當蓄電池組一旦出現(xiàn)短路或過流等情況，其破壞性會很強，并會影響UPS系統(tǒng)運行穩(wěn)定，所以蓄電池組保護設計就至關(guān)重要，結(jié)合本人經(jīng)驗及相關(guān)技術(shù)資料，將蓄電池組保護設計過程中注意事項及開關(guān)選型建議分享給大家，不能做為設計標準，僅供大家參考學習。

蓄電池組保護設計范圍

   蓄電池在多組并聯(lián)時,組間通常都無均衡措施，若并聯(lián)組數(shù)過多就會導致電池組間出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象,從而影響蓄電池的性能及運行壽命。在《蓄電池串并聯(lián)系安裝應用三原則》文中有詳細說明。所以本文討論4組以內(nèi)蓄電池保護設計及選型范圍。

   當一節(jié)或多節(jié)蓄電池內(nèi)部成串被短路時(如電池漏液導致),短路電流將會在被短路的電池串中流動,該短路電流不會流過外部保護開關(guān),因此沒有裝置會主動消除該短路電流。當持續(xù)短路導致電池極柱熔斷后,電池組將被整體斷開,短路電流消失。所以本文討論的保護范圍不涉及蓄電池內(nèi)部短路時的保護。

   對蓄電池內(nèi)部短路保護可以配置蓄電池監(jiān)控系統(tǒng),通過對單節(jié)電池的電壓、電流、內(nèi)阻、溫度等進行實時監(jiān)測,能及時獲知電池可能出現(xiàn)的異常,從而防患于未然。

蓄電池組保護系統(tǒng)選型

   蓄電池組保護器件主要有直流斷路器和熔斷器。

    斷路器是線路保護中最為常見的開關(guān)器件,它能接通、分斷和承載額定電流;當供電回路出現(xiàn)過載或短路等故障電流時,能依據(jù)其保護特性在相應時間內(nèi)完成分閘動作以斷開回路,實現(xiàn)故障電流的截止。

   熔斷器也是一種線路保護開關(guān)器件,當電流超過規(guī)定值一定時間后,以自身的熱量使熔體熔化從而完成電路分斷。熔斷器具有良好的“安秒特性”,大電流出現(xiàn)時按照I2t的反時限保護方式快速完成熔斷,在不超限的前提下,電流越大則熔斷時間越短。熔斷器的性能與精度等級相關(guān),精度等級高的熔斷器保護會更加精準。

直流斷路器和熔斷器選型參數(shù)要求

1.斷路器和熔斷器的極限短路分斷能力大于故障電流。　

2.斷路器和熔斷器的額定工作電壓大于蓄電池組線路電壓。

3.斷路器和熔斷器須為應用在直流環(huán)境的規(guī)格，直流電路和交流電路存在較大區(qū)別，因交流電的正弦波存在過零點,滅弧相對會更容易;直流電沒有過零點,滅弧會更困難。工程上為了降低成本，蓄電池組選用交流斷路器或熔斷器，這是錯誤的。

4.對于UPS系統(tǒng)而言電池熔斷器通常選用直流750V規(guī)格;如果電池配置節(jié)數(shù)在40節(jié)(12V電池)以下,也可采用直流600V的電壓規(guī)格。

蓄電池組保護設計原則

蓄電池組最佳保護設計架構(gòu)：主開關(guān)選型直流斷路器，分組開關(guān)選型直流熔斷器；

原則一：主開關(guān)建議選型直流斷路器，如具備良好限流能力的UPS機型,主開關(guān)可以采用負荷隔離開關(guān);對于限流能力不足的UPS機型，主開關(guān)只能采用直流斷路器或直流熔斷器。主開關(guān)作為短路保護開關(guān)和應急時的一次性切斷操作開關(guān)，由于電壓高、電流大，同時性、安全性要求高，不宜采用兩個開關(guān)并聯(lián)擴容的簡配方式。

原則二：分組開關(guān)采用直流熔斷器。直流熔斷器具有良好的反時限保護特性,具有更好的選擇性,應該作為優(yōu)選方案。采用熔斷器方案需要考慮維護的便利性,若不能實現(xiàn)熔芯的可插拔維護則分路需要加裝負荷隔離開關(guān)。

原則三：分組開關(guān)采用直流斷路器。若分組開關(guān)采用直流斷路器,選型容量不能過大,過大可能導致保護不及時致使電池損壞;也需要考慮斷路器間的保護配合關(guān)系——比如分組斷路器全部采用了定時限方案,或者斷路器脫扣曲線的短路保護起始點不夠高,則可能因單組蓄電池短路時所有分組開關(guān)跳閘。

原則四：分組開關(guān)不能采用隔離開關(guān),否則單組電池短路或主開關(guān)與分組開關(guān)之間出現(xiàn)短路時，所有電池均被短路卻沒有保護措施。