Bagaimana Kotak Penggabung AC 690V 4 In 1 Keluar Memotong Kesalahan Sisi AC Pembangkit Listrik Tenaga Surya sebesar 78%

Operator aset tenaga surya skala komersial di Eropa selatan mengelola 85 MW kapasitas PV yang dipasang di darat di dua belas lokasi. Setiap lokasi menggunakan inverter string berdaya tinggi yang menghasilkan 690 V AC. Sebelum peningkatan, sambungan sisi AC antara empat inverter dan trafo step-up merupakan titik paling rawan kegagalan di seluruh pembangkit listrik. Setelah melakukan retrofit dengan Soutya 690V AC Combiner Box 4 In 1 Out, operator mengurangi waktu henti gangguan sisi AC sebesar 78% dalam enam bulan.

Apa latar belakang dan situasi operasional pelanggan?

Perusahaan mengoperasikan beberapa pembangkit listrik PV berkapasitas 5 MW hingga 10 MW yang dibangun antara tahun 2017 dan 2020. Di setiap pembangkit, kelompok empat inverter menyalurkan 690 V AC melalui kotak sambungan terpisah dan switchgear individual sebelum memasuki transformator tegangan menengah.

Kabel yang sudah tua dan peralatan perlindungan yang tidak terintegrasi telah menjadi masalah keandalan. Pabrik tersebut dikelola oleh tim O&M kecil, dan waktu rata-rata untuk mendiagnosis masalah sisi AC melebihi setengah hari. Dengan peralihan wilayah ke periode feed-in-tariff yang lebih pendek, pemilik memerlukan ketersediaan yang lebih tinggi dan biaya layanan per kilowatt-jam yang lebih rendah.

Apa sebenarnya yang membuat kabel sisi AC mereka berulang kali mengalami kemacetan?

Sebelum retrofit, setiap keluaran inverter dialirkan ke kotak sambungan AC 690 V generik yang dilengkapi dengan pemutus kotak cetakan terpisah, penahan lonjakan arus yang dipasang dengan baut, dan blok terminal. Kotak-kotak ini tidak memberikan jarak fase yang sama atau pembuangan panas yang memadai. Kesalahan terjadi dalam tiga bentuk utama:

• Terminal yang longgar pada penyulang 690 V menyebabkan panas berlebih dan tersandung secara berkala.
• Arester dipasang tanpa koordinasi tipe-2 yang tepat, sehingga transien yang disebabkan oleh petir merusak tahapan daya inverter dua kali dalam satu tahun.
• Karena pemeliharaan pada satu inverter memerlukan pembukaan selungkup aktif, para pekerja harus mematikan seluruh kelompok empat inverter, sehingga menghasilkan kerugian pembangkitan sekitar $920 per jam per pabrik.

Total biaya tahunan dari kegagalan sisi AC ini—termasuk bahan perbaikan, tenaga kerja, dan hilangnya pendapatan—adalah $23.000 per lokasi 10 MW.

Mengapa memilih Soutya 690V AC Combiner Box 4 In 1 Out?

Operator meninjau tiga alternatif: papan distribusi AC standar dari pembuat panel lokal, pemutusan leburan komersial, dan kotak Soutya. Pembuat panel tidak dapat menyediakan switchboard AC 690 V yang lulus uji proteksi lonjakan Tipe-2 yang disyaratkan oleh IEC 61643-11. Pemutusan leburan tidak memiliki koordinasi hubung singkat yang tepat dengan transformator hilir.

Soutya 690V AC Combiner Box 4 In 1 Out sama persis dengan topologi kelistrikan yang ada. Ini menggabungkan empat input 690 V AC menjadi satu output terlindungi dengan empat pemutus sirkuit input dan satu pemutus output. Perangkat pelindung lonjakan arus terintegrasi diberi peringkat sesuai dengan IEC 61643-11, dan tata letak enclosure menyediakan kompartemen terpisah untuk kabel dan busbar aktif. Hal ini mengurangi jejak yang dibutuhkan lebih dari 60% dibandingkan switchgear sebelumnya.

Bagaimana solusi tersebut diterapkan di beberapa situs?

Proyek instalasi berjalan dalam tiga tahap selama empat bulan. Tim memilih pembangkit listrik dengan riwayat patahan tertinggi sebagai lokasi percontohan.

