本应用手册根据现有的储能规定总结了高压 1500V 系统的设计要求、分析了当前主流电桥绝缘监测拓扑、比较了多个维度的精度、成本和监测时间并总结了三种设计情况。模拟这三种设计的采样时间并进行了实验验证,确保低成本设计的准确性。
Other TMs
储能电站是一个复杂的工业系统,涉及储能转换器、储能电池和管理系统等电气设备,可避免系统短路或泄漏电流对用户造成很大影响,为此,储能电站的绝缘检测系统对储能电站操作人员的安全至关重要。同时,绝缘监测还可以避免绝缘故障对终端设备造成损坏,从而延长设备的使用寿命。
如果您可以确保在触摸任何两点时绝缘良好,则可以提高安全性。在储能系统运行时,图 1-1的正极侧表示高压电池包的正极侧、负极侧表示高压电池的负极侧,而 PE 表示外壳。RisoP 为高压负端与机箱之间的等效电阻。RisoN 为高压正端与机箱之间的等效电阻。V1 为 BMS 监测到的、高压负端与机箱之间的电压,V2 为 BMS 监测到的、高压正端与机箱之间的电压;如果 RisoP 或 RisoN 的任何一个电阻值设计大于国家标准规定的阈值,则即使人体误碰高压正端、高压负端和机箱的任意两个地方也是安全的。
针对储能系统的系统性能,GB/T34131 给出了一些电压、电流、温度采样和绝缘电阻监测指标:
范围 | 误差 | 周期 | |
---|---|---|---|
电池电芯电压 | <5V | ≤0.005V | ≤100ms |
5 大约 15V | ≤0.2% | ||
电池组电压 | <500V | ≤5V | ≤100ms |
≥500V | ≤1% | ||
电池组电流 | <200A | ≤2A | ≤50ms |
≥200A | ≤1% | ||
电芯温度 | -20 大约 65 | ≤1℃ | ≤1s |
[-40,-20)U(65,125] | ≤2℃ | ||
绝缘电阻 (≥400V) | R≤75kΩ | ≤±15kΩ | |
R>75kΩ | ≤±20% |
在储能绝缘监测设计中,爬电距离和电气间隙也是需要重要关注的点。在欧洲市场的储能领域,供应商主要参考 IEC62619,在北美市场,供应商主要参考的法规为 UL1973。在这两个地区的法规中有关电气间隙和爬电距离的部分都参考了 IEC60664。因此,本文总结了 IEC60664 中 1000V/1500V/2000V 系统的电气间隙和爬电距离。
电压 | 类型 | 污染等级 | CTI | OVC | 海拔/m | CLR/mm | CRP*/mm |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1000V | 基础型 | Ⅱ | Ⅰ | OVC-Ⅱ(6000) | <2000m | 5.5 | 5.5 |
4000m | 7.1 | 7.1 | |||||
OVC-Ⅲ(8000) | <2000m | 8 | 8 | ||||
4000m | 10.4 | 10.4 | |||||
增强 | OVC-Ⅱ(8000) | <2000m | 8 | 8 | |||
4000m | 10.4 | 10.4 | |||||
OVC-Ⅲ(12000) | <2000m | 14 | 14 | ||||
4000m | 18.1 | 18.1 |
电压 | 类型 | 污染等级 | CTI | OVC | 海拔/m | CLR/mm | CRP*/mm |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1500V | 基础型 | Ⅱ | Ⅰ | OVC-Ⅱ(8000) | <2000m | 8 | 8 |
4000m | 10.4 | 10.4 | |||||
OVC-Ⅲ(10000) | <2000m | 11 | 11 | ||||
4000m | 14.2 | 15.1 | |||||
增强 | OVC-Ⅱ(12000) | <2000m | 14 | 15.1 | |||
4000m | 18.1 | 18.1 | |||||
OVC-Ⅲ(16000) | <2000m | 19.4 | 19.4 | ||||
4000m | 25.1 | 25.1 |
GB/T 34131也需要绝缘电压测试和介电强度测试。以 1500V BMS 为例,绝缘电压测试是指以下四个位置(①②③④) 应能连续一分钟承受 1500V 的直流电压,绝缘电阻值不应小于10MΩ。
介电强度测试是指以下五个位置 (①②③④⑤) 应能连续 1 分钟承受 4380V 的直流电压,而不出现绝缘击穿和飞弧现象且泄漏电流须小于 10mA。
测试提示: