कैसे एक सोलर इंस्टॉलर डीसी एमसीबी के साथ डीसी सर्किट की खराबी को 62% तक कम कर देता है

एरिज़ोना और नेवादा में 60 मेगावाट के वाणिज्यिक छत और छोटे ग्राउंड-माउंट ऐरे चलाने वाले एक सौर ईपीसी और ओ एंड एम ठेकेदार ने 210 कंबाइनर बाड़ों में सॉउट्या डीसी लघु सर्किट ब्रेकर के साथ फ्यूज-आधारित डीसी स्ट्रिंग सुरक्षा को बदल दिया। दोष-संबंधी डाउनटाइम में 62% की गिरावट आई, और रेट्रोफ़िट ने सात महीने से कम समय में भुगतान कर दिया।

ग्राहक पृष्ठभूमि: डीसी प्रोटेक्शन अपग्रेड किसने लिया?

ग्राहक एक सौर इंजीनियरिंग, खरीद और निर्माण फर्म है जिसका इन-हाउस संचालन और रखरखाव प्रभाग है। कर्मचारियों की संख्या 120 है। बेड़ा एरिज़ोना, नेवादा और दक्षिणी यूटा में 340 वाणिज्यिक छत प्रणालियों और छह ग्राउंड-माउंट एरेज़ में 60 मेगावाट को कवर करता है। संपत्ति मालिकों में खुदरा शृंखलाएं, कोल्ड स्टोरेज ऑपरेटर और दो नगरपालिका उपयोगिताएं शामिल हैं।

18 महीनों में बेड़े का आकार 40% बढ़ गया जबकि ओ एंड एम स्टाफ स्थिर रहा। सेवा अनुबंधों में उत्पादन को प्रभावित करने वाली गलतियों के लिए 48 घंटे की प्रतिक्रिया विंडो होती है, जिसमें छूटी हुई विंडो पर जुर्माना भी शामिल होता है।

मौजूदा डीसी सुरक्षा ने क्या समस्याएँ पैदा कीं?

प्रत्येक कंबाइनर बॉक्स ने 15 ए और 20 ए डीसी फ़्यूज़ के साथ 12 से 16 तारों की रक्षा की। उस व्यवस्था ने तीन आवर्ती समस्याएं उत्पन्न कीं।

• मरम्मत की तुलना में निदान में अधिक समय लगा।उड़ा हुआ फ़्यूज़ यह नहीं बताता कि किस तार के कारण यह हुआ। क्रू ने पूरे कंबाइनर को अलग कर दिया, फिर क्लैंप मीटर से एक-एक करके तारों का परीक्षण किया। एक ख़राब स्ट्रिंग को अलग करने का औसत समय 74 मिनट था, और प्रत्येक कॉल पर दो तकनीशियनों की आवश्यकता होती थी।
• पुर्जे कई गुना बढ़ गए।वार्षिक खर्च में $26,400 पर वोल्टेज रेटिंग, एम्पीयर रेटिंग और धारक प्रकार को कवर करने के लिए बारह फ्यूज एसकेयू ट्रकों पर सवार हुए।
• डाउनटाइम ढेर हो गया।स्ट्रिंग आउटेज ने एक वर्ष में पूरे बेड़े में 1,480 मेगावाट बिजली उत्पादन को समाप्त कर दिया, जिसका मूल्य अनुबंधित दरों पर लगभग $77,000 था, और $310 प्रत्येक पर 620 अनिर्धारित ट्रक रोल चलाए।

एक वसंत के दौरान फीनिक्स मेट्रो क्षेत्र में ओलावृष्टि के कारण एक सप्ताह में 90 फ़्यूज़ विफलताएँ हुईं। कर्मचारियों ने पूरे सप्ताहांत काम किया, और दो परिसंपत्ति मालिकों ने प्रतिक्रिया विंडो के विरुद्ध सेवा क्रेडिट दायर किया।

साउथ्या डीसी मिनिएचर सर्किट ब्रेकर क्यों चुनें?

