690V AC कंबाईनर बॉक्स 4 मध्ये 1 सोलर प्लांटच्या एसी-साइड फॉल्ट्स 78% ने कसे कमी करतात

दक्षिण युरोपमधील व्यावसायिक स्तरावरील सौर मालमत्ता ऑपरेटर बारा साइटवर 85 मेगावॅट ग्राउंड-माउंटेड पीव्ही क्षमता व्यवस्थापित करतो. प्रत्येक साइट हाय-पॉवर स्ट्रिंग इनव्हर्टर वापरते जे 690 V AC आउटपुट करते. अपग्रेड करण्यापूर्वी, चार इन्व्हर्टर आणि स्टेप-अप ट्रान्सफॉर्मरमधील एसी-साइड कनेक्शन संपूर्ण प्लांटचा सर्वात अपयशी-प्रवण बिंदू होता. Soutya 690V AC Combiner Box 4 In 1 Out सह रिट्रोफिटिंग केल्यानंतर, ऑपरेटरने सहा महिन्यांत AC-साइड फॉल्ट डाउनटाइम 78% कमी केला.

ग्राहकाची पार्श्वभूमी आणि ऑपरेशनल परिस्थिती काय होती?

कंपनी 2017 आणि 2020 दरम्यान बांधलेले अनेक 5 MW ते 10 MW PV प्लांट चालवते. प्रत्येक प्लांटमध्ये, चार इन्व्हर्टरचे गट मध्यम-व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरमध्ये प्रवेश करण्यापूर्वी स्वतंत्र जंक्शन बॉक्स आणि वैयक्तिक स्विचगियरद्वारे 690 V AC वितरित करतात.

वृद्ध वायरिंग आणि नॉन-इंटिग्रेटेड संरक्षण उपकरणे ही विश्वासार्हतेची समस्या बनली होती. वनस्पतींमध्ये एक लहान O&M टीम कार्यरत होती आणि AC-साइड समस्येचे निदान करण्यासाठी सरासरी वेळ अर्धा दिवस ओलांडला होता. क्षेत्र लहान फीड-इन-टेरिफ विंडोंकडे जात असल्याने, मालकाला उच्च उपलब्धता आणि प्रति किलोवॅट-तास कमी सेवा खर्चाची आवश्यकता होती.

त्यांच्या एसी-साइड वायरिंगमध्ये आवर्ती अडथळा नेमका कशामुळे झाला?

रेट्रोफिट करण्यापूर्वी, प्रत्येक इन्व्हर्टर आउटपुट जेनेरिक 690 V AC जंक्शन बॉक्समध्ये जात असे ज्यामध्ये वेगळे मोल्डेड-केस ब्रेकर्स, बोल्ट-ऑन सर्ज अरेस्टर्स आणि टर्मिनल ब्लॉक होते. या बॉक्समध्ये समान टप्प्यातील अंतर किंवा पुरेसा उष्णता विघटन प्रदान केले नाही. दोष तीन मुख्य स्वरूपात आढळतात:

• 690 V फीडरवरील सैल टर्मिनल्समुळे जास्त गरम होणे आणि अधूनमधून ट्रिपिंग होते.
• अटककर्त्यांना योग्य प्रकार-2 समन्वयाशिवाय बसवले गेले होते, त्यामुळे एका वर्षात दोनदा विद्युल्लता-प्रेरित ट्रान्झिएंट्सने इन्व्हर्टर पॉवर स्टेजचे नुकसान केले.
• एका इन्व्हर्टरच्या देखभालीसाठी थेट संलग्नक उघडणे आवश्यक असल्याने, कामगारांना संपूर्ण चार-इन्व्हर्टर गट बंद करावा लागला, ज्यामुळे प्रति प्लांटला सुमारे $920 प्रति तास उत्पादन नुकसान होते.

या AC-साइड फेल्युअरची एकूण वार्षिक किंमत- दुरुस्ती साहित्य, श्रम आणि गमावलेला महसूल यासह- प्रति 10 MW साइट $23,000 होती.

Soutya 690V AC कंबाईनर बॉक्स 4 इन 1 आउट का निवडावा?

