DC 1000V ఫ్యూజ్ హోల్డర్‌తో PV ప్లాంట్ స్ట్రింగ్ డౌన్‌టైమ్‌ను 60% కట్ చేయడం ఎలా

కస్టమర్ నేపథ్యం

ఎత్తైన ఎడారి ప్రాంతంలో ఉన్న 45 MW ఫోటోవోల్టాయిక్ (PV) ప్లాంట్ దాని DC కాంబినర్ బాక్స్‌లలో పునరావృత వైఫల్యాలను ఎదుర్కొంటోంది. ప్రాంతీయ యుటిలిటీ గ్రిడ్‌కు సేవలందిస్తున్న స్వతంత్ర విద్యుత్ ఉత్పత్తిదారుచే నిర్వహించబడే ఈ సౌకర్యం ఆరు సంవత్సరాలుగా సేవలో ఉంది. 1,400 కంటే ఎక్కువ స్ట్రింగ్ సర్క్యూట్‌లు 28 కాంబినర్ బాక్స్‌లలోకి అందించబడ్డాయి, ఒక్కొక్కటి సోలార్ ప్యానెల్‌ల నుండి సెంట్రల్ ఇన్వర్టర్‌లకు 1000V DC వరకు మోసుకెళ్తాయి.

స్థానిక గ్రిడ్ ఆపరేటర్ కఠినమైన లభ్యత పెనాల్టీలను ప్రవేశపెట్టినందున ప్లాంట్ యొక్క కార్యకలాపాల బృందం షెడ్యూల్ చేయని పనికిరాని సమయాన్ని తగ్గించడానికి పెరుగుతున్న ఒత్తిడిని ఎదుర్కొంది. వేసవి ఉష్ణోగ్రతలు 45°C కంటే ఎక్కువగా ఉండటంతో, DC భాగాలపై థర్మల్ ఒత్తిడి తీవ్రంగా ఉంది.

అప్‌గ్రేడ్ చేయడానికి ముందు PV ప్లాంట్ ఏ సమస్యలను ఎదుర్కొంది?

అసలు ఫ్యూజ్ హోల్డర్లు 600V DC కోసం మాత్రమే రేట్ చేయబడిన సాధారణ యూనిట్లు. ప్లాంట్ యొక్క 1000V స్ట్రింగ్ కాన్ఫిగరేషన్ కోసం అవి తక్కువ పరిమాణంలో ఉన్నాయి. 18 నెలల్లో, ఆపరేషన్స్ బృందం 11 కాంబినర్ బాక్స్‌లలో 23 ఫ్యూజ్ హోల్డర్ వైఫల్యాలను నమోదు చేసింది.

లక్షణాలు స్థిరంగా ఉన్నాయి: ఫ్యూజ్ హోల్డర్ క్లిప్‌లు పదేపదే థర్మల్ సైక్లింగ్ తర్వాత స్ప్రింగ్ టెన్షన్‌ను కోల్పోయాయి, అధిక-నిరోధక పరిచయాలను సృష్టించాయి. 1000V DC వద్ద, పేలవమైన కనెక్షన్ స్థానికీకరించిన తాపన మరియు మైక్రో-ఆర్సింగ్‌కు కారణమైంది. అనేక సందర్భాల్లో, ఫ్యూజ్ హోల్డర్ కరిగిపోయింది మరియు అత్యవసర మరమ్మతు కోసం కాంబినర్ బాక్స్‌ను ఆఫ్‌లైన్‌లో ఉంచాల్సి వచ్చింది. ప్రతి సంఘటనకు సగటున $4,800 ఖర్చు అవుతుంది కోల్పోయిన శక్తి ఉత్పత్తి, భర్తీ భాగాలు మరియు శ్రమ.

క్లిప్‌లను మళ్లీ బిగించి, వాహక గ్రీజును పూయడానికి గతంలో చేసిన ప్రయత్నాలు సమస్యను పరిష్కరించలేదు. రెండవ మెల్ట్‌డౌన్ తర్వాత, ప్లాంట్ మేనేజర్ ఫ్యూజ్ హోల్డర్ స్పెసిఫికేషన్‌లను పూర్తిగా సమీక్షించాలని ఆదేశించారు.

