Auswahlleitfaden für BESS-Überspannungsschutzgeräte
Sie sind sich unsicher, wo Überspannungsschutzgeräte in einem Batteriespeichersystem installiert werden sollten? Dieser Leitfaden erläutert den BESS-Überspannungsschutz für Batterieschränke, DC-Bus, PCS, AC-Seite, Kommunikationsleitungen, Erdung und die OEM-Projektbestellung.
Inhaltsübersicht
Kurzantwort: Wo benötigt ein BESS einen Überspannungsschutz?
Bei den meisten BESS-Projekten sollte der Überspannungsschutz auf der DC-Seite, der AC-Seite, an der PCS-Schnittstelle, bei den Kommunikationsleitungen und im Erdungssystem berücksichtigt werden. Der genaue SPD-Typ hängt von der Systemspannung, der Installationsposition, der Kabellänge, der Erdungsanordnung, der Standortexposition und dem Projektstandard ab.
| BESS-Bereich | Typisches Überspannungsrisiko | Empfohlener Schutz | Bedeutung für Käufer |
|---|---|---|---|
| DC-Ausgang des Batterieschranks | DC-Transiente, Potenzialunterschied zwischen Schränken, Einfluss durch nahen Blitzeinschlag | DC-ÜSS basierend auf tatsächlicher DC-Spannung und Erdungskonzept ausgewählt | Wählen Sie nicht allein nach der „1000V“- oder „1500V“-Kennzeichnung. Überprüfen Sie die tatsächliche Systemspannung und den Fehlerzustand. |
| DC-Sammelschiene / DC-Kombinierer | Lange DC-Kabelwege und akkumulierte Überspannungsenergie aus mehreren Schaltschränken | DC-Überspannungsschutz in der Nähe der DC-Sammelschiene oder des Kombinierers, sofern systembedingt erforderlich | Nützlich, wenn Batterieschränke und PCS nicht nah beieinander stehen. |
| PCS-Gleichstromeingang | Überspannung, die von der Batterieseite in die Leistungselektronik eindringt | DC-Überspannungsschutz am oder in der Nähe des DC-Eingangs des PCS | Das PCS ist kostspielig. Überprüfen Sie sowohl den DC-Eingang als auch den AC-Ausgang, nicht nur eine Seite. |
| AC-Ausgang des PCS | Netzseitige Schaltüberspannung, Transformatorzuschaltung, indirekte Blitzeinwirkungen | AC-Überspannungsschutzgerät basierend auf AC-Systemspannung und Erdungssystem ausgewählt | Die AC-Seite erfordert ein AC-Überspannungsschutzgerät. DC- und AC-Überspannungsschutzgeräte sind nicht austauschbar. |
| AC-Netzeinspeisung / Verknüpfungspunkt (PCC) | Überspannungseintritt über den Netzanschluss, die Niederspannungshauptverteilung oder den vorgeschalteten Transformator | Typ 1, Typ 1+2 oder Typ 2 AC-Überspannungsschutzgerät (SPD) in Abhängigkeit von Blitzschutzsystem und Risikostufe | Bei Außencontainern oder Standorten mit hoher Exposition darf die AC-Hauptverteilung nicht wie eine herkömmliche Innenraumverteilung behandelt werden. |
| AC-Unterverteilung | Überspannung beeinträchtigt HLK, Brandmeldeanlage, Beleuchtung, Steuerstromversorgung und Hilfsstromversorgung | Typ 2 AC-Überspannungsschutzgerät für Hilfsstromkreise | Ausfallzeiten des BESS können auch durch Störungen der Hilfssysteme entstehen, nicht nur durch Defekte an Batterie oder PCS. |
| BMS / RS485 / CAN | Kommunikationsfehler, Fehlalarm, Beschädigung der Steuerung, Systemabschaltung | Signal-ÜSS nach Schnittstellentyp und Signalspannung ausgewählt | Der Stromversorgungs-ÜSS kann keine RS485-, CAN- oder potenzialfreien Signalschnittstellen schützen. |
| Ethernet / SCADA / EMS | Schäden am Netzwerkanschluss, Ausfall der Fernüberwachung, Kommunikationsunterbrechung | Ethernet- oder Datenleitungs-ÜSS, ausgewählt nach Netzwerktyp und PoE-Anforderung | Ein Überwachungsausfall kann den Betrieb stoppen, selbst wenn die Stromkreise intakt sind. |
| Erdung und Bonding | Hohe Durchlassspannung aufgrund langer ÜSS-Leitungen oder mangelhaften Potenzialausgleichs | Kurze ÜSS-Leitungen, fachgerechte Erdung und koordiniertes Erdungskonzept | Ein guter Überspannungsschutz (SPD) kann bei einem zu langen oder schlecht ausgeführten Erdungspfad eine mangelhafte Leistung erbringen. |
Welche SPD-Standardrichtlinie gilt für die jeweiligen BESS-Stromkreise?
