كيف قام مُثبِّت الطاقة الشمسية بتقليل أعطال دائرة التيار المستمر بنسبة 62% باستخدام DC MCBs

قام أحد مقاولي الهندسة والتوريد والإنشاء والتشغيل والصيانة للطاقة الشمسية بتشغيل 60 ميجاوات من المصفوفات التجارية على الأسطح والمصفوفات الصغيرة المثبتة على الأرض في جميع أنحاء أريزونا ونيفادا، حيث قام باستبدال حماية سلسلة التيار المستمر القائمة على الصمامات بقواطع دوائر Soutya DC المصغرة في 210 حاوية مجمعة. انخفض وقت التوقف عن العمل بسبب الأعطال بنسبة 62%، وتم سداد تكاليف التحديث في أقل من سبعة أشهر.

خلفية العميل: من الذي تولى ترقية حماية DC؟

العميل هو شركة تعمل في مجال هندسة الطاقة الشمسية والمشتريات والبناء ولديها قسم داخلي للعمليات والصيانة. يبلغ عدد الموظفين 120 موظفًا. ويغطي الأسطول 60 ميجاوات عبر 340 نظامًا تجاريًا على الأسطح وستة مصفوفات مثبتة على الأرض في أريزونا ونيفادا وجنوب يوتا. يشمل أصحاب الأصول سلاسل البيع بالتجزئة ومشغلي غرف التبريد واثنين من المرافق البلدية.

نما حجم الأسطول بنسبة 40% خلال 18 شهرًا بينما ظل عدد موظفي التشغيل والصيانة ثابتًا. تتضمن اتفاقيات الخدمة فترة استجابة مدتها 48 ساعة للأخطاء التي تؤثر على الإنتاج، مع فرض عقوبات على النوافذ المفقودة.

ما هي المشاكل التي خلقتها حماية التيار المستمر الحالية؟

يحمي كل صندوق مجمع من 12 إلى 16 سلسلة بصمامات 15 أمبير و20 أمبير تيار مستمر. أنتج هذا الترتيب ثلاث مشاكل متكررة.

• استغرق التشخيص وقتًا أطول من الإصلاح.لا يقول المصهر المنفوخ أي سلسلة تسببت في ذلك. قام الطاقم بعزل المجمّع بأكمله، ثم اختبروا الخيوط واحدة تلو الأخرى باستخدام جهاز قياس المشبك. كان متوسط ​​الوقت اللازم لعزل السلسلة المعيبة 74 دقيقة، وكانت هناك حاجة إلى فنيين اثنين في كل مكالمة.
• تضاعفت قطع الغيار.تم تركيب اثني عشر وحدة SKU للمصهر على الشاحنات لتغطية تقييمات الجهد الكهربي وتصنيفات الأمبير وأنواع الحاملات، بمبلغ 26400 دولار أمريكي في الإنفاق السنوي.
• مكدسة التوقف.أدى انقطاع التيار الكهربائي إلى إزالة 1,480 ميجاوات في الساعة من التوليد عبر الأسطول في عام واحد، بقيمة 77,000 دولار تقريبًا بالمعدلات المتعاقد عليها، وقاد 620 شاحنة غير مجدولة بسعر 310 دولارات لكل منها.

أدى هطول البرد في منطقة مترو فينيكس خلال ربيع واحد إلى حدوث 90 عطلًا في الصمامات في أسبوع واحد. عملت أطقم العمل خلال عطلة نهاية الأسبوع، وقدم اثنان من مالكي الأصول اعتمادات الخدمة مقابل نافذة الاستجابة.

لماذا تختار قواطع الدائرة المصغرة Soutya DC؟

قام الفريق الهندسي بمقارنة أربعة مسارات. تحمل المراقبة على مستوى السلسلة باستخدام الصمامات الموجودة تكلفة رأسمالية تزيد عن 900 دولار لكل وحدة تجميع. إن الإشارة إلى حاملي المصهر حلت التشخيص ولكنها احتفظت بمخزون المصهر ووقت التوقف عن العمل. تجاوزت قواطع التيار المستمر ذات العلبة المقولبة عمق العبوات الموجودة، مما يعني صناديق جديدة ومنصات خرسانية جديدة في مواقع التثبيت الأرضية.

يطابق قاطع الدائرة المصغرة Soutya DC العلبة وسير العمل في أربع نقاط:

• تشغيل قابل لإعادة الضبط باستخدام مؤشر رحلة مرئي، بحيث يحدد الفني السلسلة المعطوبة بمجرد رؤيتها.
• مساحة سكة DIN ثنائية القطب تسقط في السكة الحالية مقاس 35 مم دون تغييرات في الغلاف.
• غرفة قوس خاصة بالتيار المستمر مع لوحات مقسمة. التيار المباشر ليس له تيار طبيعي صفر، لذلك يعتمد انقراض القوس على هندسة الغرفة وسرعة الرحلة أكثر من اعتماده على معبر صفري.
• نطاق من 6 أمبير إلى 63 أمبير يغطي الأسطول بأكمله بثلاثة وحدات SKU بدلاً من اثنتي عشرة.

تم فحص التقييمات وفقًا للمواصفة IEC 60947-2 وقائمة الموحد، بما في ذلك تصنيف جهد التيار المستمر وسعة القطع وعلامات القطبية.

كيف تم تنفيذ طرح DC MCB؟

استمر المشروع لمدة 14 أسبوعًا عبر ولايتين.

