సౌత్య DC మోల్డెడ్ కేస్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు సోలార్ డౌన్‌టైమ్‌ను 35% తగ్గించాయి

అమెరికన్ సౌత్‌వెస్ట్‌లోని 50 మెగావాట్ల ఫోటోవోల్టాయిక్ ప్లాంట్ 120 ఏజింగ్ బ్రేకర్‌లను సౌత్యా DC మోల్డ్ కేస్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్‌లతో భర్తీ చేసింది. ఫలితం: షెడ్యూల్డ్ డౌన్‌టైమ్‌లో 35% తగ్గింపు, బ్రేకర్ ఫెయిల్యూర్ రేటు 4.2% నుండి 0.8%కి తగ్గడం మరియు $60,000 కంటే ఎక్కువ వార్షిక నిర్వహణ పొదుపు.

సోలార్ ఫెసిలిటీలో కార్యాచరణ పరిస్థితి ఏమిటి?

ఈ సదుపాయం 24 సోలార్ బ్లాక్‌లను నిర్వహిస్తుంది, ప్రతి ఒక్కటి 2 MW DC-to-AC మార్పిడి స్టేషన్‌ను అందిస్తుంది. దీని అసలు DC రక్షణ వ్యవస్థ నిర్మాణ సమయంలో ఇన్స్టాల్ చేయబడిన నాన్-UL లిస్టెడ్ మినియేచర్ బ్రేకర్లను కలిగి ఉంది. ఎడారి వాతావరణంలో 14 సంవత్సరాల తర్వాత, బ్రేకర్లు థర్మల్ స్ట్రెస్ యొక్క కనిపించే సంకేతాలను చూపించాయి మరియు అధిక తేమ లీకేజీ మార్గాలను సృష్టించినప్పుడు సాధారణ శుభ్రపరిచే కార్యకలాపాల సమయంలో చాలా మంది జారుకున్నారు.

విద్యుత్ కొనుగోలు ఒప్పందంలో భాగంగా ఇంధన లభ్యతను 98.2% నుండి 99%కి పెంచాలని ప్లాంట్ నిర్వాహకులు ఒత్తిడికి గురయ్యారు. ప్రతి ప్రణాళిక లేని ట్రిప్ అంటే తరం కోల్పోయింది మరియు ప్రతి భర్తీ సందర్శనకు పూర్తి స్ట్రింగ్ షట్‌డౌన్ అవసరం.

పాత DC ప్రొటెక్షన్ సిస్టమ్ ఏ సవాళ్లకు కారణమైంది?

మునుపటి 12 నెలల్లో, ప్లాంట్ 47 బ్రేకర్-సంబంధిత వైఫల్యాలను నమోదు చేసింది. ప్రక్కనే ఉన్న స్ట్రింగ్ ఫాల్ట్‌ల వల్ల ట్రిగ్గర్ చేయబడిన తాత్కాలిక ఓవర్‌కరెంట్ కింద ఇబ్బంది ట్రిప్పింగ్ అత్యంత సాధారణ సమస్య. ఒక అప్‌స్ట్రీమ్ బ్రేకర్ తెరిచినప్పుడు, ఏడు దిగువ స్ట్రింగ్‌లు చీకటిగా మారాయి. నిర్వహణ బృందం 200 ఎకరాల స్థలంలో ప్రయాణంతో సహా ఒక్కో ఈవెంట్‌కు సగటున 3.5 గంటలు గడిపింది.

పాత బ్రేకర్లలో కూడా స్పష్టమైన తప్పు సూచన లేదు. ఏ యూనిట్ తెరిచిందో గుర్తించడానికి సాంకేతిక నిపుణులు కవర్‌లను తీసివేసి, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కెమెరాలను ఉపయోగించాల్సి వచ్చింది. రెండు సంఘటనలలో, డౌన్‌స్ట్రీమ్ ఫాల్ట్ ఇప్పటికీ ఉన్నప్పుడే ట్రిప్ అయిన బ్రేకర్ పొరపాటున తిరిగి మూసివేయబడింది, కాంబినర్ బాక్స్ మరియు ఒక ఇన్వర్టర్ దెబ్బతింది.

విడిభాగాలు కొరతగా మారాయి మరియు అసలు సరఫరాదారు మోడల్‌ను నిలిపివేసారు. ప్లాంట్ అనేక విభిన్న బ్రాండ్‌ల 40 యూనిట్లను నిల్వ చేసింది, కానీ ఏదీ ఇప్పటికే ఉన్న పాదముద్రతో సరిపోలలేదు, కాబట్టి ప్రతి పునర్నిర్మాణానికి ప్యానెల్ మార్పులు అవసరం.

ప్లాంట్ సౌత్య DC మోల్డ్ కేస్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లను ఎందుకు ఎంచుకుంది?