इंजीनियरिंग टीम ने चार रास्तों की तुलना की। मौजूदा फ़्यूज़ के साथ स्ट्रिंग-स्तरीय निगरानी की पूंजीगत लागत $900 प्रति कॉम्बिनर से अधिक थी। फ़्यूज़ धारकों को इंगित करने से निदान हल हो गया लेकिन फ़्यूज़ इन्वेंट्री और डाउनटाइम बना रहा। मोल्डेड केस डीसी ब्रेकर मौजूदा बाड़ों की गहराई से अधिक थे, जिसका मतलब था कि ग्राउंड-माउंट साइटों पर नए बक्से और नए कंक्रीट पैड।

साउथ्या डीसी मिनिएचर सर्किट ब्रेकर ने चार बिंदुओं पर बाड़े और वर्कफ़्लो का मिलान किया:

• एक दृश्यमान ट्रिप संकेतक के साथ रीसेट करने योग्य संचालन, ताकि एक तकनीशियन दोषपूर्ण स्ट्रिंग को देखते ही पहचान सके।
• एक दो-पोल डीआईएन रेल फ़ुटप्रिंट जो बिना किसी परिवर्तन के मौजूदा 35 मिमी रेल में गिरता है।
• स्प्लिटर प्लेटों के साथ एक डीसी-विशिष्ट आर्क कक्ष। प्रत्यक्ष धारा में कोई प्राकृतिक धारा शून्य नहीं होती है, इसलिए चाप का विलुप्त होना शून्य क्रॉसिंग की तुलना में चैम्बर ज्यामिति और यात्रा गति पर निर्भर करता है।
• 6 ए से 63 ए एम्पीयर रेंज जिसने पूरे बेड़े को बारह के बजाय तीन एसकेयू के साथ कवर किया।

IEC 60947-2 और डीसी वोल्टेज रेटिंग, ब्रेकिंग क्षमता और पोलरिटी मार्किंग सहित कंबाइनर लिस्टिंग के विरुद्ध रेटिंग की जाँच की गई।

डीसी एमसीबी रोलआउट कैसे लागू किया गया?

यह परियोजना दो राज्यों में 14 सप्ताह तक चली।

1. बेड़े का ऑडिट (सप्ताह 1-3)।क्रू ने प्रत्येक कॉम्बिनर पर स्ट्रिंग काउंट, ओपन-सर्किट वोल्टेज, ऑपरेटिंग करंट, संलग्नक आयाम और आंतरिक परिवेश तापमान दर्ज किया।
2. विशिष्टता और बेंच सत्यापन (सप्ताह 4-6)।चरम विकिरण के दौरान थर्मल इमेजिंग के साथ 1.2 मेगावाट सरणी पर बीस इकाइयों का परीक्षण किया गया, साथ ही इन्वर्टर की डीसी सीमा पर ट्रिप सत्यापन भी किया गया।
3. तीन साइटों पर पायलट (सप्ताह 7-9)।फ़ील्ड क्रू ने रीसेट प्रक्रिया को समयबद्ध किया और प्रत्येक यात्रा ईवेंट को लॉग किया।
4. टू-वेव फ्लीट रोलआउट (सप्ताह 10-13)।कार्य निर्धारित रखरखाव विंडो के अंदर चला, इसलिए रेट्रोफिट के कारण कोई भी पीढ़ी बर्बाद नहीं हुई।
5. दस्तावेज़ीकरण और पुर्जे (सप्ताह 14)।सिंगल-लाइन आरेख, टॉर्क विनिर्देश और लेबलिंग को अद्यतन किया गया, और प्रत्येक ट्रक को एक मानकीकृत स्पेयर किट प्राप्त हुई।

कठिन क्षण.पायलट में दो कॉम्बिनर स्पष्ट दिनों में 13:00 और 15:00 के बीच फिसल गए। 68 डिग्री सेल्सियस आंतरिक परिवेश में एक बाड़े के अंदर 10 ए ब्रेकर के मुकाबले स्ट्रिंग करंट 8.6 ए मापा गया। बॉक्स के अंदर थर्मल व्युत्पन्न ने प्रभावी क्षमता को स्ट्रिंग आउटपुट के नीचे धकेल दिया। सुधार उन पदों को 16 ए ब्रेकरों तक बढ़ा रहा था और बाड़े के दरवाजे के अंदर 20 मिमी वेंटिलेशन गैप जोड़ रहा था, जिसके बाद साइटें बिना किसी उपद्रव के आठ सप्ताह तक चलीं।

डीसी एमसीबी पर स्विच ने संख्याओं में क्या परिणाम दिया?

