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Soutya DC 성형 케이스 회로 차단기로 태양광 가동 중단 시간을 35% 단축

Soutya DC molded case circuit breaker

미국 남서부에 있는 50MW 태양광 발전소는 120개의 노후 차단기를 Soutya DC 성형 케이스 회로 차단기로 교체했습니다. 결과: 예상치 못한 가동 중지 시간이 35% 감소하고 차단기 고장률이 4.2%에서 0.8%로 감소했으며 연간 유지 관리 비용이 $60,000 이상 절감되었습니다.

태양광 시설의 운영 상황은 어땠나요?

이 시설은 24개의 태양광 블록을 운영하며 각 블록은 2MW DC-AC 변환 스테이션에 전력을 공급합니다. 원래의 DC 보호 시스템은 건설 중에 설치된 비UL 등록 소형 차단기로 구성되었습니다. 사막 환경에서 14년을 보낸 후 차단기에는 눈에 띄는 열 응력 징후가 나타났으며, 높은 습도로 인해 누출 경로가 생성되면서 일상적인 청소 작업 중에 여러 개가 작동되었습니다.

공장 관리자는 전력 구매 계약의 일환으로 에너지 가용성을 98.2%에서 99% 이상으로 높여야 한다는 압력을 받았습니다. 계획되지 않은 모든 이동은 전력 손실을 의미했으며 교체 방문 시마다 전체 스트링 가동 중단이 필요했습니다.

기존 DC 보호 시스템으로 인해 어떤 문제가 발생했습니까?

지난 12개월 동안 발전소에서는 차단기 관련 고장이 47건 발생했습니다. 가장 일반적인 문제는 인접한 스트링 결함으로 인해 발생하는 일시적인 과전류로 인한 성가신 트립이었습니다. 단일 업스트림 차단기가 열리면 7개의 다운스트림 스트링이 어두워졌습니다. 유지 관리 팀은 200에이커 규모의 현장을 이동하는 것을 포함하여 이벤트당 평균 3.5시간을 소비했습니다.

오래된 차단기에는 명확한 오류 표시도 부족했습니다. 기술자들은 덮개를 제거하고 적외선 카메라를 사용하여 어떤 장치가 열렸는지 확인해야 했습니다. 두 건의 사고에서 다운스트림 결함이 여전히 존재하는 동안 트립된 차단기가 실수로 다시 닫혀 결합기 박스와 인버터 1개가 손상되었습니다.

예비 부품이 부족해지면서 원래 공급업체는 모델을 중단했습니다. 공장에는 여러 브랜드의 40개 유닛이 있었지만 기존 설치 공간과 일치하는 유닛이 없었기 때문에 재건축할 때마다 패널 수정이 필요했습니다.

공장에서 Soutya DC 성형 케이스 회로 차단기를 선택한 이유는 무엇입니까?

엔지니어링 팀은 세 가지 교체 옵션, 즉 현지 유통업체의 DC 정격 AC 차단기, 원래 제조업체의 수리 장치, Soutya의 DC MCCB 라인을 평가했습니다. AC-DC 하이브리드 차단기는 차단 용량이 낮았으며 10kA에서 발전소 내부 단락 테스트에 실패했습니다. 수리된 장치에는 90일 보증이 제공되며 성가신 여행 패턴을 해결하지 않았습니다.

Soutya의 DC 성형 케이스 회로 차단기는 두 개의 스트링에 대한 병렬 시험 후에 선택되었습니다. 이 제품은 UL 489 요구 사항을 충족했으며 25kA의 차단 용량으로 1000V DC의 정격 작동 전압을 제공했습니다. 이는 현장에서 사용 가능한 최대 오류 전류인 12kA보다 훨씬 높습니다. 또한 차단기에는 원격 모니터링을 위한 시각적 트립 플래그와 보조 접점 기능이 포함되어 있는데, 이는 비슷한 가격으로 다른 어떤 후보도 제공하지 못했습니다.

이 결정은 응용 엔지니어링 지원과 5년 무질서 부품 보증을 제공하려는 Soutya의 의지에도 영향을 받았습니다.

Soutya DC MCCB는 어떻게 배치되었습니까?

교체 프로그램은 5개 변전소에 걸쳐 8주 동안 진행되었습니다. 이 프로젝트는 5단계로 나누어졌습니다.

