DC_BANK系統(tǒng)幾種技術(shù)線路的比較

1、DC-BANK系統(tǒng)幾種技術(shù)線路的比較 隨著變頻技術(shù)的逐漸成熟和廣泛的應(yīng)用，變頻器由于電網(wǎng)電壓驟降而引起的變頻器低電壓保護(hù)跳閘問題越來越突出，連續(xù)生產(chǎn)型企業(yè)中該問題尤為突出，這就急需一種可靠的備用電源來保證一些重要負(fù)荷的變頻器在電網(wǎng)瞬時(shí)或短時(shí)波動(dòng)時(shí)不跳閘停機(jī)。DC-BANK系統(tǒng)就是在充分考慮了變頻器自身特點(diǎn)后設(shè)計(jì)的一種后備式直流不間斷電源系統(tǒng)。DC-BANK技術(shù)發(fā)展到今天，主切換回路上RTM（電力銜接模塊）可分為3種不同的技術(shù)線路，分別為晶閘管、BOOST和GCplus技術(shù)。下面就DC-BANK這幾種技術(shù)線路做一些比較，具體如下：技術(shù)規(guī)晶閘管技術(shù)BOOST技術(shù)GCPULS技術(shù)系統(tǒng)組成系統(tǒng)由儲(chǔ)能單

2、元、充電器、RTC-101壓差控制電子開關(guān)、DGPS母線接地保護(hù)器、監(jiān)控單元、執(zhí)行單元和監(jiān)測(cè)軟件等組成。系統(tǒng)由儲(chǔ)能電源、充電器、直流升壓模塊、監(jiān)控單元等組成。系統(tǒng)由儲(chǔ)能電源、充電器、GCPULS隔離穩(wěn)壓模塊、執(zhí)行單元、監(jiān)控單元等組成。核心技術(shù)直流壓差控制開關(guān)模塊 單向晶閘管在直流電源中的應(yīng)用已經(jīng)很廣泛，它的驅(qū)動(dòng)電路已經(jīng)為大家所熟知。有很多單向晶閘管驅(qū)動(dòng)電路都是通過對(duì)負(fù)載側(cè)的直流電壓進(jìn)行A/D采樣后，經(jīng)PLC的CPU比較處理，當(dāng)負(fù)載側(cè)電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，再輸出一個(gè)控制信號(hào)電壓，加在晶閘管的門極G和陰極K之間，通過這個(gè)電壓來達(dá)到觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通的目的。這種電路復(fù)雜，元件繁多，在控制晶閘管導(dǎo)通過程中增加

3、了延時(shí)（2ms以上），因?yàn)锳/D轉(zhuǎn)換和CPU處理,都需要時(shí)間，而且因?yàn)殡娐窂?fù)雜，增加了故障率，這種控制電路不但需要提供外部電源供電，而且在對(duì)晶閘管的門極加控制電壓時(shí)還要進(jìn)行隔離，否則因?yàn)榫чl管的回路電壓過高，會(huì)損壞控制電路。故在這種應(yīng)用中急需要一種可靠、快速的直流壓差控制電子開關(guān)。RTC-101壓差控制電子開關(guān)額定電流：DC25A-1200A額定電壓：DC10V-1000V峰值因素：>5開關(guān)壓降：0.7V導(dǎo)通時(shí)間：<500uS壓差設(shè)置檔位：6壓差設(shè)置：DC3V-168V 工作溫度：1050BOOST升壓模塊 直流升壓模塊采用大功率器件IGBT組成的直流升壓電路DC- Boost，單

4、臺(tái)輸出功率大，電壓穩(wěn)定可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電網(wǎng)電壓及變頻器類型可調(diào)?？刂谱冾l器在晃電或停電時(shí)由交流供電轉(zhuǎn)為直流供電的瞬時(shí)轉(zhuǎn)換。 RTM轉(zhuǎn)換控制器的使用可以有效避免電池組放電的軟特性，避免隨著電池組放電時(shí)間的增加而向變頻器輸出的電壓降低，從而避免了單純電池組支撐時(shí)VF控制方式變頻器的輸出功率下降和矢量控制變頻器的過電流問題，也杜絕了電池組支撐時(shí)使用的靜態(tài)開關(guān)切換造成的變頻器直流母線大電流沖擊。在相同支撐時(shí)間的需求下，和RTM模塊配合的蓄電池容量比不用RTM模塊的電池組容量下降，減少了使用維保中的更換成本。具體參數(shù)請(qǐng)參閱附件GCplus15 RTM模塊  RTM轉(zhuǎn)換控制器(Power R