ఆపరేటర్ సౌత్య DC 1000V ఫ్యూజ్ హోల్డర్‌ను ఎందుకు ఎంచుకున్నారు?

ఇంజనీరింగ్ బృందం మూడు ప్రత్యామ్నాయాలను విశ్లేషించింది. మొదటిది 1000V DC కోసం రేట్ చేయబడిన ఒక ప్రామాణిక DIN-రైల్ ఫ్యూజ్ హోల్డర్, కానీ దాని క్లిప్‌లు తక్కువ-గ్రేడ్ రాగి మిశ్రమంతో తయారు చేయబడ్డాయి, అది ఇప్పటికీ ఉప్పగా ఉండే ఎడారి గాలిలో క్షీణిస్తుంది. రెండవ ఎంపిక యాజమాన్య పరిష్కారం, ఇది మొత్తం కాంబినర్ బాక్స్‌ను మార్చుకోవడం అవసరం, ఇది నిర్వహణ బడ్జెట్‌ను మించిపోయింది.

మూడవ ఎంపిక సౌత్య DC 1000V ఫ్యూజ్ హోల్డర్. మూడు అంశాలు నిర్ణయాత్మకమైనవి:

• IEC 60269-1 పరిస్థితులలో PV స్ట్రింగ్ షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్‌తో సరిపోలే పరీక్షించిన బ్రేకింగ్ కెపాసిటీతో స్పష్టమైన 1000V DC రేటింగ్.
• స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ మరియు టిన్-ప్లేటెడ్ కాపర్‌తో చేసిన హెలికల్ స్ప్రింగ్ క్లిప్‌లు, విస్తృత ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో కాంటాక్ట్ ఒత్తిడిని నిర్వహించడానికి రూపొందించబడ్డాయి.
• రివైరింగ్ లేకుండా ఇప్పటికే ఉన్న కాంబినర్ బాక్స్ లేఅవుట్‌కి సరిపోయే కాంపాక్ట్ బాడీ. ఇది సంస్థాపన ప్రమాదాన్ని తగ్గించింది మరియు లేబర్ ఖర్చులను తక్కువగా ఉంచింది.

సౌత్యా ఫ్యూజ్ హోల్డర్ కూడా అతినీలలోహిత క్షీణతను నిరోధించే మాట్టే నైలాన్ హౌసింగ్‌తో వచ్చింది, ఈ సమస్య పాత యూనిట్లలో పెళుసుగా పగుళ్లు ఏర్పడింది. ప్లాంట్ నుండి వాస్తవ DC వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత డేటా ఆధారంగా సౌత్యా మూడు సంవత్సరాల వారంటీని అందించినట్లు ప్రొక్యూర్‌మెంట్ మేనేజర్ ధృవీకరించారు.

కొత్త ఫ్యూజ్ హోల్డర్ ఎలా అమర్చబడింది?

ప్లాంట్ యొక్క చివరి-శీతాకాలపు నిర్వహణ విండో సమయంలో నాలుగు వారాల పాటు అప్‌గ్రేడ్ చేయబడింది. విస్తృత సిస్టమ్ షట్‌డౌన్‌లను నివారించడానికి ఆపరేషన్స్ బృందం 520 ఫ్యూజ్ హోల్డర్‌లను దశలవారీగా భర్తీ చేసింది.