Ein BESS umfasst verschiedene Arten von Stromkreisen. Aus diesem Grund kann eine einzelne SPD-Norm oder eine einheitliche Produktwahl nicht das gesamte System abdecken. Unterteilen Sie das Projekt vor der Modellauswahl in reine BESS-Gleichstromkreise, PV-gekoppelte Gleichstromkreise, AC-Niederspannungskreise und Kommunikationsleitungen.
| Stromkreis im BESS | Typische Position | Allgemeine Standardausrichtung | Warnhinweis für Käufer |
|---|---|---|---|
| Gleichstromkreis nur für BESS | Batterieschrankausgang, DC-Sammelschiene, PCS-DC-Eingang | SPD-Richtung für Gleichstromkreise, z. B. gemäß IEC 61643-41 für Gleichstromsysteme bis 1500V DC, sofern anwendbar | Wählen Sie nicht allein nach der Gewohnheit für PV-ÜSS. Überprüfen Sie die tatsächliche DC-Spannung auf Batterieseite, die Erdung und den Fehlerstrom. |
| PV-gekoppelter DC-Stromkreis | PV-Strings, PV-Generatoranschlusskasten, hybrider DC-Bus, PV-Seite des hybriden PCS | Ausrichtung des PV-DC-ÜSS, gemäß IEC 61643-31, wenn sich der Stromkreis auf der photovoltaischen DC-Seite befindet | Bestätigen Sie, ob der Überspannungsschutz (SPD) die PV-Seite, die Batterieseite oder einen gemeinsamen hybriden DC-Bus schützt. |
| AC-Niederspannungsstromkreis | PCS-AC-Ausgang, AC-Schalttafel, PCC, AC-Hilfsschalttafel | Ausrichtung des AC-Niederspannungs-SPD, z. B. gemäß IEC 61643-11, sofern zutreffend | Verwenden Sie AC-Überspannungsschutzgeräte für Wechselstromkreise. DC- und AC-Überspannungsschutzgeräte sind nicht austauschbar. |
| Signal- und Kommunikationsnetzwerk | BMS, RS485, CAN, Ethernet, EMS, SCADA, potenzialfreier Alarmkontakt | Ausrichtung von Signal- und Telekommunikations-Überspannungsschutzgeräten, sofern gemäß IEC 61643-21 anwendbar | Ein Überspannungsschutzgerät (SPD) kann keine Kommunikationsanschlüsse schützen. Die Auswahl muss anhand des Schnittstellentyps und der Signalspannung erfolgen. |
Praktische Faustregel
Fragen Sie nicht zuerst: „Welches SPD wird für BESS verwendet?“, sondern: „Welchen Stromkreis möchte ich schützen?“ Die Antwort kann ein DC-SPD, AC-SPD, Signal-SPD, Ethernet-SPD oder eine koordinierte Kombination sein.
Benötigen Sie Unterstützung bei der Überprüfung der Positionen von AC-, DC-, PCS- und Kommunikations-SPDs für einen BESS-Schaltschrank oder ein Projekt?
BESS-Überspannungsschutzplan: DC, AC, PCS, Signal und Erdung
Ein Batteriespeichersystem umfasst in der Regel Batterieracks oder -schränke, DC-Sammelschienenverkabelung, ein PCS-Leistungsumwandlungssystem, AC-Verteilung, Hilfsstromkreise, BMS-Kommunikation sowie Fernüberwachung. Der Überspannungsschutz sollte dieser Systemstruktur folgen.
Das Ziel besteht nicht darin, so viele SPDs wie möglich zu installieren. Vielmehr geht es darum, das richtige SPD an der richtigen Schnittstelle zu platzieren, damit der Stoßstrom einen kontrollierten Ableitpfad findet, bevor er empfindliche Elektronik erreicht.
Eigenständige BESS vs. PV-gekoppelte BESS vs. AC-gekoppelte BESS
Vor der Auswahl von Überspannungsschutzgeräten (SPDs) muss die Systemarchitektur bestimmt werden. Ein eigenständiges BESS, ein PV-gekoppeltes BESS und ein AC-gekoppeltes BESS verwenden zwar möglicherweise ähnliche Batterieschränke und PCS-Komponenten, jedoch unterscheiden sich die Überspannungspfade und die Logik zur Auswahl der SPDs.
