บริษัท EPC ด้านพลังงานแสงอาทิตย์ลดต้นทุนการป้องกันระบบ PV ได้ 22% ด้วย RCBO SGB5L-40 ได้อย่างไร

พอร์ตโฟลิโอของหลังคาเชิงพาณิชย์ 140 แห่งดูเหมือนจัดการได้ในสเปรดชีต แต่ละไซต์มีตู้จ่ายไฟของตัวเอง ประวัติการเดินสายของตัวเอง และข้อกำหนดการป้องกันของตัวเอง สำหรับผู้รับเหมา EPC ด้านโซลาร์รายหนึ่งในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ชั้นการป้องกันด้าน AC กลายเป็นส่วนที่ช้าที่สุดและมีปัญหาการร้องเรียนมากที่สุดของทุกการติดตั้ง การเปลี่ยนอุปกรณ์กระแสไฟรั่วและเบรกเกอร์ขนาดเล็กที่ใช้เป็นคู่กันด้วย RCBO SINGI SGB5L-40 ได้เปลี่ยนแปลงสิ่งนั้น

ภูมิหลังลูกค้า

ผู้รับเหมารายนี้เป็นบริษัท EPC ด้านโซลาร์ระดับภูมิภาคที่มีพนักงาน 60 คน และมีคำสั่งซื้อค้างท่อ 3.2 MWp กระจายอยู่ทั่วหลังคาเชิงพาณิชย์ 140 แห่ง ขนาดระบบเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 22 kW ให้บริการคลังสินค้า ห้องเก็บความเย็น และร้านค้าปลีก หลังคาเหล่านี้เป็นแบบเช่า ดังนั้นทุกไซต์จึงมีตู้จ่ายไฟแรงดันต่ำที่มีอยู่เดิมซึ่งไม่สามารถรื้อออกหรือสร้างใหม่ได้

แรงกดดันสามประการหล่อหลอมแผนงานปี 2024 ของบริษัท ช่างไฟฟ้าที่มีทักษะหายากและมีค่าใช้จ่ายสูง โดยแรงงานภาคสนามคิดค่าบริการชั่วโมงละ $42 ต้นทุนชิ้นส่วนเพิ่มขึ้น 14% เมื่อเทียบปีต่อปี เงื่อนไขการรับประกัน 18 เดือนในฝั่ง AC หมายความว่าทุกการเรียกกลับต้องรับผิดชอบโดย EPC

อะไรที่ล้มเหลวในการออกแบบป้องกันไฟ AC เดิม?

การออกแบบเดิมใช้เครื่องตัดวงจรไฟรั่วแบบ 2 ขั้ว 40A ที่ 30mA จับคู่กับเบรกเกอร์ขนาดเล็กแบบ 1 ขั้วแยกต่างหากในวงจร AC ของอินเวอร์เตอร์แต่ละตัว แต่ละวงจรกินราง DIN มากกว่า 36mm และตู้ทั่วไปบรรจุวงจรที่มีการป้องกันสี่วงจรบวกกับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก การประกอบและการทดสอบใช้เวลา 52 นาทีต่อตู้

ต้นทุนของการจัดวางนั้นปรากฏในสามจุด:

• พื้นที่ในตู้ไฟ แผงที่ดัดแปลงไม่มีราง DIN เหลือ การขยายตู้หุ้มเพิ่มค่าใช้จ่าย $85 ต่อไซต์และระยะเวลารอสินค้าอีกสามสัปดาห์
• การตัดไฟโดยไม่จำเป็น การเรียกกลับสิบเอ็ดครั้งต่อ 100 ไซต์ที่ติดตั้งในปีแรก โดยเฉลี่ยครั้งละ $620 จากค่าออกหน่วยบริการ การวินิจฉัย การผลิตที่สูญเสีย และข้อเรียกร้องค่าหยุดชะงักของลูกค้า ไซต์ห้องเย็นที่มีไดรฟ์ปรับความถี่และไดรเวอร์ LED ก่อให้เกิดกรณีเหล่านี้มากที่สุด
• ความล้มเหลวในการทดสอบเริ่มใช้งาน แปดเปอร์เซ็นต์ของแผงไม่ผ่านการทดสอบกระแสไฟรั่วครั้งแรก ทำให้ต้องใช้เวลา 25 ถึง 40 นาทีในการไล่หาข้อบกพร่องต่อการล้มเหลวหนึ่งครั้ง

