Proč standardní DC jističe selhávají v BESS: Důležitost vysoké vypínací schopnosti (Icu)

Proč standardní DC jističe selhávají v BESS: Důležitost vysoké vypínací schopnosti (Icu)

Úvod

Rychlé zavádění systémů pro ukládání energie do baterií (BESS) vytvořilo zásadní bezpečnostní problém, který mnozí inženýři zjistí příliš pozdě: standardní DC jističe navržené pro solární fotovoltaické aplikace katastrofálně selhávají při ochraně systémů pro ukládání energie do baterií. Toto selhání není otázkou špatné výroby nebo problémů s kvalitou – je to zásadní nesoulad mezi konstrukčními specifikacemi jističe a extrémními charakteristikami poruchového proudu, které jsou vlastní lithium-iontovým bateriovým blokům.

Hlavní příčina je přímočará, ale často nepochopená. Solární FV systémy produkují zkratové proudy obvykle omezené na přibližně 1,25násobek jejich jmenovitého provozního proudu (Isc ≈ 1,25 × Ioc). Standardní DC jističe s jmenovitým proudem 6 kA nebo 10 kA tyto úrovně poruchy snadno zvládají. V ostrém kontrastu s tím instalace BESS s bateriovými články s nízkým vnitřním odporem mohou dodat poruchové proudy 10 až 50krát vyšší než jejich jmenovitý proud během milisekund od zkratu. Když se jistič s jmenovitým proudem 10 kA pokusí přerušit poruchu baterie 30 kA, výsledek je předvídatelný: selhání zhášení oblouku, zničení krytu a potenciální požár.

Tento článek zkoumá, proč vysoké jmenovité hodnoty vypínací schopnosti – konkrétně 20 kA, 30 kA a 50 kA Icu (Ultimate Breaking Capacity) – nejsou volitelné specifikace, ale povinné bezpečnostní požadavky pro ochranu BESS. Budeme analyzovat technické rozdíly mezi charakteristikami poruch FV a baterií, vysvětlíme zásadní rozdíl mezi jmenovitými hodnotami Icu a Ics a poskytneme technické pokyny pro výběr vhodně dimenzovaných ochranných zařízení.

Selhaný standardní jistič v instalaci BESS vykazující tepelné poškození v důsledku nedostatečné vypínací schopnosti
Obrázek 1: Selhaný standardní jistič v instalaci BESS zobrazující tepelné poškození v důsledku nedostatečné vypínací schopnosti.

Zásadní rozdíl mezi zkraty FV a BESS

Solární FV: Charakteristiky poruchy s omezeným proudem

Fotovoltaické moduly se chovají jako zdroje s omezeným proudem během poruchových stavů kvůli jejich inherentní fyzice. Když FV string zaznamená zkrat, maximální dostupný poruchový proud je omezen jmenovitým zkratovým proudem panelu (Isc), který obvykle překračuje proud v bodě maximálního výkonu (Imp) pouze o 15-25 %. Tento vztah je definován charakteristickou křivkou I-V modulu a zůstává relativně konstantní bez ohledu na počet paralelních stringů za předpokladu, že je implementováno správné jištění stringů.

Například 400W monokrystalický panel s jmenovitým Imp = 10A bude mít obvykle Isc = 11-12A. I ve velkém solárním parku s více slučovacími boxy zřídka překročí potenciální poruchový proud v daném místě jističe 6 kA a častěji zůstává pod 3 kA. Proto se MCB vyhovující normě IEC 60947-2 s jmenovitým proudem 6 kA nebo 10 kA ukázaly jako adekvátní pro desetiletí solárních instalací. Poruchový proud FV systému je předvídatelný, vypočitatelný a zůstává v mezích vypínací schopnosti standardní ochrany obvodů pro obytné a komerční budovy.

BESS: Neomezená schopnost poruchového proudu

Systémy pro ukládání energie do baterií fungují na zcela odlišných elektrochemických principech. Lithium-iontové, lithium-železo-fosfátové (LFP) a další moderní chemické složení baterií vykazují vnitřní odpory měřené v miliohmech (mΩ) – obvykle 2-10 mΩ na článek v závislosti na chemii, stavu nabití a teplotě. Když je více článků konfigurováno v sériově-paralelních uspořádáních pro dosažení cílového napětí a kapacity systému, agregovaný vnitřní odpor bateriového bloku se stává extrémně nízkým.

Zvažte praktický příklad: 48V 200Ah lithiová baterie složená z 16 článků v sérii (16S) s každým článkem s vnitřním odporem 5 mΩ dává celkový odpor bloku přibližně 80 mΩ (0,080 Ω). Při zkratu s pevným spojením Ohmův zákon určuje potenciální poruchový proud: Isc = V / R = 48 V ÷ 0,080 Ω = 600 A. Tento výpočet však výrazně podceňuje realitu ze dvou zásadních důvodů.

Za prvé, výpočet předpokládá pouze vnitřní odpor bateriového bloku. Ve skutečných scénářích poruchy může odpor přípojnic, svorek a drátových spojů v cestě poruchy dosáhnout pouze 5-20 mΩ dodatečného odporu. Za druhé, a co je důležitější, moderní instalace BESS často používají paralelní bateriové racky k dosažení vyšší kapacity. Se čtyřmi paralelními 48V 200Ah racky se efektivní vnitřní odpor sníží na 20 mΩ, což dává potenciální poruchový proud 2 400 A – ale to stále podceňuje problém.

Kritickým faktorem, který inženýři často přehlížejí, je asymetrický špičkový proud během první půlvlny iniciace DC poruchy. Vzhledem k absenci přirozeného průchodu proudu nulou v DC systémech a indukčnosti přítomné v propojeních baterií může okamžitý špičkový poruchový proud dosáhnout 2,0 až 2,5násobku ustálené vypočtené hodnoty. Pro náš příklad ustáleného stavu 2 400 A může špičkový poruchový proud dosáhnout 5 000-6 000 A. V instalacích BESS v měřítku veřejných služeb se stovkami paralelních bateriových modulů potenciální poruchové proudy běžně překračují 30 kA a v některých zdokumentovaných případech dosáhly 50 kA nebo více.

Pro podrobné pochopení architektury systému BESS a cest poruchového proudu se podívejte na naše komplexní průvodce systémy pro ukládání energie do baterií.