5、ide-thru Module)是DC-BANK的核心模塊，是用于市電中斷時(shí)切換直流電源到變頻器以使變頻器持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電力銜接模塊，根據(jù)不同的支撐時(shí)間需要可選配不同容量的電池組，在轉(zhuǎn)換時(shí)不得使負(fù)載電源產(chǎn)生任何中斷或干擾負(fù)載運(yùn)作，并能向變頻器提供穩(wěn)定的直流電壓。   RTM切換原因包括電源中斷，電壓降，欠相，或測(cè)試。GCplus15特點(diǎn)Ø   高壓直流電經(jīng)二級(jí)體隔離后，經(jīng)全橋PWM電路轉(zhuǎn)換為高頻交流，再經(jīng)高頻變壓器隔離穩(wěn)壓后整流隔離輸出。Ø   控制部分負(fù)責(zé)PWM信號(hào)產(chǎn)生及控制，保證輸出穩(wěn)定，同時(shí)對(duì)

6、電源模塊各部分進(jìn)行保護(hù)，提供開關(guān)量和模擬量控制接口。Ø   監(jiān)控完成模塊參數(shù)設(shè)置、電源工作參數(shù)及狀態(tài)的檢測(cè)和顯示、電源工作參數(shù)校準(zhǔn),完成電源和主監(jiān)控器之間的通訊 。Ø    采用高頻軟開關(guān)技術(shù)，使得電源轉(zhuǎn)換效率大大提高，滿載輸出時(shí)效率最高可達(dá)95%。Ø    均流控制實(shí)現(xiàn)各模塊并機(jī)時(shí)輸出自主均流，使各模塊并機(jī)工作時(shí)均分負(fù)載。Ø    監(jiān)控采用單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)模塊輸出電壓、電流采集；實(shí)現(xiàn)開關(guān)機(jī)、輸出電壓、輸出

7、限流控制；實(shí)現(xiàn)電源參數(shù)設(shè)置和參數(shù)校準(zhǔn)；RS485通訊功能。GCplus15主要技術(shù)指標(biāo)l       直流輸入直流額定電壓：513V電壓變化圍：513V±20%2      直流輸出輸出額定值： 15A/500V 電壓調(diào)節(jié)圍：450V-540V 輸出限流圍：10%-105%×額定電流穩(wěn)壓精度：0.5%穩(wěn)流精度：0.5%紋波系數(shù)：0.1%轉(zhuǎn)換效率：95%（滿負(fù)荷輸出）動(dòng)態(tài)響應(yīng)：在20%負(fù)載躍變到80%負(fù)載時(shí)恢復(fù)時(shí)間200S，超調(diào)±2%可聞噪聲：55dB工作環(huán)

8、境溫度：-5 - +453    絕緣        絕緣電阻：直流部分、系統(tǒng)部分與地之間相互施加500V/50HZ的交流電壓，絕緣電阻>2M。        絕緣強(qiáng)度：交流部分與直流部分和機(jī)殼間，直流部分與機(jī)殼間施加50HZ的2KV 的交流電壓，一分鐘無擊穿，無閃絡(luò)。4      控制功能       

9、;   遙控：開/關(guān)機(jī)           遙調(diào)：輸出電壓、輸出限流均連續(xù)可調(diào)          遙測(cè)：輸出電壓、輸出電流          遙信：開/關(guān)機(jī)狀態(tài)、故障類型5    結(jié)構(gòu)外型       

10、0; 電源模塊尺寸（高X寬）：201.8×210(面板尺寸)，201.5×203×332（箱體尺寸）         電源模塊重量：14.5Kg原理圖見附件圖1見附件圖2見附件圖3優(yōu)點(diǎn) 通過RTC101直流壓差控制電子開關(guān)控制晶閘管投切，具有切換速度快，無需外部供電、線路簡(jiǎn)單，故障率低等特點(diǎn)。價(jià)格實(shí)惠，后備式支撐方式安全性高。100%確保變頻器在電壓驟降時(shí)能安全平穩(wěn)工作。每一個(gè)回路由單獨(dú)的控制及執(zhí)行單元組成，相互獨(dú)立，互不干擾。輸出電壓穩(wěn)定，可根據(jù)負(fù)載需要調(diào)節(jié)。動(dòng)態(tài)響應(yīng)，轉(zhuǎn)換時(shí)間短。支