| System Typ | Typischer Schaltkreis | Fokus der SPD-Auswahl | Warnhinweis für Käufer |
|---|---|---|---|
| Eigenständiges BESS | Batterieschrank → DC-Sammelschiene → PCS → AC-Schalttafel | BESS-DC-Überspannungsschutz, PCS-DC-Eingangsschutz, PCS-AC-Ausgangsschutz, Kommunikations-Überspannungsschutz | Betrachten Sie die DC-Sammelschiene auf der Batterieseite nicht ohne vorherige Prüfung als normalen PV-String-Stromkreis. |
| PV-gekoppeltes BESS | PV-Strings / PV-Kombinierer + Batteriesystem + hybrider PCS oder Wechselrichter | Getrennte PV-DC-Seite, Batterie-DC-Seite, PCS, AC-Ausgang und Überwachungsleitungen | Bestätigen Sie, ob sich die SPD-Position auf der PV-Seite, der Batterieseite oder dem gemeinsamen hybriden DC-Bus befindet. |
| AC-gekoppeltes BESS | Batterie + PCS, angeschlossen an das AC-Verteilersystem | PCS-DC-Eingang, PCS-AC-Ausgang, AC-Schalttafel, PCC, Hilfsstromkreise | Der AC-seitige Schutz ist von großer Bedeutung, insbesondere in der Nähe des PCC und der AC-Hauptschalttafeln. |
| Containerbasiertes BESS | Batterieschränke, PCS, HLK, Brandmeldeanlage, EMS, Netzwerkausrüstung im oder am Container | DC-ÜSS, AC-ÜSS, Signal-ÜSS, Ethernet-ÜSS, Erdungs- und Potenzialausgleichskoordination | Außenaufstellung, Kabeleinführungspunkte und Containererdung müssen gemeinsam geprüft werden. |
Warum sich der Überspannungsschutz für BESS von dem einer normalen Unterverteilung unterscheidet
Eine normale Niederspannungsverteilung ist primär ein Wechselstromsystem. Ein BESS unterscheidet sich davon. Es umfasst Hochspannungs-Gleichstromkreise, Leistungselektronik, netzseitige Wechselstromkreise, Hilfslasten und Kommunikationsnetzwerke, die zusammenwirken.
Hohe Gleichspannung
Viele gewerbliche und industrielle BESS-Projekte nutzen hohe Gleichspannungen. Der DC-Überspannungsschutz muss auf die tatsächliche Batteriesystemspannung, die Erdungskonfiguration und die Kurzschlussbedingungen abgestimmt sein.
PCS-Empfindlichkeit
Das PCS ist das Leistungsumwandlungszentrum des Systems. Überspannungen können sowohl von der Batterieseite als auch von der Netzseite eindringen, daher sollten beide Schnittstellen überprüft werden.
Kommunikationsabhängigkeit
Ein BESS ist auf BMS, EMS, SCADA, RS485, CAN, Ethernet und potenzialfreie Kontakte angewiesen. Ein Kommunikationsfehler kann zum Ausfall des Systems führen.
Erdungskoordination
Batterieschränke, PCS-Schränke, AC-Schalttafeln und Kommunikationsschränke müssen ordnungsgemäß miteinander verbunden sein. Die Leistung von Überspannungsschutzgeräten (SPD) hängt maßgeblich von der Installation und Erdung ab.
DC-seitiger Überspannungsschutz für Batterieschränke und DC-Sammelschienen
Die DC-Seite ist einer der wichtigsten Bereiche beim Überspannungsschutz von BESS. Sie kann die Ausgangsklemmen der Batterieschränke, DC-Sammelschienenabschnitte, DC-Anschlusskästen und die DC-Eingangsklemmen des PCS umfassen.
Für reine BESS-DC-Stromkreise sollten Sie nicht einfach die Auswahlregeln für PV-DC-Überspannungsschutzgeräte (SPD) übernehmen. Das SPD sollte basierend auf dem tatsächlichen DC-Stromkreis, der maximalen Betriebsspannung, der Erdungskonfiguration, dem verfügbaren Kurzschlussstrom und der erforderlichen Norm ausgewählt werden.
Was vor der Auswahl eines DC-SPD zu prüfen ist
- Nenn- und maximale DC-Spannung des Batterieschranks
- Eingangsspannungsbereich des PCS-Gleichstroms
- Eigenständige BESS- oder PV-gekoppelte BESS-Architektur
- Erdfreies, positiv geerdetes, negativ geerdetes oder impedanzgeerdetes Gleichstromsystem
- Verfügbarer Kurzschlussstrom am Installationspunkt des Überspannungsschutzgeräts
- Erforderliche Vorsicherung, Schutzschalter oder Trennvorrichtung
- Installationsort: Batterieschrank, DC-Sammelschiene, DC-Koppler oder PCS-Eingang
- Erforderliche optische Anzeige oder Fernmeldekontakt
Wichtiger zu vermeidender Fehler
Wählen Sie einen BESS-DC-Überspannungsschutz nicht allein aufgrund der Kennzeichnung 1000V oder 1500V aus. Die Spannungsklasse ist nur ein Auswahlkriterium. Erdung, Kurzschlussstrom, Schutzmodus, Backup-Schutz und Einbauort sind ebenfalls entscheidend.
Überspannungsschutz für PCS: DC-Eingang und AC-Ausgang
Das PCS-Leistungsumwandlungssystem bildet die Brücke zwischen der DC-Seite der Batterie und der AC-Netzseite. Da es empfindliche Leistungselektronik enthält, sollte es nicht nur aus einer Richtung geschützt werden.