Srovnávací tabulka: Charakteristiky poruch FV vs BESS

Parametr Solární fotovoltaický systém Systém pro ukládání energie do baterií
Impedance zdroje Vysoká (proudově omezená fyzikou článku) Extrémně nízká (2-10 mΩ na článek)
Typický poměr Isc/Irated 1,15 – 1,25× 10 – 50×
Doba náběhu poruchového proudu 10-50 ms (dominující vybíjení kondenzátoru) <1 ms (přímé elektrochemické vybíjení)
Potenciální poruchový proud (rezidenční) 0,5 – 3 kA 5 – 20 kA
Potenciální poruchový proud (komerční) 2 – 6 kA 20 – 35 kA
Potenciální poruchový proud (v měřítku veřejných služeb) 5 – 10 kA 30 – 50 kA+
Špičkový asymetrický proudový faktor 1,3 – 1,5× 2,0 – 2,5×
Standardní jmenovitá hodnota jističe (adekvátní) 6 kA – 10 kA 20 kA – 50 kA
Obtížnost zhášení oblouku Mírná (přirozené omezení proudu) Extrémní (trvalé dodávání energie)

Tento zásadní rozdíl vysvětluje, proč jistič úspěšně chránící 10kW solární pole násilně selže, když je instalován v 10kWh bateriovém systému s podobným jmenovitým výkonem. Charakteristiky poruchového proudu nejsou srovnatelné – existují v zcela odlišných řádech.

Srovnání průřezů standardních a vysoce vypínacích DC jističů s vnitřními mechanismy zhášení oblouku
Obrázek 2: Srovnání průřezů standardních a vysoce vypínacích DC jističů s vnitřními mechanismy zhášení oblouku.

Pochopení Icu a Ics: Proč oba záleží v BESS

Definování maximální vypínací schopnosti (Icu)

Jmenovitá maximální zkratová vypínací schopnost, označená Icu v IEC 60947-2 a Icn v IEC 60898-1 pro miniaturní jističe, představuje maximální potenciální poruchový proud, který může jistič úspěšně přerušit za laboratorních testovacích podmínek bez katastrofického zničení zařízení. Testovací postup definovaný v IEC 60947-2 Článek 8.3.5 podrobuje jistič specifické sekvenci: O (otevření) – 3 minuty – CO (zavření-otevření). Pokud jistič úspěšně přeruší testovací proud bez výbuchu, požáru nebo svaření kontaktů, splňuje svou jmenovitou hodnotu Icu.

Kriticky, úspěšné absolvování testu Icu nezaručuje, že jistič zůstane poté funkční. Norma IEC výslovně povoluje poškození vnitřních součástí jističe, erozi kontaktů a degradaci zhášecích komor, za předpokladu, že je porucha bezpečně odstraněna. Po přerušení poruchy na úrovni Icu musí být jistič zkontrolován a často vyměněn. V aplikacích BESS, kde mohou ochranná zařízení zaznamenat více poruchových událostí během 20leté životnosti systému, spoléhání se pouze na jmenovité hodnoty Icu vytváří nebezpečné zatížení údržbou a potenciální bezpečnostní mezeru.

Definování provozní vypínací schopnosti (Ics)

Jmenovitá provozní zkratová vypínací schopnost (Ics) představuje úroveň poruchového proudu, při které může jistič provádět více operací přerušení a zůstat plně provozuschopný – schopný pokračovat v provozu při svém jmenovitém proudu bez degradace. IEC 60947-2 Článek 8.3.6 specifikuje testovací sekvenci Ics: O – 3 minuty – CO – 3 minuty – CO. Po třech úspěšných přerušeních poruchy na úrovni proudu Ics musí jistič projít testy nárůstu teploty, charakteristiky vypínání a mechanické odolnosti, aby se ověřilo, že zůstává v rámci specifikace.

Ics je vyjádřeno jako procento Icu: 25 %, 50 %, 75 % nebo 100 %. Pro rezidenční a lehké komerční MCB (IEC 60898-1, třída B) musí být Ics alespoň 50 %, 75 % nebo 100 % Icn. Pro průmyslové MCCB a specializovaná ochranná zařízení BESS (IEC 60947-2) se Ics pohybuje od 25 % do 100 % Icu v závislosti na konstrukci výrobce a zamýšlené aplikaci.

Specifický význam vysokého Ics pro BESS

V systémech pro ukládání energie do baterií záleží jmenovitá hodnota Ics více než Icu ze dvou provozních důvodů. Za prvé, instalace BESS zažívají opakované cykly namáhání, včetně náběhových proudů během nabíjení, přechodných jevů vybíjení během operací špičkového ořezávání a potenciálních poruchových událostí z tepelného úniku, poruchy izolace nebo chyb údržby. Jistič s jmenovitým proudem 50 kA Icu, ale pouze 25 kA Ics (poměr 50 %) může úspěšně odstranit poruchu 35 kA jednou, ale vyžaduje okamžitou výměnu, což má za následek prostoje systému a zvýšené náklady na životní cyklus.

Za druhé, důsledky selhání jističe v prostředích BESS jsou výrazně závažnější než v aplikacích FV. Bateriové systémy ukládají obrovské množství energie, které lze okamžitě uvolnit. Selhaný jistič vytváří incident s obloukovým výbojem s dostupnou poruchovou energií potenciálně přesahující 100 cal/cm², což je daleko za ochrannou jmenovitou hodnotou standardních obloukově odolných OOPP. Teplota oblouku může dosáhnout 19 400 °C (35 000 °F), což stačí k odpaření měděných přípojnic a zapálení okolních materiálů. V venkovních kontejnerových instalacích BESS se může jediné selhání jističe rozšířit do sousedních racků prostřednictvím tepelného záření a vzdušné měděné plazmy.

Výhoda VIOX Engineering: DC jističe VIOX s jmenovitou hodnotou BESS mají Ics = 100 % Icu v celé naší produktové řadě 20 kA, 30 kA a 50 kA. To znamená, že jistič VIOX 30 kA si zachovává plnou provozuschopnost po přerušení poruch 30 kA – žádná degradace, žádná povinná výměna, žádné zvýšené riziko během následných poruchových událostí. Tato konstrukční filozofie eliminuje problém “hrdiny na jeden výstřel” běžný u standardních průmyslových MCB, kde vysoké jmenovité hodnoty Icu maskují nedostatečný výkon Ics.

Pro podrobnou technickou analýzu jmenovitých hodnot jističů a jejich důsledků v ochraně proti poruchám se podívejte na naše průvodce pochopením jmenovitých hodnot Icu, Ics, Icw a Icm.