11、持帶電熱插拔技術(shù)，方便維修  N+1冗余技術(shù)，單個(gè)模塊故障時(shí)自動(dòng)退出，減少故障損失；母線式模組技術(shù)，方便擴(kuò)容；主動(dòng)均流，平均分配電流值，減少模塊故障； 隔離穩(wěn)壓技術(shù)，停機(jī)后無低壓直流輸出，保護(hù)電池組和變頻器過流及短路保護(hù)，防止母線接地及短路時(shí)故障擴(kuò)大； 高低壓進(jìn)線均可穩(wěn)壓輸出，適應(yīng)大幅度母線電壓變化； 快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短，可進(jìn)行變頻器直流母線紋波系數(shù)補(bǔ)償。缺點(diǎn) 負(fù)載為小功率變頻時(shí)只能設(shè)計(jì)成共用電池組的方式才能降低成本。放電時(shí)容易形成變頻器之間的環(huán)流，直流紋波增大，相互之間會(huì)有干擾，需增加直流有源濾波器才能去除紋波。 放電時(shí)容易形成變頻器之間的環(huán)流，直流紋波增大，相互之間會(huì)有干擾。儲(chǔ)能

12、單元與負(fù)載之間不能隔離，停機(jī)后有低壓直流輸出，電池組和變頻器容易過流及短路保護(hù)，母線接地及短路時(shí)故障擴(kuò)大。投資成本較大。一體化設(shè)計(jì)，維修不方便。雖然是最完美的解決方案，但投資成本高。安全性 采用直流接地保護(hù)技術(shù)，晶閘管與直流隔離單元冗余隔離，確保蓄電池與變頻器直流母線完全隔離，系統(tǒng)預(yù)留變頻器運(yùn)行狀態(tài)干節(jié)點(diǎn)、接觸器連鎖干節(jié)點(diǎn)、FMCS跳車連鎖干節(jié)點(diǎn)等，大大提高了系統(tǒng)安全性。必須是一組電池對(duì)應(yīng)一臺(tái)變頻器才是最安全的方式。 必須是一組電池對(duì)應(yīng)一臺(tái)變頻器才是最安全的方式。一組電池可對(duì)應(yīng)多臺(tái)變頻器，相互不干擾N+1冗余設(shè)計(jì)，任何一個(gè)模塊故障不影響系統(tǒng)正常工作。停機(jī)后無低壓直流輸出，保護(hù)電池組和變頻器過流

13、及短路保護(hù)，防止母線接地及短路時(shí)故障擴(kuò)大。系統(tǒng)預(yù)留變頻器運(yùn)行狀態(tài)干節(jié)點(diǎn)、接觸器連鎖干節(jié)點(diǎn)、FMCS跳車連鎖干節(jié)點(diǎn)等，進(jìn)一步提高系統(tǒng)安全性。圖1圖2圖3注：目前國晶閘技術(shù)線路DC-BANK分兩種，一種是通過PLC控制技術(shù)控制晶閘管觸發(fā)電路的導(dǎo)通，另一種是功率擴(kuò)展型直流壓差控制技術(shù)。主要區(qū)別在于控制晶閘管的導(dǎo)通速度不一樣，通過PLC控制必然是毫秒級(jí)別的技術(shù)，而功率擴(kuò)展型直流壓差控制技術(shù)是微秒級(jí)控制技術(shù)。目前功率擴(kuò)展型直流壓差控制技術(shù)DC-BANK系統(tǒng)在晶圓代工廠有較為廣泛的應(yīng)用。以某煤化工企業(yè)進(jìn)料泵DC-BANK系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，兩種技術(shù)線路的DC-BANK系統(tǒng)均衡比較如下表：規(guī)要求標(biāo)書技術(shù)方案GC系

14、列DCBANK規(guī)一系統(tǒng)說明1.1一般說明DC-BANK共有四個(gè)系統(tǒng)組成，1）蓄電池組系統(tǒng)的儲(chǔ)能元件。2）自動(dòng)化智能充電及電池組管理系統(tǒng)。3）系統(tǒng)測(cè)控。4）系統(tǒng)配電。系統(tǒng)由儲(chǔ)能單元、充電器、RTC-101壓差控制電子開關(guān)、Gcplus15 RTM切換控制單元（穩(wěn)壓選件）、DGPS母線接地保護(hù)器、監(jiān)控單元、執(zhí)行單元和監(jiān)測(cè)軟件等組成。增加的DGPS母線接地保護(hù)器可在電纜接地故障或漏電流產(chǎn)生時(shí)有效保護(hù)變頻器持續(xù)運(yùn)行，增加系統(tǒng)安全性1.2儲(chǔ)能單元系統(tǒng)儲(chǔ)能元件選用國合資企業(yè)性價(jià)比較高的品牌，理論使用壽命10年，質(zhì)保2年。以確保系統(tǒng)使用年費(fèi)的低支出。滿足要求，系統(tǒng)儲(chǔ)能元件選用國合資企業(yè)性價(jià)比較高的品牌雙登蓄

