1、工業(yè)級(jí)電源UPS與DC-BANK比較,二一年八月,一、企業(yè)遇到的供電問題以及危害根據(jù)工業(yè)應(yīng)用的各種變化的電網(wǎng)情況的介紹，這對(duì)工業(yè)設(shè)備都可能產(chǎn)生各種不良的危害，特別是晶圓代工廠cleanroom相關(guān)之PCW和排風(fēng)系統(tǒng)，必須保證連續(xù)不間斷工作，這就對(duì)電網(wǎng)的質(zhì)量提出了很高的要求。根據(jù)我們?cè)诎雽?dǎo)體企業(yè)走訪和了解，以及我們公司多年來在工業(yè)環(huán)境中設(shè)計(jì)不間斷電源的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)認(rèn)為主要有以下幾種問題：,a.電壓的波動(dòng) 工業(yè)環(huán)境中的供電往往都是變電所直供電，這樣在一些外在因素的情況下，產(chǎn)生了比較大的波動(dòng)，這樣導(dǎo)致一些對(duì)電網(wǎng)要求高的設(shè)備無法正常的工作。特別是變頻器類負(fù)載，對(duì)電壓的穩(wěn)定性具有較高的要求，若發(fā)生電壓暫降

2、事件，一般都是由此類負(fù)載最先跳閘。,電網(wǎng)電壓低,電網(wǎng)電壓高,電網(wǎng)故障掉電,b.干擾 電網(wǎng)電源浪涌、線間噪聲、諧波失真、頻率漂移、瞬態(tài)尖峰、波形斷續(xù)等電源故障都是隱性，設(shè)備運(yùn)行過程中都是比較難發(fā)現(xiàn)和解決的，長期在這種情況下加速了設(shè)備內(nèi)部器件的隱性損傷，導(dǎo)致器件實(shí)效等各種隱患，長久之后可能導(dǎo)致設(shè)備的故障。,尖峰干擾,綜和干擾,諧波干擾,UPS,c.雷擊的影響 雷擊事件可能導(dǎo)致2種情況：第一種，雷擊直接導(dǎo)致市電跳閘，這樣正常運(yùn)行的設(shè)備被強(qiáng)制關(guān)機(jī)，這樣加大對(duì)設(shè)備的損傷，同時(shí)影響的產(chǎn)品質(zhì)量導(dǎo)致次品；第二種，雷擊可能會(huì)直接將高壓電和超高電流直接反灌到設(shè)備端，這樣導(dǎo)致將設(shè)備燒毀影響正常的生產(chǎn)。,以上種種問題

3、導(dǎo)致對(duì)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備維護(hù)、生產(chǎn)供貨等等產(chǎn)生直接的損失。,電能質(zhì)量事件之危害,二、解決方案,為了避免出現(xiàn)電能質(zhì)量事故，減少損失，當(dāng)前市面上主要有兩種產(chǎn)品可以解決以上的問題。 1.UPS UPS是不間斷電源（ Uninterruptible Power Supply）的簡稱，是能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應(yīng)的重要外部設(shè)備。其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但性能完善，其顯著特點(diǎn)是能夠持續(xù)零中斷地輸出純凈正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等電源問題；需要較大的投資。,2.DC-BANK DC-BANK即直流不間斷電源，能夠?yàn)橹绷餍拓?fù)載（如：變頻器）提供穩(wěn)定、持續(xù)、不間斷的直流電源的設(shè)備。在有變頻器的