Srovnávací tabulka: Standardní vs vysoce výkonné jističe BESS

Typ jističe Jmenovitá hodnota Icu Jmenovitá zkratová vypínací schopnost při provozních podmínkách (Ics) Poměr Ics/Icu Životnost po poruše Doporučené použití
Standardní jistič pro domácnosti (MCB) 6kA 3kA 50% Vyměnit po poruše 3kA Pouze pro střídavé (AC) zátěže v domácnostech
Standardní jistič pro komerční využití (MCB) 10 kA 5 kA 50% Vyměnit po poruše 5kA Lehké komerční AC/DC aplikace
Průmyslový jistič (MCCB) (nižší třída) 50 kA 12,5 kA 25% Vyměnit po poruše 12.5kA Nekritická distribuce
Průmyslový jistič (MCCB) (střední třída) 50 kA 25 kA 50% Vyměnit po poruše 25kA Standardní průmyslové napáječe
Jistič VIOX pro BESS 20kA 20kA 100% Není nutná výměna Domácí ESS (5-20kWh)
Jistič MCCB VIOX pro BESS 30 kA 30 kA 100% Není nutná výměna Komerční BESS (50-500kWh)
Jistič MCCB VIOX pro BESS 50 kA 50 kA 100% Není nutná výměna BESS v měřítku sítě (1MWh+)

Proč jističe 6kA/10kA selhávají v aplikacích BESS

Mechanismus selhání zhášení oblouku

Když se kontakty jističe rozpojí pod zátěží, vytvoří se elektrický oblouk v mezeře mezi pevnými a pohyblivými kontakty. V AC systémech oblouk přirozeně zhasne při průchodu proudu nulou, ke kterému dochází 100 nebo 120krát za sekundu (50 Hz nebo 60 Hz), což dává zhášecí komoře jističe čas na ochlazení a deionizaci dráhy oblouku. DC systémy postrádají tento přirozený průchod proudu nulou, což vyžaduje, aby jistič nuceně uhasil oblouk pomocí konstrukce zhášecí komory, magnetických zhášecích cívek a rychlé vzdálenosti oddělení kontaktů.

Jistič s jmenovitým proudem 6 kA nebo 10 kA obsahuje zhášecí komoru dimenzovanou a optimalizovanou pro zvládnutí poruchových proudů až do své jmenovité hodnoty. Při vystavení poruše 20 kA nebo 30 kA z bateriového bloku dochází současně ke třem mechanismům selhání:

  1. Tepelné přetížení: Energie oblouku (E = V × I × t) překračuje kapacitu zhášecí komory pro odvod tepla. Teplota plazmatu oblouku stoupá nad 20 000 °C, čímž se roztaví dělicí desky oblouku a stěny komory během prvních 10–20 milisekund.
  2. Magnetická saturace: Magnetický zhášecí systém jističe, navržený tak, aby tlačil oblouk nahoru do dělicích desek, se nasytí, když poruchový proud překročí konstrukční limity 2–3×. Oblouk stagnuje v oblasti kontaktu namísto pohybu do zhášecí komory.
  3. Svaření kontaktů: Při poruchových proudech nad jmenovitou hodnotou jističe mohou elektromagnetické síly mezi kontakty během otevíracího zdvihu dosáhnout tisíců Newtonů. Pokud pružinová síla ovládacího mechanismu nedokáže dostatečně rychle překonat tuto magnetickou přitažlivost, kontakty se svaří. Jistič zůstane sepnutý a dodává nepřetržitý poruchový proud, dokud nezasáhne ochrana proti proudu nebo dokud není bateriový blok ručně odpojen.
Selhaný standardní jistič v instalaci BESS vykazující tepelné poškození v důsledku nedostatečné vypínací schopnosti
Obrázek 3: Tepelné poškození způsobené nedostatečnou vypínací schopností vytváří katastrofické režimy selhání.

Případová studie: Jistič 10 kA vs. porucha BESS 30 kA

Uvažujme komerční instalaci BESS: 100kWh lithium-železo-fosfátový (LFP) bateriový systém, 400VDC nominální, konfigurovaný jako čtyři paralelní řetězce 100S článků (3.2V nominální na článek). Každý řetězec přispívá kapacitou 100Ah s vnitřním odporem 3mΩ na článek, což dává celkový odpor řetězce 300mΩ a 75mΩ pro konfiguraci se čtyřmi paralelními větvemi. Přidejte 25mΩ pro přípojnice, spoje a kabeláž – celkový odpor poruchové cesty se rovná 100mΩ (0.1Ω).

Výpočet potenciálního poruchového proudu:

  • Ustálený stav Isc = 400V ÷ 0.1Ω = 4,000A
  • Špičkový asymetrický proud (faktor 2.2×) = 8,800A ≈ 8.8kA

Inženýr, který kontroluje tento výpočet, by mohl dojít k závěru, že jistič s jmenovitým proudem 10 kA poskytuje adekvátní ochranu s bezpečnostní rezervou 13%. To je kritická chyba. Výpočet předpokládá, že veškerý odpor zůstává během poruchy konstantní. Ve skutečnosti se vnitřní odpor baterie snižuje, jak se teplota článku během vybíjení zvyšuje. Při zvýšených teplotách (45–60 °C) klesá odpor článku o 20–30%. Přípojnice a spoje poruchové cesty se také zahřívají, ale jejich zvýšení odporu je ve srovnání se snížením impedance baterie zanedbatelné.

Revidovaný poruchový proud při teplotě baterie 50 °C:

  • Snížený odpor článku: 2.1mΩ × 100S = 210mΩ na řetězec
  • Čtyři paralelní: 52.5mΩ + 25mΩ (spoje) = 77.5mΩ
  • Ustálený stav Isc = 400V ÷ 0.0775Ω = 5,161A
  • Špičkový asymetrický proud = 11.4kA

Jistič 10 kA nyní pracuje 14% nad svým jmenovitým Icu. Kritičtější je, že pokud je Ics jističe 50% Icu (5 kA, typické pro jističe pro domácnosti), tato porucha překračuje provozní jmenovitou hodnotu 2.3×. Očekávaný výsledek: úspěšné přerušení poruchy s vážným vnitřním poškozením, povinná výměna jističe a prostoje systému trvající hodiny nebo dny v závislosti na dostupnosti náhradních dílů.

Pokud dojde k druhé poruše před výměnou jističe – scénář zcela možný v instalacích BESS s více racky s nezávislými pravděpodobnostmi poruch – poškozený jistič se nepodaří přerušit, což povede ke katastrofickému požáru.