15、電池，理論使用壽命15年，廠家質(zhì)保3年。 1.3充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用高頻充電模塊，N+1冗余設(shè)計(jì)，保證在有個(gè)別充電器損壞情況下不會(huì)影響系統(tǒng)正常性能。當(dāng)電池組放電后，在恢復(fù)交流供電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入充電模式。浮充均充電壓在HMI上可選。充電機(jī)：選用知名公司產(chǎn)品（必須甲方確認(rèn)）。輸入電壓為380VAC±15%，輸出(浮充電壓):544V，480V-560V可調(diào)，輸出電流17A,四組冗余并聯(lián)。滿足要求，選用DC600V高頻充電模塊，N+1冗余設(shè)計(jì)，保證在有個(gè)別充電器損壞情況下不會(huì)影響系統(tǒng)正常性能。當(dāng)電池組放電后，在恢復(fù)交流供電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入充電模式。浮充均充電壓在觸摸屏上可選。充電機(jī)輸入電壓為

16、380VAC±15%，輸出(浮充電壓):500V-600V可調(diào)，輸出電流5A,多組冗余并聯(lián)。1.4系統(tǒng)可靠度及維護(hù)性本系統(tǒng)有完善的測(cè)量和控制設(shè)計(jì)，測(cè)量項(xiàng)目有市電電壓，直流母線電壓，充電電流，放電電流，生產(chǎn)線精確到秒的閃落和停電記錄（50條滾動(dòng)查詢）電力恢復(fù)記錄（50條滾動(dòng)查詢）。SW開關(guān)的被保護(hù)VVVF電壓檢測(cè)，當(dāng)超過設(shè)定的保護(hù)閾值時(shí)SW即時(shí)導(dǎo)通。高速光電電壓監(jiān)測(cè)繼電器監(jiān)測(cè)市電電壓，一旦出現(xiàn)低于設(shè)定閾值電壓，即時(shí)發(fā)出SW導(dǎo)通指令。人機(jī)界面采用液晶觸摸屏（HMI）全中文顯示。系統(tǒng)留有通訊接口供上位電腦數(shù)據(jù)采集。滿足要求，本系統(tǒng)有完善的測(cè)量和控制設(shè)計(jì)，測(cè)量項(xiàng)目有市電電壓，直流母線電壓，充

17、電電流，放電電流，生產(chǎn)線精確到秒的閃落和停電記錄（50條滾動(dòng)查詢）電力恢復(fù)記錄（50條滾動(dòng)查詢）。 系統(tǒng)通過RTC101直流壓差控制電子開關(guān)控制晶閘管投切，具有切換速度快，無需外部供電、線路簡(jiǎn)單，故障率低等特點(diǎn)，人機(jī)界面采用液晶觸摸屏（HMI）全中文顯示。系統(tǒng)留有通訊接口供上位電腦數(shù)據(jù)采集。1.5系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)條件及適用環(huán)境1甲方提供1路主電源回路380VAC/3P+N+PE 100A2柜體防護(hù)等級(jí) IP203甲方提供被保護(hù)變頻器運(yùn)行狀態(tài)干接點(diǎn)4電池組室環(huán)境 2025度5實(shí)際使用環(huán)境海拔1200米外殼防護(hù)等級(jí) IP42系統(tǒng)預(yù)留變頻器運(yùn)行狀態(tài)干節(jié)點(diǎn)、接觸器連鎖干節(jié)點(diǎn)、DCS或ESD跳車連鎖干節(jié)點(diǎn)可

18、操作環(huán)境：050，095%濕度，海拔1500公尺1.6運(yùn)轉(zhuǎn)噪音運(yùn)行噪音，待機(jī)時(shí)小于65分貝，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)小于75分貝規(guī)二系統(tǒng)構(gòu)成及系統(tǒng)運(yùn)作2.1直流回路系統(tǒng)構(gòu)成由于系統(tǒng)為直流電源，電池組的斷路電流較大，為保證直流系統(tǒng)與VVVF DCBUS的準(zhǔn)確快速投入切除，每個(gè)配電回路選有直流空氣開關(guān)QF，靜態(tài)電子開關(guān)SW，接觸器MF。以空開QF做回路過流，短路保護(hù)、接觸器MF做VVVF起動(dòng)投用及停止切除操作、靜態(tài)電子開關(guān)SW做閃落投切。當(dāng)被保護(hù)的VVVF需修理維護(hù)時(shí)，只要切斷空開QF、VVVF交流供電回路即可與系統(tǒng)脫離而可安全進(jìn)行維護(hù)操作。滿足要求，每個(gè)配電回路選有直流空氣開關(guān)QF，直流壓差控制電子開關(guān)，接觸器M

