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Scénarios d'application et sélection des contacts et fusibles CC dans les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS)
2026-04-22
Dans un système de stockage d'énergie par batterie (BESS), le contacteur CC assure la commande marche/arrêt, tandis que le fusible CC protège contre les courts-circuits et les surcharges. Ces deux éléments sont étroitement liés selon le principe « hiérarchie + fonction » pour former conjointement une barrière de sécurité haute tension CC.
●DC CONTACTOR
En tant que « gestionnaire des circuits haute tension » des systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS), le contacteur CC est l'élément central de commande marche/arrêt du circuit haute tension. Il est principalement utilisé aux niveaux suivants du système, assurant la fonction de contrôle marche/arrêt du circuit haute tension et s'adaptant aux besoins des différents projets de stockage d'énergie par batterie.
1. Niveau du bloc-batterie/compartiment
Le contacteur principal CC commande la mise en marche/arrêt du bloc-batterie et du circuit de couplage. Le contacteur CC de précharge, connecté en série avec la résistance de précharge, forme un circuit de précharge permettant un démarrage progressif du système. Ce circuit limite efficacement le courant d'appel à la mise sous tension et évite les surintensités sur le condensateur de filtrage côté CC du PCS, ainsi que les surintensités du courant de circulation lors du montage en parallèle de blocs-batteries. Il s'agit du composant de mise en marche/arrêt essentiel du système de stockage d'énergie par batterie (BESS).
2. Coffret haute tension/armoire de barres omnibus (BCP)
En tant que composant principal de mise en marche/arrêt du circuit entre le groupe de batteries et le PCS, le CONTACTEUR CC est responsable de la commutation entre le système BESS connecté au réseau et le système hors réseau, de l'isolation d'arrêt et de la mise hors tension pour maintenance, s'adaptant à divers scénarios d'application des centrales de stockage d'énergie BESS, et constitue le composant de support principal des projets BESS.
3. Côté CC PCS
Le contacteur CC relie le circuit de la batterie au bus CC du PCS et, en collaboration avec le BMS (système de gestion de batterie) et l'EMS (système de gestion de l'énergie), assure la commutation des stratégies de charge et de décharge ainsi que l'isolation rapide des pannes, garantissant ainsi le fonctionnement sûr et stable du système BESS. Il constitue le composant marche/arrêt essentiel du PCS du système BESS.
4. Liaison incendie
En cas d'emballement thermique ou d'incendie de la batterie dans le système BESS, le BMS/EMS (système de gestion de batterie/système de gestion de l'énergie) émet immédiatement une commande de coupure pour que le contacteur CC se coupe rapidement, interrompe la sortie d'énergie de l'unité défectueuse, réduise les risques pour la sécurité et constitue un élément clé de la protection de sécurité du système BESS.
Points de sélection
Le contacteur CC doit être adapté à l'environnement haute tension (1000–1500 V CC) du système de stockage d'énergie par batterie (BESS). Son courant de tenue de courte durée nominal doit correspondre au courant de court-circuit maximal admissible du système afin d'éviter le soudage des contacts en cas de défaut. Il est équipé de contacts auxiliaires permettant au système de gestion du bâtiment (BMS) de surveiller en temps réel l'état des contacts (ouvert/fermé). Il présente une bonne résistance aux vibrations et aux variations de température, répondant ainsi aux exigences de fonctionnement multiconditions des BESS dans les centrales de stockage d'énergie et conforme aux normes de sélection des différents projets de BESS.
●DC FUSE
En tant que « porte de sécurité actuelle » du BESS, le fusible CC est le composant de protection ultime contre les courts-circuits et les surcharges du système BESS, couvrant tous les niveaux du système, s'adaptant aux besoins de protection des différents projets de stockage d'énergie BESS, et constitue le composant de protection central du système BESS.
1. Niveau du module/bloc-batterie
Un petit fusible CC est connecté en série avec chaque module/pack, ce qui permet d'isoler rapidement le défaut de court-circuit à l'intérieur d'une seule cellule ou d'un seul module, d'empêcher la propagation du défaut à l'ensemble du groupe, de fournir une protection de base contre les courts-circuits pour le module de batterie BESS et constitue le composant de protection principal supportant le module de batterie BESS.
2. Niveau du groupe de batteries (BCP)
Les fusibles CC de moyenne et haute puissance sont connectés en série avec les pôles positif et négatif du point de confluence du cluster, utilisés pour protéger contre les courts-circuits entre clusters et les impacts de courant importants causés par des défauts côté PCS, assurant le fonctionnement normal des autres unités lorsque le système BESS présente des défauts locaux, et constituent un composant de protection clé supportant l'armoire de barres omnibus BESS.
3. Liaison CC PCS
Un fusible CC haute vitesse est connecté en série entre la batterie de condensateurs côté CC du PCS et le bras du pont IGBT, ce qui permet de couper en quelques millisecondes le courant de court-circuit généré par un défaut de court-circuit direct de l'IGBT, d'éviter la surchauffe des modules de puissance, des barres omnibus et des barres omnibus laminées, d'empêcher les défauts de provoquer un emballement thermique de la batterie, de protéger les dispositifs de puissance principaux du PCS et constitue le composant de protection principal du côté PCS du système BESS.
Points de sélection
Pour les applications en courant continu, il est préférable d'utiliser un fusible rapide de classe aR, dont le pouvoir de coupure est adapté au courant de court-circuit maximal admissible du système (généralement compris entre 20 et 50 kA, selon la conception), et qui supporte l'environnement haute tension de 1 500 V CC. Une coordination hiérarchique de la protection avec les contacteurs et disjoncteurs CC est nécessaire pour garantir une temporisation de protection optimale, assurer le fonctionnement sûr et stable du système de stockage d'énergie par batterie (BESS) et répondre aux exigences de sélection des fusibles CC des différents projets BESS.
Logique de coordination et angles morts communs
--Logique de coordination
Le contacteur CC assure la coupure contrôlée (fonctionnement normal/maintenance), tandis que le fusible CC assure la protection contre les surtensions (court-circuit/surcharge). Ensemble, ils forment une double protection pour le circuit CC haute tension du système BESS.
--Angles morts courants
En cas de courant de court-circuit important, le contacteur CC est susceptible de se souder, ce qui entraîne une défaillance de la coupure du circuit. La protection contre les surcharges multiples de faible intensité n'étant pas l'objectif principal du fusible CC, son temps de réponse est plus long en raison de ses caractéristiques propres. Il est nécessaire d'éviter ces problèmes grâce à une gestion temporisée par le système de gestion technique du bâtiment (GTB) ou le système de gestion de l'énergie (SGE), ainsi qu'à une conception de protection hiérarchisée (en association avec les disjoncteurs CC), afin de garantir le fonctionnement sûr du système de stockage d'énergie par batterie (BESS) dans toutes les conditions et d'optimiser les fonctions de contrôle et de protection essentielles du contacteur et du fusible CC.
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