Wymagania eksploatacyjne dotyczące doboru stycznika prądu stałego wysokiego napięcia do magazynowania energii w budynkach mieszkalnych

Obecnie, w sytuacji niedoboru energii i ścisłej kontroli polityki dotyczącej emisji dwutlenku węgla, zapotrzebowanie na energię w budynkach mieszkalnych jest coraz bardziej skłonne do wytwarzania energii fotowoltaicznej. Systemy magazynowania energii w budynkach mieszkalnych lub gospodarstwach domowych coraz częściej pojawiają się w domach zwykłych ludzi. W domowych systemach magazynowania energii kluczową rolę odgrywa krytyczne urządzenie przełączające prądu stałego zwane stycznikiem prądu stałego wysokiego napięcia. Ten główny element, zainstalowany w skrzynce wysokiego napięcia, służy zarówno jako połączenie elektryczne, jak i mechanizm ochronny pomiędzy zestawami akumulatorów a systemem. Wydajność tego stycznika prądu stałego wysokiego napięcia bezpośrednio decyduje o tym, czy cały domowy system magazynowania energii może działać bezpiecznie, niezawodnie i utrzymać długoterminową stabilność.

       

W domowym systemie magazynowania energii dwa styczniki wysokiego napięcia prądu stałego są zwykle używane do:

• Stycznik obwodu dodatniego: steruje połączeniem dodatniego zestawu akumulatorów z systemem 

• Stycznik obwodu bieguna ujemnego: steruje połączeniem bieguna ujemnego zestawu akumulatorów z systemem

Niektóre systemy dodają również styk wstępnego ładowania, aby wstępnie naładować kondensator przed zamknięciem głównego styku, aby zapobiec prądom udarowym. Dlatego typową konfiguracją jest: 2 ~ 3 styczniki, konkretna liczba zależy od projektu systemu.

       

Obecnie system magazynowania energii w gospodarstwach domowych ogólnie przyjmuje napięcie systemowe 1000 V prądu stałego. Aby zapewnić długoterminową, bezpieczną i niezawodną pracę systemu magazynowania energii, czołowi klienci w branży przedstawili szereg wymagań dotyczących styczników HVDC stosowanych w skrzynce wysokiego napięcia, które podsumowano w następujący sposób:

Wykres podsumowujący eksperymenty

NIE.	Przedmiot testowy	Norma odniesienia
1	Podstawowy test wydajności	GB/T 21711.7-2018
2	Rezystancja styku pomocniczego ≤0,1 Ω（@2A）	GB/T 21711.7-2018
3	Test drutu żarowego	GB/T 14048.1-2012 7.1.2.2, GB5169.10, GB5169.12
4	Test wytrzymałości mechanicznej terminala	GB/T 14048.1-2012 8.2.4.2
5	Wytrzymałość mechaniczna obudowy	GB/T 14048.1-2012 8.2.4.2
6	Impuls wytrzymuje napięcie 8KV ± 3%。	GB/T 21711.7-2018 4.10
7	Wzrost temperatury	GB/T 14048.1-2012 8.3.3.3
8	Załączanie i wyłączanie Żywotność elektryczna 6000 cykli (500 Vdc przy 100 A)	UL508-1999
9	Załączanie i wyłączanie Żywotność elektryczna 2000 cykli (750 Vdc przy 100 A)	UL508-1999
10	Załączanie i wyłączanie Żywotność elektryczna 1000 cykli (1000 Vdc przy 100 A)	UL508-1999
11	Żywotność elektryczna styku pomocniczego	UL508-1999
12	Żywotność mechaniczna 500 tys. cykli	GB/T 21711.7-20184.31
13	Trwałość mechaniczna w wysokiej temperaturze	GB/T 21711.7-20184.31
14	Trwałość mechaniczna w niskiej temperaturze	GB/T 21711.7-20184.31
15	Obciążalność prądowa 150A (10 min), 500 A (30 s)	GB/T 14048.1-2012 8.3.3.3
16	Najwyższa zdolność niszcząca	UL508-1999
17	Parametry cewki w wysokiej temperaturze	GB/T 21711.7-2018 4.13, GB/T 21711.7-2018 4.14
18	Parametry cewki w niskiej temperaturze	GB/T 21711.7-2018 4.13, GB/T 21711.7-2018 4.14
19	Test w niskiej temperaturze	PL/T28046.4-2011 5.1.1
20	Test wysokiej temperatury	GB/T28046.4-2011 5.1.2
21	Wilgotne ciepło, test cykliczny	PL/T28046.4-2011 5.6
22	Wibracje mechaniczne	GB/T28046.3-2011 4.1.2.7
23	Wstrząs mechaniczny	PL/T28046.3-2011 4.2
24	Siła uderzenia	PL/T28046.3-2011 4.2
25	Długoterminowy test obciążenia	GB/T 14048.1, GB/T14048.4
26	Długoterminowe przechowywanie w wysokiej temperaturze i wilgotności	PL/T28046.4 5.6
27	Test szoku termicznego (cykling w wysokiej i niskiej temperaturze)	GB/T2423.22-2012
28	Próba mgły solnej	GB/T 2423.17-2008
29	Znamionowa zdolność wyłączania zwarciowego 500 Vdc przy 6000 A (bezpiecznik 100 A)	GB/T 14048.1-2012 7.2.5