19、F，DGPS母線接地保護(hù)器和隔離刀閘。不僅有效投切，同時(shí)在母線接地或漏電流故障時(shí)，保護(hù)變頻器安全，隔離DC-BANK和變頻器，增加系統(tǒng)的安全性。2.2系統(tǒng)運(yùn)作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)數(shù)個(gè)高頻充電器并行向電池組實(shí)現(xiàn)浮充維護(hù)，測(cè)控系統(tǒng)處以運(yùn)行狀態(tài)并在HMI上動(dòng)態(tài)顯示各參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)。當(dāng)被保護(hù)的VVVF投用時(shí)應(yīng)先手動(dòng)合上直流空開QF，VVVF正常起動(dòng)后向DC-BANK發(fā)出運(yùn)行正常的回訊，系統(tǒng)測(cè)控接受后即時(shí)合上MF直流接觸器，這時(shí)系統(tǒng)的SW，光電高速電壓繼電器同時(shí)運(yùn)行，發(fā)生閃落、停電時(shí)SW導(dǎo)通，VVVF由市電轉(zhuǎn)入DC-BANK供電。當(dāng)市電恢復(fù)供電時(shí)，測(cè)控系統(tǒng)會(huì)及時(shí)接受到光電高速繼電器來電信號(hào)，在延時(shí)數(shù)秒后撤去SW導(dǎo)

20、通指令、SW亦會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到VVVF上DC電壓的恢復(fù)狀態(tài)，當(dāng)二者同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，SW退出導(dǎo)通。單向晶閘管在直流電源中的應(yīng)用已經(jīng)很廣泛，它的驅(qū)動(dòng)電路已經(jīng)為大家所熟知。有很多單向晶閘管驅(qū)動(dòng)電路都是通過對(duì)負(fù)載側(cè)的直流電壓進(jìn)行A/D采樣后，經(jīng)PLC的CPU比較處理，當(dāng)負(fù)載側(cè)電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，再輸出一個(gè)控制信號(hào)電壓，加在晶閘管的門極G和陰極K之間，通過這個(gè)電壓來達(dá)到觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通的目的。這種電路復(fù)雜，元件繁多，在控制晶閘管導(dǎo)通過程中增加了延時(shí)（2ms以上），因?yàn)锳/D轉(zhuǎn)換和CPU處理,都需要時(shí)間，而且因?yàn)殡娐窂?fù)雜，增加了故障率，這種控制電路不但需要提供外部電源供電，而且在對(duì)晶閘管的門極加控制電壓時(shí)還要進(jìn)行隔離

21、，否則因?yàn)榫чl管的回路電壓過高，會(huì)損壞控制電路。故在這種應(yīng)用中急需要一種可靠、快速的直流壓差控制電子開關(guān)。RTC-101壓差控制電子開關(guān)額定電流：DC25A-1200A額定電壓：DC10V-1000V峰值因素：>5開關(guān)壓降：0.7V導(dǎo)通時(shí)間：<500uS壓差設(shè)置檔位：6壓差設(shè)置：DC3V-168V工作溫度：1050規(guī)三系統(tǒng)電器規(guī)3.1系統(tǒng)容量當(dāng)系統(tǒng)遭遇較長(zhǎng)停電時(shí)間，電池組的電壓會(huì)隨放電過程而下降并超出VVVF保護(hù)電壓值時(shí)，VVVF低電壓保護(hù)性停機(jī)，同時(shí)撤出VVVF正常運(yùn)行回訊，DC-BANK自動(dòng)撤除該回路的支撐。由于VVVF的保護(hù)電壓均高于電池組放電的終了電壓，因此，電池組是安全的

22、。滿足要求,且增加了系統(tǒng)最大工作時(shí)間設(shè)定，有效保護(hù)蓄電池。因?yàn)椴煌冾l器的低壓保護(hù)值不同，且變頻器運(yùn)行方式不同，在矢量控制方式下，直流母線電壓過低會(huì)造成變頻器過流運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)損壞變頻器和電機(jī)。所以，我公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)上嚴(yán)禁蓄電池低壓運(yùn)行。3.2系統(tǒng)輸入本系統(tǒng)輸入電源主要為充電機(jī)對(duì)電池組的充電電壓：三相四線AC380V50HZ3.3系統(tǒng)輸出 未作要求，只是確保變頻器不跳閘停機(jī)為保障系統(tǒng)輸出時(shí)，德士古氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行，煤漿泵和氧泵的直流輸出電壓都和交流運(yùn)行時(shí)接近，輸出電壓：DC 513480V, 可調(diào)整. 規(guī)四供電說明5.1部供電說明正常條件下系統(tǒng)的測(cè)控系統(tǒng)有三路獨(dú)立的電源，一路有交流市電供電，按設(shè)計(jì)

