คอนแทคเตอร์ AC ซีรีส์ CJX2 ช่วยโรงไฟฟ้า PV ลดเวลาหยุดทำงานได้ 35% อย่างไร

ในตลาดโฟโตโวลตาอิก (PV) ที่เติบโตอย่างต่อเนื่อง ความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนควบคุมไฟฟ้าส่งผลต่อความพร้อมใช้งานของโรงไฟฟ้าและปริมาณพลังงานที่ผลิตได้ คอนแทคเตอร์ AC ซีรีส์ CJX2 จาก SINGI ถูกนำไปติดตั้งในงานโฟโตโวลตาอิกเชิงพาณิชย์หลายแห่ง เพื่อแก้ปัญหาความล้มเหลวในการสวิตช์ที่เกิดซ้ำและความเสื่อมสภาพจากอาร์ก กรณีศึกษานี้จะแสดงรายละเอียดว่าผู้ประกอบการโรงไฟฟ้า PV ขนาดกลางแห่งหนึ่งลดเวลาหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนลงได้ 35% ภายหลังการเปลี่ยนมาใช้คอนแทคเตอร์ CJX2

ทำไมโรงไฟฟ้า PV จึงเกิดความล้มเหลวของคอนแทคเตอร์บ่อยครั้ง?

คอนแทคเตอร์ AC ในระบบ PV ต้องเผชิญกับความเครียดเฉพาะตัว ได้แก่ อุณหภูมิแวดล้อมสูงภายในตู้อินเวอร์เตอร์ รอบการสวิตช์ที่บ่อยครั้งระหว่างที่กริดผันผวน และช่วงเวลาหยุดทำงานยาวนานตลอดทั้งคืน คอนแทคเตอร์มาตรฐานหลายรุ่นใช้วัสดุฉนวนที่เสื่อมสภาพเมื่อสัมผัสรังสี UV หรือในสภาพแวดล้อมความชื้นสูงซึ่งพบได้ทั่วไปใกล้แปลงโซลาร์ ผู้ประกอบการซึ่งเป็นโรงไฟฟ้า PV แบบติดตั้งบนพื้นดินขนาด 50 MW ในยุโรปใต้ รายงานว่ามีคอนแทคเตอร์เสียหายเฉลี่ย 3 ครั้งต่อเดือน แต่ละครั้งทำให้การให้บริการหยุดชะงัก 2–4 ชั่วโมง ค่าทดแทนและรายได้จากการผลิตที่สูญเสียไปสูงเกิน 12,000 USD ต่อปีต่อความผิดพลาดหนึ่งครั้ง

สาเหตุรากติดอยู่ที่การเชื่อมติดกันของหน้าสัมผัสเนื่องจากกระแสกระชาก (inrush) จากโหลดหม้อแปลง และรอยแตกของเปลือกพลาสติกจากวงจรการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ โรงไฟฟ้าได้ลองใช้แบรนด์อื่น แต่มีไม่กี่แบรนด์ที่เสนอพิกัดเฉพาะที่จำเป็นสำหรับการสวิตช์ DC อย่างต่อเนื่องในอินเวอร์เตอร์ PV (คอนแทคเตอร์นี้มีพิกัด AC แต่ถูกใช้ในด้าน AC ของอินเวอร์เตอร์)

อะไรทำให้ซีรีส์ CJX2 เหมาะกับงาน PV?

คอนแทคเตอร์ AC ซีรีส์ CJX2 ออกแบบให้เป็นไปตามมาตรฐาน IEC 60947-4-1 มั่นใจในการทำงานที่เชื่อถือได้ภายใต้ภาระทางไฟฟ้าที่หนัก ข้อกำหนดสำคัญที่ตอบโจทย์ความต้องการของโรงไฟฟ้า PV ได้แก่:

โรงไฟฟ้าเลือกใช้รุ่น CJX2-32 สำหรับวงจรเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ รางดับอาร์กของคอนแทคเตอร์มาพร้อมห้องดับอาร์กเซรามิกที่ดับอาร์กได้เร็วกว่า ช่วยลดการสึกกร่อนของหน้าสัมผัส วัสดุเปลือกใช้เทอร์โมพลาสติกที่ปราศจากฮาโลเจนและผ่านการปรับเสถียรต่อรังสี UV ซึ่งทนอุณหภูมิภายในตู้ภายนอกได้สูงถึง +70°C โดยไม่บิดเบี้ยว

CJX2 ถูกติดตั้งเข้ากับอินเวอร์เตอร์ PV ที่มีอยู่ได้อย่างไร?

การติดตั้งเกิดขึ้นในช่วงเวลาบำรุงรักษาตามแผน 48 ชั่วโมง การปรับเปลี่ยนทำได้ง่ายเนื่องจากขนาดการติดตั้งที่เหมือนกัน (กว้าง 45 mm สำหรับ CJX2-32) และคลิปราง DIN มาตรฐาน ขั้นตอนประกอบด้วย:

1. ตัดการเชื่อมต่อด้าน DC ของอินเวอร์เตอร์ตามขั้นตอนความปลอดภัย IEC 60364-7-712
2. ถอดคอนแทคเตอร์เก่าออกและตรวจสอบการสึกหรอของสายไฟ
3. ติดตั้งคอนแทคเตอร์ CJX2 บนราง DIN ที่มีอยู่ ไม่ต้องเจาะ
4. การเชื่อมต่อแรงดันขดลวด (230V AC) และสายไฟหลัก ค่าแรงขันตามคู่มือ
5. การทดสอบเดินระบบด้วยการทดสอบการทำงานและถ่ายภาพความร้อนหลังใช้งาน 1 ชั่วโมง

ความท้าทายทั่วไปคือการปรับการเดินสายของคอนแทคต์เสริม CJX2 มีบล็อกเสริมแบบ NO+NC ได้สูงสุดสองบล็อกที่ใส่ในช่องเดียวกับหน่วยรุ่นเก่า จึงต้องเปลี่ยนการเดินสายเพียงเล็กน้อย

มีการปรับปรุงที่วัดผลได้อะไรบ้าง?