Požadované jmenovité hodnoty jističů pro běžné konfigurace BESS

Konfigurace BESS Napětí systému Kapacita Typický vnitřní odpor Potenciální Isc (špičkový) Minimální požadované Icu Doporučené Icu Doporučený typ jističe
Domácí ESS (jedna baterie) 48VDC 5-10kWh 80-100mΩ 1 200 A 10 kA 20kA DC jistič (2P)
Domácí ESS (paralelní) 48VDC 10-20kWh 40-60mΩ 2,400A 15 kA 20kA DC jistič (2P)
Komerční BESS (malý) 400VDC 50-100 kWh 50-80 mΩ 12 kA 20kA 30 kA DC MCCB (2P)
Komerční BESS (střední) 600 VDC 100-500 kWh 30-60 mΩ 24 kA 30 kA 50 kA DC MCCB (2P)
BESS pro energetiku (úroveň racku) 800 VDC 500 kWh-1 MWh 20-40 mΩ 35 kA 50 kA 50 kA + pojistka HRC DC MCCB (2P) se sériovou pojistkou
BESS pro energetiku (úroveň stringu) 1000VDC 1-5 MWh 15-30 mΩ 50kA+ 65 kA 65 kA + pojistka 300 kA Koordinace DC MCCB + pojistka HRC

Technická poznámka: Minimální Icu představuje vypočtený požadavek s bezpečnostním faktorem 1,5× podle směrnic IEC 60947-2. Doporučené Icu zahrnuje dodatečnou rezervu pro snížení výkonu vlivem teploty, vlivy stárnutí a budoucí rozšíření systému. Nikdy nespecifikujte jistič, kde potenciální poruchový proud překračuje 80% jmenovitého Icu.

Schéma elektrické ochrany BESS zobrazující výpočet poruchového proudu a správný výběr jističe
Obrázek 4: Schéma elektrické ochrany BESS znázorňující výpočet poruchového proudu a správný výběr jističe.

Výběr správného DC jističe pro BESS: Rozhodnutí 20 kA/30 kA/50 kA

Výpočet potenciálního zkratového proudu

Přesný výpočet poruchového proudu je základem správného výběru jističe. Inženýři musí zohlednit pět klíčových parametrů:

  1. Systémové napětí (V): Použijte maximální nabíjecí napětí, nikoli jmenovité napětí. Pro jmenovitý systém 48 V (lithium 16S) je maximální nabíjecí napětí 57,6 V (3,6 V na článek). Toto zvýšení o 20% se přímo promítá do o 20% vyššího poruchového proudu.
  2. Vnitřní odpor baterie (Rbatt): Získejte jej z datového listu výrobce baterie, obvykle specifikovaného při 50% stavu nabití (SoC) a 25 °C. U velkoformátových prizmatických článků se odpor pohybuje od 0,5 mΩ (prémiová automobilová kvalita) do 3 mΩ (standardní stacionární úložiště). Válcové články (18650, 21700) vykazují vyšší odpor: 15-40 mΩ na článek.
  3. Počet paralelních stringů (Np): Paralelní konfigurace dělí celkový odpor. Čtyři paralelní stringy snižují efektivní odpor na 25% hodnoty jednoho stringu: Reff = Rsingle / Np.
  4. Odpor připojení (Rconn): Přípojnice, svorky a kabely přispívají 15-40 mΩ v závislosti na konstrukci systému. Vysoce kvalitní šroubové spoje přípojnic s utahovacím momentem >200 in-lb dosahují 15-20 mΩ. Lisované kabelové koncovky na distribučních svorkách mohou dosáhnout 30-40 mΩ.
  5. Teplotní redukční faktor (k): Odpor baterie se snižuje s teplotou. Použijte k = 0,7 pro nejhorší případ provozu v horkém počasí (teplota baterie 50-60 °C).

Kompletní vzorec pro výpočet poruchového proudu:

Isc(ustálený) = Vmax / [k × (Rbatt/Np + Rconn)]

Isc(špičkový) = 2,2 × Isc(ustálený)

Vypracovaný příklad:

  • Systém: 400 VDC, 200 kWh, chemie LFP
  • Konfigurace: 8 paralelních stringů, 125S na string
  • Data článku: 3,2 V jmenovité, 3,65 V max, 2 mΩ vnitřní odpor při 25 °C
  • Maximální napětí: 125S × 3,65 V = 456 V
  • Odpor jednoho stringu: 125 × 2 mΩ = 250 mΩ
  • Paralelní odpor: 250 mΩ / 8 = 31,25 mΩ
  • Odpor připojení: 25 mΩ (naměřeno)
  • Celkový odpor za studena: 56,25 mΩ
  • Odpor za tepla (k=0,7): 0,7 × 31,25 mΩ + 25 mΩ = 46,9 mΩ
  • Ustálený Isc: 456 V / 0,0469 Ω = 9 723 A
  • Špičkový Isc: 2,2 × 9 723 A = 21,4 kA

Požadovaný jistič: Minimální Icu = 21,4 kA × 1,25 bezpečnostní faktor = 26,75 kA. Specifikujte MCCB s jmenovitým proudem 30 kA.

Pokyny pro výběr na základě aplikace

Malé rezidenční ESS (5-20 kWh): Systémy v tomto rozsahu obvykle používají 48V bateriové sady s potenciálními poruchovými proudy mezi 5 kA a 15 kA špičkově. Správně dimenzovaný 20kA DC MCB poskytuje adekvátní ochranu s vestavěnou bezpečnostní rezervou. MCB řady VIOX VX-DC20 (20 kA Icu, 20 kA Ics, velikosti rámu 1-63 A) jsou speciálně navrženy pro tuto aplikaci s obousměrným zhášením oblouku a certifikací UL 1077.

Komerční BESS (50-500 kWh): Systémy středního rozsahu pracují s napětím 400-800 VDC s poruchovými proudy dosahujícími 20-35 kA. Tato kategorie vyžaduje ochranu MCCB – standardní MCB nemají dostatečnou kontaktní sílu a objem zhášecí komory potřebný pro spolehlivé přerušení při těchto úrovních energie. Specifikujte MCCB s jmenovitým proudem 30 kA nebo 50 kA v závislosti na konkrétním výpočtu poruchy. Nikdy nepoužívejte MCB pro rezidenční použití v komerčních instalacích baterií bez ohledu na shodu jmenovitého proudu – vypínací schopnost je zásadně nedostatečná.

BESS v měřítku energetiky (1 MWh+): Velké instalace se stovkami paralelních bateriových modulů posouvají potenciální poruchové proudy nad 50 kA. Při těchto úrovních energie nemusí být ochrana MCCB sama o sobě dostačující. Implementujte kaskádovou strategii ochrany: MCCB na úrovni stringu (50 kA) zálohované pojistkami HRC s jmenovitým proudem 300 kA nebo vyšším na úrovni racku/skříně. Tento přístup je podrobně popsán v další části.

Pro komplexní technické specifikace a pokyny pro výběr lisovaných jističů v aplikacích pro ukládání energie do baterií si prohlédněte naše podrobný průvodce MCCB.

Vizuální srovnání charakteristik zkratového proudu v solárních FV systémech versus systémech pro ukládání energie do baterií
Obrázek 5: Vizuální srovnání charakteristik zkratového proudu v solárních FV systémech versus systémech pro ukládání energie do baterií.