ఇంజనీరింగ్ బృందం మూడు రీప్లేస్‌మెంట్ ఆప్షన్‌లను అంచనా వేసింది: స్థానిక పంపిణీదారు నుండి DC రేటింగ్‌లతో AC బ్రేకర్లు, అసలు తయారీదారు నుండి రీకండీషన్డ్ యూనిట్లు మరియు సౌత్యా యొక్క DC MCCB లైన్. AC-to-DC హైబ్రిడ్ బ్రేకర్‌లు తక్కువ అంతరాయ సామర్థ్యాలను కలిగి ఉన్నాయి మరియు ప్లాంట్ యొక్క అంతర్గత షార్ట్-సర్క్యూట్ పరీక్షలో 10 kA వద్ద విఫలమయ్యాయి. రీకండీషన్ చేయబడిన యూనిట్లు 90-రోజుల వారంటీని కలిగి ఉన్నాయి మరియు విసుగు ట్రిప్ ప్యాటర్న్‌ను పరిష్కరించలేదు.

సౌత్యా యొక్క DC మోల్డ్ కేస్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ రెండు స్ట్రింగ్‌లపై ప్రక్క ప్రక్క ట్రయల్ తర్వాత ఎంపిక చేయబడింది. ఉత్పత్తి UL 489 అవసరాలను తీర్చింది మరియు 25 kA అంతరాయ సామర్థ్యంతో 1000 V DC యొక్క రేట్ ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్‌ను అందించింది, సైట్‌లో అందుబాటులో ఉన్న 12 kA గరిష్ట ఫాల్ట్ కరెంట్ కంటే సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. బ్రేకర్‌లు విజువల్ ట్రిప్ ఫ్లాగ్ మరియు రిమోట్ మానిటరింగ్ కోసం సహాయక కాంటాక్ట్‌లను కూడా కలిగి ఉన్నాయి, ఏ ఇతర అభ్యర్థి పోల్చదగిన ధరతో అందించలేదు.

అప్లికేషన్ ఇంజనీరింగ్ సపోర్ట్ మరియు 5 సంవత్సరాల నో-క్వశ్చన్ పార్ట్స్ వారంటీని అందించడానికి సౌత్య సుముఖతతో కూడా ఈ నిర్ణయం ప్రభావితమైంది.

సౌత్య DC MCCB ఎలా ఉపయోగించబడింది?

భర్తీ కార్యక్రమం ఐదు సబ్‌స్టేషన్‌లలో ఎనిమిది వారాల పాటు కొనసాగింది. ప్రాజెక్ట్ ఐదు దశలుగా విభజించబడింది:

• దశ 1: మొత్తం 120 బ్రేకర్ పొజిషన్‌ల ఫీల్డ్ సర్వే మరియు లేబులింగ్.
• దశ 2: బ్లాక్ 7లో రెండు ప్యానెల్‌ల ఇన్‌స్టాలేషన్ మరియు 48-గంటల లోడ్ చేయబడిన పరీక్ష.
• 3వ దశ: 7 మరియు 8 బ్లాక్‌లకు పూర్తి రోల్‌అవుట్, పాత బ్రేకర్‌లపై ఒక స్ట్రింగ్‌ని కంట్రోల్‌గా వదిలివేయండి.
• దశ 4: నియంత్రణ పోలిక తర్వాత మిగిలిన బ్లాక్‌ల భర్తీ 4:1 వైఫల్య తగ్గింపును చూపింది.
• దశ 5: ట్రిప్ డయాగ్నస్టిక్స్ మరియు రీప్లేస్‌మెంట్ విధానాలపై ఇద్దరు ప్లాంట్ ఎలక్ట్రీషియన్‌లకు శిక్షణ.

ప్రస్తుతం ఉన్న కాంబినర్ బాక్స్ మౌంటు పట్టాలను స్వీకరించడం ప్రధాన సాంకేతిక సవాలు. సౌత్యా యొక్క కాంపాక్ట్ కొలతలు ప్రామాణిక DIN రైలు లేఅవుట్‌తో సరిపోలాయి, అయితే బస్‌బార్ లగ్‌లు కొంచెం పెద్దవిగా ఉన్నాయి. ఈ ప్లాంట్ సౌత్యా ద్వారా సరఫరా చేయబడిన కస్టమ్ కాపర్ అడాప్టర్‌ను ఉపయోగించింది మరియు ఒక్కో బ్రేకర్‌కు ఇన్‌స్టాలేషన్ సమయం సగటున 27 నిమిషాలు, ఇందులో లగ్‌లను టార్క్ చేయడం మరియు యాంటీ-ఆక్సిడెంట్ పేస్ట్‌ను ఉపయోగించడం వంటివి ఉన్నాయి.

సదుపాయం ఏ ఫలితాలను సాధించింది?

