सौत्या डीसी मोल्डेड केस सर्किट ब्रेकर्स ने सोलर डाउनटाइम में 35% की कटौती की

अमेरिकी दक्षिण-पश्चिम में 50 मेगावाट के एक फोटोवोल्टिक संयंत्र ने 120 पुराने ब्रेकरों को सौत्या डीसी मोल्डेड केस सर्किट ब्रेकरों से बदल दिया। परिणाम: अनिर्धारित डाउनटाइम में 35% की कमी, ब्रेकर विफलता दर में 4.2% से 0.8% की गिरावट, और $60,000 से अधिक की वार्षिक रखरखाव बचत।

सौर सुविधा में परिचालन स्थिति क्या थी?

सुविधा 24 सौर ब्लॉक संचालित करती है, प्रत्येक 2 मेगावाट डीसी-टू-एसी रूपांतरण स्टेशन को खिलाती है। इसकी मूल डीसी सुरक्षा प्रणाली में निर्माण के दौरान स्थापित गैर-यूएल सूचीबद्ध लघु ब्रेकर शामिल थे। रेगिस्तानी वातावरण में 14 वर्षों के बाद, ब्रेकरों में थर्मल तनाव के स्पष्ट लक्षण दिखाई दिए, और नियमित सफाई कार्यों के दौरान जब उच्च आर्द्रता ने रिसाव पथ बनाए तो कई ब्रेकर फिसल गए थे।

बिजली खरीद समझौते के तहत संयंत्र प्रबंधकों पर ऊर्जा उपलब्धता 98.2% से बढ़ाकर 99% से ऊपर करने का दबाव था। प्रत्येक अनियोजित यात्रा का अर्थ है खोई हुई पीढ़ी, और प्रत्येक प्रतिस्थापन यात्रा के लिए पूर्ण स्ट्रिंग शटडाउन की आवश्यकता होती है।

पुरानी डीसी सुरक्षा प्रणाली के कारण क्या चुनौतियाँ उत्पन्न हुईं?

पिछले 12 महीनों के दौरान, संयंत्र ने 47 ब्रेकर-संबंधी विफलताएँ दर्ज कीं। सबसे आम समस्या क्षणिक ओवरकरंट के तहत उपद्रव ट्रिपिंग थी, जो आसन्न स्ट्रिंग दोषों से उत्पन्न हुई थी। जब एक भी अपस्ट्रीम ब्रेकर खुला, तो सात डाउनस्ट्रीम तारें अंधेरे में चली गईं। रखरखाव टीम ने प्रति आयोजन औसतन 3.5 घंटे खर्च किए, जिसमें 200 एकड़ की साइट पर यात्रा भी शामिल थी।

पुराने ब्रेकरों में स्पष्ट दोष संकेत का भी अभाव था। कौन सी इकाई खुली है, इसकी पहचान करने के लिए तकनीशियनों को कवर हटाना पड़ा और इन्फ्रारेड कैमरों का उपयोग करना पड़ा। दो घटनाओं में, एक ब्रेकर जो फिसल गया था, उसे गलती से दोबारा बंद कर दिया गया, जबकि डाउनस्ट्रीम खराबी अभी भी मौजूद थी, जिससे कंबाइनर बॉक्स और एक इन्वर्टर क्षतिग्रस्त हो गया।

स्पेयर पार्ट्स दुर्लभ होते जा रहे थे, और मूल आपूर्तिकर्ता ने मॉडल बंद कर दिया था। प्लांट में कई अलग-अलग ब्रांडों की 40 इकाइयाँ थीं, लेकिन कोई भी मौजूदा पदचिह्न से मेल नहीं खाती थी, इसलिए प्रत्येक पुनर्निर्माण के लिए पैनल संशोधन की आवश्यकता थी।

प्लांट ने सौत्या डीसी मोल्डेड केस सर्किट ब्रेकर क्यों चुना?

इंजीनियरिंग टीम ने तीन प्रतिस्थापन विकल्पों का मूल्यांकन किया: स्थानीय वितरक से डीसी रेटिंग वाले एसी ब्रेकर, मूल निर्माता से पुनर्निर्मित इकाइयां, और सौत्या की डीसी एमसीसीबी लाइन। एसी-टू-डीसी हाइब्रिड ब्रेकरों की व्यवधान क्षमता कम थी और 10 केए पर संयंत्र के आंतरिक शॉर्ट-सर्किट परीक्षण में विफल रहे। पुनर्निर्मित इकाइयों पर 90 दिन की वारंटी थी और उपद्रव यात्रा पैटर्न का समाधान नहीं किया गया था।

सौत्या के डीसी मोल्डेड केस सर्किट ब्रेकर को दो तारों पर साइड-बाय-साइड परीक्षण के बाद चुना गया था। उत्पाद यूएल 489 आवश्यकताओं को पूरा करता है और 25 केए की इंटरप्टिंग क्षमता के साथ 1000 वी डीसी के रेटेड ऑपरेटिंग वोल्टेज की पेशकश करता है, जो साइट पर अधिकतम उपलब्ध फॉल्ट करंट 12 केए से अधिक है। ब्रेकरों में एक दृश्य यात्रा ध्वज और दूरस्थ निगरानी के लिए सहायक संपर्क भी शामिल थे, जो किसी अन्य उम्मीदवार ने तुलनीय मूल्य पर प्रदान नहीं किया था।

यह निर्णय सौत्या की एप्लिकेशन इंजीनियरिंग सहायता और 5 साल की बिना किसी सवाल के पार्ट्स की वारंटी प्रदान करने की इच्छा से भी प्रभावित था।

सौत्या डीसी एमसीसीबी को कैसे तैनात किया गया था?

