DC-BANK系统几种技术线路的比较随着变频技术的逐渐成熟和广泛的应用，变频器由于电网电压骤降而引起的变频器低电压保护跳闸问题越来越突出，连续生产型 企业中该问题尤为突出，这就急需一种可靠的备用电源来保证一些重要负荷的变频器在电网瞬时或短时波动时不跳闸停机。DC-BANK 系统就是在充分考虑了变频器自身特点后设计的一种后备式直流不间断电源系统。DC-BANK技术发展到今天，主切换回路上RTM （电力 衔接模块）可分为3种不同的技术线路，分别为晶闸管、BOOST和GCplus技术。下面就DC-BANK这几种技术线路做一些比较，具体如 下：技术规范晶闸管技术BOOST技术GCPULS技术系统组成系统由储能单元、充电器、RTC-101压差控制 电子开关、DGPS母线接地保护器、监控单元、 执行单元和监测软件等组成。系统由储能电源、充电器、直流升压模 块、监控单元等组成。系统由储能电源、充电器、GCPULS隔离稳压模块、执行单元、监控单元等组成。核心技术直流压差控制开关模块单向晶闸管在直流电源中的应用已经很 广泛，它的驱动电路已经为大家所熟知。有 很多单向晶闸管驱动电路都是通过对负载侧 的直流电压进行A/D采样后，经PLC的CPU 比较处理，当负载侧电压达到设定值时，再 输出一个控制信号电压，加在晶闸管的门极G 和阴极K之间，通过这个电压来达到触发晶 闸管导通的目的。这种电路复杂，元件繁多， 在控制晶闸管导通过程中增加了延时（2msBOOST升压模块直流升压模块采用大功率器件 IGBT组成的直流升压电路DC- Boost, 单台输出功率大，电压稳定可根据现场 电网电压及变频器类型可调。控制变频 器在晃电或停电时由交流供电转为直 流供电的瞬时转换。RTM转换控制器的使用可以有效避 免电池组放电的软特性，避免随着电池GCplusl5 RTM 模块RTM 转换控制器（Power Ride-thru Module）是DC-BANK的核心模块，是用于市电 中断时切换直流电源到变频器以使变频器持 续运转的电力衔接模块，根据不同的支撑时间 需要可选配不同容量的电池组，在转换时不得 使负载电源产生任何中断或干扰负载运作，并 能向变频器提供稳定的直流电压。RTM切换原因包括电源中断，电压降， 欠相，或测试。以上），因为A/D转换和CPU处理，都需要时 间，而且因为电路复杂，增加了故障率，这 种控制电路不但需要提供外部电源供电，而 且在对晶闸管的门极加控制电压时还要进行 隔离，否则因为晶闸管的回路电压过高，会 损坏控制电路。故在这种应用中急需要一种可靠、快速的直 流压差控制电子开关。RTC-101压差控制电子开关额定电流：DC25A-1200A额定电压：DC10V-1000V峰值因素：5开关压降：0.7V导通时间：500uS压差设置档位：6压差设置：DC3V-168V工作温度：一1050C组放电时间的增加而向变频器输出的电 压降低，从而避免了单纯电池组支撑时 VF控制方式变频器的输出功率下降和矢 量控制变频器的过电流问题，也杜绝了 电池组支撑时使用的静态开关切换造成 的变频器直流母线大电流冲击。在相同 支撑时间的需求下，和RTM模块配合的 蓄电池容量比不用RTM模块的电池组容 量下降，减少了使用维保中的更换成本。 具体参数请参阅附件GCplus15 特点0咼压直流电经二级体隔离后，经全桥 PWM电路转换为高频交流，再经高频变压器隔 离稳压后整流隔离输出。0控制部分负责PWM信号产生及控制， 保证输出稳定，同时对电源模块各部分进行保 护，提供开关量和模拟量控制接口。0监控元成模块参数设置、电源工作参 数及状态的检测和显示、电源工作参数校准, 完成电源和主监控器之间的通讯。0采用高频软开关技术，使得电源转换 效率大大提高，满载输出时效率最高可达95%。0均流控制实现各模块并机时输出自 主均流，使各模块并机工作时均分负载。0监控采用单片机控制，实现模块输出 电压、电流采集；实现开关机、输出电压、输 出限流控制；实现电源参数设置和参数校准； RS485通讯功能。GCplus15主要技术指标l直流输入直流额定电压：513V电压变化范围：513V20%2 直流输出输出额定值：15A/500V电压调节范围：450V-540V输出限流范围：10%-105%X额定电流稳压精度：W0.5%稳流精度：W0.5%纹波系数：W0.1%转换效率：三95% （满负荷输出）动态响应：在20%负载跃变到80%负载时恢复时间W200q S,超调2%可闻噪声：55dB工作环境温度：-5 C +45 C3 绝缘绝缘电阻：直流部分、系统部分与 地之间相互施加500V/50HZ的交流电压，绝缘 电阻2MQ。绝缘强度：交流部分与直流部分和 机壳间，直流部分与机壳间施加50HZ的2KV的交流电压，分钟无击穿，无闪络。4 控制功能遥控：开/关机遥调：输出电压、输出限流均连续 可调遥测：输出电压、输出电流遥信：开/关机状态、故障类型5 结构外型电源模块尺寸（高X宽）：201.8X210（面板尺寸），201.5X203X332（箱体尺寸:电源模块重量：14.5Kg原理图见附件图1见附件图2见附件图3优点通过RTC-101直流压差控制电子开关控 制晶闸管投切，具有切换速度快，无需外部 供电、线路简单，故障率低等特点。价格实惠，后备式支撑方式安全性咼。100%确保变频器在电压骤降时能安全平 稳工作。