• దశ 1: ప్లాంట్ యొక్క నిర్వహణ సిబ్బంది ఒక కాంబినర్ బాక్స్‌ను డి-ఎనర్జైజ్ చేసారు మరియు స్ట్రింగ్ టెర్మినల్స్ వద్ద జీరో వోల్టేజ్‌ని ధృవీకరించారు.
• దశ 2: ఇప్పటికే ఉన్న ప్రతి ఫ్యూజ్ హోల్డర్ తీసివేయబడింది. సాంకేతిక నిపుణులు టెర్మినల్ స్క్రూలపై టార్క్‌ను డాక్యుమెంట్ చేసారు మరియు ఆర్సింగ్ సంకేతాల కోసం ఫ్యూజ్ క్లిప్‌లను తనిఖీ చేశారు.
• దశ 3: కొత్త సౌత్య DC 1000V ఫ్యూజ్ హోల్డర్‌లు ఇప్పటికే ఉన్న DIN రైలు మరియు టెర్మినల్ బ్లాక్‌లను ఉపయోగించి మౌంట్ చేయబడ్డాయి. ఫ్యూజ్ చొప్పించే శక్తి గమనించదగ్గ విధంగా ఎక్కువగా ఉంది, ఇది తప్పుగా అమరిక యొక్క సంభావ్యతను తగ్గించింది.
• దశ 4: ప్రతి సర్క్యూట్ DC ఇన్సులేషన్ రెసిస్టెన్స్ టెస్టర్ మరియు ఫ్యూజ్ కండిషన్ ఇండికేటర్‌తో రీ-ఎనర్జిజేషన్‌కు ముందు పరీక్షించబడింది.
• దశ 5: ప్రతి కాంబినర్ బాక్స్ తిరిగి సేవలోకి వచ్చిన ఒక వారం తర్వాత నిర్వహణ బృందం థర్మల్ ఇమేజింగ్ సర్వేను నిర్వహించింది.

కాంబినర్ బాక్సుల లోపల గట్టి వైర్-బెండింగ్ స్థలం మాత్రమే ముఖ్యమైన కష్టం. సౌత్య ఫ్యూజ్ హోల్డర్ యొక్క టెర్మినల్ ఓరియంటేషన్ 6 mm² PV వైర్‌లను బలవంతంగా వంగకుండా రూట్ చేయడం సులభం చేసింది, కాబట్టి సమస్య కొన్ని గంటల వ్యవధిలో పరిష్కరించబడింది.

ఆపరేటర్ ఏ పరిమాణాత్మక ఫలితాలను సాధించారు?

అప్‌గ్రేడ్ చేసిన పన్నెండు నెలల తర్వాత, ఆపరేటర్ పనితీరు డేటాను భర్తీకి ముందు రెండు సంవత్సరాలతో పోల్చారు.

• ఫ్యూజ్ హోల్డర్ వైఫల్యాల కారణంగా స్ట్రింగ్ డౌన్‌టైమ్ నెలకు సగటున 14 గంటల నుండి 5.5 గంటలకు 60% తగ్గింది.
• ఫ్యూజ్ హోల్డర్ రీప్లేస్‌మెంట్ ఖర్చు త్రైమాసికానికి $2,800 నుండి $1,540కి 45% తగ్గింది. ఇందులో భాగాలు, లేబర్ మరియు థర్మల్ తనిఖీ సమయం ఉన్నాయి.
• ప్రణాళిక లేని కాంబినర్-బాక్స్ సర్వీస్ ఈవెంట్‌లు సంవత్సరానికి 8 నుండి 2కి తగ్గాయి. ఏ ఫ్యూజ్ హోల్డర్ ఆ సమయంలో ఆర్సింగ్ లేదా కరిగిపోయినట్లు నివేదించలేదు
• ఫ్యూజ్ హోల్డర్ కాంటాక్ట్ పాయింట్ల వద్ద సగటు ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల 18°C ​​తగ్గింది, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కెమెరాతో కొలుస్తారు.

ఇటీవలి మూడు నెలవారీ పరిష్కార నివేదికలలో గ్రిడ్ ఆపరేటర్ నుండి లభ్యత పెనాల్టీ సున్నాకి తగ్గించబడిందని ప్లాంట్ మేనేజర్ గుర్తించారు. ఒత్తిడికి గురైన మార్కెట్‌లో, ఆ మెరుగుదల మాత్రమే $11,000 హార్డ్‌వేర్ పెట్టుబడిని సమర్థించింది.

క్లయింట్ టెస్టిమోనియల్: మెయింటెనెన్స్ డైరెక్టర్ ఏమి చెప్పారు?