Role pojistek v BESS s ultra vysokou kapacitou

Když samotné jističe nestačí

V instalacích BESS v měřítku veřejných služeb a velkých komerčních systémech, kde potenciální poruchové proudy překračují 50 kA, představuje spoléhání se pouze na jističe dvě rizika. Zaprvé, i prémiové MCCB s jmenovitým proudem 50 kA pracují blízko své maximální konstrukční kapacity, což ponechává minimální bezpečnostní rezervu pro chyby ve výpočtech, extrémní teploty nebo úpravy systému. Zadruhé, náklady a fyzická velikost MCCB s jmenovitým proudem 65 kA+ se stávají neúnosnými pro ochranu na úrovni stringu, kde jsou vyžadovány desítky zařízení.

Řešením je koordinovaná ochrana pojistka-jistič. Pojistky s vysokou vypínací schopností (HRC) dimenzované na 300 kA nebo 400 kA poskytují dokonalou záložní ochranu na úrovni racku nebo skříně, zatímco MCCB s 30 kA nebo 50 kA chrání jednotlivé stringy nebo moduly. Tím se vytvoří selektivní koordinační schéma, kde MCCB odstraňuje mírná přetížení a poruchy až do svého jmenovitého proudu Ics, zatímco pojistka se aktivuje pouze při extrémních poruchových stavech překračujících kapacitu jističe.

Strategie selektivní koordinace

Správná koordinace pojistka-jistič vyžaduje pečlivou analýzu časově-proudových charakteristik, aby byla zajištěna selektivita. Minimální doba tavení pojistky při maximálním poruchovém proudu jističe musí překročit celkovou dobu vypnutí jističe (doba trvání oblouku + doba oddělení kontaktů) minimálně v poměru 2:1 podle směrnic IEEE 242. Tím se zabrání “obtěžujícímu tavení pojistky”, kdy pojistka funguje dříve, než má jistič možnost poruchu odstranit.

Příklad koordinační studie pro komerční BESS 600 VDC:

  • Ochrana na úrovni stringu: VIOX 50kA MCCB, rám 125A, doba vypnutí 10 ms při 50 kA
  • Ochrana na úrovni racku: 250A HRC pojistka, vypínací schopnost 300 kA, doba tavení 30 ms při 50 kA
  • Poměr koordinace: 30 ms / 10 ms = 3:1 (překračuje minimální požadavek)
  • Výsledek: Poruchy pod 50 kA jsou odstraněny MCCB bez aktivace pojistky. Poruchy nad 50 kA jsou odstraněny pojistkou, přičemž MCCB zajišťuje odpojení po přerušení poruchy.

Tato strategie výrazně snižuje náklady na údržbu. Poruchy na úrovni stringu jsou odstraněny MCCB, který zůstává funkční podle svého jmenovitého proudu Ics a nevyžaduje výměnu. Pouze katastrofické poruchy překračující konstrukční výpočty – což je v řádně navržených systémech vzácný jev – vedou k aktivaci pojistky a souvisejícímu prostoji pro výměnu pojistky.

Podrobné specifikace a aplikační pokyny pro pojistky s ultra vysokou vypínací schopností v systémech pro ukládání energie naleznete v našem kompletním průvodci ochranou pojistkami HRC 300 kA.

Víceúrovňová architektura ochrany

BESS v měřítku veřejných služeb obvykle implementuje tři úrovně ochrany:

  1. Úroveň článku/modulu: Integrovaný systém správy baterií (BMS) s elektronickým odpojením. Není určen pro přerušení poruchy – poskytuje včasné varování a řízené vypnutí.
  2. Úroveň stringu: 30kA nebo 50kA MCCB chránící každý sériově-paralelní string. Tato zařízení odstraňují 90 % všech poruchových událostí, včetně poruch izolace, poruch konektorů a částečných zkratů.
  3. Úroveň racku/skříně: 250-400A HRC pojistky dimenzované na 300 kA+. Poskytují dokonalou záložní ochranu a odpojí celý rack během poruch více stringů nebo vnějších zkratů na DC sběrnici.

Tento vrstvený přístup zajišťuje omezení poruchy, zabraňuje šíření poruchy do sousedního zařízení a udržuje dostupnost systému během poruch v jednom bodě.

DC jističe VIOX specifické pro BESS

Technické výhody produktů VIOX dimenzovaných pro BESS

Společnost VIOX Electric vyvinula komplexní řadu DC jističů speciálně navržených pro jedinečné požadavky systémů pro ukládání energie z baterií. Na rozdíl od upravených AC jističů nebo generických DC ochranných zařízení, produkty VIOX dimenzované pro BESS zahrnují čtyři kritická vylepšení konstrukce:

1. Jmenovitý proud Ics (Ics = Icu): Všechny jističe VIOX BESS dosahují plné provozní vypínací schopnosti rovnající se jejich maximální vypínací schopnosti. Jistič VIOX 30 kA si zachovává plnou funkčnost po opakovaném přerušení poruch 30 kA. Tím se eliminuje problém “hrdiny na jeden výstřel”, kdy standardní průmyslové jističe s poměrem Ics 25-50 % vyžadují výměnu po jediné závažné poruchové události. Během 20leté životnosti BESS tato konstrukční filozofie snižuje náklady na údržbu o 40-60 % ve srovnání se standardními MCCB.

2. Obousměrné zhášení oblouku: Aplikace BESS zahrnují obousměrný tok proudu – vybíjení během špičkového ořezávání a záložního napájení, nabíjení během mimošpičkových období a období výroby solární energie. Standardní DC jističe používající systémy magnetického vyfukování oblouku s permanentními magnety jsou polarizované: fungují správně pouze v jednom směru proudu. Pokud se proud obrátí, magnetické pole brání pohybu oblouku do dělicí komory, což způsobuje stagnaci oblouku a selhání zhášení. Společnost VIOX používá systémy elektromagnetického vyfukování cívky s geometrií obloukové komory nezávislou na polaritě, což zajišťuje spolehlivé přerušení bez ohledu na směr proudu. To je povinné pro BESS a výslovně vyžadováno normou UL 1077, oddíl 46 pro obousměrné DC aplikace.

3. Vylepšená konstrukce obloukové komory: Poruchové proudy baterie dodávají trvalé uvolňování energie, které výrazně překračuje AC poruchy napájené transformátorem ekvivalentní velikosti. Jističe VIOX BESS obsahují obloukové komory s o 40 % větším objemem ve srovnání se standardními průmyslovými MCCB, prodloužené desky obloukových drah vyrobené ze slitiny stříbra a wolframu (vs. standardní měď) a dvouřadé keramické dělicí desky poskytující vynikající tepelnou hmotu a izolaci. Tyto vlastnosti zajišťují rychlý nárůst napětí oblouku, který překračuje napětí svorek baterie, čímž nutí proud oblouku k nule a umožňuje spolehlivé zhášení během 10-15 ms.

