ГлавнаяТехнические статьи и рекомендации инженеров ВЕСТ-ЭЛИдеальные решения для ваших накопителей энергии. Силовые предохранители Siba в батарейных установках
Силовые предохранители Siba в батарейных установках

Идеальные решения для ваших накопителей энергии. Силовые предохранители Siba в батарейных установках

07.07.2020

От небольших ИБП в серверных комнатах до больших батарейных стоек, размещенных в двадцатифутовых контейнерах – во всех этих применениях батарейные установки обеспечивают надежное круглосуточное электроснабжение. В своей новой брошюре о силовых предохранителях, применительно к таким приложениям, SIBA предоставляет индивидуальный ассортимент специальных плавких вставок и дает практические инструкции по выбору правильного предохранителя за четыре простых шага.

Последнее важно, потому что предохранители, разработанные для применений на переменном токе, не могут быть легко использованы в цепях постоянного тока. При переключении с сети на батарею возникают токи разряда, которые требуют более быстрых и более специфических предохранителей.

В то время как стандартный портфель быстродействующих предохранителей SIBA уже охватывает широкий спектр применений, собственный отдел исследований и разработок компании всегда готов помочь, когда требуются индивидуальные решения.

Идеальные решения для ваших накопителей энергии. Силовые предохранители Siba в батарейных установках.

Устройства хранения энергии поставляют эту энергию только до тех пор, пока они находятся в рабочем состоянии.

  • Применение систем, вступающих в работу в случае отказа сети, варьируется от небольших установок ИБП до батарейных стоек в масштабах компании. Поэтому крайне важно, чтобы аварийная система сама не вызывала беспокойства. Предохранители производства SIBA обеспечивают защиту установок, питающих жизненно важных потребителей энергии в случае отказа сети.
  • Все чаще управление частотой сети на электростанциях, работающих на возобновляемых источниках энергии, осуществляется стационарными накопителями энергии с емкостью в несколько мегаватт, которые, как правило, должны иметь резервирование, и здесь необходимы мощные защитные устройства для предохранения систем от повреждений. Эта функция может выполняться плавкими предохранителями SIBA.
  • Промышленные предприятия используют батарейные установки в качестве сетевых компонентов для контроля их взаимодействия с сетью общего пользования. Отказ этих компонентов может иметь негативные последствия для производства. Этого, однако, можно избежать - с помощью предохранителей SIBA.

Предохранители полезны только тогда, когда они применены правильно.

  • Если в техническом описании это явно не указано, то предохранители, рассчитанные на переменный ток, не могут быть легко использованы в цепях постоянного тока. Когда в случае отказа сети система переключается на работу от батареи, это приводит к разрядным токам, величины и временные характеристики которых аналогичны токам короткого замыкания. Для этого требуются более быстрые и более специфические предохранители.
  • Большой опыт работы с решениями для сверхбыстрых предохранителей в аналогичных технических узлах, например в силовой электронике, позволяет предохранителям SIBA оптимально защищать такие сложные комбинации цепей тока батареи и сети.
  • Стандартная программа быстрых полнофункциональных и back-up предохранителей настолько велика, что SIBA может предложить вам подходящие готовые решения, а собственный отдел исследований и разработок SIBA готов помочь, когда требуются более специфические решения.

Найти правильный предохранитель за четыре шага

Будучи производителем электрических предохранителей с большим опытом, SIBA имеет портфель, который включает самые разнообразные продукты для защиты от перегрузок и коротких замыканий в электрических сетях. После технических обсуждений с производителями аккумуляторов, компания SIBA разработала систему оценки, которая может широко применяться к наиболее распространенным схемам аккумуляторных батарей. Эта система расчета показывает, что, помимо рабочего напряжения и рабочего тока и другие факторы должны быть приняты во внимание, чтобы иметь возможность реально прервать аварийный ток в случае отказа оборудования до повреждения всей установки.

Шаг 1: Определение номинального напряжения плавкого предохранителя

Номинальное напряжение постоянного тока плавкого предохранителя определяется на основе наибольшего напряжения в цепи постоянного тока, то есть напряжения зарядки аккумулятора Ul.

Un sich ≥ Ul

В технической документации указано, имеют ли предохранители отключающую способность переменного и / или постоянного тока. В случаях, когда указано только номинальное напряжение переменного тока, предохранители только при определенных условиях подходят для использования в цепях постоянного напряжения. Следует проконсультироваться с изготовителем относительно применяемости общеизвестного утверждения «номинальное напряжение постоянного тока = 0,7 x номинальное напряжение переменного тока». На самом деле следует проверить величину допустимой постоянной времени замкнутой цепи. Однако, поскольку следует ожидать относительно небольших постоянных времени (часто менее 2 мс), особенно в цепях батарей, то в большинстве случаев это излишне.