ทำไมต้อง RCBO SGB5L-40?

บริษัทได้ทดสอบสามแนวทาง การเพิ่มเกณฑ์กระแสไฟรั่วเป็น 100mA ช่วยลดการตัดวงจรแต่ทำให้การป้องกันไฟฟ้าช็อตในวงจรปลายทางอ่อนแอลง การเพิ่มการหน่วงเวลาช่วยเรื่องการทำงานแบบเลือกสรร แต่ไม่ได้ช่วยอะไรกับการตัดวงจรที่เกิดจากไฟกระชาก การขยายตู้ช่วยแก้เรื่องพื้นที่ แต่ปัญหาด้านแรงงานและการเรียกกลับมาแก้ไขยังคงอยู่เหมือนเดิม

RCBO รุ่น SGB5L-40 รวมการป้องกันกระแสไฟรั่วและกระแสเกินไว้ในโมดูลเดียวขนาด 18mm พิกัดตั้งแต่ 6A ถึง 40A ความไว 30mA และความสามารถในการตัดกระแส 6kA มีคุณลักษณะสามประการที่ใช้ตัดสินใจ:

• การตรวจจับกระแสไฟรั่วชนิด A ตรวจจับกระแสไฟรั่ว DC แบบพัลส์จากอิเล็กทรอนิกส์ของอินเวอร์เตอร์ ไดรเวอร์ LED และไดรฟ์ปรับความถี่ ซึ่งอุปกรณ์ชนิด AC มองข้ามหรืออ่านค่าได้ผิดพลาด
• ความกว้างรางเพียงครึ่งหนึ่ง อุปกรณ์ตัวเดียวแทนที่สองตัว ช่วยประหยัดพื้นที่ 18mm ต่อวงจร และลดการเดินสายจัมเปอร์และจุดขันแรงบิดลงครึ่งหนึ่ง
• จุดทดสอบเพียงจุดเดียว การตรวจสอบก่อนใช้งานและการติดป้ายรวมอยู่ในอุปกรณ์ตัวเดียวต่อวงจร ซึ่งช่วยให้วงรอบการตรวจสอบบนดาดฟ้าทุกแห่งสั้นลง

RCBO ถูกนำไปใช้กับไซต์ติดตั้งบนดาดฟ้า 140 แห่งได้อย่างไร?