23、其在絕大多的時(shí)間里系統(tǒng)有它供電，另二路由DC-BANK母線電壓經(jīng)DC/DC模塊供應(yīng)，按設(shè)計(jì)在絕大多數(shù)的時(shí)間里它處于零負(fù)荷狀態(tài)，有很高的可靠性。 滿足功能要求，同時(shí)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、 巧妙通過RTC-101壓差控制電子開關(guān)抑制蓄電池放電，并在電壓波動(dòng)時(shí)快速投切，簡(jiǎn)化控制電路 ，無需供電，增加了系統(tǒng)的可靠性。 2、 通過SIS子系統(tǒng)中央控制單元的軟件，區(qū)分市電中斷和變頻器故障，杜絕市電波動(dòng)引起的停機(jī)，又在變頻器故障或收到相關(guān)ESD保護(hù)信號(hào)和手動(dòng)停機(jī)信號(hào)時(shí)快速撤出直流電源。3、 控制、監(jiān)測(cè)單元故障以及輸入、輸出端子懸空斷線等，執(zhí)行單元都會(huì)回到安全狀態(tài)斷開，提高系統(tǒng)的可靠性。4、 系統(tǒng)的投入條件包括電

24、源中斷，電壓降，欠相，或測(cè)試。5.2輔助供電說明 甲方負(fù)責(zé)對(duì)變頻器前端的交流接觸器及其他輔助電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，以確保在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或瞬間失壓、短時(shí)停電時(shí)交流接觸器等能維持正常工作，確保本系統(tǒng)無論是在交直交的狀態(tài)均能可靠轉(zhuǎn)換：1、交流接觸器線圈增裝抗晃電模塊，具體時(shí)間由甲方確定。2、其他輔助電機(jī)也作上述處理，防止由于這些輔助電機(jī)的停機(jī)造成對(duì)高壓煤漿泵的連鎖停機(jī)。DC-BANK系統(tǒng)電池的直流母線輸出電壓完全滿足變頻器在晃電或失電時(shí)正常運(yùn)行要求 ，避免氧煤比變化和負(fù)荷波動(dòng)。 我方系統(tǒng)提供不間斷之交流220V電源，自帶靜態(tài)旁路，有完善的自檢和故障報(bào)警，可對(duì)變頻柜的輔助電源進(jìn)行供電，不需額外增加成本。1、

25、交流接觸器線圈由DC-BANK供電，因?yàn)榧词乖黾涌够坞娔K也無法保障5分鐘運(yùn)行。2、 變頻器部風(fēng)機(jī)220V由DC-BANK供電，否則變頻器會(huì)因過熱保護(hù)或損壞。3、 所有連鎖控制的信號(hào)DC24V供電由DC-BANK供電，如變頻器運(yùn)行信號(hào)、ESD跳車信號(hào)、接觸器輔助信號(hào)等規(guī)五蓄電池規(guī)格6.1電池配置選用知名公司蓄電池 （必須甲方確認(rèn)）150AH 12V X40節(jié)串連，五組電池組并聯(lián)使用，每組蓄電池用一個(gè)電池柜，有獨(dú)立的直流空氣開關(guān)作分?jǐn)嗯c短路保護(hù)。 針對(duì)高壓煤漿泵和氧泵的負(fù)載特性和設(shè)計(jì)參數(shù)，我方做以下設(shè)計(jì)：1、 每臺(tái)高壓煤漿泵配置單臺(tái)DC-BANK,蓄電池容量200Ah，電池個(gè)數(shù)為43只，充電電壓

26、DC593.4V,這樣可確保高壓煤漿泵直流支撐時(shí)的電壓接近513V,避免煤漿流量波動(dòng)和下降。2、 每?jī)膳_(tái)氧泵(一用一備或并機(jī)運(yùn)行)配置單臺(tái)DC-BANK,蓄電池容量150Ah×2，單組電池個(gè)數(shù)為41只，這樣可確保氧泵直流支撐時(shí)的電壓接近513V,避免氧流量波動(dòng)。所有上述設(shè)計(jì)都是為了避免多組蓄電池組并聯(lián)運(yùn)行，因?yàn)殡姵亟M超過4組以上的并聯(lián)會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性后果，也是各電池廠家嚴(yán)格禁止的做法：A、 電池組充電困難，5組電池并聯(lián)因?yàn)殡姵亟M的實(shí)際阻不均，必然會(huì)導(dǎo)致至少一組電池充不滿，無法達(dá)到想要的電池容量要求。使用時(shí)間越長(zhǎng)，這種問題就越突出。B、 在4組以上電池并聯(lián)放電時(shí)，阻大的電池也相當(dāng)于一個(gè)負(fù)載

