大容量·高效·高压暂降补偿装置(MPC)

防止意外电源故障

虽然中国境内的电力供应日益可靠,人们认为日常生活中人们能够受到影响的断电和电压异常很少。但是,由于台风、雷电、雪灾等自然现象带来的损害还是无法完全避免。

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半导体工厂和液晶工厂等生产线的制造设备对电源波动非常敏感,容易受到雷电和风雪引起的电压暂降的影响。当电力系统中的输电线路因雷击等而发生故障时,在断开故障点之前约为几十毫秒至2秒之间,在以故障点为中心的大范围内发生电压下降的现象,就是“电压暂降”。

 

如果一条生产线因电压暂降而停止运行,则会造成巨大的损失,并可能导致生产波动、工艺流程中断、数据丢失和交货延迟等生产事故。“多功能电压暂降补偿装置(MPC)”可以保护客户的产品和生产线免受瞬时电压暂升/暂降/短时中断引起的损失。

 

 

电压暂降的发生频率

虽然各地区统计有差异,但平均下来,电压下降20%以上的电压暂降次数在一年中约为5次。据统计电压暂降持续时间在20毫秒以下为20%以上,36毫秒以上为10%左右。

引自:电气合作研究会,电气合作研究第46卷第3号,19907

电压暂降的发生因素(H21~H22)

 

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处理电压暂降的必要性

 

根据半导体工艺设备的电压暂降耐受特性测试标准“SEMI F47”和信息处理设备电压暂降容限设计准则“ITI(Information Technology Industry Council)”,20 ms(0.02)以上的电压暂降可能会影响负载设备。

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还有,在很多负载设备中使用的电磁接触器,在5ms以上的暂降下都有掉线的可能性。

 

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从实际测量的数据可以看出,在80%(降低了20%)的电压下,在大于等于40毫秒时,设备将发生损坏,这表明电压暂降的应对措施是必不可少的。

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TMEIC多功能电压暂降补偿装置 (MPC)技术

 

 

什么是MPC

 

MPC是多功能电压暂降补偿装置的缩写(亦称:多功能变换器)。在正常供电时使用的市电直供电路中配备低损耗高速开关(HSS),并联全电压补偿型变换器。变换器是一种多功能变换器,具有充电器和逆变器两种功能,因此该设备被称为MPC

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充电器:长时恒定向储能装置充电。逆变器:电压暂降时将能量蓄电装置的电转换成交流电来供给。

 

多功能电压暂降补偿装置(MPC)的基本功能

 

在正常情况下,监测交流输入的电压波形的干扰,当检测到电压暂降时,立即关断交流开关HSS(高速开关),断开市电直供电路,并切换到使用储能部分作为能量源的变换器的供电模式。

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一般来说,推荐在补偿后备时间在3秒以内选择双电层电容器,超过补偿后备时间3秒时选择蓄电池。

主要功能和特点

行业领先的高效率

 

高压多功能电压暂降补偿装置(MPC)机械开关型实现了高达99%的效率。

 

高度的供电可靠性

 

可以构建双向变换器并联运行的大容量系统,并支持增设。另外,万一1台变换器发生故障时,也只对该变换器进行解列,由其他变换器继续运转。变换器采用冗余(n+1)配置可提高供电可靠性。

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HSS与各变换器的独立控制系统

 

HSS·各变换器采用不具有共同部分的独立控制,即使发生1处故障,也不会对其他部位产生影响。例如,当HSS部分发生故障时,电源转换为52MB电源而不发生瞬时中断,并且当变换器发生故障时,只对故障的变换器进行解列,设备依然能保持继续运转。

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快速可靠的停电检测功能

 

该系统具有瞬时异常检测功能,用于检测瞬时电压下降,以及电压有效值异常检测功能,用于观察有效值并检测缓慢的电压下降。在三相供电时,每相检测功能都是单独监控的,检测值也可以单独设定。

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瞬时异常检测功能(瞬时检测系统故障)连续监测输入电源的波形,当波形偏离超出规定时间以上的设定范围时,瞬时即可检出。此外,它还具有电压降量测定功能,用于在电压降低相对于设定值较大时更快地检测电压降量。通过连续观测有效值异常检测功能(高精度)输入电压的波形并检测有效值的功能,可以准确地检测出电压偏离(低于)设定值的程度。

 

软启动功能易于在电网电源上应用

 

当电源恢复后从变换器电源切换到系统电源时,执行将负载电流从变换器平稳地转移到系统侧(负载转移)的控制。因此实现抑制系统电源和发电机的波动,并且可以稳定回切操作。

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运用最新技术的MPC8800系列

通过采用最先进的半导体开关快速切换),实现了小于1毫秒的切换时间。适用于对暂降敏感的负载设备。

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多功能电压暂降补偿装置

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电压暂降补偿装置的前景

近年来,由于自然灾害造成的电力中断以及电压暂降造成了许多制造业损失。

甚至威胁到工厂的可持续维护管理,成为亟待解决的一个大问题。

 

在生产工厂中,近年来为了将因电压暂降引起的生产线的停止损失减少到最小限度,对策范围已扩大到生产线的主电源以及洁净室、原料供给设备等基础设施。瞬时停电、电压暂降的预防与应对对策对于实现稳定的生产是必不可少的。

 

此外,由于自然灾害造成的电力中断频发,带来了许多制造业上的损失,其中暴露出的生产管理和工厂维护管理的不足成为日趋严重的问题。

 

对于这些问题,我们的思路是:由于高压MPC可以配置高压和大容量设备,因此通过配置将应急发电机与高压MPC相结合的系统,可以实现长时间的高压和大容量停电补偿,因为高压MPC其本身就是应对自然灾害引起的长时间断电(支持BCP)的一种非常有效的对策措施。

 

由于TMEIC的高压MPC适用于从瞬时电压下降到自然灾害造成的长时间停电,用途范围广泛,我们将继续提出更多同类的设备和系统方案,以满足各种停电需求。

 

为未来的发展做好准备,TMEIC将继续推进对多功能电压暂降补偿装置(MPC)的更大容量和更高效率方向的开发,以及对于各种储能装置的更小、更轻、寿命更长和更稳定的方向的研究,并继续开发和推出下一代多功能电压暂降补偿装置(MPC),以实现为东芝三菱电机产业系统株式会社“Power Electronics in Everything  (PEiE)”的尖端电力电子设备和整体解决方案做出贡献,并继续引领大功率电子领域的进一步发展。

 

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Specifications

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