ESS储能熔断器应用与选型

储能系统（Energy Storage System，简称 ESS）是一个可完成存储电能和供电的系统，具有平滑过渡、削峰填谷、调频调压等功能。由储能电池系统（BESS）、变流器系统（PCS）和电池管理系统及其它控制装置。熟知的电力类熔断器及开关类器件产品将主要应用于储能系统中的储能电池系统及变流器系统中。

 

       储能电池系统(BESS)分别由电池单元(Cell)、电池模组(Module ，也有称电池模块、电池包 Pack)、电池簇 (Rack,也有称电池柜)等上述若干进行串 (S) 、并联(P)形成电池“集装箱”，由 500kW 、1MW 、2MW 、2.5MW或3MW等多种系统容量。

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      可控制储能电池系统的充电和放电，进行交直流的变换；将储能电池中的电能转换为交流负荷供电(放电)，也可能将交流供电转换为直流给储能电池系统充电；所以，PCS可能为DC/AC的双向变流器。

 

 

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熔断器的选型方法-电压

熔断器的标称额定电压应不小于系统的额定电压

☆直流熔断器 F0 额定电压＞电池Module电压Un

☆直流熔断器 F1 F2 F3 额定电压＞直流侧系统电压Un

☆交流熔断器 F4 额定电压＞交流侧系统的额定电压Un

 

熔断器额定电流的选型

基于熔断器的使用电流工况及安装条件的降额因素，分解为以下因素：

○工作环境温度降额系数：Kc

○熔断器两端接线母排（线缆）电流密度降额系数：Ke

○海拔高度降额系数（如有）：Ka

○循环负载降额系数：G实际应用时，流过熔断器的工作电流幅值通常都是变化的，常常伴有过载、浪涌冲击或是负荷电流中断等周期性负载的影响；我们通称此类工况为“循环负载”。

高海拔对熔断器的使用影响 (Ka): IEC 标准规定，熔断器在海拔 2000 米下使用性能不受影响 : 高过 2000 米海拔高度，每升高 100 米，熔断器的额定电流减少 0.5%。

 

 

熔断器的上下级间选择性配合

    熔断器F0和F1在回路中是串联关系，流过的工作电流相同；应根据回路的工作电流和系统电压先选型F1的规格，然后参照“熔断器选择性配合”的要求，再选型F0的规格，电压等级可参照电池模组电压或系统电压选型；熔断器F0和F1属于“上下级”，选型时需要做选择性配合；F0的弧前 I2t > F1的总I2t值：符合GB/T 13539.5 第9章中熔断器上下级间选择性配合要求。

应用案例

     该应用将对电池簇组 Rack 中熔断器规格进行选型：簇组采用208 串280Ah电池单元成组。

额定工作电流140A；

最大工作电压 V=208*3.6=748VDC；

应用环境温度为 45℃，海拔<2000m;

 

1、熔断器额定电压 (Un) 的选择

熔断器的额定电压以不小于应用回路的最大工作电压为要求，即 Un≥748VDC；熔断器标称额定电压选为748VDC或以上规格，满足要求

2、熔断器的额定电流（ In ）的选择

考虑应用的环境温度的降容系数 Kc =0.88 @ 45° C

考虑安装条件对熔断器散热影响的降额系数 Ke=0.85

按计算公式：

熔断器标称额定电流选为 250A 或以上规格，即满足要求。

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