Überspannungen können von der Batterieschrankseite ausgehen, insbesondere bei langen DC-Kabeln oder räumlich getrennten Schränken. Überspannungen können auch von der AC-Netzseite über den Transformator, die AC-Schaltanlage oder den Netzanschlusspunkt eindringen.
| PCS-Schnittstelle | Schwerpunkt des Schutzes | SPD-Typ | Was zu bestätigen ist |
|---|---|---|---|
| PCS-Gleichstromeingang | Überspannung durch Batterieschränke, DC-Sammelschienen oder lange DC-Leitungswege | DC-SPD | Maximale DC-Spannung, Erdung, Kurzschlussstrom, Backup-Schutz, Leitungslänge |
| AC-Ausgang des PCS | Überspannung durch AC-Netz, Transformatorschaltungen oder vorgelagerte AC-Verteilung | AC-SPD | AC-Systemspannung, TN-S- / TN-C-S- / TT- / IT-System, SPD-Typ, Polkonfiguration |
| PCS-Steuerungs- und Überwachungsschnittstellen | Kommunikationsfehler, Controller-Schaden, Ausfall der Fernüberwachung | Signal- oder Netzwerk-Überspannungsschutz (SPD) | RS485, CAN, Ethernet, potenzialfreier Kontakt, Schirmerdung, Signalspannung, Datenrate |
Falls der PCS-Anbieter spezifische Anforderungen an den SPD stellt, ist vorrangig die Gerätedokumentation zu beachten. Sollte es sich um ein OEM- oder schrankbasiertes Projekt handeln, übermitteln Sie die PCS-Schnittstelleninformationen an den SPD-Anbieter, bevor Sie das Modell bestätigen.
AC-seitiger Überspannungsschutz für Netzanschluss und Hilfsstromversorgung
Die AC-Seite eines BESS umfasst üblicherweise den AC-Ausgang des PCS, die AC-Hauptschaltanlage, den Netzanschlusspunkt, die Transformatorseite sowie die AC-Hilfsstromverteilung. An diesen Positionen sind AC-SPDs anstelle von DC-SPDs zu verwenden.
Für den AC-Hauptnetzanschluss oder den Stromeingang von Außencontainern sollten Typ 1, Typ 1+2 oder Typ 2 SPDs in Abhängigkeit von der Blitzgefährdung, dem externen Blitzschutzsystem, dem vorgeschalteten Schutz sowie den örtlichen Installationsvorschriften ausgewählt werden.
| AC-Position | Typische SPD | Auswahlhinweise |
|---|---|---|
| AC-Netzeinspeisung / Verknüpfungspunkt (PCC) | Typ 1, Typ 1+2 oder Typ 2 AC-Überspannungsschutz | Überprüfung des Blitzschutzrisikos, des LPS-Zustands, des Netzanschlusses und der vorgeschalteten Verteilung. |
| PCS AC-Ausgangsschrank | Typ 2 oder koordinierter AC-Überspannungsschutz | Bestätigen Sie die Wechselspannung, das Erdungssystem, die Polkonfiguration und die Kabellänge zum vorgeschalteten SPD. |
| Hilfs-AC-Verteilung | Typ 2 AC-SPD | Schützen Sie HLK-Anlagen, Brandmeldeanlagen, Beleuchtung, Steuerstromversorgung und kleine Hilfslasten. |
| Steuerstromversorgung | AC-SPD oder DC-Steuerungs-SPD, abhängig von der Art der Versorgung | Überprüfen Sie, ob der Steuerstromkreis mit 230V AC, 24V DC, 48V DC oder einer anderen Spannung betrieben wird. |
Für die Produktauswahl von AC-Überspannungsschutzgeräten können Sie auch Folgendes prüfen: AC-Überspannungsschutzgeräte und Überspannungsschutz für AC- und DC-Systeme.
Schutz von Kommunikationsleitungen: BMS, RS485, CAN, Ethernet, SCADA
Leistungs-Überspannungsschutzgeräte schützen keine Kommunikationsanschlüsse. Dies ist ein häufiger Fehler bei BESS-Projekten. Ein BESS kann dennoch abschalten, wenn die Kommunikationsleitung von BMS, PCS-Controller, SCADA oder EMS durch eine Überspannung beschädigt wird.