ऑपरेटरने तीन पर्यायांचे पुनरावलोकन केले: स्थानिक पॅनेल बिल्डरकडून मानक AC वितरण बोर्ड, व्यावसायिक फ्यूज डिस्कनेक्ट आणि सौत्या बॉक्स. पॅनेल बिल्डरला IEC 61643-11 द्वारे आवश्यक असलेल्या Type-2 सर्ज संरक्षण चाचण्या उत्तीर्ण करणारा 690 V AC स्विचबोर्ड वितरित करता आला नाही. फ्यूज्ड डिस्कनेक्ट्समध्ये डाउनस्ट्रीम ट्रान्सफॉर्मरसह योग्य शॉर्ट-सर्किट समन्वयाचा अभाव होता.

Soutya 690V AC कंबाईनर बॉक्स 4 इन 1 आउट सध्याच्या इलेक्ट्रिकल टोपोलॉजीशी तंतोतंत जुळतो. हे चार इनपुट सर्किट ब्रेकर आणि सिंगल आउटपुट ब्रेकरसह चार 690 V AC इनपुट एका संरक्षित आउटपुटमध्ये विलीन करते. इंटिग्रेटेड सर्ज प्रोटेक्टिव्ह डिव्हाइसला IEC 61643-11 नुसार रेट केले जाते, आणि एनक्लोजर लेआउट केबल आणि थेट बसबारसाठी वेगळे कंपार्टमेंट प्रदान करते. यामुळे मागील स्विचगियरच्या तुलनेत आवश्यक फूटप्रिंट 60% पेक्षा जास्त कमी झाले.

एकाधिक साइटवर समाधान कसे तैनात केले गेले?

स्थापना प्रकल्प चार महिन्यांत तीन टप्प्यांत चालला. टीमने पायलट साइट म्हणून सर्वात जास्त दोष असलेल्या प्लांटची निवड केली.

मुख्य पायऱ्या होत्या:

1. एका चार-इन्व्हर्टर गटाची AC बाजू डी-एनर्जाइज केली आणि विद्यमान संलग्नक काढून टाकले.
2. ट्रान्सफॉर्मरजवळ विद्यमान युनिस्ट्रट फ्रेमवर सौत्या बॉक्स माउंट केला.
3. इन्व्हर्टरमधून चार 185 मिमी² कॉपर केबल आणि ट्रान्सफॉर्मरला एक 300 मिमी² केबल टाकली.
4. इनव्हर्टर आउटपुट संरक्षणाशी जुळण्यासाठी इनपुट ब्रेकर रेटिंग कॉन्फिगर केले आणि SPD ला 690 V AC सिस्टम व्होल्टेजवर सेट केले.
5. मॉनिटरिंग आउटपुट RS485 वर कमिशन केले आणि SCADA प्लांट विरुद्ध ट्रिप थ्रेशोल्ड तपासले.

एक वैशिष्ट्यपूर्ण अडचण अशी होती की चार इन्व्हर्टरमधील विद्यमान आउटपुट केबल्सची लांबी भिन्न होती आणि ती वेगवेगळ्या ट्रे मार्गांमध्ये ठेवली होती. यामुळे किंचित असंतुलित रेषेचा अडथळा निर्माण झाला. उपाय म्हणजे बसबार इक्वलाइझर लिंक्स स्थापित करणे आणि प्रत्येक गटामध्ये केबलची लांबी ट्रिम करणे; पूर्ण-लोड ऑपरेशनच्या एका दिवसानंतर टर्मिनल तापमान एकसमान राहिले.

वनस्पतीने कोणते मोजमाप परिणाम प्राप्त केले?

