【IBE】三言两语 | 光储直柔配电系统中的过流保护设计

智能建筑电气技术杂志 · 互联网安全科技自媒体 · 14 小时前

主要观点总结

文章主要介绍了光储直柔直流配电回路在新型产销式配电系统中的应用及其变化，重点强调了过电流保护器（OCPD）的配置设计的重要性和相关标准的变化。文章指出新型配电系统需要新的保护手段，包括过电流保护幅值与保护动作时间的特点，以及过电流保护电器之间的选择性等。

关键观点总结

关键观点1: 过电流保护器（OCPD）的安装位置与要求

由于产销式配电系统存在多个电源，每个回路的起点应安装过电流保护器。在连接公共电网进线柜的光储直柔配电系统中，与公共电网相连的小母线仅需一个OCPD保护。OCPD应能够分断双向电流。

关键观点2: 过电流保护幅值与保护动作时间的特点

各类电源性质及相关变流器设计不同，导致短路故障电流条件下的电流幅值及故障电流上升时间有特定特点。需要引入其他保护手段，断路器、熔断器可作为系统的后备保护选用。

关键观点3: 过电流保护电器之间的选择性

基于电力电子变流器运行的用户侧配电系统，短路电流接近负载电流，仅靠过电流保护电器不能实现选择性。需用补充措施如欠压防护、方向防护等，同时可以使用基于电力电子技术的半导体过电流保护电器达到系统内过电流保护的选择性。

正文

随着以光伏和电化学储能为核心的光储直柔直流配电回路，在用户侧交流配电系统中的使用，由于传统的消费式配电系统转变为新型的产销式配电系统，用户侧与光储直柔配电系统有关的过流保护器的配置设计也发生了很大的变化。为此IEC在IEC60364-8-82《低压电气装置第8-82部分：功能方面产销式低压电气装置》2022 版标准和近期发出的IEC60364-8-82修改草案中，对产销式用户配电系统系统过电流保护在以下方面提出了一些建议和要求。

过电流保护器(OCPD)的安装位置

由于产销式配电系统存在着多个电源，依据IEC 60364-4-43要求的每个过电流保护器保护器均应安装在每个回路的起点要求，与两个电源相连的相关直流回路应在回路两端均安装电流保护器（如图1所示）。

图1 同回路的两端过电流保护示例

图1中连接在同一回路两端的4-1和4-2过电流保护器在回路发生短路故障时，两OCPD应同时动作可分别分断从电源1和电源2流出的短路电流。上述要求适用于用户自备电源与公共电源进线不在一处的设计方案，对于光储直柔配电系统中的自备电源而言，如果连接到公共交流系统的变流器直接安装到公共电网进线柜时，与公共电网相连的小母线则仅需一个OCPD保护。正如上述分析由于回路中故障电流的双向性，决定了对于安装在这里的OCPD, 应是可以分断双向电流的保护元件。

过电流保护幅值与保护动作时间

在连接光储直柔配电系统的装置中，由于各类电源性质及相关变流器设计不同，系统在短路故障电流条件下的电流幅值及故障电流上升时间有下述特点：

——光伏设备的短路电流接近于PV设备正常运行时的最大发电工作电流；

——储能电池回路短路时，虽然故障电流幅值取决于电池内阻，但由于系统的容性负荷性质，故障电流的时间常数小，上升斜率大；

——变流器的瞬动限制电流幅值通常为设备额定工作电流的2倍且具有微秒级的保护动作时间。

上述各类特有的过电流幅值和持续时间决定了断路器、熔断器等传统过流保护器，不能完全担当起过电流防护的职责，需要引入其他保护手段，断路器、熔断器仅可作为系统的后备保护选用。

过电流保护电器之间的选择性

对于产销式用户配电系统的过电流保护电器间的选择性，应根据所有可能的短路电流幅值考虑，具体取决于：

——故障位置；

——系统内连接电源的各种可能组合；

——各种运行模式。

对于基于电力电子变流器运行下的用户侧配电系统，由于短路电流接近负载电流，仅靠过电流保护电器不能实现选择性。需用如欠压防护、方向防护、带欠压防护的过电流防护以及负荷管理等补充措施。

同时在两个变流器间使用基于电力电子技术的半导体过电流保护电器(固态断路器)，也可达到系统内过电流保护的选择性，同时也可以在无需试验验证的前提下与回路中电源端的断路器、熔断器等机械传统过电流保护电器达到理想的后备保护性配合。

过载及短路防护是配电系统中基本保护，在有光储等自备电源加入的新型产销式配电系统中仅靠熔断器、机电式断路器等传统电器很难达到完美的保护配合设计，需要借助电能管理系统和其他保护措施，利用系统内各种变流器自身的电流调控特性，同时引入基于电力电子技术的保护电器，搭建一套全新的保护体系。

-END-

/权威期刊及报告发布/














==========================
=======================

点个在看，让更多人看到