చివరి బ్రేకర్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేసిన తర్వాత, ప్లాంట్ తొమ్మిది నెలల పాటు పనితీరును ట్రాక్ చేసింది. DC బ్రేకర్ వైఫల్యాల నుండి షెడ్యూల్ చేయని పనికిరాని సమయం నెలకు 11.6 గంటల నుండి నెలకు 0.8 గంటలకు పడిపోయింది, కాలానుగుణత కోసం సాధారణీకరించబడినప్పుడు మొత్తం ప్లాంట్ డౌన్‌టైమ్‌లో 35% తగ్గింపు. బ్రేకర్ వైఫల్యం రేటు వార్షికంగా 4.2% నుండి 0.8%కి తగ్గింది.

నిర్వహణ ఖర్చులు సంవత్సరానికి $60,000 తగ్గాయి, తక్కువ సైట్ సందర్శనలు మరియు విడిభాగాల నిల్వను తొలగించడం వలన ఇది నడపబడుతుంది. ప్లాంట్ ఉపయోగించని పాత బ్రేకర్లను $7,000కి పునఃవిక్రేతకు తిరిగి ఇచ్చింది. శక్తి లభ్యత 99.4%కి మెరుగుపడింది, ఇది పవర్ కొనుగోలుదారు నుండి $150,000 పనితీరు బోనస్‌ని ప్రేరేపించింది.

సహాయక పరిచయాలు రియల్ టైమ్‌లో ఓపెన్ బ్రేకర్‌ను చూపించడానికి ప్లాంట్ యొక్క SCADA సిస్టమ్‌ను ప్రారంభించాయి. డిస్పాచ్ ఇప్పుడు ఎలక్ట్రీషియన్‌ను సరైన స్ట్రింగ్‌కు పంపగలదు, సగటు రోగ నిర్ధారణ సమయాన్ని 35 నిమిషాల నుండి 6 నిమిషాలకు తగ్గిస్తుంది.

ప్లాంట్ మెయింటెనెన్స్ మేనేజర్ ఏం చెప్పారు?

"మేము తక్కువ ట్రిప్ రేటును ఆశించాము, కానీ డయాగ్నస్టిక్స్ ఇంత క్లీన్‌గా ఉంటుందని మేము ఊహించలేదు. ట్రిప్ ఫ్లాగ్ మరియు రిమోట్ కాంటాక్ట్ మా ప్యానెల్ ఆపరేటర్‌లను కంట్రోల్ రూమ్ నుండి వదలకుండా ఖచ్చితమైన స్థానాన్ని చూసేలా చేస్తుంది. ఇది మా ప్రతిస్పందన సమయాన్ని కొంత భాగానికి తగ్గించింది," అని ఎలక్ట్రికల్ మెయింటెనెన్స్ మేనేజర్ చెప్పారు.

ఇతర ఆపరేటర్లు ఏ పాఠాలు నేర్చుకోవచ్చు?

ఈ ప్రాజెక్ట్ నుండి మూడు పాయింట్లు వృద్ధాప్య DC రక్షణ పరికరాలతో ఏదైనా సౌకర్యానికి వర్తిస్తాయి:

• మీ గరిష్ట సిస్టమ్ వోల్టేజ్ వద్ద అసలు అంతరాయ సామర్థ్యాన్ని ధృవీకరించండి. 1000 V DC వద్ద 25 kA వద్ద రేట్ చేయబడిన బ్రేకర్ 500 V DC వద్ద 25 kA వద్ద రేట్ చేయబడినది కాదు.
• దశలవారీ భర్తీని ఉపయోగించండి మరియు పాత పరికరాలపై నియంత్రణ సమూహంగా రెండు లేదా మూడు తీగలను ఉంచండి. ప్లాంట్ నుండి పోల్చదగిన డేటా నాలుగు వారాల్లో ఫలితాన్ని చూపించింది.
• సహాయక పరిచయాలతో బ్రేకర్లలో పెట్టుబడి పెట్టండి. పెట్రోలింగ్ సమయాన్ని తొలగించడం ద్వారా మరియు ట్రిప్ తర్వాత పొరపాటున రీక్లోజర్‌ను నిరోధించడం ద్వారా రిమోట్ స్టేటస్ సిగ్నల్ స్వయంగా చెల్లించబడుతుంది.

ప్రాజెక్ట్ పునరావృతమైతే, పాత యూనిట్లను విక్రయించడం కంటే రెండవ సైట్‌ను కవర్ చేయడానికి మేనేజర్ అదనపు స్పేర్ బ్రేకర్‌లను ఆదేశించేవారు. "మేము సౌత్యా బ్రేకర్లను ఎలా విశ్వసిస్తాము మరియు సోదరి మొక్కను ప్రామాణికంగా మార్చాలనుకుంటున్నాము," అని అతను పేర్కొన్నాడు.

సూచనలు

• UL 489 Ed. 14-2025 - మోల్డ్-కేస్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు, మోల్డ్-కేస్ స్విచ్‌లు మరియు సర్క్యూట్-బ్రేకర్ ఎన్‌క్లోజర్‌లు
• DC మినియేచర్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్స్ యొక్క ఆర్క్ మోషన్ ప్రాసెస్‌పై అనుకరణ అధ్యయనం, DOI: 10.1063/5.0174184