锂电改造中的串路断路器选型,而不是沿用 VRLA 那个

拧在旧 VRLA 串上的断路器,是为一块即将离开机柜的电池选的型。不核对就沿用,等于让一个猜测戴上了额定值的标签。

关键数据一览

参数数值数据来源
旧断路器当初是按什么选的型 VRLA 电池串的故障电流与系统自身的配电限值 直流保护设计
换电池不会改变的 站点的电缆走线及其原本的载流量选型 站点设计
会改变的 电池组自身的过流/短路响应,由 BMS 内部设定 制造商数据表
下单前要索取的资料 BMS 的最大持续放电电流及其内部保护跳闸曲线 制造商数据表
为什么配合级差很重要 上级断路器与 BMS 内部切断都会对同一个故障做出反应 — 必须有一个先动作 直流保护设计

断路器的额定值到底防的是什么

直流串路断路器或熔断器,是按线路和所接电池能产生的最坏情况来选型的:电池组的最大故障电流、电缆按长度和线径决定的载流量,以及系统自身的配电限值。VRLA 和锂电在短路时的表现很不一样。VRLA 电池串的故障电流几乎完全由其内阻决定,可能又大又快;锂电池组的故障电流则被 BMS 限定和整形,BMS 通常按自己的逻辑限流并切断电流 — 这些数值,是当初为 VRLA 电池串选的断路器从未被要求去配合过的。铭牌上同样的安时数,故障时的表现却不一样。

从旧安装里真正能沿用下来的东西

如果当初的电缆本来就选对了型,那么电缆本身可以沿用。载流量和压降是长度、线径和站点实际负载电流的函数 — 没有一项会因为电缆另一端挂的化学体系变了而改变。值得重新实测一下真实负载,而不是假设旧电缆留有已经不再适用的余量;但电缆并不会仅仅因为电池是新的就自动变得不合适。

要索取的那份资料,以及为什么一个安培数字不够

索取 BMS 的最大持续放电电流以及它内部的短路响应 — 既要跳闸阈值,也要动作速度。如果一个断路器只按电池组的持续电流额定值选型,而看不到 BMS 在故障时实际会做什么,结果可能是它和 BMS 抢着先动作,或者更糟 — 在断路器较慢的曲线还没动作之前,BMS 已经自行清除了故障,断路器根本没机会看到这个故障。不管是哪种结果,都说明这个断路器是在缺少那项真正决定它能否尽职的信息的情况下选出来的。

保护配合是系统层面的决策,不是换个元件那么简单

上级断路器和 BMS 内部保护盯的是同一个物理故障,其中必须有一个真正把它切除。通常应该是 BMS 自身的断开动作,断路器则作为 BMS 自己清除不了的故障(比如 BMS 内部本身出故障)的后备。决定哪一个先动作,是一项要把两条曲线都摆在手上才能做的配合工作;沿用机架上原本就拧着的那个额定值,做不出正确的决定。

本指南涉及的设备

关于该系列的常见问题

沿用 VRLA 安装时的断路器额定值安全吗?

很多时候它会一直好好待在那儿,从未被真正的故障测试过 — 而这恰恰就是风险所在。真正要紧的额定值是 BMS 的保护曲线,不是旧断路器上刻着的那个数字,判断两者是否配合的唯一办法是拿来比对,而不是因为安时数相近就想当然。

BMS 已经有自己的过流切断了,还需要外部断路器吗?

需要。BMS 只能保护它自身能触及范围内的故障,无法保护它与断路器之间电缆或母排上的故障,也无法应对它自身内部的失效。两者是互补关系,不是冗余关系。

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