कैसे 690V एसी कंबाइनर बॉक्स 4 इन 1 आउट सोलर प्लांट के एसी-साइड दोषों को 78% तक कम करता है

दक्षिणी यूरोप में एक वाणिज्यिक पैमाने का सौर परिसंपत्ति ऑपरेटर बारह साइटों पर 85 मेगावाट की ग्राउंड-माउंटेड पीवी क्षमता का प्रबंधन करता है। प्रत्येक साइट उच्च-शक्ति स्ट्रिंग इनवर्टर का उपयोग करती है जो 690 V AC आउटपुट करती है। अपग्रेड करने से पहले, चार इनवर्टर और एक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के बीच एसी-साइड कनेक्शन पूरे संयंत्र का सबसे विफलता-प्रवण बिंदु था। साउथ्या 690V एसी कंबाइनर बॉक्स 4 इन 1 आउट के साथ रेट्रोफिटिंग के बाद, ऑपरेटर ने छह महीने में एसी-साइड फॉल्ट डाउनटाइम में 78% की कटौती की।

ग्राहक की पृष्ठभूमि और परिचालन स्थिति क्या थी?

कंपनी 2017 और 2020 के बीच निर्मित कई 5 मेगावाट से 10 मेगावाट के पीवी संयंत्रों का संचालन करती है। प्रत्येक संयंत्र में, चार इनवर्टर के समूह मध्यम-वोल्टेज ट्रांसफार्मर में प्रवेश करने से पहले अलग-अलग जंक्शन बक्से और व्यक्तिगत स्विचगियर के माध्यम से 690 वी एसी वितरित करते हैं।

पुरानी वायरिंग और गैर-एकीकृत सुरक्षा उपकरण विश्वसनीयता का मुद्दा बन गए थे। संयंत्रों में एक छोटी ओ एंड एम टीम कार्यरत थी, और एसी-साइड समस्या का निदान करने का औसत समय आधे दिन से अधिक था। क्षेत्र में छोटी फीड-इन-टैरिफ विंडो की ओर बढ़ने के साथ, मालिक को उच्च उपलब्धता और प्रति किलोवाट-घंटा कम सेवा लागत की आवश्यकता थी।

वास्तव में किस कारण से उनकी एसी-साइड वायरिंग में बार-बार आने वाली बाधा उत्पन्न होती है?

रेट्रोफिट से पहले, प्रत्येक इन्वर्टर आउटपुट अलग-अलग मोल्डेड-केस ब्रेकर, बोल्ट-ऑन सर्ज अरेस्टर और टर्मिनल ब्लॉक से सुसज्जित एक सामान्य 690 वी एसी जंक्शन बॉक्स पर चलता था। ये बक्से समान चरण रिक्ति या पर्याप्त गर्मी अपव्यय प्रदान नहीं करते थे। तीन मुख्य रूपों में दोष उत्पन्न हुए:

• 690 वी फीडरों पर ढीले टर्मिनलों के कारण ओवरहीटिंग और रुक-रुक कर ट्रिपिंग होती रही।
• गिरफ्तार करने वालों को उचित टाइप-2 समन्वय के बिना लगाया गया था, इसलिए बिजली से प्रेरित ट्रांजिस्टर्स ने एक वर्ष में दो बार इन्वर्टर पावर चरणों को क्षतिग्रस्त कर दिया।
• क्योंकि एक इन्वर्टर के रखरखाव के लिए एक लाइव एनक्लोजर खोलने की आवश्यकता होती है, श्रमिकों को पूरे चार-इन्वर्टर समूह को बंद करना पड़ता है, जिससे प्रति प्लांट लगभग 920 डॉलर प्रति घंटे की उत्पादन हानि होती है।

इन एसी-साइड विफलताओं की कुल वार्षिक लागत - जिसमें मरम्मत सामग्री, श्रम और खोया हुआ राजस्व शामिल है - प्रति 10 मेगावाट साइट 23,000 डॉलर थी।

Soutya 690V AC कंबाइनर बॉक्स 4 इन 1 आउट क्यों चुनें?