Die Auswahl des Überspannungsschutzes (SPD) für Kommunikationsleitungen hängt vom Schnittstellentyp, der Signalspannung, der Datenrate, der Leitungslänge, der Schirmerdung sowie davon ab, ob das Kabel auch zur Stromversorgung dient.
| Leitungstyp | Fundort im BESS | Hinweis zum Schutz |
|---|---|---|
| RS485 | BMS-Kommunikation, Schrank-zu-Schrank-Überwachung, PCS-Kommunikation | Wählen Sie einen Signal-ÜSS, der der Signalspannung entspricht und die Kommunikation nicht beeinträchtigt. |
| CAN | Batteriemanagement, Modulkommunikation, Controller-Netzwerk | Überprüfen Sie Schnittstellenspannung, Erdung, Kabelabschirmung und Kommunikationsgeschwindigkeit. |
| Ethernet | EMS, SCADA, Fernüberwachung, Datenlogger, Netzwerk-Switch | Verwenden Sie einen für den Netzwerktyp geeigneten Ethernet-Überspannungsschutz. Überprüfen Sie PoE, falls die Stromversorgung über dasselbe Kabel erfolgt. |
| Potentialfreier Alarmkontakt | Störungsalarm, Brandmeldeschnittstelle, Fernanzeige | Überprüfen Sie die Kontaktspannung und ob die Leitung außerhalb des Schranks oder zwischen Schränken verläuft. |
| 24V / 48V DC Steuerleitung | Steuerspannung, Sensoren, Überwachungsgeräte | Verwenden Sie einen DC-Steuer- oder Signal-ÜSS, der auf die tatsächliche Betriebsspannung abgestimmt ist. |
Für RS485- und Signalleitungsanwendungen siehe Verkabelung und Auswahl von RS485-Überspannungsschutzgeräten und Verkabelung des Fernmeldekontakts des Überspannungsschutzes zur SPS.
Erdung, Potenzialausgleich und Installationsposition des Überspannungsschutzes
Die Auswahl des Überspannungsschutzes ist nur die halbe Arbeit. Die Installationsqualität entscheidet darüber, ob der Überspannungsschutz Überspannungen tatsächlich wirksam begrenzen kann. Lange Erdungsleitungen, mangelhafte Verbindungen oder eine falsche Platzierung im Schaltschrank können die Schutzwirkung beeinträchtigen.
SPD-Leitungen kurz halten
Die Verbindung vom SPD zum geschützten Stromkreis und zur Erdungsschiene sollte so kurz und direkt wie vom Schranklayout zugelassen ausgeführt werden.
Schränke ordnungsgemäß erden
Batterieschränke, PCS-Schränke, AC-Schalttafeln, Kommunikationsschränke und Containerrahmen sollten gemäß dem Erdungskonzept des Projekts geerdet werden.
Platzieren Sie den SPD in der Nähe der Schnittstelle
Installieren Sie SPDs in der Nähe des Punktes, an dem Stoßenergie eintreten kann oder an dem die geschützten Geräte angeschlossen sind.
Koordinieren Sie den Backup-Schutz
Prüfen Sie basierend auf den Kurzschlussbedingungen des Systems, ob der SPD eine Sicherung, einen Schutzschalter oder eine integrierte Trennvorrichtung erfordert.
Ein SPD ist kein Ersatz für Sicherungen oder Schutzschalter
Ein Überspannungsschutzgerät begrenzt transiente Überspannungen und leitet Stoßströme ab. Es ersetzt weder DC-Sicherungen, DC-Leistungsschalter, AC-Leistungsschalter, Trennschalter, Lasttrennschalter noch das sicherheitstechnische Anlagendesign.
Festlegung der Installationspunkte für Überspannungsschutzgeräte in einem realen BESS-Projekt
Es gibt keine pauschale Anzahl an SPD-Einheiten für jedes BESS. Die korrekte Auslegung hängt von den Schrankabständen, der Kabelführung, der Blitzgefährdung, den Erdungszonen, dem Standort des PCS, der AC-Verteilung sowie den Kommunikationswegen ab.
| Projektbedingungen | Was dies bedeuten kann | SPD-Prüfpunkt |
|---|---|---|
| Batterieschränke und PCS befinden sich im selben Schrank oder in unmittelbarer Nähe | Ein kurzer DC-Kabelweg kann die Belastung verringern, der DC-Eingang des PCS muss jedoch weiterhin überprüft werden | Ausgang des Batterieschranks, DC-Eingang des PCS, Länge der Erdungsleitung |
| Batterieschränke und PCS sind durch lange DC-Kabel voneinander getrennt | Beide Enden des Gleichstromkabels erfordern möglicherweise eine Überprüfung des Überspannungsschutzes | Batterieschrankausgang, DC-Sammelschiene, PCS-DC-Eingang |
| BESS in Außencontainern | Höhere Anfälligkeit für indirekte Blitzeinschläge und Überspannungen an externen Kabeleinführungen | AC-Netzeinspeisung, DC-Kabeleinführung, Kommunikationskabeleinführung, Containererdung |
| Ein externes Blitzschutzsystem ist installiert. | Hauptstromkreise erfordern möglicherweise eine höhere Stoßstrombelastbarkeit und Koordination. | Überprüfung von Typ-1- oder Typ-1+2-AC-Überspannungsschutzgeräten, DC-Überspannungsschutz-Koordination, Potenzialausgleich. |
| Kommunikationskabel, die zwischen Schaltschränken oder Containern verlegt werden. | Unterschiedliche Erdungszonen können zu Überspannungsbelastungen an BMS-, EMS- und Controller-Schnittstellen führen. | RS485-ÜSS, CAN-ÜSS, Ethernet-ÜSS, Schutz für potenzialfreie Kontakte |
| Der PCS befindet sich in großer Entfernung zur AC-Hauptschaltanlage | Eine Koordination des AC-Überspannungsschutzes kann sowohl am PCS als auch an der AC-Schaltanlage erforderlich sein | PCS-AC-Ausgang, AC-Schaltanlage, PCC, Abstand zum vorgeschalteten ÜSS |
Auswahltabelle für BESS-Überspannungsschutzgeräte nach Installationsbereich
Verwenden Sie diese Tabelle als erste Grundlage für technische Diskussionen. Die endgültige Auswahl sollte unter Berücksichtigung der BESS-Systemspannung, des Schranklayouts, der Erdungsart, des Fehlerstroms und der Projektstandards bestätigt werden.