• अनिर्धारित ट्रक रोल: 620 से 260 प्रति वर्ष, 58% की कमी, श्रम और वाहन लागत में 111,600 डॉलर की बचत।
• स्ट्रिंग आउटेज से खोई हुई पीढ़ी: 1,480 मेगावाट से 562 मेगावाट प्रति वर्ष, 62% कम, अनुबंधित राजस्व में लगभग $47,800 की वसूली।
• दोषपूर्ण स्ट्रिंग को अलग करने का औसत समय: 74 मिनट से 22 मिनट, 70% कम।
• वार्षिक सुरक्षा घटक खर्च: $26,400 से $17,400, 34% कम।
• कुल पहचानी गई बचत: लगभग $96,000 की रेट्रोफिट लागत के मुकाबले $187,000 प्रति वर्ष, सात महीने के भीतर भुगतान।

चालक दल की सुरक्षा प्रोफ़ाइल भी बदल गई। लोड के तहत फ़्यूज़ प्रतिस्थापन मानक प्रक्रिया से गायब हो गया है, और स्ट्रिंग दोष के लिए डीसी-रेटेड कार्य निर्देश अब लॉकआउट, विज़ुअल चेक और रीसेट है।

प्रोजेक्ट पर ग्राहक क्या कहता है?

ओ एंड एम के निदेशक ने कहा, "एक स्ट्रिंग फॉल्ट का मतलब दो तकनीशियन, एक फ्यूज किट और दोपहर का अधिकांश समय होता था।" "अब एक तकनीशियन बाड़े को खोलता है, फंसे हुए ब्रेकर को पढ़ता है, स्ट्रिंग की मरम्मत करता है और इसे रीसेट करता है। पहले महीने के भीतर दोपहर के कॉलआउट आधे से कम हो गए।"

इंजीनियरिंग के प्रमुख ने कहा: "ऑडिट वह हिस्सा था जो मायने रखता था। नेमप्लेट स्ट्रिंग करंट के बजाय परिवेश को घेरने के लिए ब्रेकरों को आकार देना उपद्रव यात्राओं को दूर रखता था।"

अन्य ईपीसी और परिसंपत्ति मालिक इस परियोजना से क्या सीख सकते हैं?

• बॉक्स का आकार, डेटाशीट का नहीं।छत के घेरे पर आंतरिक परिवेश का तापमान बाहरी हवा से 25 डिग्री सेल्सियस ऊपर रह सकता है और एक ब्रेकर को उसकी नेमप्लेट रेटिंग से काफी नीचे गिरा सकता है।
• सबसे गर्म, उच्चतम-विकिरण वाली साइट पर पायलट।एक ठंडे मौसम का परीक्षण थर्मल व्यवहार को छुपाता है जो जुलाई में उपद्रव यात्राएं पैदा करता है।
• निदान के समय को मुख्य बचत मानें।प्रतिस्थापन भागों ने एक तिहाई बचत प्रदान की; तेज़ गलती वाले स्थान ने बाकी काम पूरा कर दिया।
• प्रतिबिंब।टीम ओलावृष्टि के मौसम से पहले ऑडिट शुरू करेगी और एनक्लोजर सप्लायर के साथ प्री-असेंबल रेट्रोफिट किट के लिए बातचीत करेगी, इंस्टॉलेशन लेबर में प्रति एनक्लोजर 12 डॉलर का बदलाव होगा।

संदर्भ

• आईईसी 60947-2:2019, लो-वोल्टेज स्विचगियर और कंट्रोलगियर - भाग 2: सर्किट-ब्रेकर।webstore.iec.ch/publication/62482
• यूएल 1699बी:2018, फोटोवोल्टिक (पीवी) डीसी आर्क-फॉल्ट सर्किट सुरक्षा।shopulstandards.com/ProductDetail.aspx?productId=UL1699B
• डीसी लघु सर्किट ब्रेकरों की आर्क मोशन प्रक्रिया पर सिमुलेशन अध्ययन।doi.org/10.1063/5.0174184

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साउथ्या डीसी मिनिएचर सर्किट ब्रेकर के लिए विनिर्देश और एम्पीयर रेटिंग यहां उपलब्ध हैंडीसी लघु सर्किट ब्रेकरउत्पाद पृष्ठ.