27、，必然會(huì)存在阻小的電池組向阻大的電池組放電問題，導(dǎo)致部環(huán)流增大，降低變頻器側(cè)放電電壓，減少支撐時(shí)間，增加電池發(fā)熱，降低電池使用壽命，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。規(guī)六其他7.1直流端子確認(rèn)和技術(shù)配合1、 高壓煤漿泵原配套的ABB變頻器需增加直流母線由乙方聯(lián)系，因增加直流母線產(chǎn)生的費(fèi)用由乙方負(fù)責(zé)。2、 對(duì)高壓煤漿泵原配套的ABB變頻器進(jìn)行改造需ABB變頻器廠家技術(shù)人員配合由乙方聯(lián)系，因ABB變頻器廠家技術(shù)人員配合產(chǎn)生的費(fèi)用由乙方負(fù)責(zé)。我方已同ABB和AB技術(shù)人員確認(rèn)，并獲得技術(shù)支持，攜手解決變頻器直流母線端子問題，并由廠家提供直流支撐的技術(shù)支持。7.2驗(yàn)收方法：在工藝電動(dòng)機(jī)、變頻器工作正常的情況下，切斷

28、三相交流輸入電源，系統(tǒng)自動(dòng)切換成直流供電，保證受保護(hù)的工藝設(shè)備變頻器及電機(jī)不間斷運(yùn)行在合同規(guī)定的時(shí)間。其中，變頻器顯示的頻率保持恒定，沒有任何變化。然后送上三相交流電源，受保護(hù)的變頻器及電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行于交流電源工作狀態(tài)，充電機(jī)給蓄電池充電，完成一次電源失電切換過程。觸摸屏顯示并記錄停電及恢復(fù)供電的時(shí)刻。驗(yàn)收方法中，提到的變頻器顯示的頻率保持恒定，并不能確保變頻器所帶電機(jī)的實(shí)際輸出功率沒有改變，因?yàn)樽冾l器在VF控制模式和轉(zhuǎn)矩控制模式下，直流母線電壓下降雖不會(huì)造成變頻器頻率下降，但會(huì)造成實(shí)際輸出功率下降。實(shí)際驗(yàn)收應(yīng)以氣化工藝控制室DCS顯示的實(shí)際煤漿流量和氧流量為標(biāo)準(zhǔn)。UPS性能比較性能UPSDC-

29、BANK對(duì)變頻器供電方式交流UPS對(duì)變頻器交流輸入端供電，即使UPS電池放電時(shí)，仍需由UPS逆變成交流后供電，可靠性低DC-BANK對(duì)變頻器直流母線供電，使變頻器有交、直流兩路冗余供電，可靠性高多臺(tái)變頻器供電UPS功率成倍增加,多臺(tái)變頻器通過斷路器與UPS相連，相互影響大各變頻器直流回路相互隔離，影響小效率效率低 交流供電時(shí)到電機(jī)4 變換： / = = / / = = / 電池供電時(shí)到電機(jī) 3 變換： = / / = = / 總效率UPS效率×變頻器效率效率高 交流供電時(shí)到電機(jī) 2 變換： / = = / 電池供電時(shí)到電機(jī) 1 變換： = / 總效率變頻器效率工作方式在線式，交流切換

30、010ms后備式，直流切換0ms線路位置與變頻器為交流串聯(lián)，需增加一級(jí)保護(hù)與變頻器為直流并聯(lián)，無需增加保護(hù)級(jí)別外殼防護(hù)等級(jí)IP20IP30,不適應(yīng)惡劣工作環(huán)境IP54或更高，適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣工作環(huán)境電壓等級(jí)AC380V三相標(biāo)準(zhǔn)DC540V(對(duì)應(yīng)AC380V) DC931V(對(duì)應(yīng)AC690V） 適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種電機(jī)電壓等級(jí)系統(tǒng)容量帶電機(jī)類感性負(fù)載，需要57倍電機(jī)額定容量，單機(jī)最大容量400kVA1.1倍電機(jī)額定容量，單機(jī)最大容量800kW大電流沖擊1.151.5瞬間過流沖擊3倍以上大電流沖擊，支持變頻器直流啟動(dòng)系統(tǒng)擴(kuò)展無可與PLC、DCS安全連鎖，通過工業(yè)總線上傳數(shù)據(jù)，組成SCADA系統(tǒng)安裝方式