Langkah-langkah utamanya adalah:

1. Matikan energi sisi AC dari salah satu grup empat inverter dan lepaskan penutup yang ada.
2. Memasang kotak Soutya pada rangka unistrut yang ada di dekat trafo.
3. Terputusnya empat kabel tembaga berukuran 185 mm² dari inverter dan satu kabel berukuran 300 mm² ke trafo.
4. Mengonfigurasi peringkat pemutus masukan agar sesuai dengan perlindungan keluaran inverter dan mengatur SPD ke tegangan sistem AC 690 V.
5. Menugaskan keluaran pemantauan ke RS485 dan memeriksa ambang batas trip terhadap pabrik SCADA.

Kesulitan yang umum terjadi adalah kabel keluaran yang ada dari keempat inverter memiliki panjang yang berbeda dan terletak pada rute baki yang berbeda. Hal ini menyebabkan impedansi saluran sedikit tidak seimbang. Solusinya adalah dengan memasang link equalizer busbar dan memangkas panjang kabel dalam setiap kelompok; suhu terminal tetap seragam setelah seharian pengoperasian beban penuh.

Hasil terukur apa yang dicapai pabrik tersebut?

Enam bulan setelah instalasi pertama, operator membandingkan lokasi percontohan dengan kinerja historisnya:

• Frekuensi gangguan sisi AC turun dari dua belas insiden per tahun menjadi di bawah tiga insiden, atau penurunan sebesar 75%.
• Waktu henti yang tidak terjadwal akibat gangguan AC 690 V turun 78%, mewakili 11,5 jam tambahan pengoperasian beban penuh per grup inverter per tahun.
• Biaya tahunan akibat kegagalan sisi AC, termasuk hilangnya produksi, turun dari $21.000 menjadi $5.500 per pembangkit listrik 10 MW.
• Waktu pemasangan untuk setiap grup inverter turun dari dua hari penuh menjadi empat jam, menghemat $1.600 tenaga kerja per lokasi.
• Isolasi satu inverter untuk pemeliharaan tidak lagi memerlukan penutupan seluruh grup; grup tetap online pada kapasitas 75%.

Apa yang dikatakan manajer pabrik?

Manajer teknis pabrik milik operator menjelaskan dampaknya: "Kotak penggabung AC Soutya 690V menghilangkan kegagalan termal dan lonjakan arus terburuk yang kami alami pada tegangan 690 volt. Dalam dua belas bulan, kami belum mengencangkan kembali satu terminal pengumpan, dan kami dapat mengisolasi satu inverter tanpa menghentikan produksi untuk seluruh blok. Perubahan tersebut membuahkan hasil dalam proyek ini."

Apa yang dapat dipelajari oleh operator industri dan tenaga surya lainnya dari retrofit ini?

Kasus ini menunjukkan beberapa pelajaran, tidak terbatas pada tanaman aslinya.

• Perlindungan sisi AC memiliki spesifikasi yang sama ketatnya dengan perlindungan string sisi DC. SPD yang diuji IEC 61643-11 Tipe-2 dan praktik desain susunan IEC 62548 harus tercermin pada output AC.
• Kotak penggabung 4-in-1-out yang lengkap mengurangi tenaga kerja pemasangan dan waktu pencarian kesalahan, di pabrik retrofit yang ruang fisiknya tetap.
• Sebelum memilih kotak, periksa panjang kabel, isolasi, dan rute baki; impedansi pemblokiran yang sama akan mengurangi risiko hotspot.

Jika operator mengulangi proyek tersebut, operator akan memesan satu kotak cadangan pada batch awal dan melakukan pemindaian pencitraan termal selama commissioning, karena pemindaian tersebut menjadikan pemeriksaan terminal akhir dan dapat dilacak. Sejak saat itu, perusahaan telah menerapkan kotak penggabung AC 690V yang sama ke pembangkit-pembangkit lama mereka yang berkapasitas 10 MW dan mengharapkan peningkatan ketersediaan yang sama di seluruh portofolio 85 MW.

Referensi industri:

• IEC 62548:2016 Rangkaian Fotovoltaik (PV) — Persyaratan desain. (Sumber: https://webstore.iec.ch/publication/62548)
• IEC 61643-11:2011 Perangkat pelindung lonjakan tegangan rendah - Bagian 11: SPD terhubung ke sistem tenaga tegangan rendah. (Sumber: https://webstore.iec.ch/publication/61643-11)