DC 1500V 퓨즈 홀더로 태양광 발전소 가동 중단 시간 60% 단축

고객의 배경은 무엇이었나요?

미국 남서부의 50MW 태양광 발전소는 스트링 결합기 상자를 통해 연결된 200,000개 이상의 태양광 모듈을 운영하고 있습니다. 이 발전소는 8년 전에 가동을 시작했으며 주변 온도가 45°C를 초과하는 여름 성수기 동안 퓨즈 보호 시스템의 고장률이 증가하는 문제에 직면했습니다.

그들은 어떤 어려움에 직면했습니까?

원래 퓨즈 홀더의 정격은 1000V DC입니다. 공장이 확장됨에 따라 케이블 손실을 줄이기 위해 스트링 전압이 1,500V DC에 도달했습니다. 오래된 퓨즈 홀더는 더 높은 전압을 처리할 수 없어 과부하 상태에서 아크 결함이 자주 발생합니다. 열화상을 통해 정격 전류에서 접촉 온도가 110°C를 초과하는 것으로 나타났습니다. 해당 공장에서는 매월 평균 12건의 퓨즈 관련 정전이 발생했으며, 각 정전을 진단하고 교체하는 데 4시간이 소요되었습니다. 이로 인해 월 $15,000의 유지 관리 비용이 발생하고 정전당 $8,000의 발전 수익 손실이 발생했습니다.

DC 회로 차단기 및 전자 퓨즈 교체를 포함한 대체 솔루션이 평가되었습니다. 차단기는 1500V에서 선택성 문제를 제공하고 장치당 비용은 250달러인 반면, 전자 퓨즈는 감지 회로에 오류 모드를 도입했습니다.

Soutya의 DC 1500V 퓨즈 홀더를 선택한 이유는 무엇입니까?

선정팀은 세 제조업체의 1500V 퓨즈 홀더를 테스트했습니다. Soutya의 모델은 한계를 초과하는 15°C 마진으로 150% 정격 전류 온도 상승 테스트를 통과했습니다. 은도금 접점은 500회 기계적 작동 후에도 접촉 저항을 0.5mΩ 미만으로 유지했습니다. IP65 인클로저 설계로 추가적인 내후성 없이 옥외 설치가 가능했습니다. 저전압 퓨즈에 대한 IEC 60269-1:2020 및 DC 아크 결함 보호에 대한 UL 1699B:2018을 준수함으로써 엔지니어링 팀은 자신감을 얻었습니다. 단가는 45달러로 가장 가까운 경쟁사보다 10% 저렴했다.

제품은 어떻게 구현되었나요?

이 공장에서는 65개의 스트링 결합기 상자 전체에 걸쳐 520개의 퓨즈 홀더를 교체했습니다. 이 프로젝트에는 5명의 전기 기술자가 참여하여 2주가 걸렸습니다. 포함된 주요 단계:

• 모든 스트링을 분리하고 1500V 정격 멀티미터를 사용하여 제로 전압을 확인합니다.
• 오래된 퓨즈 홀더를 제거하고 부스바의 부식 여부를 검사합니다.
• 지정된 6N·m으로 설정된 보정된 토크 렌치를 사용하여 새 Soutya 홀더를 설치합니다.
• 각 결합기 박스에서 절연 저항 테스트(500V 절연 저항계)를 수행합니다.
• 스트링에 활력을 불어넣고 24시간 동안 정상 상태 온도를 기록합니다.

가장 큰 문제는 컴바이너 박스 내부의 비좁은 배선 공간이었습니다. 팀은 향후 유지 관리를 위해 문서화한 솔루션인 최소 굽힘 반경을 유지하기 위해 유연한 구리 브레이드 점퍼를 사용했습니다.

어떤 정량적 결과가 달성되었습니까?

• 퓨즈 관련 정전이 월 12회에서 월 2회로 감소하여 60% 감소했습니다.
• 월 유지 관리 비용이 $15,000에서 $5,000로 감소하여 연간 $120,000가 절약되었습니다.
• 가동 중지 시간으로 인한 손실된 발전 수익은 월 $8,000에서 $1,300로 감소했습니다.
• 6개월 후 열화상을 보면 모든 연결이 최대 부하 시 70°C 미만인 것으로 나타났습니다.
• 18개월의 운영 기간 동안 제로 아크 사고가 보고되었습니다.

전체 플랜트 가용성은 98.2%에서 99.4%로 향상되어 연간 에너지 생산량이 540MWh 증가했습니다.

고객이 뭐라고 말했나요?

공장의 유지 관리 관리자는 "Soutya의 1500V 퓨즈 홀더로 교체하여 만성적인 신뢰성 문제를 해결했습니다. 우리는 더 이상 여름철 더위로 인해 퓨즈 고장이 발생할 것을 걱정하지 않으며 비용 절감으로 인해 9개월 이내에 업그레이드할 수 있었습니다."라고 말했습니다. 전기 엔지니어는 다음과 같이 덧붙였습니다. "컴팩트한 디자인으로 인해 개조가 예상보다 쉬워졌습니다. 우리는 향후 모든 확장을 위해 이 홀더를 표준화했습니다."

다른 고객은 어떤 교훈을 얻을 수 있습니까?

1. 전압 정격을 주의 깊게 확인하십시오.1000V 정격의 퓨즈 홀더는 낮은 전류에서도 1500V 시스템에서 사용해서는 안 됩니다. 아크 소멸 기능은 전압에 따라 다릅니다.
2. 설치 중 접촉 저항을 측정합니다.0.5mΩ 미만의 기준선은 장기적인 신뢰성을 보장합니다. 정확한 판독을 위해 마이크로 저항계를 사용하십시오.
3. 열 관리를 계획합니다.주변 온도가 높은 환경에서는 제조업체의 곡선을 기준으로 퓨즈 홀더의 용량을 줄이십시오. Soutya 홀더는 정격 감소 없이 최대 50°C까지 100% 정격 전류를 허용합니다.

프로젝트를 다시 시작하는 경우 팀은 교체하기 전에 기존의 모든 연결에 대해 열 스캔을 수행하여 동시에 수정할 수 있는 잠재적인 핫스팟을 식별했습니다.

참고자료

• IEC 60269-1. 저전압 퓨즈 - 파트 1: 일반 요구 사항 [S]. 2020.
• UL 1699B:2018 광전지(PV) DC 아크 결함 회로 보호.
• IEC 62606:2013 AFDD(아크 결함 감지 장치)에 대한 일반 요구 사항.