฐาน

ช่วงเวลาที่ยากลำบากเครื่องรวม 2 เครื่องในนักบินสะดุดระหว่างเวลา 13.00 น. ถึง 15.00 น. ในวันที่อากาศแจ่มใส กระแสไฟที่สายไฟวัดได้ 8.6 A เทียบกับเบรกเกอร์ 10 A ภายในตู้ซึ่งมีอุณหภูมิแวดล้อมภายใน 68°C การลดพิกัดความร้อนภายในกล่องผลักความจุที่มีประสิทธิภาพให้ต่ำกว่าเอาท์พุตสตริง การแก้ไขได้เพิ่มตำแหน่งเหล่านั้นเป็นเบรกเกอร์ 16 A และเพิ่มช่องว่างระบายอากาศ 20 มม. ภายในประตูตู้ หลังจากนั้นไซต์งานก็ใช้งานได้แปดสัปดาห์โดยไม่มีการสะดุด

การเปลี่ยนไปใช้ DC MCB ให้ผลเป็นตัวเลขอย่างไร

• จำนวนม้วนของรถบรรทุกที่ไม่ได้กำหนดไว้: 620 ถึง 260 ม้วนต่อปี ลดลง 58% ซึ่งช่วยประหยัดค่าแรงและค่ายานพาหนะได้ 111,600 ดอลลาร์
• การผลิตที่สูญเสียไปจากไฟฟ้าขัดข้อง: 1,480 MWh เป็น 562 MWh ต่อปี ลดลง 62% โดยสามารถฟื้นตัวได้ประมาณ 47,800 ดอลลาร์ในรายรับตามสัญญา
• เวลาเฉลี่ยในการแยกสตริงที่ผิดพลาด: 74 นาทีถึง 22 นาที ลดลง 70%
• การใช้จ่ายองค์ประกอบการคุ้มครองรายปี: 26,400 ถึง 17,400 เหรียญสหรัฐ ลดลง 34%
• ประหยัดเงินได้รวมที่ระบุ: 187,000 เหรียญสหรัฐฯ ต่อปี เทียบกับค่าติดตั้งเพิ่มเติมเกือบ 96,000 เหรียญสหรัฐฯ คืนทุนได้ภายในเจ็ดเดือน

ข้อมูลความปลอดภัยของลูกเรือก็เปลี่ยนไปเช่นกัน การเปลี่ยนฟิวส์ขณะโหลดหายไปจากขั้นตอนมาตรฐาน และคำแนะนำการทำงานที่ได้รับการจัดอันดับ DC สำหรับข้อผิดพลาดของสตริง ขณะนี้เป็นการล็อก การตรวจสอบด้วยภาพ และการรีเซ็ต

ลูกค้าพูดถึงโครงการว่าอย่างไร?

“ข้อผิดพลาดของสายหมายถึงช่างเทคนิคสองคน ชุดฟิวส์ และส่วนใหญ่ของช่วงบ่าย” ผู้อำนวยการ O&M กล่าว “ตอนนี้ช่างเทคนิคคนหนึ่งเปิดกล่อง อ่านเบรกเกอร์ที่สะดุด ซ่อมแซมสตริง และรีเซ็ตมัน ข้อความบรรยายตอนบ่ายลดลงครึ่งหนึ่งภายในเดือนแรก”

หัวหน้าฝ่ายวิศวกรรมกล่าวเพิ่มเติมว่า: “การตรวจสอบเป็นส่วนที่สำคัญ การกำหนดขนาดเบรกเกอร์ให้เข้ากับสภาพแวดล้อมของตู้แทนที่จะเป็นกระแสไฟของป้ายชื่อคือสิ่งที่ทำให้การเดินทางที่น่ารำคาญหายไป”

EPC และเจ้าของสินทรัพย์รายอื่นสามารถเรียนรู้อะไรจากโครงการนี้ได้บ้าง

• ขนาดสำหรับกล่อง ไม่ใช่แผ่นข้อมูลอุณหภูมิโดยรอบภายในตู้บนหลังคาสามารถอยู่ที่ 25°C เหนืออากาศภายนอก และลดเบรกเกอร์ให้ต่ำกว่าระดับป้ายชื่อ
• นำร่องบนไซต์ที่มีการฉายรังสีสูงสุดและร้อนแรงที่สุดการทดลองในสภาพอากาศเย็นเพียงครั้งเดียวจะซ่อนพฤติกรรมทางความร้อนที่ทำให้เกิดการเดินทางที่น่ารำคาญในเดือนกรกฎาคม
• ถือว่าเวลาในการวินิจฉัยเป็นหลักในการประหยัดชิ้นส่วนอะไหล่ช่วยประหยัดได้หนึ่งในสาม ตำแหน่งข้อบกพร่องที่เร็วกว่าส่งส่วนที่เหลือ
• การสะท้อนกลับทีมงานจะเริ่มการตรวจสอบก่อนฤดูลูกเห็บ และเจรจาชุดติดตั้งเพิ่มเติมที่ประกอบไว้ล่วงหน้ากับซัพพลายเออร์ตู้หุ้ม โดยการเปลี่ยนแปลงมูลค่า 12 ดอลลาร์ต่อตู้ในค่าแรงในการติดตั้ง

อ้างอิง

• IEC 60947-2:2019 สวิตช์เกียร์แรงดันต่ำและเกียร์ควบคุม - ส่วนที่ 2: เซอร์กิตเบรกเกอร์เว็บสโตร์.iec.ch/publication/62482
• UL 1699B:2018, การป้องกันวงจรไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) DC Arc-Faultshopulstandards.com/ProductDetail.aspx?productId=UL1699B
• การศึกษาการจำลองกระบวนการเคลื่อนที่ส่วนโค้งของเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็กdoi.org/10.1063/5.0174184

ส่งคำถาม

ข้อมูลจำเพาะและพิกัดแอมแปร์สำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์ขนาดเล็ก Soutya DC มีอยู่ที่เบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็กหน้าผลิตภัณฑ์