Protección contra sobretensiones para ESS:tendencias \'actuales\'

SuGran protección para ESS:tendencias 'actuales'

Los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) son ahora una tecnología madura. ESS se instala en sitios para mejorar el control de la gestión energética,como la gestión de picos o la regulación de frecuencia,o para almacenamiento de energía renovable para aplicaciones de energía fotovoltaica o eólica.

La importancia de dichos equipos hace inaceptable la interrupción de su servicio.,por lo que se deben tomar medidas para limitar los daños debidos a influencias externas. Uno de los riesgos a tener en cuenta es el de posibles daños debidos a sobretensiones transitorias generadas por rayos o por maniobras.

El despliegue de ESS ha demostrado la limitada robustez de estos equipos,incluyendo sistemas de baterías. Los especialistas en esta tecnología han comprobado que su baja resistencia a la tensión de impulso (Uw) puede provocar fallos críticos del sistema.

Protector contra sobretensiones para ESS
La tecnología de dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) se usa ampliamente en redes de energía de CA para proteger los equipos conectados a ellas contra sobretensiones transitorias.. Estándares de prueba (IEC61643-11),y guías de selección e instalación (IEC61643-12,IEC60364-5-534) existen desde hace muchos años.. Definen productos fiables, así como su selección e implementación.

Sin embargo,sobre redes de alimentación CC,Ninguna estandarización está disponible en el momento de escribir este artículo.. De hecho,los estándares para la protección contra sobretensiones para energía CC están en curso a nivel internacional (IEC). Es,sin embargo,Se espera que para finales de 2021 estén implementados los siguientes estándares.:

● IEC61643-41:Métodos de prueba para protección contra sobretensiones para energía de bajo voltaje CC pauta
● IEC61643-42:Selección e instalación de protección contra sobretensiones para energía de bajo voltaje CC. pauta

Esta próxima norma IEC61643-41 se extrapolará de las normas existentes de dispositivos de protección contra sobretensiones para redes de CA (IEC61643-11) y los parámetros de dimensionamiento (En,uc,imax,Arriba…) y los procedimientos de prueba serán similares porque se agruparán en un nuevo documento,comunes a ambos documentos.

La serie IEC 61643 avanza hacia una nueva filosofía. Un nuevo documento (IEC61643-01) reunirá todas las definiciones y pruebas comunes a las distintas aplicaciones de los SPD (alimentación de CA).,energía fotovoltaica,Datos línea,Alimentación CC) y los estándares dedicados (IEC61643-11,IEC6163-21,IEC61643-31,y próximamente IEC61643-41) se centrará únicamente en las pruebas específicas para la aplicación.

En cuanto a las pruebas de seguridad que simulan el final de la vida útil del SPD – como el comportamiento de fuga térmica o de cortocircuito – los procedimientos son similares así como los medios necesarios para alcanzar los requisitos.,a saber, el uso de seccionadores internos para resistir las pruebas de fuga térmica,y fusibles asociados para resistir pruebas de cortocircuito.

La situación actual
Respecto a la obligación de protección contra sobretensiones transitorias para equipos ESS,La norma actual para instalación eléctrica IEC60364 no proporciona información.,requisito o recomendación sobre este punto.

La razón de esto es que IEC60364 aborda solo instalaciones de bajo voltaje conectadas en aplicaciones de alimentación de CA (no de corriente CC).,y impone requisitos de protección contra sobretensiones únicamente en la entrada a la red exterior. Este no es el caso de la ubicación. de la parte DC de ESS.

Sobretensiones transitorias
Especialistas en equipos ESS han notado una reducida robustez en la sobretensión impulsiva de estos equipos -particularmente en sistemas de baterías- y debido a la imperiosa necesidad de continuidad del servicio recomiendan el uso de protectores contra sobretensiones en sus terminales.. También se recomienda protección contra sobretensiones en la parte de CA.

Por las siguientes razones y consecuencias,El punto crítico es la protección del sistema de almacenamiento de baterías.. Cuando el voltaje máximo de funcionamiento de CC es muy alto (1,000 Vcc y más),en tales casos es necesario un SPD específico,siendo compatible con estos voltajes y conforme con la futura IEC61643-41. En casos de corriente de cortocircuito potencialmente extremadamente alta (100 kA y más),el protector contra sobretensiones debe resistir la prueba de cortocircuito asociado a un fusible del tamaño correspondiente.

Para gestionar la prueba de cortocircuito,Es imperativo que el protector contra sobretensiones se utilice con un fusible externo.. El fusible debe tener una clasificación lo suficientemente alta como para conducir 5 kA a una corriente de impulso de 8/20 μs sin abrirse.,pero con una clasificación lo suficientemente baja como para proteger el protector contra sobretensiones durante su falla en la prueba de cortocircuito.

En cuanto a la capacidad de ruptura,Esta es la corriente de cortocircuito probable calculada en el momento de la instalación.. Proporcionado por el fabricante de protección contra sobretensiones.,Estos requisitos pueden dificultar un poco la selección de la clasificación de los fusibles en el caso de instalaciones de CC de muy alta potencia.

Fusible aguas arriba existente
Se podría considerar utilizar el fusible de protección contra sobrecarga SPD de alimentación de CA existente aguas arriba (consulte los fusibles de la figura 1 en el diagrama).,abajo) como protección del SPD. Esto sólo es posible si su calibre es igual o menor que el valor declarado por el fabricante del SPD.. Para instalaciones de alta potencia,Los fusibles de figura 1 tienen clasificaciones muy altas.,haciendo que esta opción no sea viable.

Selección de protector contra sobretensiones ESS

En conclusión,Los criterios clave para la selección de SPD DC,extrapolado de los estándares de CA es:

● Protector contra sobretensiones tipo 2 (sin riesgo comprobado de descarga directa de rayos)

● Uc (máx.. voltaje de operación) es mayor que Umax de la red DC + 10%

● In (corriente de descarga nominal) es superior a 5 kA

● yoIsccr (corriente de cortocircuito admisible) con el fusible asociado es mayor que Icc en el punto de instalación.