1. تدقيق الأسطول (الأسابيع 1-3).سجلت أطقم العمل عدد الخيوط، وجهد الدائرة المفتوحة، وتيار التشغيل، وأبعاد العلبة ودرجة الحرارة المحيطة الداخلية في كل مجمع.
2. المواصفات والتحقق من صحة مقاعد البدلاء (الأسابيع 4-6).تم اختبار عشرين وحدة على مصفوفة بقدرة 1.2 ميجاوات مع التصوير الحراري أثناء ذروة الإشعاع، بالإضافة إلى التحقق من الرحلة عند حدود التيار المستمر للعاكس.
3. تجربة في ثلاثة مواقع (الأسابيع 7-9).قامت الطواقم الميدانية بتحديد توقيت إجراء إعادة الضبط وتسجيل كل حدث للرحلة.
4. إطلاق الأسطول على موجتين (الأسابيع 10-13).تم تنفيذ العمل ضمن نوافذ الصيانة المجدولة، لذلك لم يتم فقدان أي جيل بسبب التعديل التحديثي.
5. التوثيق وقطع الغيار (الأسبوع 14).تم تحديث المخططات أحادية الخط ومواصفات عزم الدوران والملصقات، وحصلت كل شاحنة على مجموعة قطع غيار موحدة.

اللحظة الصعبة.تعثرت وحدتان في الطيار بين الساعة 13:00 والساعة 15:00 في الأيام الصافية. تم قياس تيار السلسلة 8.6 أمبير مقابل قاطع 10 أمبير داخل حاوية تستقر عند درجة حرارة داخلية تبلغ 68 درجة مئوية. أدى التخفيض الحراري داخل الصندوق إلى دفع السعة الفعالة أسفل مخرج السلسلة. كان الإصلاح هو تكبير حجم هذه المواضع إلى 16 قاطعًا وإضافة فجوة تهوية بقطر 20 ملم داخل باب العلبة، وبعد ذلك تم تشغيل المواقع لمدة ثمانية أسابيع دون رحلة مزعجة.

ما الذي قدمه التحول إلى DC MCBs بالأرقام؟

• لفات الشاحنات غير المجدولة: 620 إلى 260 سنويًا، أي تخفيض بنسبة 58%، وتوفير 111,600 دولار في تكلفة العمالة والمركبات.
• التوليد المفقود بسبب انقطاع التيار الكهربائي: 1480 ميجاوات في الساعة إلى 562 ميجاوات في الساعة سنويًا، بانخفاض 62%، مما أدى إلى استرداد ما يقرب من 47800 دولار من الإيرادات المتعاقد عليها.
• متوسط ​​الوقت لعزل سلسلة معيبة: من 74 دقيقة إلى 22 دقيقة، بانخفاض 70%.
• الإنفاق السنوي على عنصر الحماية: من 26,400 دولار إلى 17,400 دولار، بانخفاض قدره 34%.
• إجمالي المدخرات المحددة: 187000 دولار أمريكي سنويًا مقابل تكلفة التحديث التي تقترب من 96000 دولار أمريكي، وهو استرداد في أقل من سبعة أشهر.

تغير ملف تعريف سلامة الطاقم أيضًا. اختفى استبدال المصهر تحت الحمل من الإجراء القياسي، وأصبحت تعليمات العمل ذات التصنيف المستمر لخطأ السلسلة الآن عبارة عن قفل وفحص بصري وإعادة ضبط.

ماذا يقول العميل عن المشروع؟

قال مدير التشغيل والصيانة: "كان خطأ في السلسلة يعني وجود اثنين من الفنيين ومجموعة الصمامات ومعظم فترة ما بعد الظهر". "الآن يقوم أحد الفنيين بفتح العلبة، وقراءة الكسارة المتعثرة، وإصلاح السلسلة وإعادة ضبطها. انخفضت وسائل الشرح بعد الظهر بمقدار النصف خلال الشهر الأول."

وأضاف رئيس قسم الهندسة: "كان التدقيق هو الجزء المهم. إن تغيير حجم القواطع لتلائم البيئة المحيطة بدلاً من تيار سلسلة اللوحة هو ما أدى إلى إبعاد الرحلات المزعجة."

ما الذي يمكن لمالكي EPCs وأصحاب الأصول الآخرين تعلمه من هذا المشروع؟

• الحجم للمربع، وليس ورقة البيانات.يمكن أن تصل درجة الحرارة المحيطة الداخلية على السطح إلى 25 درجة مئوية فوق الهواء الخارجي وتقلل من سرعة الكسارة بشكل أقل بكثير من تصنيف اللوحة الاسمية الخاصة بها.
• طيار على الموقع الأكثر سخونة والأعلى إشعاعًا.تخفي تجربة واحدة للطقس البارد السلوك الحراري الذي يسبب رحلات مزعجة في شهر يوليو.
• علاج وقت التشخيص باعتباره الادخار الرئيسي.حققت قطع الغيار ثلث التوفير؛ قام موقع الخطأ الأسرع بتسليم الباقي.
• انعكاس.سيبدأ الفريق عملية التدقيق قبل موسم البرد ويتفاوض بشأن مجموعة أدوات التحديث المجمعة مسبقًا مع مورد العلبة، وهو تغيير بقيمة 12 دولارًا لكل حاوية في أعمال التركيب.

مراجع

• IEC 60947-2:2019، المفاتيح الكهربائية وأجهزة التحكم ذات الجهد المنخفض - الجزء 2: قواطع الدائرة.webstore.iec.ch/publication/62482
• UL 1699B:2018، حماية دائرة خطأ القوس الكهربائي الكهروضوئي (PV) DC.shopulstandards.com/ProductDetail.aspx?productId=UL1699B
• دراسة محاكاة لعملية الحركة القوسية لقواطع الدائرة الكهربائية المصغرة.doi.org/10.1063/5.0174184

إرسال الاستفسار

المواصفات وتقييمات الأمبير لقاطع الدائرة المصغرة Soutya DC متوفرة على الموقعقاطع الدائرة الكهربائية المصغر DCصفحة المنتج.