  • 1단계: 모든 120개 차단기 위치에 대한 현장 조사 및 라벨링.
  • 2단계: 블록 7에 두 개의 패널을 설치하고 48시간 부하 테스트.
  • 3단계: 블록 7과 8에 대한 전체 롤아웃. 이전 차단기에 컨트롤로 스트링 하나가 남아 있습니다.
  • 4단계: 제어 비교 후 나머지 블록을 교체하면 4:1의 실패 감소가 나타났습니다.
  • 5단계: 트립 진단 및 교체 절차에 대한 두 명의 공장 전기 기술자 교육.

주요 기술적 과제는 기존 결합기 박스 장착 레일을 조정하는 것이었습니다. Soutya의 컴팩트한 크기는 표준 DIN 레일 레이아웃과 일치했지만 버스바 러그는 약간 더 컸습니다. 공장에서는 Soutya에서 제공한 맞춤형 구리 어댑터를 사용했으며 차단기당 설치 시간은 러그 토크 조정 및 항산화 페이스트 도포를 포함하여 평균 27분이었습니다.

이 시설은 어떤 결과를 얻었습니까?

최종 차단기가 설치된 후 발전소는 9개월 동안 성능을 추적했습니다. DC 차단기 고장으로 인한 예정되지 않은 가동 중지 시간은 월 11.6시간에서 월 0.8시간으로 감소했으며, 이는 계절에 따라 정규화할 때 전체 플랜트 가동 중지 시간이 35% 감소한 것입니다. 차단기 고장률은 연 4.2%에서 0.8%로 감소했다.

현장 방문 횟수 감소와 예비 부품 비축량 제거로 인해 유지 관리 비용이 연간 60,000달러 감소했습니다. 공장에서는 사용하지 않은 오래된 차단기를 7,000달러에 리셀러에게 반환했습니다. 에너지 가용성은 99.4%로 향상되었으며, 이로 인해 전력 구매자로부터 $150,000의 성과 보너스가 발생했습니다.

보조 접점을 통해 발전소의 SCADA 시스템은 개방된 차단기를 실시간으로 표시할 수 있었습니다. 이제 Dispatch에서는 전기 기술자를 올바른 스트링으로 보낼 수 있어 평균 진단 시간이 35분에서 6분으로 단축됩니다.

공장의 유지관리 관리자가 뭐라고 말했습니까?

"저희는 트립률이 낮을 것으로 예상했지만 진단이 이렇게 깨끗할 것이라고는 예상하지 못했습니다. 트립 플래그와 원격 접촉을 통해 패널 운영자는 제어실을 떠나지 않고도 정확한 위치를 확인할 수 있었습니다. 덕분에 응답 시간이 예전보다 훨씬 단축되었습니다."라고 전기 유지 관리 관리자가 말했습니다.

다른 운영자는 어떤 교훈을 배울 수 있습니까?

이 프로젝트의 세 가지 사항은 노후화된 DC 보호 장비가 있는 모든 시설에 적용됩니다.

  • 최대 시스템 전압에서 실제 차단 용량을 확인하십시오. 1000V DC에서 25kA 정격 차단기는 500V DC에서 25kA 정격 차단기와 동일하지 않습니다.
  • 단계적 교체를 사용하고 기존 장비에 2~3개의 스트링을 제어 그룹으로 유지합니다. 공장의 비교 데이터는 4주 이내에 결과를 보여주었습니다.
  • 보조 접점이 있는 차단기에 투자하세요. 원격 상태 신호는 순찰 시간을 없애고 여행 후 실수로 다시 닫히는 것을 방지함으로써 그 자체로 가치가 있었습니다.

프로젝트가 반복된다면 관리자는 기존 장치를 매각하는 것보다 두 번째 현장을 덮기 위해 추가 예비 차단기를 주문했을 것입니다. "우리는 Soutya 차단기를 신뢰하고 자매 공장을 표준화하려는 방법을 과소평가했습니다."라고 그는 말했습니다.

참고자료

  • UL 489 에디션. 14-2025 - 배선용 차단기, 배선용 스위치 및 회로 차단기 인클로저
  • DC 소형 회로 차단기의 아크 모션 프로세스에 대한 시뮬레이션 연구, DOI: 10.1063/5.0174184
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