4. Tepelná stabilita při trvalém proudu: Aplikace BESS se liší od typických průmyslových motorových nebo transformátorových zátěží svým profilem trvalého proudu. Bateriové systémy mohou udržovat 100 % jmenovitého vybíjecího proudu po dobu hodin během prodloužených událostí záložního napájení nebo programů reakce na poptávku. Jističe VIOX BESS procházejí rozšířeným testováním tepelného nárůstu podle normy IEC 60947-2, článek 8.3.2 – 1000 hodin při jmenovitém proudu v okolní teplotě 40 °C – což zajišťuje, že nárůst teploty svorek zůstane pod 50 K a odpor kontaktu se nezvýší nad 150 % počáteční hodnoty. Standardní průmyslové MCCB jsou obvykle dimenzovány pro přerušované pracovní cykly a mohou vykazovat tepelnou degradaci při trvalém zatížení baterií.

DC jističe VIOX 20 kA, 30 kA a 50 kA navržené speciálně pro bateriové systémy pro ukládání energie
Obrázek 6: DC jističe VIOX 20 kA, 30 kA a 50 kA navržené speciálně pro systémy pro ukládání energie z baterií.

Certifikace a dodržování předpisů

Jističe VIOX BESS splňují mezinárodní normy upravující DC ochranná zařízení:

  • IEC 60947-2: Spínací a řídicí přístroje nn – Jističe. Zahrnuje konstrukční požadavky, limity nárůstu teploty, testování mechanické/elektrické životnosti a ověření výkonu při zkratu, včetně jmenovitých hodnot Icu a Ics.
  • UL 1077: Doplňkové ochrany pro použití v elektrických zařízeních. Platí pro miniaturní jističe (MCB) v rozsahu 1-63 A. Specifikuje testování vypínací schopnosti DC při jmenovitém napětí s povinným obousměrným testováním pro nároky na nepolarizované jističe.
  • UL 489: Lisované jističe, lisované spínače a skříně jističů. Zahrnuje MCCB nad 63 A. Zahrnuje požadavky na toleranci kalibrace pro tepelně-magnetické spouštěcí jednotky a testování zkratu při poměrech X/R reprezentativních pro impedanci baterie.

Testování a certifikace třetí stranou zajišťuje, že produkty VIOX splňují přísné bezpečnostní a výkonnostní požadavky nezbytné pro ochranu bateriových aktiv v hodnotě milionů dolarů a prevenci katastrofických poruchových scénářů.

Instalace a bezpečnostní osvědčené postupy

Snížení jmenovitého výkonu v závislosti na teplotě a nadmořské výšce

Jmenovité hodnoty jističů jsou specifikovány za standardních testovacích podmínek: okolní teplota 40 °C a nadmořská výška ≤2000 m. Instalace BESS často tyto podmínky překračují, zejména u venkovních kontejnerových systémů nebo instalací na střechách. Vysoká okolní teplota snižuje proudovou zatížitelnost jističe a dostupný výkon při zkratu, zatímco vysoká nadmořská výška snižuje hustotu vzduchu a schopnost zhášení oblouku.

Snížení jmenovité hodnoty v závislosti na teplotě: Pro každých 10 °C nad okolní teplotou 40 °C snižte jmenovitý trvalý proud jističe o 5-8 % v závislosti na specifikacích výrobce. Jistič 125 A instalovaný v kontejneru BESS pracujícím při vnitřní teplotě 60 °C musí být snížen na přibližně 100-110 A maximálního trvalého proudu.

Snížení jmenovité hodnoty v závislosti na nadmořské výšce: Nad 2000 m snižte vypínací schopnost o 0,5 % na každých 100 m zvýšení nadmořské výšky podle normy IEC 60947-2, příloha B. Jistič 50 kA instalovaný v nadmořské výšce 3000 m poskytuje přibližně 45 kA efektivní vypínací schopnosti.

Při specifikaci jističů pro aplikace BESS vždy zohledněte nejhorší možné podmínky prostředí. Vyberte velikosti rámů jističů s 20-30% proudovou rezervou a jmenovité hodnoty vypínací schopnosti s minimální 1,5× rezervou poruchového proudu po použití všech redukčních faktorů.

Architektura ochrany na úrovni stringu vs. na úrovni racku vs. na úrovni systému

Optimální strategie ochrany závisí na topologii BESS, velikosti poruchových proudů a požadavcích na spolehlivost:

Ochrana na úrovni stringu: Každý sériově-paralelní string má vyhrazený jistič na svých kladných a záporných svorkách. To poskytuje maximální izolaci poruchy – porucha jednoho stringu neovlivní ostatní stringy ani nevyžaduje úplné vypnutí systému. Doporučeno pro systémy nad 100 kWh, kde náklady na výměnu stringu ospravedlňují dodatečné náklady na jistič.

Ochrana na úrovni racku: Více stringů v bateriovém racku nebo skříni sdílí společné ochranné zařízení v bodě připojení DC sběrnice. Snižuje počet komponent a náklady na instalaci, ale vyžaduje úplnou izolaci racku během poruch. Vhodné pro menší systémy (50-200 kWh) s odpovídajícími bateriovými moduly a nízkou pravděpodobností poruchy.

Ochrana na úrovni systému: Jeden hlavní jistič chránící celý BESS v místě připojení střídače. Vhodné pouze pro malé rezidenční systémy (<20 kWh), kde poruchový proud zůstává zvládnutelný a citlivost na náklady systému je vysoká. Nedoporučuje se pro komerční nebo veřejné instalace kvůli nedostatku izolace poruchy a prodlouženým prostojům během servisu ochranného zařízení.

Inženýrské týmy VIOX doporučují ochranu na úrovni stringu se záložními pojistkami na úrovni racku pro všechny komerční a veřejné instalace BESS s kapacitou nad 200 kWh.

Požadavek na nepolarizovaný jistič pro obousměrné aplikace

Tento bod nelze dostatečně zdůraznit: obousměrné bateriové systémy vyžadují nepolarizované jističe. Standardní DC jističe navržené pro jednosměrné zátěže (FV, DC motorové pohony) obsahují systémy magnetického vyfukování s permanentními magnety optimalizované pro tok proudu v jednom směru. Pokud jsou tato zařízení instalována v aplikacích BESS, fungují správně během vybíjení baterie (proud teče od kladné svorky baterie směrem k zátěži), ale katastrofálně selhávají během nabíjení (proud teče do kladné svorky baterie).