प्रतिस्थापन कार्यक्रम पांच सबस्टेशनों में आठ सप्ताह तक चला। परियोजना को पाँच चरणों में विभाजित किया गया था:

• चरण 1: सभी 120 ब्रेकर स्थितियों का फील्ड सर्वेक्षण और लेबलिंग।
• चरण 2: ब्लॉक 7 पर दो पैनलों की स्थापना और 48 घंटे का लोडेड परीक्षण।
• चरण 3: ब्लॉक 7 और 8 के लिए पूर्ण रोलआउट, नियंत्रण के रूप में पुराने ब्रेकरों पर एक स्ट्रिंग छोड़ी गई।
• चरण 4: नियंत्रण तुलना के बाद शेष ब्लॉकों के प्रतिस्थापन से 4:1 विफलता में कमी देखी गई।
• चरण 5: ट्रिप डायग्नोस्टिक्स और प्रतिस्थापन प्रक्रियाओं पर दो प्लांट इलेक्ट्रीशियनों का प्रशिक्षण।

मुख्य तकनीकी चुनौती मौजूदा कंबाइनर बॉक्स माउंटिंग रेल को अनुकूलित करना था। सौत्या के कॉम्पैक्ट आयाम मानक डीआईएन रेल लेआउट से मेल खाते थे, लेकिन बसबार लग्स थोड़े बड़े थे। प्लांट ने सौत्या द्वारा आपूर्ति किए गए एक कस्टम कॉपर एडाप्टर का उपयोग किया, और प्रति ब्रेकर इंस्टॉलेशन का समय औसतन 27 मिनट था, जिसमें लग्स को टॉर्क करना और एंटी-ऑक्सीडेंट पेस्ट लगाना शामिल था।

सुविधा ने क्या परिणाम प्राप्त किये?

अंतिम ब्रेकर स्थापित होने के बाद, संयंत्र ने नौ महीने तक प्रदर्शन पर नज़र रखी। डीसी ब्रेकर विफलताओं से अनिर्धारित डाउनटाइम 11.6 घंटे प्रति माह से गिरकर प्रति माह 0.8 घंटे हो गया, मौसमी के लिए सामान्य होने पर कुल प्लांट डाउनटाइम में 35% की कमी आई। ब्रेकर विफलता दर सालाना 4.2% से घटकर 0.8% हो गई।

कम साइट विज़िट और स्पेयर-पार्ट्स भंडार के ख़त्म होने से रखरखाव लागत में प्रति वर्ष $60,000 की गिरावट आई है। संयंत्र ने अप्रयुक्त पुराने ब्रेकरों को $7,000 में एक पुनर्विक्रेता को लौटा दिया। ऊर्जा उपलब्धता 99.4% तक सुधरी, जिससे बिजली क्रेता को 150,000 डॉलर का प्रदर्शन बोनस प्राप्त हुआ।

सहायक संपर्कों ने संयंत्र के SCADA सिस्टम को वास्तविक समय में एक खुला ब्रेकर दिखाने में सक्षम बनाया। डिस्पैच अब एक इलेक्ट्रीशियन को सही स्ट्रिंग पर भेज सकता है, जिससे औसत निदान समय 35 मिनट से घटकर 6 मिनट हो जाता है।

प्लांट के मेंटेनेंस मैनेजर ने क्या कहा?

"हमें कम यात्रा दर की उम्मीद थी, लेकिन हमें डायग्नोस्टिक्स के इतने साफ होने की उम्मीद नहीं थी। ट्रिप फ़्लैग और रिमोट संपर्क हमारे पैनल ऑपरेटरों को नियंत्रण कक्ष छोड़े बिना सटीक स्थिति देखने देते हैं। इसने हमारे प्रतिक्रिया समय को एक अंश तक कम कर दिया," विद्युत रखरखाव प्रबंधक ने कहा।

अन्य ऑपरेटर क्या सबक सीख सकते हैं?

इस परियोजना के तीन बिंदु पुराने डीसी सुरक्षा उपकरण वाली किसी भी सुविधा पर लागू होते हैं:

• अपने अधिकतम सिस्टम वोल्टेज पर वास्तविक व्यवधान क्षमता सत्यापित करें। 1000 वी डीसी पर 25 केए पर रेट किया गया ब्रेकर 500 वी डीसी पर 25 केए पर रेट किए गए ब्रेकर के समान नहीं है।
• चरणबद्ध प्रतिस्थापन का उपयोग करें और नियंत्रण समूह के रूप में पुराने उपकरणों पर दो या तीन तार रखें। संयंत्र के तुलनीय डेटा ने चार सप्ताह के भीतर परिणाम दिखाया।
• सहायक संपर्कों वाले ब्रेकरों में निवेश करें। रिमोट स्टेटस सिग्नल ने गश्त के समय को खत्म करके और यात्रा के बाद गलती से पुनः प्रकट होने को रोककर अपने लिए भुगतान किया।

यदि परियोजना दोहराई जाती, तो प्रबंधक ने पुरानी इकाइयों को बेचने के बजाय दूसरी साइट को कवर करने के लिए अतिरिक्त अतिरिक्त ब्रेकरों का आदेश दिया होता। उन्होंने कहा, "हमने इस बात को कम आंका कि हम सौत्या ब्रेकर्स पर कैसे भरोसा करेंगे और सिस्टर प्लांट को मानकीकृत करना चाहते हैं।"

संदर्भ

• यूएल 489 एड. 14-2025 - मोल्डेड-केस सर्किट ब्रेकर, मोल्डेड-केस स्विच और सर्किट-ब्रेकर एनक्लोजर
• डीसी मिनिएचर सर्किट ब्रेकर्स की आर्क मोशन प्रक्रिया पर सिमुलेशन अध्ययन, डीओआई: 10.1063/5.0174184