4、場(chǎng)合，DC-BANK可以有效的解決電能質(zhì)量問題。其特點(diǎn)是完全契合變頻器類負(fù)載的工業(yè)環(huán)境，后備式供電方式?jīng)Q定了其具有能源利用率高，安全性高等優(yōu)點(diǎn)。,三、兩種方案之比較,1、安裝方式 UPS由于串聯(lián)方式連接，一體式安裝，現(xiàn)場(chǎng)安裝較便捷。 DC-BANK由于并聯(lián)接入用戶變頻器，若現(xiàn)場(chǎng)負(fù)載較分散，線路、橋架等敷設(shè)過程較之UPS繁瑣。,2、維護(hù)難度 系統(tǒng)故障總數(shù)中的50%以上是由于系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)和設(shè)備的安裝問題、人為操作和維護(hù)問題引起的。 當(dāng)前的UPS維護(hù)難度較大，主要原因是：系統(tǒng)復(fù)雜；可靠性差；沒有標(biāo)準(zhǔn)化等等。 而DC-BANK得益于并聯(lián)連接方式和框架簡潔的系統(tǒng)構(gòu)成，維護(hù)時(shí)簡單快捷。,3、能源效率 以

5、HJTC boost pump與circulation pump系統(tǒng)為例： 配置了一臺(tái)300KVA的UPS，負(fù)載運(yùn)行的總功率為96KW，以效率為85%計(jì)算，損耗的電力為96KW/85%-96KW=16.9KW；以一年360天，每KWH電費(fèi)RMB0.7元計(jì)算，一年用于UPS損耗的電費(fèi)為102460元。 DC-BANK平時(shí)處于待機(jī)狀態(tài)，只在充電時(shí)負(fù)載為6KW。所產(chǎn)生的損耗可忽略不計(jì)。,4、工業(yè)安全 A.可靠性 負(fù)載對(duì)系統(tǒng)可靠性要求提高，是因?yàn)閁PS系統(tǒng)的可靠性不高。紛繁復(fù)雜的配置方式：“N”系統(tǒng)、串聯(lián)“N+1”系統(tǒng)、并聯(lián)“N+1”系統(tǒng)、分布式（Distributed）冗余、雙總線冗余系統(tǒng)2(N+1

6、)/2(N+2)/(N+1)+(N+1)等等不正是因?yàn)槠淇煽啃圆蛔愣O(shè)計(jì)的嗎？ DC-BANK系統(tǒng)只需要給電池容量作出冗余即可。因?yàn)槠洳⒙?lián)連接方式，使得每個(gè)負(fù)載得到獨(dú)立的、隔離的電源保護(hù)；DC-BANK對(duì)直流母線供電，使變頻器有交、直兩路冗余供電，故而可靠性較高。,B.諧波治理 系統(tǒng)中的諧波是負(fù)載和UPS設(shè)備自身產(chǎn)生的。諧波治理是UPS設(shè)備性能改進(jìn)和供電系統(tǒng)配置研究的重要的課題。 治理措施：增大電力系統(tǒng)的供電容量和傳輸電纜、開關(guān)等設(shè)備容量；改變變壓器的配置和不同的方式聯(lián)接方式； 在系統(tǒng)中和設(shè)備內(nèi)部配置無源濾波器； 在UPS設(shè)備輸入端采用輸入功率因數(shù)校正電路-PFC 在系統(tǒng)或設(shè)備輸入端配置有源濾波器。 DC-BANK為直流供電，不存在諧波源。,5、建造成本 治理諧波電流要增加有源或無源濾波器； 系統(tǒng)容量是實(shí)際負(fù)載功率的3倍以上； 要提高設(shè)備可靠性，冗余并機(jī)使UPS設(shè)備購置成本加倍； 要提高系統(tǒng)可靠性，雙總線冗余配置使設(shè)備購置成本再加倍； 要降低零地電壓差，需要再配置隔離變壓器，提高電纜規(guī)格。 DC-BANK只需1.1倍負(fù)載容量即可，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也較之簡單故而成本上具有一定的優(yōu)勢(shì)。,6、適應(yīng)性 UPS當(dāng)前具有廣泛的應(yīng)用，特別適合在小型負(fù)載（如PC、DCS、PLC等）的場(chǎng)合使用。而在大型工業(yè)場(chǎng)合下，使用UPS勢(shì)必造成系統(tǒng)復(fù)雜、成本高昂、諧波治理、能源利用