पहिल्या स्थापनेनंतर सहा महिन्यांनंतर, ऑपरेटरने पायलट साइटची ऐतिहासिक कामगिरीशी तुलना केली:

• AC-साइड फॉल्ट फ्रिक्वेन्सी दर वर्षी बारा घटनांवरून तीनपेक्षा कमी झाली, 75% घट.
• 690 V AC फॉल्ट्समधून अनियोजित डाउनटाइम 78% घसरला, जो प्रति वर्ष इन्व्हर्टर गटाच्या पूर्ण-लोड ऑपरेशनचे 11.5 अतिरिक्त तास दर्शवतो.
• AC-साइड फेल्युअरची वार्षिक किंमत, गमावलेल्या उत्पादनासह, $21,000 वरून $5,500 प्रति 10 मेगावॅट प्लांटपर्यंत कमी झाली.
• प्रत्येक इन्व्हर्टर गटासाठी स्थापनेची वेळ दोन पूर्ण दिवसांवरून चार तासांवर आली, ज्यामुळे प्रति साइटच्या श्रमात $1,600 बचत झाली.
• देखरेखीसाठी एकल इन्व्हर्टर अलग ठेवण्यासाठी यापुढे संपूर्ण गट बंद करण्याची आवश्यकता नाही; गट 75% क्षमतेने ऑनलाइन राहतो.

प्लांट मॅनेजर काय म्हणतात?

ऑपरेटरच्या प्लांट अभियांत्रिकी व्यवस्थापकाने परिणामाचे वर्णन केले: "Soutya 690V AC कॉम्बाइनर बॉक्सने आमच्याकडे 690 व्होल्ट्सचे सर्वात वाईट थर्मल आणि सर्ज फेल्युअर दूर केले. बारा महिन्यांत, आम्ही एक फीडर टर्मिनल पुन्हा कडक केले नाही, आणि आम्ही या संपूर्ण प्रकल्पाच्या सशुल्क बदलासाठी उत्पादन न थांबवता एकच इन्व्हर्टर वेगळे करू शकतो."

या रेट्रोफिटमधून इतर औद्योगिक आणि सौर ऑपरेटर काय शिकू शकतात?

हे प्रकरण मूळ वनस्पतीपुरते मर्यादित न राहता अनेक धड्यांकडे निर्देश करते.

• AC-साइड संरक्षण DC-साइड स्ट्रिंग संरक्षणाप्रमाणेच तपशीलवार कठोरपणाचे पात्र आहे. IEC 61643-11 Type-2 चाचणी केलेले SPDs आणि IEC 62548 ॲरे डिझाइन पद्धती AC आउटपुटवर मिरर केल्या पाहिजेत.
• पूर्ण 4-इन-1-आउट कॉम्बिनर बॉक्स रिट्रोफिट प्लांटमध्ये जेथे भौतिक जागा निश्चित केली जाते तेथे इंस्टॉलेशनचे श्रम आणि दोष शोधण्याची वेळ कमी करते.
• बॉक्स निवडण्यापूर्वी, केबलची लांबी, इन्सुलेशन आणि ट्रे रूटिंगची तपासणी करा; समान अवरोधित प्रतिबाधा हॉटस्पॉट जोखीम कमी करेल.

ऑपरेटरने प्रकल्पाची पुनरावृत्ती केल्यास, तो सुरुवातीच्या बॅचमध्ये एक स्पेअर बॉक्स ऑर्डर करेल आणि कमिशनिंग दरम्यान थर्मल इमेजिंग स्कॅन करेल, कारण त्या स्कॅनने अंतिम टर्मिनल तपासण्या आणि शोधण्यायोग्य बनवले. कंपनीने तेव्हापासून तेच 690V AC कंबाईनर बॉक्स आपल्या जुन्या 10 MW प्लँटमध्ये लागू केले आहे आणि संपूर्ण 85 MW पोर्टफोलिओमध्ये समान उपलब्धतेत सुधारणा अपेक्षित आहे.

उद्योग संदर्भ:

• IEC 62548:2016 फोटोव्होल्टेइक (PV) ॲरे — डिझाइन आवश्यकता. (स्रोत: https://webstore.iec.ch/publication/62548)
• IEC 61643-11:2011 लो-व्होल्टेज सर्ज संरक्षणात्मक उपकरणे — भाग 11: लो-व्होल्टेज पॉवर सिस्टमशी जोडलेले SPD. (स्रोत: https://webstore.iec.ch/publication/61643-11)