ऑपरेटर ने तीन विकल्पों की समीक्षा की: स्थानीय पैनल बिल्डर से मानक एसी वितरण बोर्ड, वाणिज्यिक फ़्यूज्ड डिस्कनेक्ट, और सौत्या बॉक्स। पैनल बिल्डर 690 वी एसी स्विचबोर्ड नहीं दे सका जो आईईसी 61643-11 के लिए आवश्यक टाइप-2 सर्ज प्रोटेक्शन टेस्ट पास कर गया। फ़्यूज़्ड डिस्कनेक्ट में डाउनस्ट्रीम ट्रांसफार्मर के साथ उचित शॉर्ट-सर्किट समन्वय का अभाव था।

साउथ्या 690V एसी कंबाइनर बॉक्स 4 इन 1 आउट मौजूदा इलेक्ट्रिकल टोपोलॉजी से बिल्कुल मेल खाता है। यह चार 690 वी एसी इनपुट को चार इनपुट सर्किट ब्रेकर और एक आउटपुट ब्रेकर के साथ एक संरक्षित आउटपुट में विलय करता है। एकीकृत सर्ज सुरक्षात्मक उपकरण को IEC 61643-11 के अनुसार रेट किया गया है, और संलग्नक लेआउट केबल और लाइव बसबार के लिए अलग-अलग डिब्बे प्रदान करता है। इससे पिछले स्विचगियर की तुलना में आवश्यक पदचिह्न 60% से अधिक कम हो गया।

समाधान को अनेक साइटों पर कैसे तैनात किया गया?

स्थापना परियोजना चार महीनों में तीन चरणों में चली। टीम ने पायलट स्थल के रूप में उच्चतम दोष इतिहास वाले संयंत्र का चयन किया।

मुख्य कदम थे:

1. एक चार-इन्वर्टर समूह के एसी पक्ष को डी-एनर्जेट किया गया और मौजूदा बाड़े को हटा दिया गया।
2. ट्रांसफार्मर के पास मौजूदा यूनिस्ट्रट फ्रेम पर सौत्या बॉक्स लगाया।
3. इनवर्टर से चार 185 मिमी² तांबे के केबल और ट्रांसफार्मर से एक 300 मिमी² केबल को समाप्त कर दिया गया।
4. इन्वर्टर आउटपुट सुरक्षा से मेल खाने के लिए इनपुट ब्रेकर रेटिंग को कॉन्फ़िगर किया गया और एसपीडी को 690 वी एसी सिस्टम वोल्टेज पर सेट किया गया।
5. मॉनिटरिंग आउटपुट को RS485 पर चालू किया और प्लांट SCADA के विरुद्ध ट्रिप थ्रेशोल्ड की जाँच की।

एक सामान्य कठिनाई यह थी कि चार इनवर्टर के मौजूदा आउटपुट केबल की लंबाई अलग-अलग थी और वे अलग-अलग ट्रे मार्गों में बिछे हुए थे। इससे लाइन में थोड़ी असंतुलित बाधा उत्पन्न हुई। समाधान बसबार इक्वलाइज़र लिंक स्थापित करना और प्रत्येक समूह के भीतर केबल की लंबाई को ट्रिम करना था; एक दिन के फुल-लोड ऑपरेशन के बाद टर्मिनल तापमान एक समान रहा।

संयंत्र ने क्या मापने योग्य परिणाम प्राप्त किये?

