DC 1500V ヒューズ ホルダーは太陽光発電所のダウンタイムを 60% 削減します

顧客の背景は何でしたか?

米国南西部にある 50 MW の太陽光発電所では、ストリング結合ボックスを介して接続された 200,000 個を超える太陽光発電モジュールが稼働しています。このプラントは 8 年前に稼働を開始しましたが、周囲温度が 45°C を超える夏のピーク時にヒューズ保護システムの故障率が増加することに直面していました。

彼らはどのような課題に直面しましたか?

元のヒューズ ホルダーの定格は DC 1000V でした。プラントの拡張に伴い、ケーブル損失を削減するためにストリング電圧は 1500V DC に達しました。古いヒューズ ホルダーは高電圧に対応できず、過負荷状態で頻繁にアーク故障が発生しました。熱画像検査により、定格電流で接触温度が 110°C を超えていることが明らかになりました。このプラントでは、ヒューズ関連の停止が月平均 12 回発生し、診断と交換にそれぞれ 4 時間を要しました。その結果、毎月のメンテナンス費用が 15,000 ドルになり、停止ごとに損失発生による収益が 8,000 ドルになりました。

DC サーキットブレーカーや電子ヒューズの交換など、代替ソリューションが評価されました。ブレーカーは 1500 V で選択性の問題を引き起こし、1 台あたり 250 ドルのコストがかかりました。一方、電子ヒューズは検出回路に故障モードを導入しました。

Soutya の DC 1500V ヒューズホルダーを選んだ理由は何ですか?

選定チームは 3 つのメーカーの 1500V ヒューズ ホルダーをテストしました。 Soutya のモデルは、定格電流 150% の温度上昇テストに、限界値を 15°C 上回るマージンで合格しました。銀メッキ接点は、500 回の機械的操作後も接触抵抗を 0.5 mΩ 未満に維持しました。 IP65 エンクロージャ設計により、追加の耐候性なしで屋外設置が可能になりました。低電圧ヒューズに関する IEC 60269-1:2020 および DC アーク障害保護に関する UL 1699B:2018 への準拠は、エンジニアリング チームに自信を与えました。単価は 45 ドルで、最も近い競合他社よりも 10% 安かったです。

製品はどのように実装されましたか?

この工場では、65 個のストリング コンバイナ ボックスにわたる 520 個のヒューズ ホルダーを交換しました。このプロジェクトには 5 人の電気技師が参加し、2 週間かかりました。主な手順は次のとおりです。

• すべてのストリングを外し、定格 1500V マルチメーターを使用して電圧がゼロであることを確認します。
• 古いヒューズホルダーを取り外し、バスバーの腐食を検査します。
• 指定された 6 N・m に設定された校正済みトルク レンチを使用して、新しい Soutya ホルダーを取り付けます。
• 各結合箱の絶縁抵抗試験（500Vメガオーム計）を実施します。
• 弦に再度通電し、定常状態の温度を 24 時間記録します。

主な課題は、コンバイナボックス内の配線スペースが狭いことでした。チームは、最小曲げ半径を維持するために柔軟な銅編組ジャンパーを使用しました。これは、将来のメンテナンスのために文書化されたソリューションです。

どのような定量化可能な結果が達成されましたか?

• ヒューズ関連の停止は月あたり 12 件から 2 件に減少し、60% 減少しました。
• 月々のメンテナンス費用は 15,000 ドルから 5,000 ドルに下がり、年間 120,000 ドルの節約になりました。
• ダウンタイムによる損失発生による収益は、月額 8,000 ドルから 1,300 ドルに減少しました。
• 6 か月後の熱画像では、全負荷時にすべての接続が 70°C 未満であることがわかりました。
• 18 か月の運転期間中、アーク故障事故はゼロと報告されました。

プラント全体の可用性は 98.2% から 99.4% に向上し、年間エネルギー生産量が 540 MWh 増加しました。

顧客は何と言いましたか?

工場の保守管理者は、「Soutya の 1500V ヒューズ ホルダーに切り替えることで、慢性的な信頼性の問題が解決されました。夏の暑さによるヒューズ故障の心配もなくなり、コスト削減により 9 か月以内のアップグレードが正当化されました。」とコメントしました。この電気技術者は、「​​コンパクトな設計により、予想よりも改造が簡単になりました。将来のすべての拡張に備えて、これらのホルダーを標準化しました。」と付け加えました。

他の顧客はどのような教訓を得ることができますか?

1. 電圧定格を注意深く確認してください。1000V 定格のヒューズ ホルダーは、たとえ低電流であっても 1500V システムでは決して使用しないでください。消弧能力は電圧に依存します。
2. 取り付け時に接触抵抗を測定します。ベースラインが 0.5 mΩ 未満であれば、長期的な信頼性が保証されます。正確な測定値を得るにはマイクロオーム計を使用してください。
3. 熱管理を計画します。周囲温度が高い環境では、メーカーの曲線に基づいてヒューズ ホルダーの定格を下げます。 Soutya ホルダーは、ディレーティングなしで 50°C まで 100% の定格電流を許容します。

プロジェクトを再開する場合、チームは交換前にすべての既存の接続のサーマル スキャンを実行し、同時に修正できる潜在的なホット スポットを特定します。

参考文献

• IEC 60269-1。低電圧ヒューズ - パート 1: 一般要件 [S]。 2020年。
• UL 1699B:2018 太陽光発電 (PV) DC アーク障害回路保護。
• IEC 62606:2013 アーク障害検出装置 (AFDD) の一般要件。