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DC-BANK系统几种技术线路的比较.doc
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DC-BANK系统几种技术线路的比较.doc
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DC-BANK 系统几种技术线路的比拟
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连续电源系统。 DC-BANK 技术开展到今天,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拟,
具体如下:
技术规 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
直流电压进展 A/D 采样后,经 PLC 的 CPU
比拟处理,当负载侧电压到达设定值时,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,通过这个电压来到达触发
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
BOOST 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防
止电池组放电的软特性,防止随着电池
GCplus15RTM 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
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〔2ms 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
还要进展隔离,否那么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:-10~50℃
组放电时间的增加而向变频器输出的电
压降低,从而防止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。在一
样支撑时间的需求下,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
换本钱。
具体参数请参阅附件
降,欠相,或测试。
GCplus15 特点
Ø高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。
Ø控制局部负责 PWM 信号产生及控
制,保证输出稳定,同时对电源模块各局部
进展保护,提供开关量和模拟量控制接口。
Ø监控完成模块参数设置、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 。
Ø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%。
Ø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。
Ø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。
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GCplus15 主要技术指标
l 直流输入
直流额定电压:513V
电压变化围:513V±20%
2 直流输出
输出额定值: 15A/500V
电压调节围:450V-540V
输出限流围:10%-105%×额定电流
稳压精度:≤0.5%
稳流精度:≤0.5%
纹波系数:≤0.1%
转换效率:≥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≤200цS,超调≤±2%
可闻噪声:≤55dB
工作环境温度:-5℃ -- +45℃
3 绝缘
绝缘电阻:直流局部、系统局部与
地之间相互施加 500V/50HZ 的交流电压,
绝缘电阻>2MΩ。
绝缘强度:交流局部与直流局部和
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机壳间,直流局部 与机壳间施加 50HZ 的
2KV 的交流电压,一分钟无击穿,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 构造外型
电 源 模 块 尺 寸 〔 高 X 宽 〕 :
201.8×210( 面 板 尺
寸),201.5×203×332〔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,后备式支撑方式平安性高。
100%确保变频器在电压骤降时能平安
平稳工作。
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
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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。
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;
上下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,可进展变频器直流母
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
组的方式才能降低本钱。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。
储能单元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。
投资本钱较大。
一体化设计,维修不方便。
虽然是最完美的解决方案,但投资本钱高。
平安性 采用直流接地保护技术,晶闸管与直流隔离
单元冗余隔离,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,
大大提高了系统平安性。
必须是一组电池对应一台变频器才是
最平安的方式。
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。
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gjmm89
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