पहली स्थापना के छह महीने बाद, ऑपरेटर ने पायलट साइट की तुलना उसके ऐतिहासिक प्रदर्शन से की:

• एसी-साइड दोष आवृत्ति प्रति वर्ष बारह घटनाओं से घटकर तीन से कम हो गई, यानी 75% की कमी।
• 690 वी एसी दोषों से अनिर्धारित डाउनटाइम में 78% की गिरावट आई, जो प्रति वर्ष प्रति इन्वर्टर समूह के फुल-लोड ऑपरेशन के 11.5 अतिरिक्त घंटों का प्रतिनिधित्व करता है।
• एसी-साइड विफलता की वार्षिक लागत, जिसमें उत्पादन में कमी भी शामिल है, $21,000 से घटकर $5,500 प्रति 10 मेगावाट संयंत्र हो गई।
• प्रत्येक इन्वर्टर समूह के लिए इंस्टॉलेशन का समय पूरे दो दिन से घटकर चार घंटे रह गया, जिससे प्रति साइट श्रम में $1,600 की बचत हुई।
• रखरखाव के लिए एक इन्वर्टर को अलग करने के लिए अब पूरे समूह को बंद करने की आवश्यकता नहीं है; समूह 75% क्षमता पर ऑनलाइन रहता है।

क्या कहते हैं प्लांट मैनेजर?

ऑपरेटर के प्लांट इंजीनियरिंग मैनेजर ने प्रभाव का वर्णन किया: "सौत्या 690V एसी कॉम्बिनर बॉक्स ने 690 वोल्ट पर हमारे पास सबसे खराब थर्मल और सर्ज विफलताओं को समाप्त कर दिया। बारह महीनों में, हमने एक फीडर टर्मिनल को फिर से कस नहीं लिया है, और हम पूरे ब्लॉक के लिए उत्पादन बंद किए बिना एक इन्वर्टर को अलग कर सकते हैं। इस परियोजना में उस बदलाव का भुगतान खुद ही हो गया।"

अन्य औद्योगिक और सौर ऑपरेटर इस रेट्रोफिट से क्या सीख सकते हैं?

यह मामला मूल पौधे तक सीमित न रहकर कई सबकों की ओर इशारा करता है।

• एसी-साइड सुरक्षा डीसी-साइड स्ट्रिंग सुरक्षा के समान ही विशिष्टता कठोरता की हकदार है। आईईसी 61643-11 टाइप-2 परीक्षण किए गए एसपीडी और आईईसी 62548 सरणी डिजाइन प्रथाओं को एसी आउटपुट पर प्रतिबिंबित किया जाना चाहिए।
• एक पूर्ण 4-इन-1-आउट कॉम्बिनर बॉक्स रेट्रोफिट संयंत्रों में जहां भौतिक स्थान तय होता है, स्थापना श्रम और दोष-खोज समय को कम कर देता है।
• बॉक्स चुनने से पहले, केबल की लंबाई, इन्सुलेशन और ट्रे रूटिंग का निरीक्षण करें; समान अवरोधन प्रतिबाधा हॉटस्पॉट जोखिम को कम कर देगी।

यदि ऑपरेटर को परियोजना को दोहराना था, तो वह प्रारंभिक बैच में एक अतिरिक्त बॉक्स का ऑर्डर देगा और कमीशनिंग के दौरान थर्मल इमेजिंग स्कैन करेगा, क्योंकि उन स्कैन ने अंतिम टर्मिनल की जांच और पता लगाने योग्य बना दिया था। कंपनी ने तब से अपने पुराने 10 मेगावाट संयंत्रों में वही 690V एसी कंबाइनर बॉक्स लागू किया है और पूरे 85 मेगावाट पोर्टफोलियो में समान उपलब्धता में सुधार की उम्मीद है।

उद्योग संदर्भ:

• आईईसी 62548:2016 फोटोवोल्टिक (पीवी) सरणियाँ - डिज़ाइन आवश्यकताएँ। (स्रोत: https://webstore.iec.ch/publication/62548)
• आईईसी 61643-11:2011 लो-वोल्टेज सर्ज सुरक्षात्मक उपकरण - भाग 11: लो-वोल्टेज बिजली प्रणालियों से जुड़े एसपीडी। (स्रोत: https://webstore.iec.ch/publication/61643-11)