หลังจากใช้งาน 12 เดือนด้วยคอนแทคเตอร์ CJX2-32 จำนวน 120 ตัวในอินเวอร์เตอร์ 40 เครื่อง โรงงานรายงานว่า:

• อัตราความล้มเหลวของคอนแทคเตอร์ลดลงจาก 3 ครั้งต่อเดือน เหลือไม่มีความล้มเหลวร้ายแรง
• เวลาหยุดทำงานโดยไม่วางแผนลดลง 35% (จาก 8.2 ชั่วโมง/เดือน เหลือ 5.3 ชั่วโมง/เดือน) – เวลาหยุดที่เหลือเกิดจากส่วนประกอบอื่น
• ค่าบำรุงรักษาต่อปีลดลง 18,000 ดอลลาร์ (ลดอะไหล่และค่าแรง)
• ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ดีขึ้น 0.4% เนื่องจากความต้านทานคอนแทคต์ที่ต่ำลง (วัดจากการวิเคราะห์การสูญเสียกำลังไฟฟ้า)

ผลผลิตพลังงานโดยรวมของโรงงานเพิ่มขึ้น 5 MWh/ปี คิดเป็นรายได้เพิ่มเติม 750 ดอลลาร์ตามอัตรารับซื้อไฟฟ้าท้องถิ่น

วิศวกรพูดถึงซีรีส์ CJX2 อย่างไร?

"หลังจากเปลี่ยนมาใช้ CJX2 เราไม่พบการหยุดทำงานที่เกี่ยวข้องกับคอนแทคเตอร์อีกเลย ห้องดับอาร์กเซรามิกสร้างความแตกต่างได้อย่างชัดเจน — เราตรวจสอบหน้าสัมผัสหลังจากหกเดือนและพบว่าสึกหรอน้อยมาก การติดตั้งเป็นแบบ plug-and-play สำหรับโรงไฟฟ้า PV ความน่าเชื่อถือคือทุกสิ่ง และคอนแทคเตอร์นี้ตอบโจทย์ได้จริง" — หัวหน้าฝ่ายบำรุงรักษาไฟฟ้าของโรงไฟฟ้า

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับคอนแทคเตอร์ PV

ถาม: คอนแทคเตอร์ CJX2 รองรับการสวิตช์ DC ทางด้านอินเวอร์เตอร์ได้หรือไม่?

ตอบ: CJX2 มีพิกัดแรงดัน AC สูงสุด 660V สำหรับการสวิตช์ DC SINGI แนะนำให้ใช้คอนแทคเตอร์ DC โดยเฉพาะ ในการใช้งานนี้ คอนแทคเตอร์ถูกใช้ที่เอาต์พุต AC ของอินเวอร์เตอร์ ซึ่งอยู่ในพิกัดหมวด AC-3

ถาม: อายุการใช้งานทั่วไปในสภาพแวดล้อมโรงไฟฟ้า PV เป็นเท่าใด?

ตอบ: ด้วยการทำงานทางกล 10 ล้านครั้งและการทำงานทางไฟฟ้า 1 ล้านครั้งภายใต้ AC-3 CJX2 สามารถให้บริการที่เชื่อถือได้นานกว่า 20 ปีในโรงไฟฟ้า PV ทั่วไปที่มีรอบการทำงานสองครั้งต่อวัน (เชื่อมต่อ/ตัดการเชื่อมต่อกริด) บวกกับการสวิตช์เป็นครั้งคราว

ถาม: CJX2 ต้องบำรุงรักษาหรือไม่?

ตอบ: ต้องมีการบำรุงรักษาตามแผนเพียงเล็กน้อยนอกจากการตรวจสอบด้วยสายตาทุก 6 เดือนเพื่อดูฝุ่นและความแน่นของขั้วต่อ คอนแทคเตอร์มีการออกแบบแบบปิดผนึกเพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนาน

ถาม: มีระดับแรงดันคอยล์ใดบ้างที่ใช้ได้กับโรงงานที่มีอยู่?

ตอบ: มีขดลวดให้เลือกตั้งแต่ 24V ถึง 380V AC/DC รวมถึง 110V, 230V และ 400V โรงงานใช้ขดลวด 230V AC จากแหล่งจ่ายเสริมของอินเวอร์เตอร์

บทสรุป

คอนแทคเตอร์ AC ซีรีส์ CJX2 จาก SINGI แก้ปัญหาความน่าเชื่อถือที่สำคัญในโรงไฟฟ้า PV ความทนทานสูง การดับอาร์กที่แข็งแกร่ง และการติดตั้งทดแทนที่ง่าย ช่วยลดเวลาหยุดทำงานและค่าบำรุงรักษาได้อย่างวัดผลได้ สำหรับวิศวกรที่ต้องการปรับปรุงสมรรถนะของส่วน AC ของอินเวอร์เตอร์ CJX2 มอบโซลูชันที่เชื่อถือได้และคุ้มค่า

เอกสารอ้างอิง:
[1] IEC 60947-4-1:2020 สวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันต่ำ - ส่วนที่ 4-1: คอนแทคเตอร์และสตาร์ทเตอร์มอเตอร์
[2] IEC 60364-7-712:2017 การติดตั้งระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ - ส่วนที่ 7-712: ระบบจ่ายพลังงานโซลาร์ PV
[3] IEC 62548:2016 อาร์เรย์โฟโตโวลตาอิก (PV) – ข้อกำหนดการออกแบบ