| Installationsbereich | Mögliche SPD-Kategorie | Zu bestätigende Schlüsselparameter | Typischer Käufer |
|---|---|---|---|
| Ausgang des Batterieschranks | DC-SPD | Gleichspannung, Erdung, SCCR / Kurzschlussstrom, Bauraum, Fernalarm | Hersteller von Batterieschränken, BESS-Integrator |
| DC-Sammelschiene / DC-Kombinierer | DC-SPD | Systemspannung, Leitungsführung, Anzahl der Schränke, Schutzkoordination | Systemintegrator, Schaltschrankbauer für Gleichstrom |
| PCS-Gleichstromeingang | DC-SPD | PCS-Gleichspannungsbereich, maximale Betriebsspannung, Backup-Schutz, Abstand zu Batterieschränken | PCS-Anbieter, EPC, BESS-Integrator |
| AC-Ausgang des PCS | AC-SPD | Wechselspannung, Phasensystem, Erdungssystem, Anforderung Typ 1 / Typ 1+2 / Typ 2 | PCS-Anbieter, Hersteller von AC-Schaltschränken |
| Haupt-AC-Verteilung / PCC | AC-SPD | Netzspannung, Transformatoranschluss, LPS-Zustand, vorgeschalteter Schutz | EPC, Projektunternehmer, Schaltanlagenbau |
| BMS / EMS / SCADA | Signal-ÜSS / Netzwerk-ÜSS | RS485, CAN, Ethernet, potenzialfreier Kontakt, PoE, Schirmerdung, Datenrate | BESS-Integrator, Schaltschrankbauer |
| Hilfsenergie | AC-Überspannungsschutz oder DC-Steuerungs-Überspannungsschutz | 230V AC, 24V DC, 48V DC, Lasttyp, Schrankposition | Containerhersteller, Schaltschranklieferant |
LEEYEE-Überspannungsschutzkategorien für BESS-Projekte
Für BESS-Projekte sollte das endgültige Modell anhand von Spannung, Schaltungstyp, Installationsort, Erdung, Kurzschlussbedingungen und Zertifizierungsanforderungen bestätigt werden. Die unten aufgeführten Kategorien helfen Käufern dabei, die Produktrichtung zu identifizieren, die zuerst geprüft werden sollte.
DC-Überspannungsschutz für Batterieschrank und PCS-DC-Eingang
Verwendung für den Ausgang von Batterieschränken, DC-Sammelschienen, DC-Koppler oder PCS-DC-Eingänge nach Überprüfung der DC-Spannung, Erdungskonfiguration und des Backup-Schutzes.
DC-Überspannungsschutz-Kategorie anzeigenAC-Überspannungsschutz für PCS-Ausgang und AC-Schalttafel
Verwendung für PCS-AC-Ausgang, AC-Netzeinspeisung, PCC und AC-Hilfsstromverteilung gemäß AC-Spannung, Erdungssystem sowie Typ-1-/Typ-2-Anforderungen.
AC-Überspannungsschutz-Kategorie anzeigenSignal-Überspannungsschutz für BMS, RS485, CAN und potenzialfreie Kontakte
Verwendung für Kommunikations- und Steuerleitungen, bei denen Überspannungen das BMS, die PCS-Steuerung, Alarmstromkreise oder die Signalverkabelung zwischen Schaltschränken beschädigen könnten.
RS485-ÜSS-Leitfaden lesenOption für Fernmeldekontakt bei ÜSS für Wartungszwecke
Für die Projektwartung können ÜSS mit Fernmeldekontakten dabei helfen, Fehlersignale an eine SPS, Überwachungssysteme oder Schaltschrank-Alarmschaltkreise anzubinden.
Leitfaden für Fernmeldekontakte lesenHäufige Fehler beim Überspannungsschutz für BESS-Anlagen
BESS-Projekte sind hochwertige Systeme. Ein kleiner Auswahlfehler kann zu Ausfallzeiten, Ersatzkosten oder Kommunikationsstörungen führen. Dies sind die Fehler, die Käufer und Schaltschrankbauer vermeiden sollten.