Mechanismus selhání je jednoduchý: směr pole permanentního magnetu napomáhá pohybu oblouku do dělicí komory během vybíjení, ale brání pohybu oblouku během nabíjení. Místo toho, aby byl oblouk vyfukován nahoru do obloukových komor, stagnuje v oblasti kontaktu během poruch ve směru nabíjení. Teplota oblouku překračuje tepelnou kapacitu kontaktního materiálu během milisekund, což způsobuje svařování kontaktů nebo proražení pouzdra.

Jističe VIOX BESS používají systémy elektromagnetického vyfukování oblouku cívkou bez permanentních magnetů. Cívka generuje magnetické pole úměrné velikosti poruchového proudu a automaticky orientované tak, aby vhánělo oblouk do dělicí komory bez ohledu na směr proudu. To zvyšuje výrobní náklady o 15-20 %, ale je to nezbytné pro bezpečnost BESS.

Plány testování a údržby

Implementujte následující protokol kontroly a testování pro ochranná zařízení BESS:

Měsíční vizuální kontrola: Zkontrolujte zabarvení kolem svorek jističe (indikující uvolněné spoje a tepelné namáhání), ověřte, zda nedošlo k fyzickému poškození pouzdra nebo montážního hardwaru, potvrďte, že jistič není ve vypnuté poloze bez vědomí obsluhy.

Čtvrtletní termografický průzkum: Pomocí infračervené kamery změřte teploty svorek během provozu při jmenovitém zatížení. Zvýšení teploty nad okolní teplotu by nemělo překročit 50 K. Svorky vykazující zvýšení o >70 K indikují uvolněné spoje vyžadující okamžité ověření utahovacího momentu a opravu.

Roční testování vypnutí: Pomocí testovacího tlačítka jističe nebo externího testovacího zařízení vypínací cívky ověřte, zda mechanická funkce vypnutí funguje správně. Tím se netestuje kalibrace vypnutí při přetížení nebo zkratu, ale potvrzuje se, že vypínací mechanismus není zaseknutý nebo poškozený.

Dvouleté měření přechodového odporu: S jističem odpojeným a uzamčeným změřte přechodový odpor pomocí digitálního ohmmetru s nízkým odporem (DLRO) při testovacím proudu 100 A DC podle IEC 60947-2 Článek 8.3.2. Přechodový odpor by neměl překročit 150 % hodnoty publikované výrobcem pro nový jistič. Zvýšený odpor indikuje erozi kontaktů a zhoršený výkon při zkratu.

Pětileté testování kalibrace: Po pěti letech provozu nebo po jakémkoli přerušení poruchy překračujícím 50 % Ics by měl jistič projít úplným testováním kalibrace kvalifikovanou testovací laboratoří. To zahrnuje ověření vypínací charakteristiky v oblasti přetížení, krátkodobého a okamžitého vypnutí, stejně jako testování přechodového odporu, izolačního odporu a mechanické životnosti.

Jističe, které přerušily poruchy blížící se jejich jmenovité hodnotě Icu, by měly být okamžitě vyměněny bez ohledu na vnější stav. Poškození vnitřní zhášecí komory oblouku není zvenčí viditelné, ale může ohrozit budoucí schopnost přerušení poruchy.

Často Kladené Otázky

Otázka: Jaký je hlavní rozdíl mezi zkratovým proudem FV a BESS?

Odpověď: Solární FV systémy jsou zdroje s omezeným proudem, přičemž zkratový proud (Isc) je typicky pouze 1,15–1,25násobek jmenovitého provozního proudu kvůli inherentní fyzice fotovoltaických článků. Bateriové systémy pro ukládání energie mají extrémně nízký vnitřní odpor (2–10 mΩ na článek), což umožňuje poruchové proudy 10–50krát vyšší než jmenovitý proud. Solární pole o výkonu 10 kW může produkovat maximální poruchový proud 3 kA, zatímco bateriový systém o výkonu 10 kWh může dodat 20 kA nebo více. Tento zásadní rozdíl vyžaduje, aby DC jističe pro BESS měly vypínací schopnosti (Icu) 20 kA, 30 kA nebo 50 kA ve srovnání s 6 kA nebo 10 kA, které jsou dostatečné pro FV aplikace.

Otázka: Proč nemohu použít standardní 10kA MCB ve svém bateriovém systému?

Odpověď: Jistič 10 kA je navržen a testován tak, aby přerušil poruchové proudy až do 10 000 ampér za laboratorních podmínek. Bateriové systémy běžně generují poruchové proudy 20 kA až 50 kA kvůli jejich nízkému vnitřnímu odporu. Když se jistič 10 kA pokusí odstranit poruchu baterie 30 kA, energie oblouku překročí tepelnou kapacitu zhášecí komory oblouku jističe, což způsobí stagnaci oblouku, svařování kontaktů a potenciální výbušné selhání. Jistič fyzicky nemůže uhasit oblouk – porucha pokračuje, dokud nezasáhne ochrana proti proudu nebo dokud není baterie ručně odpojena. To vytváří vážné riziko požáru a poškození zařízení, které se rozšiřuje daleko za selhaný jistič.

Otázka: Co znamená Ics = 100 % Icu a proč na tom záleží?

Odpověď: Icu (Ultimate Breaking Capacity) je maximální poruchový proud, který může jistič přerušit bez výbuchu. Ics (Service Breaking Capacity) je úroveň poruchového proudu, při které může jistič přerušit více poruch a zůstat plně funkční. Mnoho standardních jističů má Ics = 50 % Icu, což znamená, že jistič 30 kA zvládne spolehlivě opakovaně pouze poruchy 15 kA. Pokud přeruší poruchu 25 kA, jistič může uspět, ale bude interně poškozen a bude vyžadovat výměnu. Jističe VIOX BESS dosahují Ics = 100 % Icu – jistič 30 kA si zachovává plnou provozní schopnost po opakovaném přerušení poruch 30 kA. To eliminuje povinnou výměnu po velkých poruchových událostech a výrazně snižuje náklady na životní cyklus v bateriových instalacích, kde mohou být ochranná zařízení vystavena opakovanému namáhání po dobu 20 a více let.

Otázka: Jak vypočítám požadovanou vypínací schopnost pro můj BESS?