การติดตั้งใช้เวลา 14 สัปดาห์ จากการประเมินจนถึงการส่งมอบขั้นสุดท้าย

• การตรวจสอบวงจร (สัปดาห์ที่ 1-3) ทีมสำรวจแผงตัวแทน 12 แผง บันทึกความจุราง การจัดวางสายนิวทรัล และประเภทโหลด จากนั้นทำแผนที่การจัดวางอุปกรณ์ป้องกันเทียบกับพื้นที่ 18mm ของ RCBO
• การนำร่อง (สัปดาห์ที่ 4-7) ติดตั้งสิบสองตัวบนดาดฟ้าหกแห่ง พร้อมบันทึกกระแสที่เอาต์พุตอินเวอร์เตอร์แต่ละตัว ไม่เกิดการตัดวงจรโดยไม่จำเป็นตลอดสี่สัปดาห์ซึ่งรวมถึงพายุฟ้าผ่าสองครั้งและการทำงานเป็นรอบของคอมเพรสเซอร์ห้องเย็นทุกวัน
• การออกแบบตู้ไฟใหม่ (สัปดาห์ที่ 8-9) แบบถูกวาดใหม่ให้เป็นรูปแบบมาตรฐานโดยมีรางสำรอง 40% มีการอัปเดตข้อกำหนดแรงบิดและแผ่นทดสอบให้ครอบคลุมอุปกรณ์หนึ่งตัวต่อวงจรแทนที่จะเป็นสองตัว
• การฝึกอบรมช่างติดตั้ง (สัปดาห์ที่ 10) การอบรมสองช่วงครึ่งวันครอบคลุมการจัดวางทิศทางอุปกรณ์ การต่อสายนิวทรัลแบบหางหมู และรายการตรวจสอบก่อนใช้งานฉบับแก้ไข
• การติดตั้งทั่วทั้งกลุ่ม (สัปดาห์ที่ 11-14) ทีมทำงานเป็นคู่ในไซต์ที่เหลือทั้งหมด โดยมีหัวหน้างานสุ่มตรวจหนึ่งแผงจากห้าแผง

ความยากลำบากหนึ่งปรากฏขึ้นระหว่างการทดลองนำร่อง ตู้ห้องเก็บความเย็นแบบเก่าแห่งหนึ่งมีสายนิวทรัลที่ยืมใช้ร่วมกันระหว่างวงจรปลายทางสองวงจร ซึ่งทำให้ RCBO ตัดวงจรเมื่อมีโหลด วิธีแก้ไขเป็นเรื่องของขั้นตอนมากกว่าเทคนิค โดยมีการเพิ่มขั้นตอนการทำแผนผังสายนิวทรัลเข้าไปในการสำรวจไซต์ ซึ่งกำหนดให้สายนิวทรัลของ RCBO แต่ละตัวต้องต่อเข้ากับขั้วนิวทรัลของอุปกรณ์ตัวเดียวกัน โดยถ่ายภาพผลลัพธ์และอัปโหลดไปยังแอปพลิเคชันการทดสอบระบบ ไม่พบการตัดวงจรจากสายนิวทรัลที่ยืมใช้หลังจากสัปดาห์ที่ 8

การติดตั้งให้ผลลัพธ์อะไรบ้าง?

• เวลาประกอบและทดสอบ: ลดลง 38% จาก 52 นาทีเหลือ 32 นาทีต่อตู้ไฟหนึ่งตู้
• ต้นทุนวัสดุต่อวงจรที่ได้รับการป้องกัน: ลดลง 36% จาก 34.10 ดอลลาร์เหลือ 21.80 ดอลลาร์
• การเรียกกลับซ่อมจากการตัดไฟโดยไม่จำเป็น: ลดลง 82% จาก 11 เหลือ 2 ต่อไซต์ที่ติดตั้ง 100 แห่งภายใน 12 เดือน
• ความล้มเหลวในการทดสอบกระแสไฟรั่วครั้งแรก: ลดลงจาก 8% เหลือ 1.4% ของตู้ไฟ
• พื้นที่รางต่อวงจร: ลดลงครึ่งหนึ่งจาก 36mm เหลือ 18mm ทำให้ตู้ไฟที่ปรับปรุงแต่ละตู้มีความจุสำรอง 40%

ต้นทุนการป้องกันแบบรวมต่อไซต์ ซึ่งรวมวัสดุและค่าแรงภาคสนาม ลดลง 22% จาก 188 ดอลลาร์เหลือ 147 ดอลลาร์ คณะงานติดตั้งทดสอบระบบเสร็จก่อนกำหนดสามสัปดาห์ และงบประมาณการเรียกกลับมาใช้สิทธิ์ประกันรายปีลดลง 13,400 ดอลลาร์ ความจุรางที่เหลือยังช่วยให้ทีมงานเพิ่มวงจรที่มีการป้องกันวงจรที่สี่ใน 26 ไซต์โดยไม่ต้องใช้ตู้ที่สอง ซึ่งประหยัดฮาร์ดแวร์และชั่วโมงการติดตั้งเพิ่มอีก 2,210 ดอลลาร์

หัวหน้าวิศวกรรมกล่าวว่าอย่างไร?