- Ausschließlich Schutz der AC-Seite. Die DC-Seite der Batterie und der DC-Eingang des PCS könnten weiterhin ungeschützt sein.
- Ausschließlich Schutz der DC-Seite. Überspannungen auf der AC-Netzseite sowie Hilfsstromkreise können weiterhin zu Ausfällen führen.
- Verwendung von PV-DC-Überspannungsschutzgeräten für jeden DC-Punkt des BESS ohne vorherige Prüfung. PV-gekoppelte DC-Stromkreise und reine BESS-DC-Stromkreise sollten getrennt voneinander überprüft werden.
- Auswahl ausschließlich auf Basis des Imax-Wertes. Spannungsklasse, Up, SCCR, Erdung, Backup-Schutz und Einbaulage sind ebenfalls von Bedeutung.
- RS485-, CAN-, Ethernet- oder potenzialfreie Kontaktleitungen werden ignoriert. Ein Kommunikationsausfall kann das System zum Stillstand bringen.
- Verwendung langer Erdungsleitungen für den Überspannungsschutz (SPD). Lange Zuleitungen können die effektive Durchlassspannung erhöhen.
- Keine Fernanzeige. Bei BESS-Projekten kann ein Fernmeldekontakt Wartungsteams dabei unterstützen, einen defekten SPD früher zu identifizieren.
- Keine Bestellcheckliste. Ohne Angaben zu Spannung, Erdung, Fehlerstrom und Schnittstellen kann der Lieferant nur Vermutungen anstellen.
Bitte bestätigen Sie diese Details vor der Bestellung von Überspannungsschutzgeräten für ein BESS-Projekt
Diese Checkliste ist nützlich für Hersteller von BESS-Schaltschränken, PCS-Lieferanten, EPC-Teams, Projekteinkäufer und OEM-Kunden. Senden Sie diese Details, bevor Sie eine Modellberatung anfordern.
- BESS-Architektur: eigenständiges BESS, PV-gekoppeltes BESS oder Hybridsystem
- Nenn- und maximale DC-Spannung des Batterieschranks
- Eingangsspannungsbereich des PCS-Gleichstroms
- PCS-AC-Ausgangsspannung und Phasensystem
- AC-Netzsystem: TN-S, TN-C-S, TT oder IT
- DC-Erdungskonzept: erdfrei, plusgeerdet, minusgeerdet oder impedanzgeerdet
- Verfügbarer Kurzschlussstrom an jeder SPD-Position
- Installationsort: Batterieschrank, DC-Sammelschiene, PCS, AC-Schaltschrank oder Signalschrank
- Kommunikationsschnittstellen: RS485, CAN, Ethernet, potenzialfreier Kontakt, 24V / 48V Steuerleitung
- Erforderlicher SPD-Typ: Typ 1, Typ 1+2, Typ 2, DC-SPD, Signal-SPD oder Netzwerk-SPD
- Erforderliche Norm oder Zertifizierung: IEC, EN, UL oder projektspezifische Anforderung
- Anforderung an Fernmeldekontakt für Überwachung oder SPS-Anbindung
- Schrankplatz, DIN-Schienenmontage, Verdrahtungsrichtung und Leitungslänge
- Anforderungen an OEM-Kennzeichnung, Handelsmarken, Verpackung, Datenblätter und Projektdokumentation
Benötigen Sie Unterstützung bei der Auswahl von Überspannungsschutzgeräten (SPDs) für ein BESS-Gehäuse oder ein PCS-Projekt?
Senden Sie uns Ihre BESS-Architektur, Batterieschrankspannung, PCS-DC-Eingangsspannung, PCS-AC-Ausgangsspannung, Erdungssystem, Kommunikationsschnittstellen, Einbauposition und die erforderliche Zertifizierung. LEEYEE unterstützt Sie bei der Prüfung geeigneter SPD-Kategorien für OEM-Schränke, PCS-Projekte und die Integration von Energiespeichersystemen.
FAQ: Überspannungsschutz für BESS
Benötigt ein BESS einen Überspannungsschutz sowohl auf der AC- als auch auf der DC-Seite?
Bei vielen BESS-Projekten sollten beide Seiten geprüft werden. Die DC-Seite schützt Batterieschränke, den DC-Bus und den DC-Eingang des PCS. Die AC-Seite schützt den AC-Ausgang des PCS, die AC-Schaltanlage, den Netzanschluss sowie die AC-Hilfsstromkreise.
Wo sollten SPDs in einem BESS installiert werden?
Zu den üblichen Positionen gehören der DC-Ausgang des Batterieschranks, der DC-Bus oder DC-Kombinierer, der DC-Eingang des PCS, der AC-Ausgang des PCS, der AC-Hausanschluss, das AC-Hilfsstrompaneel, BMS-Kommunikationsleitungen, Ethernet- oder SCADA-Leitungen sowie Steuerstromkreise. Die genauen Positionen hängen vom Systemlayout ab.