每一个回路由单独的控制及执行单元组 成，相互独立，互不干扰。输出电压稳定，可根据负载需要调节。 动态响应，转换时间短。支持带电热插拔技术，方便维修N+1冗余技术，单个模块故障时自动退出， 减少故障损失；母线式模组技术，方便扩容；主动均流，平均分配电流值，减少模块故障;隔离稳压技术，停机后无低压直流输出，保 护电池组和变频器过流及短路保护，防止母线 接地及短路时故障扩大；高低压进线均可稳压输出，适应大幅度母线 电压变化；快速动态响应时间短，可进行变频器直流母 线纹波系数补偿。缺点负载为小功率变频时只能设计成共用电 池组的方式才能降低成本。放电时容易形成 变频器之间的环流，直流纹波增大，相互之 间会有干扰，需增加直流有源滤波器才能去 除纹波。放电时容易形成变频器之间的环 流，直流纹波增大，相互之间会有干扰。 储能单兀与负载之间不能隔离，停机后 有低压直流输出，电池组和变频器容易 过流及短路保护，母线接地及短路时故 障扩大。投资成本较大。一体化设计，维修不方便。虽然是最完美的解决方案，但投资成本高。安全性米用直流接地保护技术，晶闸管与直流隔 离单兀冗余隔离，确保蓄电池与变频器直流 母线完全隔离，系统预留变频器运行状态干节点、接触 器连锁干节点、FMCS跳车连锁干节点等，大 大提高了系统安全性。必须是一组电池对应一台变频器才是最 安全的方式。必须是一组电池对应一台变频器才 疋最安全的方式。一组电池可对应多台变频器，相互不干扰 N+1冗余设计，任何一个模块故障不影响系 统正常工作。停机后无低压直流输出，保护电池组和变频 器过流及短路保护，防止母线接地及短路时 故障扩大。系统预留变频器运行状态干节点、接触器连 锁干节点、FMCS跳车连锁干节点等，进 步提高系统安全性。图1图2ErtHKL .EUrr?K 322 Mi-：町F I*:； n * 南氏Eti臣佰息自动址扭术有IS坐司圖名l.rgEp:；丄Im ,i id re KA成芯国际荣成电路有限舍司C n iarH* 点* Rrl Jf3J 1 Il IKWHT4.trtkirKIWIXTKRC=iw_nenimj it=L 邛r 11-JIMEIIM gSWE恥1;.9M19 昌醤g.IHMM 4T - IM K1雪NCCMMFtlYm-kro-=i*A KWFLf也出If Cgjjj注：目前国内晶闸技术线路DC-BANK分两种，一种是通过PLC控制技术控制晶闸管触发电路的导通，另一种是功率 扩展型直流压差控制技术。主要区别在于控制晶闸管的导通速度不一样，通过PLC控制必然是毫秒级别的技术，而 功率扩展型直流压差控制技术是微秒级控制技术。目前功率扩展型直流压差控制技术DC-BANK系统在晶圆代工厂有 较为广泛的应用。以某煤化工企业进料泵DC-BANK系统设计为例，两种技术线路的DC-BANK系统均衡比较如下表：规范要求标书技术方案GC 系列 DC-BANK规范一系统说明1.1 一般说明DC-BANK共有四个系统组成，1）畜电池组系统的 储能元件。2）自动化智能充电及电池组管理系统。 3）系统测控。4）系统配电。系统由储能单元、充电器、RTC-101压差控制电子开关、Gcplusl5 RTM切换控 制单元（稳压选件）、DGPS母线接地保护器、监控单元、执行单元和监测软件 等组成。增加的DGPS母线接地保护器可在电缆接地故障或漏电流产生时有效保护变频 器持续运行，增加系统安全性1.2储能单元系统储能兀件选用国内合资企业性价比较高的品 牌，理论使用寿命10年，质保2年。以确保系统 使用年费的低支出。满足要求，系统储能兀件选用国内合资企业性价比较高的品牌一双登畜电池， 理论使用寿命15年，厂家质保3年。1.3充电系统设计选用高频充电模块，N+1冗余设计，保证在有个别 充电器损坏情况卜不会影响系统正常性能。当电 池组放电后，在恢复交流供电时，系统自动转入 充电模式。浮充均充电压在HMI上可选。充电机：选用知名公司产品（必须甲方确认）输满足要求，选用DC600V高频充电模块，N+1冗余设计，保证在有个别充电器损 坏情况下不会影响系统正常性能。当电池组放电后，在恢复交流供电时，系统 自动转入充电模式。浮充均充电压在触摸屏上可选。充电机输入电压为380VAC15%,输出（浮充电压）：500V-600V可调，输出电流 5A,多组冗余并联。入电压为380VAC15%,输出（浮充电压）：544V,480V-560V可调，输出电流17A,四组冗余并联。1.4系统可靠度及维护性本系统有完善的测量和控制设计，测量项目有市 电电压，直流母线电压，充电电流，放电电流， 生产线精确到秒的闪落和停电记录（50条滚动查 询）电力恢复记录（50条滚动查询）。SW开关内 的被保护VVVF电压检测，当超过设定的保护阈值 时SW即时导通。高速光电电压监测继电器监测市 电电压，一旦出现低于设定阈值电压，即时发出 SW导通指令。人机界面采用液晶触摸屏（HMI）全 中文显示。系统留有通讯接口供上位电脑数据采 集。满足要求，本系统有完善的测量和控制设计，测量项目有市电电压，直流母线 电压，充电电流，放电电流，生产线精确到秒的闪落和停电记录（50条滚动查 询）电力恢复记录（50条滚动查询）。系统通过RTC101直流压差控制电子开关控制晶闸管投切，具有切换速度快， 无需外部供电、线路简单，故障率低等特点，人机