Na obecnym rynku większość marek styczników wysokiego napięcia prądu stałego serii 100A, zwłaszcza styczniki prądu stałego z uszczelnieniem epoksydowym, ma idealną trwałość elektryczną przy napięciu 750 V prądu stałego, ale w przypadku napięcia 1000 V prądu stałego ich trwałość elektryczna gwałtownie spada, jak pokazano na poniższym rysunku.

Wiele marek dostępnych na rynku jedynie twierdzi, że ich produkty osiągają napięcie znamionowe 1000 V DC lub nawet 1500 V DC, ale nie określają żywotności elektrycznej. Przy ocenie wydajności styczników prądu stałego same parametry napięcia rozmównego są niewystarczające i mogą nawet wprowadzić użytkownika w błąd. Rzeczywistą wydajność styczników prądu stałego – w szczególności ich żywotność elektryczną – należy ocenić poprzez kompleksowe testy napięcia, prądu i kwalifikowanych cykli osiąganych podczas załączania i wyłączania.     

 

Informacje na temat relacji między Ui i Ue oraz sposobu rozróżniania wydajności styczników prądu stałego można znaleźć w poprzednim artykule:

Identyfikacja wydajności poprzez parametry: jak skutecznie zidentyfikować znaczenie Ui i Ue stycznika prądu stałego wysokiego napięcia - AnLaiQiang Tech

Aby spełnić wymagania klientów z branży magazynowania energii w gospodarstwach domowych w zakresie styczników HVDC, opracowaliśmy serię dedykowanych produktów „211” w następujący sposób:

Podstawowe właściwości serii produktów specjalnych „211” są następujące:

Poniżej znajdują się informacje o naszym certyfikacie UL:

Jak widać z tabeli, produkty z serii „211” mają żywotność elektryczną 100 A przy 1000-krotnym włączeniu i wyłączeniu przy napięciu 1000 V prądu stałego, podczas gdy wiele marek może osiągnąć tylko około 100 razy w tych samych okolicznościach, a wydajność wynosi 1/10 naszej.

Powyższe styczniki wysokiego napięcia prądu stałego serii „211”, przeznaczone specjalnie do magazynowania energii w gospodarstwach domowych, są szeroko stosowane w urządzeniach kilku dużych klientów z branży magazynowania energii.     

Sposób, w jaki produkty serii „211” zostały zaprojektowane tak, aby zapewniały tak doskonałą trwałość przy wysokim napięciu, zostanie omówiony w kolejnym artykule.

Wybór produktu odnosi się do poniższej tabeli. Inne aspekty, takie jak długość przewodu, zacisk i inne specjalne wymagania, można dostosować.

W celu uzyskania odpowiednich pozycji testowych na wykresie podsumowania eksperymentów, jeśli są Państwo zainteresowani, proszę o kontakt w tej sprawie.

#LithiumBatteryPack #DCPowerContactor #DCPowerRelay #Solar #PCS #HighVoltageBox #BatteryClusters #PowerConvertionSystem #ResidentialESS #HouseholdESS #ESS #HybridInverter

#PVInwerter #Inwerter #PV