"రెండవ మెల్ట్‌డౌన్ తర్వాత మేము అసలైన ఫ్యూజ్ హోల్డర్‌లపై విశ్వాసాన్ని కోల్పోయాము. సౌత్య DC 1000V ఫ్యూజ్ హోల్డర్ మాకు నమ్మదగిన కనెక్షన్‌ని అందించింది, మేము అంచనా వేయగలము. థర్మల్ ఇమేజింగ్ ఫలితాలు స్పష్టంగా ఉన్నాయి మరియు నా బృందం ఎమర్జెన్సీ రీప్లేస్‌మెంట్‌లకు బదులుగా శుభ్రపరచడం మరియు టార్క్ తనిఖీలపై దృష్టి పెట్టవచ్చు," అని ప్లాంట్ నిర్వహణ డైరెక్టర్ చెప్పారు.

ఇతర DC పవర్ సిస్టమ్ ఆపరేటర్‌ల కోసం పాఠాలు మరియు సిఫార్సులు

సోలార్ ప్లాంట్లు, స్టోరేజ్ సిస్టమ్‌లు లేదా ఇండస్ట్రియల్ DC నెట్‌వర్క్‌లలో 1000V DC సర్క్యూట్‌లను నిర్వహించే ఆపరేషన్స్ టీమ్‌ల కోసం, ప్రాజెక్ట్ మూడు ప్రాక్టికల్ టేకావేలను అందించింది.

1. ఫ్యూజ్ హోల్డర్‌ను ఎంచుకునే ముందు సర్క్యూట్ యొక్క వాస్తవ DC వోల్టేజ్ మరియు ఫాల్ట్ కరెంట్‌ను ఎల్లప్పుడూ ధృవీకరించండి. 1000V సిస్టమ్‌లో 600V-రేటెడ్ హోల్డర్ యాంత్రికంగా ఎంత బాగా సరిపోతుందో అది ప్రమాదకరం.
2. ఫ్యూజ్ క్లిప్ మెటీరియల్ మరియు స్ప్రింగ్ డిజైన్‌ను తనిఖీ చేయండి. అధిక-నాణ్యత కాంటాక్ట్ ప్రెజర్ అనేది అధిక DC వోల్టేజీల వద్ద వేడెక్కడం నుండి అత్యంత ముఖ్యమైన రక్షణ.
3. ఇప్పటికే ఉన్న కాంబినర్ బాక్స్‌లను రీట్రోఫిట్ చేస్తున్నప్పుడు, ఇప్పటికే ఉన్న రైలులో మౌంట్ చేసే ఫ్యూజ్ హోల్డర్‌ను ఎంచుకోండి మరియు టెర్మినల్ బ్లాక్‌లను భర్తీ చేయాల్సిన అవసరం లేదు. సౌత్యా ఫ్యూజ్ హోల్డర్ దాని స్పెసిఫికేషన్‌కు అనుగుణంగా పనిచేసింది మరియు ప్రాజెక్ట్ షెడ్యూల్ కంటే ముందే పూర్తయింది.

ప్లాంట్ దీన్ని మళ్లీ చేస్తే, ప్రారంభ పరికరాలను ప్రారంభించే సమయంలో ముందుగా ఫ్యూజ్ హోల్డర్‌లను భర్తీ చేయడం ఒక మెరుగుదల. నివారణ ఖర్చు మొదటి రెండు అత్యవసర మరమ్మతుల ఖర్చులో మూడింట ఒక వంతు.

సూచనలు

[1] IEC 60269-1. తక్కువ-వోల్టేజ్ ఫ్యూజ్‌లు - పార్ట్ 1: సాధారణ అవసరాలు [S]. 2020.https://webstore.iec.ch/publication/62496

[2] తక్కువ వోల్టేజ్ DC స్విచ్‌ల కాంటాక్ట్ ఎలక్ట్రోడ్‌ల వృద్ధాప్య లక్షణాలు [J]. ఎనర్జీలు, 2021, 14(20): 6838.https://doi.org/10.3390/en14206838