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储能电池直流熔断器的选型
储能电池直流熔断器的选型
大规模储电技术是智能电网、新能源发电及并网、电力负荷移峰填谷的关键技术。锂离子电池由于其具有能量密度高、自放电率低、放电电压平稳、循环寿命长等优点在多个领域得到了广泛的应用，在大规模储电系统中的应用锂电池将成为技术发展的必然趋势。如何确保锂离子储能系统（Battery Energy Storage System, BESS）的高效、安全应用，必须对系统的各个组成部分进行集成和优化，并加以合理有效的管理和控制。
由于电池本体、外部激源、运行环境、非专业集成等原因，近10年间，公开报道全球共发生50多起储能事故。因此，专业集成技术、BMS主动安全策略、系统安全策略和全方位消防措施等是实现电池储能系统主动安全的重要技术手段。而熔断器是电池储能系统最简单可靠的保护元件。
储能电池直流熔断器的选型步骤：
1. 确定熔断器的额定电压，熔断器的额定电压取决于整个电池串的电压及电池串的充电电压。如果电池串的额定电压较低，则必须把熔断器本身的内阻（电压降）纳入考虑。由于电池短路属于不可逆的化学变化过程，为防止熔断器熔断后产生电弧，熔断器承受的电弧电压按照额定电压的2-3倍评估。确定了电池组架构（RACK）的熔断器电压后，电池组并组（ARRAY）及主主回路（DC BUS）的熔断器额定电压也就容易得出了。
2. 确定熔断器的额定电流，电池组的材料、规格、容量、电池组的最低放电电压等决定了熔断器的额定电流In。
1）电池的工作次数作为熔断器额定电流的校正系数设定为K1。
2）熔断器工作的环境温度设定为K2和冷却方式方式修正系数设定为K3。自冷的K3=0.8-0.9;强迫风冷/单面水冷的K3=0.9-0.92;双面水冷K3=1.0（流量不小于2.5升/分钟、冷却水温度不高过30C）。
3）熔断器使用的海拔高度不超过2000米，如果超过2000米，按照IEC标准，每升高100米，熔断器额定电流降低0.5%，系数设定为K4；则熔断器的额定电流
电池组并组（ARRAY）及主主回路（DC BUS）的熔断器额定电流需要考虑电池组的设计功率、类型、熔断器的保护特性、熔断器是否并联、安装方式（如采用熔断器式隔离开关）等因素。需要说明的是，在整个系统的熔断器选型过程中，熔断器的I2t可以作为选型的参考因素，不建议作为选型依据，推荐使用熔断器的I-T曲线：熔断器的I2t值是在额定电压下，该熔断器能够正常分断的最大短路电流（1KA-300KA）及特定的时间常数下测试计算而得，受到的影响因素多，实现成本高、难度大；而熔断器的I-T曲线可以在低压下，不同的电流条件下测试得出， 并且误差小，很容易确定保护速度的最大/最小范围，在实际应用中更有实际价值。3.确定熔断器的最大分断电流（短路能力）。电池组的组成材料、类型等因素决定了其短路电流（可参阅IEC896）,电池受损会产生易燃、易爆气体，电路保护需要考虑防有毒气体、防热、防火星、防电弧、防火等要求，因此需要考虑电池组中单个电池的短路电流及承受时间。一般而言，分断力越高的熔断器，设计、材料、生产工艺要复杂，成本也高，根据设计需要选用满足分断力要求的熔断器即可。
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