Шаг 2: Определение наименьшего номинального тока предохранителя

Соответствующее значение при определении наименьшего номинального тока предохранителя In min- это наибольшее значение тока, возникающее в цепи разряда батареи, т.е. ток разряда батареи Ie, присутствующий в конце указанного интервала времени разряда te. Его можно рассчитать по входной мощности инвертора Sn [кВА] и напряжению Ue в конце разряда, а также по коэффициенту мощности (например, 0,8) и КПД η (0,85 - 0,97%)

Ie= Sn x cos φ / Ue / η

In min ≥ Ie


таблица 1
123 siba.jpg

  
sibaarti 354

Шаг 3: Принимая во внимание вторичные условия

Предполагаемое использование блока хранения энергии может влиять на выбор номинального тока предохранителя так же, как и условия окружающей среды, присутствующие, когда предохранители встроены в корпуса или шкафы управления. Как известно, не существует ОДНОЙ продолжительности разряда, ОДНОГО тока разряда или ОДНОЙ частоты зарядки / разрядки. Различные применения принимаются во внимание на основе применения коэффициента kBatt к минимальному номинальному току. В конце концов, продолжительность разряда в 30 минут в сочетании с одним циклом зарядки / разрядки в месяц должна рассматриваться как отличная от ситуации, существующей в блоке хранения PV, где несколько циклов выполняются в день.

В таблице 1 (см. Выше) коэффициенты kBatt приведены для различных применений в установках батарей. При учёте этих факторов допускается некоторая требуемая перегрузочная способность.

In ≥ In min / kBatt

Температура окружающей среды, значительно отличающаяся от 30 ° C, также может влиять на выбор номинального тока. Здесь можно использовать типичную диаграмму снижения номинальных характеристик для плавких вставок.

In ≥ In min /kBatt/ kth

Как показано на диаграмме (см. Выше), температура окружающей среды, например, 70 ° C в шкафу управления может привести к быстрому снижению номинального тока от 100 A до 70 A

Шаг 4: Выбор класса предохранителя

siba arti b.jpg

Следующие классы предохранителей применимы для использования в разрядных цепях постоянного тока (см. Диаграммы):
aR – back-up предохранители для защиты полупроводников (back-up - очень быстрый)
gRL - предохранители для полупроводниковой защиты и защиты линий (полный диапазон - быстродействующий)
gG - предохранители общего применения (полный диапазон - с задержкой).

Задача выбора класса предохранителя по быстродействию, может быть решена на основе анализа величины максимального времени плавления перемычки, которое требуется в случае короткого замыкания. Для этого сначала рассчитывается максимальный ток короткого замыкания IkB заряженной батареи из напряжения холостого хода UB и внутреннего сопротивления RB батареи:

IkB = 0,95 x UB / R

Это значение отображается в виде вертикальной линии на времятоковой диаграмме предохранителей. Затем создается точка пересечения с выбранным номинальным током, теперь время плавления может быть считано с вертикальной шкалы с левой стороны диаграммы. В случае токов короткого замыкания, превышающих номинальный ток предохранителя в шесть-десять раз, могут также использоваться предохранители класса back-up. Однако при токах короткого замыкания ниже этого значения предохранители полного диапазона незаменимы. Если ток короткого замыкания попадает в пунктирную часть кривой back-up предохранителя, это решение не допускается. Таким образом, выбор класса предохранителя (gG, aR, gRL) определяет, насколько быстро ток короткого замыкания расплавит перемычку предохранителя и ток прервётся.


siba art b.jpg

В таблице, приведенной выше, компания Siba представляет портфель плавких предохранителей различных классов применения для разных диапазонов напряжения. Хотя в этой статье мы описываем четырехэтапный подход к поиску подходящей защиты для батарейных цепей, отношения между сложными системами накопления энергии не всегда легко понять, а входные величины для расчета не всегда легко определить.

Наша компетентная команда консультантов с радостью поможет вам с любыми особыми требованиями. Не стесняйтесь обращаться к команде SIBA – West-L в случае сомнений относительно ваших расчетов.


Источник

1. Брошюра "SIBA fuses in battery installations"

2. Сайт производителя http://www.siba-fuses.com/