Welcher SPD wird für das PCS in einem Energiespeichersystem benötigt?
Der PCS-Schutz erfordert normalerweise eine Überprüfung sowohl der DC-Eingangsseite als auch der AC-Ausgangsseite. Ein DC-ÜSS kann am DC-Eingang des PCS erforderlich sein, während ein AC-ÜSS am AC-Ausgang des PCS oder am zugehörigen AC-Verteilerpaneel benötigt werden könnte. Kommunikationsanschlüsse erfordern möglicherweise ebenfalls einen Signal-ÜSS.
Kann ich einen PV-DC-SPD für einen BESS-DC-Bus verwenden?
Nicht automatisch. Wenn das System PV-gekoppelt ist, können Anforderungen an PV-DC-Überspannungsschutzgeräte (SPD) für die photovoltaische Gleichstromseite relevant sein. Bei reinen BESS-Gleichstromkreisen sollte das DC-SPD entsprechend der tatsächlichen BESS-Gleichspannung, der Erdungskonfiguration, dem Kurzschlussstrom, dem Installationsort und dem geltenden Projektstandard ausgewählt werden.
Was ist der Unterschied zwischen einem BESS-DC-SPD und einem PV-DC-SPD?
PV-DC-SPDs werden für photovoltaische Gleichstromkreise wie PV-Strings, PV-Kombinationskästen und den DC-Eingang von PV-Wechselrichtern ausgewählt. Bei der Auswahl eines BESS-DC-SPD sollten der batterieseitige Gleichstromkreis, der PCS-DC-Eingang, die DC-Erdung, die Kurzschlussbedingungen und der Projektstandard geprüft werden. In einem Hybridsystem sollten die PV-Seite und die Batterieseite getrennt voneinander betrachtet werden.
Wird die IEC 61643-41 für BESS-DC-Überspannungsschutzgeräte verwendet?
Die IEC 61643-41 stellt eine wichtige Normvorgabe für SPDs dar, die an Gleichstromkreise bis 1500 V DC angeschlossen werden, sofern anwendbar. Stellen Sie bei einem BESS-Projekt vor der Auswahl der SPD-Kategorie sicher, ob es sich bei dem zu schützenden Stromkreis um einen reinen BESS-Gleichstromkreis, einen PV-Gleichstromkreis, einen Wechselstromkreis oder eine Kommunikationsleitung handelt.
Benötigen BMS-RS485- oder CAN-Leitungen einen Überspannungsschutz?
Diese benötigen möglicherweise Schutz, wenn Kommunikationskabel zwischen Schaltschränken, im Außenbereich, in der Nähe von Stromkabeln oder über verschiedene Erdungszonen hinweg verlegt werden. Das Signal-SPD muss auf den Schnittstellentyp, die Spannung, die Datenrate und die Erdungsmethode abgestimmt sein.
Sollte ein BESS-Container einen Typ 1+2 ÜSS oder einen Typ 2 ÜSS verwenden?
Dies hängt von der Standortexposition, dem Blitzschutzsystem, der Leitungsführung, der Installationsposition sowie dem vorgeschalteten Schutz ab. Für den Hauptanschluss oder Installationen im Außenbereich mit hoher Exposition kann eine Prüfung nach Typ 1 oder Typ 1+2 erforderlich sein, während für nachgeschaltete Unterverteilungen bei entsprechender Eignung ein SPD vom Typ 2 verwendet werden kann.
Ist ein Typ 2 ÜSS für ein BESS ausreichend?
Dies hängt von der Installationsposition und dem Standortrisiko ab. Ein SPD vom Typ 2 kann für einige nachgeschaltete AC-Verteiler oder den geräteseitigen Schutz geeignet sein, jedoch können für den Hauptanschluss oder Standorte im Außenbereich mit hoher Exposition eine Koordination nach Typ 1 oder Typ 1+2 erforderlich sein. DC- und Signalkreise erfordern eine separate Prüfung.
Ersetzt ein Überspannungsschutz Gleichstromsicherungen oder Leitungsschutzschalter?
Nein. SPDs begrenzen transiente Überspannungen und leiten Stoßströme ab. Sie ersetzen keine Sicherungen, Leitungsschutzschalter, Trennschalter, Lasttrennschalter oder systemweite Sicherheitsvorkehrungen.
Welche Informationen sollte ich bereitstellen, bevor ich eine Empfehlung für einen BESS-Überspannungsschutz anfrage?
Bitte senden Sie die BESS-Architektur, die DC-Spannung, die PCS-DC-Eingangsspannung, die PCS-AC-Ausgangsspannung, das Erdungssystem, den Kurzschlussstrom, die Installationsposition, die Kommunikationsschnittstelle, die Zertifizierungsanforderungen sowie Informationen darüber, ob ein Fernmeldekontakt oder ein OEM-Label benötigt wird.