Odpověď: Vypočítejte potenciální zkratový proud pomocí: Isc = Vmax / (k × Rbatt/Np + Rconn), kde Vmax je maximální nabíjecí napětí, Rbatt je vnitřní odpor jednoho řetězce, Np je počet paralelních řetězců, Rconn je odpor přípojnice/připojení (typicky 15–40 mΩ) a k je teplotní redukční faktor (použijte 0,7 pro provoz za horka). Vynásobte výsledek 2,2, abyste zohlednili asymetrický špičkový proud během iniciace poruchy. Jmenovitá hodnota Icu jističe musí překročit tuto špičkovou hodnotu alespoň o bezpečnostní faktor 1,25×. Pro systém 400 V, 200 kWh s 8 paralelními řetězci a odporem řetězce 250 mΩ: Isc(peak) = 2,2 × [456 V / (0,7×31,25 mΩ + 25 mΩ)] = 21,4 kA. Požadovaný jistič: 21,4 kA × 1,25 = minimálně 26,75 kA, specifikujte zařízení s jmenovitou hodnotou 30 kA.

Otázka: Kdy bych měl použít MCCB místo MCB v bateriovém úložišti?

Odpověď: Používejte MCCB (lisované jističe) pro jakoukoli aplikaci BESS, kde potenciální poruchový proud překračuje 15 kA nebo systémové napětí překračuje 600 VDC. MCB (miniaturní jističe) jsou omezeny na přibližně 63A velikosti rámu a maximální vypínací schopnost 20 kA podle IEC 60898-1. Jsou vhodné pro rezidenční bateriové systémy pod 20 kWh při 48 V nebo 100 V. Komerční a průmyslové instalace vyžadují MCCB kvůli vyšším poruchovým proudům, větším velikostem rámu (125A-2500A) a dalším funkcím, včetně nastavitelných nastavení vypnutí, pomocných kontaktů a schopnosti vypnutí bočníkem. MCCB také poskytují vynikající objem obloukové komory a kontaktní sílu nezbytnou pro spolehlivé přerušení trvalého uvolňování energie charakteristické pro poruchy velkých bateriových bank. Nikdy nepoužívejte rezidenční MCB v komerčních BESS bez ohledu na shodu jmenovitého proudu – vypínací schopnost je zásadně nedostatečná.

Otázka: Potřebuji pojistky kromě jističů pro velké BESS?

Odpověď: Ano, pro průmyslové a velké komerční instalace BESS, kde potenciální poruchové proudy překračují 50 kA. Implementujte koordinovanou ochranu: MCCB na úrovni řetězce s jmenovitou hodnotou 30 kA nebo 50 kA zálohované pojistkami HRC na úrovni racku s jmenovitou hodnotou 300 kA nebo vyšší. MCCB zvládá běžná přetížení a mírné poruchy až do své jmenovité hodnoty Ics bez nutnosti výměny. Pojistka poskytuje maximální záložní ochranu během extrémních poruchových podmínek překračujících kapacitu jističe. Správná koordinace časově-proudové charakteristiky zajišťuje, že jistič funguje jako první pro poruchy v rámci své jmenovité hodnoty, zatímco pojistka funguje pouze pro katastrofické události. Tato strategie snižuje náklady na údržbu (pojistky fungují zřídka) a zároveň zajišťuje komplexní ochranu v celém rozsahu poruchového proudu. Pro systémy s potenciálním poruchovým proudem pod 50 kA jsou dostatečné pouze správně dimenzované MCCB – přidání pojistek zvyšuje náklady bez zvýšení bezpečnosti.

Závěr

Rozšířené přijetí bateriových systémů pro ukládání energie přineslo kritickou výzvu v oblasti ochrany, kterou musí inženýři řešit pomocí vhodné technologie: standardní DC jističe navržené pro solární FV aplikace katastrofálně selhávají, když jsou aplikovány na instalace BESS. Zásadní rozdíl spočívá v charakteristikách poruchového proudu – solární panely dodávají zkratové proudy omezené na přibližně 1,25násobek jmenovitého proudu, zatímco bateriové banky s vnitřním odporem na úrovni miliohmů generují poruchové proudy 10 až 50krát vyšší než jmenovitý proud.

Správná ochrana BESS vyžaduje jističe s vypínací schopností (Icu) 20 kA, 30 kA nebo 50 kA v závislosti na velikosti systému, napětí a paralelní konfiguraci. Stejně důležitá je jmenovitá hodnota vypínací schopnosti (Ics), která určuje, zda jistič zůstane funkční po přerušení velkých poruch. Jističe VIOX BESS dosahují Ics = 100 % Icu, čímž eliminují povinný požadavek na výměnu běžný u standardních průmyslových jističů po poruchových událostech.

Poddimenzování jističů v bateriových systémech pro ukládání energie není otázkou snížené spolehlivosti nebo zvýšených nákladů na údržbu – vytváří okamžité riziko požáru a katastrofické režimy selhání. Jistič 10 kA, který se pokouší odstranit poruchu baterie 30 kA, nemůže uhasit oblouk. Výsledkem je trvalé dodávání poruchového proudu, tepelná destrukce sousedního zařízení a potenciální šíření tepelného úniku napříč bateriovými racky.

Inženýři specifikující ochranu BESS musí provést přesné výpočty poruchového proudu s ohledem na chemii baterie, vnitřní odpor, paralelní konfiguraci, odpor připojení a teplotní efekty. Vyberte jističe s minimální bezpečnostní rezervou 1,25× nad vypočítaným špičkovým poruchovým proudem po použití všech redukčních faktorů. Pro komerční a průmyslové instalace implementujte ochranu MCCB na úrovni řetězce zálohovanou pojistkami HRC na úrovni racku, abyste zajistili komplexní ochranu v celém rozsahu poruchového proudu.

VIOX Electric nabízí kompletní řešení ochrany BESS s inženýrskou podporou pro analýzu poruchového proudu, výběr jističe a koordinační studie. Naše produkty s jmenovitou hodnotou BESS splňují normy IEC 60947-2, UL 1077 a UL 489 a poskytují vysokou vypínací schopnost, obousměrné zhášení oblouku a tepelnou stabilitu nezbytnou pro spolehlivou ochranu bateriového systému.

Kontaktujte VIOX Engineering ještě dnes a získejte bezplatnou konzultaci návrhu systému ochrany BESS a zajistěte, aby vaše instalace bateriového úložiště dosáhla bezpečnosti a spolehlivosti, kterou vaše investice vyžaduje.

Autor obrázku

Ahoj, já jsem Joe, profesionál s 12 let zkušeností v elektrotechnickém průmyslu. Na VIOX Elektrické, moje zaměření je na poskytování vysoce kvalitní elektrické řešení šité na míru potřebám našich klientů. Moje zkušenosti se klene průmyslové automatizace, bytové elektroinstalace a obchodních elektrických systémů.Kontaktujte mě [email protected] pokud se u nějaké dotazy.

Obsah
    Přidání záhlaví k zahájení generování obsahu
    Požádejte o cenovou nabídku nyní