De 500 V a 1500 V-Cómo los disyuntores de casos moldeados de CC avanzados salvaguardan los sistemas de carga solar moderna, EV y almacenamiento de energía EV

Problemas de protección de salto de voltaje de DC

En 2025, fui testigo de una mesa de plantas solares de 200MW y unDC 500VEl disyuntor de casos moldeados comenzó a fumar. Cuando llegó a la luz, el voltaje de la cuerda había aumentado a 580 V en temperaturas sub-cero. Ese fue el momento en que me sorprendió cómo los equipos tradicionales de protección de CC pronto enfrentarían el tipo de peligros que nunca antes había abordado, ya que los niveles de voltaje del sistema solar han aumentado. El DC 500V original se ha convertido en DC 1000V hoy, al igual que el principal. El más reciente sigue siendo DC 1500V en aplicaciones de almacenamiento de energía, y cada salto de voltaje ha superado los límites tecnológicos fundamentales de los MCCB de CC causados ​​por una revolución de voltaje. Debido a que soy un ingeniero eléctrico con una década de especialización en EPC solar, he visto que esta tendencia en equipos de protección estimula los avances tecnológicos, y entiendo la importancia de este equilibrio entre la eficiencia del sistema y la confiabilidad de la seguridad.

Los principios operativos DC MCCB y AC MCCBS difieren en aspectos clave

DC MCCBS operan con los mismos principios que AC MCCBS. El principio operativo clave del MCCB es separar los puntos de contacto del interruptor rápidamente para crear una brecha. A diferencia de los interruptores de circuitos de CA, para los cuales la extinción de ARC es relativamente simple, como resultado de la corriente natural que disminuye los cruces cero, DC MCCBS debe interrumpir el flujo de corriente continua. La principal diferencia es el método de gestión de arcos, con los arcos de CC más suaves y más difíciles de extinguir. Debido a que en el proyecto 2021 en Mongolia Interior, un DC MCCB mal seleccionado para el sistema no pudo interrumpir una corriente de cortocircuito de 15ka a 1000 V CC, no podríamos depender de la clasificación de la capacidad de ruptura de CC de un equivalente de CA. La tecnología de extinción de ARC ocurre en forma de explosión magnética. En un DC MCCB, por ejemplo, aislando el gas enfría y aísla el arco entre el nodo, lo que lo hace mucho más confiable que los diseños anteriores.

Comparación de tres niveles de voltaje: DC 500V, 1000V, 1500V

Sistemas DC 500V

El caballo de batalla de las primeras instalaciones solares a escala de servicios públicos,DC 500VLos sistemas demuestran una confiabilidad probada pero carecen de flexibilidad de configuración de cadenas. Por ejemplo, trabajando en varias plantas de 50MW en Xinjiang durante 2018-2020, vi MCCBS DC 500V como la serie Schneider NSX proporcionan un rendimiento confiable con cadenas más paralelas. Como resultado, tomó más de 40 cadenas en un paquete para que la planta alcanzara la potencia de salida objetivo.

Sistemas DC 1000V

Los sistemas DC 1000V ya se han convertido en el estándar actual de la industria para las plantas solares a gran escala y reducen los costos de BOS en un 8-12% en comparación con los 500V. La serie TMAX XT de ABB y Magnum DS MCCBS de Eaton son nuestras selecciones favoritas para aplicaciones de 1000V debido a sus capacidades de ruptura disponibles de hasta 20 ka.

Sistemas DC 1500V

Los sistemas DC 1500V solo han comenzado a surgir y actualmente se utilizan en almacenamiento de energía y algunos proyectos solares a gran escala. Sin embargo, su uso continúa empujando los límites de eficiencia. Por ahora, las soluciones certificadas están disponibles en fabricantes premium como la serie Siemens 3VA y Mitsubishi.

Escenarios de aplicación típicos

Protección de matriz solar y cuerda

En las cajas de combinadores, DC MCCBS actúa como la primera línea de defensa contra las fallas de rescate y cortocircuito. Con un proyecto 2022 en Qinghai, también aprendí que la elevación de 3200 m de instalaciones a gran altitud requiere consideraciones de reducción de 1000V MCCBS de 1000V que necesitaba 15% debido a la disipación de calor de densidad reducida del aire.

EV Cargo y tracción ferroviaria

Las estaciones de carga rápida a 800V DC requierenMCCBs con capacidad de ciclismo rápido. Para un proyecto de infraestructura de carga en Shanghai, especificamos MCCB con clasificaciones mecánicas de más de 20,000 operaciones para administrar la conmutación de carga frecuente.

Almacenamiento de energía y centro de datos DC Bus DC

Los sistemas de almacenamiento de energía de la batería funcionan con mayor frecuencia a 1500 V CC para minimizar las pérdidas de conversión, como el sistema de almacenamiento CESI y Huawei en EAU. La implicación de esto es la necesidad de coordinar la protección de MCCB con los sistemas de gestión de baterías; Este puede ser un equilibrio precario, pero he perfeccionado mi comprensión a través de numerosos proyectos de almacenamiento a escala de servicios públicos.

Los criterios de selección y los estudios de casos del mundo real se detallan en la Tabla 4. Las tendencias del mercado y las principales dinámicas de la marca se presentan en la instalación, la puesta en marcha y los elementos esenciales de mantenimiento.

Lista de verificación de mantenimiento

• Implementar la vigilancia de imágenes térmicas para aplicaciones de alta corriente.
• Medición anual de resistencia de contacto.
• Inspección visual trimestral para el seguimiento de ARC.
• Prueba de viaje por intervalos del fabricante.
• Verificación del par de conexión después del ciclo térmico.

Concluyendo: un futuro de seguridad y digitalización

El cambio de 500V a los sistemas CC de 1500V es mucho más que una simple escala de voltaje: representa el enfoque constante de la industria solar en la eficiencia y la reducción de costos. A medida que nos preparamos para trabajar con voltajes más altos, DC MCCBS debe madurar más allá de los simples mecanismos de protección en componentes inteligentes del sistema capaces de proporcionar un estado de salud en tiempo real y la salud de mantenimiento predictivo. El futuro requerirá una colaboración continua entre los fabricantes de equipos, los integradores de sistemas e ingenieros basados ​​en el campo como nosotros. Juntos, podemos asegurar que el potencial ampliado del marco de sistemas DC de alto voltaje se traduzca en un sistema de energía renovable más segura y sostenible. El objetivo? Seguridad DC de estado sólido y sistemas de 3000V. El levantamiento de voltaje se está quemando, y también debe nuestro compromiso de seguridad.