"SGB5L-40 ขจัดชั้นของการตัดสินใจออกจากงานติดตั้ง" หัวหน้าฝ่ายวิศวกรรมไฟฟ้าของบริษัทกล่าว "อุปกรณ์ตัวเดียว จุดขันแรงบิดหนึ่งจุด การทดสอบครั้งเดียว — และแผงก็หยุดตัดวงจรเมื่อคอมเพรสเซอร์เริ่มทำงาน นั่นคือสิ่งแรกที่ทีมงานของเราสังเกตเห็น"

บทเรียนและคำแนะนำ

• จับคู่ชนิดกระแสไฟรั่วให้เข้ากับโหลด เอาต์พุตอินเวอร์เตอร์และอิเล็กทรอนิกส์แบบสวิตชิ่งโหมดก่อให้เกิดกระแสไฟรั่ว DC แบบพัลส์ อุปกรณ์ชนิด AC ไม่ใช่ตัวเลือกที่เหมาะสม ไม่ว่ายี่ห้อหรือราคาใด
• ทำแผนผังสายนิวทรัลก่อนกำหนดสเปกอุปกรณ์ สายนิวทรัลที่ยืมใช้หรือใช้ร่วมกันทำให้ต้องออกหน้างานบ่อยกว่าการเลือกอุปกรณ์เสียอีก การสำรวจสายนิวทรัลด้วยการถ่ายภาพใช้เวลา 10 นาทีต่อแผงและช่วยป้องกันการกลับไปซ้ำ
• กำหนดมาตรฐานการจัดวางเพียงครั้งเดียว แล้วตรวจสอบตามนั้น แบบแผงที่ได้รับอนุมัติเพียงชุดเดียวช่วยขจัดการดัดแปลงหน้างาน และทำให้การสุ่มตรวจของหัวหน้างานมีความหมาย

เมื่อถามว่าทีมจะทำอะไรต่างออกไป หัวหน้าฝ่ายวิศวกรรมชี้ไปที่ลำดับขั้นตอน "เราจะทำแผนที่สายนิวทรัลในสัปดาห์แรกแทนที่จะเป็นสัปดาห์ที่เจ็ด อุปกรณ์ทำงานได้ตั้งแต่แผงนำร่องแผงแรก ส่วนกระบวนการสำรวจของเราต่างหากที่เป็นจุดที่ล่าช้า"

เอกสารอ้างอิง

• GB/T 6829-2017. เครื่องตัดวงจรที่ทำงานด้วยกระแสไฟรั่ว ซึ่งมีหรือไม่มีการป้องกันกระแสเกิน สำหรับใช้ในบ้านเรือนและงานที่คล้ายกัน (RCBO) [S]. 2017. Https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/stdDetail?stdId=456789
• IEC 60898-1. อุปกรณ์ไฟฟ้า - เครื่องตัดวงจรสำหรับป้องกันกระแสเกินในงานติดตั้งบ้านเรือนและงานที่คล้ายกัน - ส่วนที่ 1: เครื่องตัดวงจรสำหรับการทำงานด้วยกระแสสลับ (a.c.) [S]. 2019. Https://webstore.iec.ch/publication/62492
• GB/T 10963.1-2020. อุปกรณ์ไฟฟ้า - เครื่องตัดวงจรสำหรับป้องกันกระแสเกินในงานติดตั้งบ้านเรือนและงานที่คล้ายกัน - ส่วนที่ 1: เครื่องตัดวงจรสำหรับการทำงานด้วยกระแสสลับ (a.c.) [S]. 2020. Https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/stdDetail?stdId=345678