31、一體式標(biāo)準(zhǔn)電氣柜，可一體安裝，也可分散安裝，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)布局性價(jià)比低高故障率高低1 引言當(dāng)前，變頻器以其優(yōu)良的調(diào)速性能和顯著的節(jié)能效果，越來越被更多的現(xiàn)代化企業(yè)所采用，我公司的空分液氧泵電機(jī)采用了abb acs800-07-0610-3+f253+f260+r712+p901變頻器。由于電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致液氧泵變頻器在使用中產(chǎn)生了新的問題變頻器因電網(wǎng)晃電而跳閘。低電壓通常都是短時(shí)的，對(duì)傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)影響較小，而對(duì)變頻器則會(huì)產(chǎn)生低壓跳閘導(dǎo)致電機(jī)停止，影響生產(chǎn)。每次由于電網(wǎng)晃電變頻低壓跳閘造成的非計(jì)劃停機(jī)，都給公司造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何使變頻器在瞬時(shí)低電壓時(shí)仍能正常工作成為關(guān)鍵問題。2 變頻

32、器抗晃電改造原理及技術(shù)方案2.1 變頻器抗晃電改造關(guān)鍵變頻器抗晃電技術(shù)改造的關(guān)鍵是如何使變頻器在瞬時(shí)電壓低于低電壓保護(hù)整定值時(shí)還能正常工作。我們這次改造方案根據(jù)變頻器的工作原理和化工廠的實(shí)際情況，采用直流支撐系統(tǒng)dc-bank，在變頻器直流側(cè)加不間斷直流電源，提高變頻器的低電壓跨越能力，保證了在廠用交流電源瞬時(shí)低電壓時(shí)變頻器能正常工作。2.2 變頻器抗“晃電”技術(shù)方案(1)“晃電”問題分析abb變頻器都具有過壓、失壓和瞬間停電的保護(hù)功能。變頻器的逆變器件為igbt時(shí)，在失壓或停電后，將允許變頻器繼續(xù)工作一個(gè)短時(shí)間td，若失壓或停電時(shí)間totd，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行。一般td都在1525ms，

33、通常電源“晃電”較為強(qiáng)烈，都在幾秒鐘以上，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)跳車。電源電壓的晃動(dòng)造成了系統(tǒng)停車，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。(2)抗“晃電”技術(shù)方案針對(duì)變頻器因電網(wǎng)“晃電”導(dǎo)致液氧泵停車問題，采用直流支撐系統(tǒng)dc-bank，改造液氧泵變頻器主電路中間直流回路，將液氧泵變頻器主電路中間直流回路p(+)、n(-)引出，接至直流支撐系統(tǒng)dc-bank的靜態(tài)開關(guān)sw1輸出的直流電源直流接觸器mf1上，在電源電壓波動(dòng)即“晃電”時(shí)，依靠蓄電池bat為液氧泵變頻器提供穩(wěn)定的電源，保證變頻器輸出不變，液氧泵主電機(jī)轉(zhuǎn)速保持不改變或液氧泵變頻器欠電壓保護(hù)功能不動(dòng)作?？辗忠貉醣门c

34、dc-bank直流電源支撐系統(tǒng)電氣原理圖如圖1所示。圖1 空分液氧泵與dc-bank直流電源支撐系統(tǒng)電氣原理圖2.3 直流支撐系統(tǒng)dc-bank工作原理及性能特點(diǎn)(1)直流支撐dc-bank系統(tǒng)工作原理當(dāng)電網(wǎng)供電正常時(shí)，靜態(tài)開關(guān)sw1處于關(guān)斷狀態(tài)，切斷電池組bat與變頻器的通路，直流支撐系統(tǒng)裝置通過整流設(shè)備對(duì)蓄電池組進(jìn)行浮充電，裝置儲(chǔ)能;當(dāng)交流電源低于變頻器低壓保護(hù)值時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)觸發(fā)靜態(tài)開關(guān)sw1瞬間導(dǎo)通，可以做到變頻器由交流供電和由電池組供電的瞬時(shí)轉(zhuǎn)換。變頻器由ac/dc整流器、dc/ac逆變器等組成;直流支撐系統(tǒng)dc-bank由電池組bat、充電器cd1、靜態(tài)開關(guān)sw1、控制器plc等組成。(2)母線電壓正常條件下直流支撐系統(tǒng)投入過程變頻器電源端送入正常電壓，變頻器受電，部cpu準(zhǔn)備運(yùn)行;控制設(shè)備dcs或plc或控制繼電器送來啟動(dòng)運(yùn)行指令。電機(jī)按模擬