Requisitos de desempenho para seleção de contatores CC de alta tensão em armazenamento de energia residencial

Hoje, diante da situação de escassez energética e de rigoroso controle das políticas de emissão de carbono, a demanda energética residencial está cada vez mais voltada para a geração de energia fotovoltaica. A energia residencial ou os sistemas domésticos de armazenamento de energia estão cada vez mais entrando nas casas das pessoas comuns. Em sistemas domésticos de armazenamento de energia, um dispositivo de comutação CC crítico, denominado contator CC de alta tensão, desempenha um papel vital. Instalado dentro da caixa de alta tensão, este componente central serve tanto como conexão elétrica quanto como mecanismo de proteção entre os conjuntos de baterias e o sistema. O desempenho deste contator CC de alta tensão determina diretamente se todo o sistema doméstico de armazenamento de energia pode operar com segurança, confiabilidade e manter a estabilidade a longo prazo.

       

Em um sistema doméstico de armazenamento de energia, dois contatores CC de alta tensão são normalmente usados ​​para:

• Contator de circuito positivo: controla a conexão entre o positivo do conjunto de baterias e o sistema 

• Contator do circuito de pólo negativo: controla a conexão entre o pólo negativo do conjunto de baterias e o sistema

Alguns sistemas também adicionam um contato de pré-carga para pré-carregar o capacitor antes que o contato principal seja fechado para evitar surtos de corrente. Portanto, a configuração comum é: 2 ~ 3 contatores, o número específico depende do projeto do sistema.

       

Atualmente, o sistema de armazenamento de energia fotovoltaico doméstico geralmente adota a tensão do sistema de 1000Vdc. A fim de garantir a operação segura e confiável a longo prazo do sistema de armazenamento de energia, os principais clientes do setor apresentaram uma série de requisitos para os contatores HVDC usados ​​na caixa de alta tensão, que são resumidos a seguir:

Gráfico de resumo dos experimentos

Não.	Item de teste	Padrão de Referência
1	Teste Básico de Desempenho	GB/T 21711.7-2018
2	Resistência de contato auxiliar ≤0,1Ω（@2A）	GB/T 21711.7-2018
3	Teste de fio incandescente	GB/T 14048.1-2012 7.1.2.2, GB5169.10, GB5169.12
4	Teste de resistência mecânica terminal	GB/T 14048.1-2012 8.2.4.2
5	Resistência Mecânica do Gabinete	GB/T 14048.1-2012 8.2.4.2
6	Tensão suportável de impulso 8KV±3%。	GB/T 21711.7-2018 4.10
7	Aumento da temperatura	GB/T 14048.1-2012 8.3.3.3
8	Fazendo e interrompendo a vida elétrica 6.000 ciclos (500Vdc@100A)	UL508-1999
9	Fazendo e interrompendo a vida elétrica de 2.000 ciclos (750Vdc@100A)	UL508-1999
10	Fazendo e interrompendo a vida elétrica de 1000 ciclos (1000Vdc@100A)	UL508-1999
11	Vida Elétrica do Contato Auxiliar	UL508-1999
12	Ciclos de vida mecânica de 500 mil	GB/T 21711.7-20184.31
13	Vida Mecânica em Alta Temperatura	GB/T 21711.7-20184.31
14	Vida Mecânica em Baixa Temperatura	GB/T 21711.7-20184.31
15	Capacidade de carga de corrente 150A（10min），500A（30s）	GB/T 14048.1-2012 8.3.3.3
16	Capacidade de ruptura final	UL508-1999
17	Parâmetros da bobina em alta temperatura	GB/T 21711.7-2018 4.13, GB/T 21711.7-2018 4.14
18	Parâmetros da bobina em baixa temperatura	GB/T 21711.7-2018 4.13, GB/T 21711.7-2018 4.14
19	Teste de baixa temperatura	GB/T28046.4-2011 5.1.1
20	Teste de alta temperatura	GB/T28046.4-2011 5.1.2
21	Calor úmido, teste cíclico	GB/T28046.4-2011 5.6
22	Vibração Mecânica	GB/T28046.3-2011 4.1.2.7
23	Choque Mecânico	GB/T28046.3-2011 4.2
24	Resistência ao Impacto	GB/T28046.3-2011 4.2
25	Teste de carga de longo prazo	GB/T 14048.1, GB/T14048.4
26	Armazenamento de alta temperatura e umidade a longo prazo	GB/T28046.4 5.6
27	Teste de Choque Térmico (Ciclagem de Alta-Baixa Temperatura)	GB/T2423.22-2012
28	Teste de névoa salina	GB/T 2423.17-2008
29	Capacidade nominal de interrupção de curto-circuito 500Vdc @ 6000A （fusível 100A）	GB/T 14048.1-2012 7.2.5

No mercado com atual , a maioria das marcas de contatores CC de alta tensão da série 100A, especialmente contatores CC selados epóxi, têm uma vida elétrica ideal de 750Vcc, mas quando se trata de tensão de 1000Vcc, seu desempenho de vida elétrica cai drasticamente, conforme mostrado na figura abaixo.

Muitas marcas no mercado apenas afirmam que seus produtos atingem classificações de tensão de 1.000 V CC ou mesmo 1.500 V CC, mas não especificam a vida útil elétrica. Ao avaliar o desempenho dos contatores CC, apenas os parâmetros de tensão de conversação são insuficientes e podem até enganar os usuários. O verdadeiro desempenho dos contatores CC – especialmente sua vida útil elétrica – deve ser avaliado por meio de testes abrangentes de tensão, corrente e dos ciclos qualificados alcançados durante a ligação e a interrupção.     

 

Para obter informações sobre a relação entre Ui e Ue e como distinguir o desempenho dos contatores DC, consulte o artigo anterior:

Identifique o desempenho por meio dos parâmetros: como identificar efetivamente o significado de Ui e Ue do contator CC de alta tensão - AnLaiQiang Tech

A fim de atender aos requisitos de desempenho dos clientes do setor de armazenamento de energia doméstico para contatores HVDC, desenvolvemos uma série de produtos dedicados '211' como segue:

O desempenho principal da série '211' de produtos especiais é o seguinte:

Abaixo estão nossas informações de certificação UL:

Como pode ser visto na tabela, os produtos da série '211' têm uma vida útil elétrica de 100A, 1000 vezes ligado e desligado em tensão de 1000Vdc, enquanto muitas marcas só conseguem atingir cerca de 100 vezes nas mesmas circunstâncias, e o desempenho é 1/10 do nosso.

Os contatores DC de alta tensão da série '211' acima, especiais para armazenamento de energia doméstica, têm sido amplamente utilizados em equipamentos de vários grandes clientes na indústria de armazenamento de energia.     

Como o produto da série '211' foi projetado para ter uma excelente vida útil em alta tensão será discutido em um artigo posterior.

A seleção do produto refere-se à tabela a seguir, outros aspectos como comprimento do fio, terminal e outros requisitos especiais podem ser personalizados.

Para os itens de teste relevantes no gráfico de resumo dos experimentos, se você estiver interessado, entre em contato comigo para obtê-los.

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