ＥＰＳ應急電源的原理及應用

1　EPS應急電源工作原理
　　
　　在網(wǎng)電正常時(shí)，應急電源向負載轉送網(wǎng)電，同時(shí)進(jìn)行蓄電池充電管理，逆變單元不工作；接到消防信號，將網(wǎng)電或應急電(網(wǎng)電故障時(shí))強制送至負荷末端；網(wǎng)電發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)轉為應急供電。網(wǎng)電恢復或消防信號解除，應急電源恢復網(wǎng)電工作狀態(tài)。
　　EPS應急電源主要采用SPWM(交流脈寬調制)技術(shù)，系統主要包括整流充電器、蓄電池組、逆變器、互投裝置等部分，其中逆變器是核心。整流器的作用是將交流電變成直流電，實(shí)現對蓄電池及向逆變器模塊供電；逆變器的作用則是將直流電變換成交流電，供給負載設備穩定持續的電力；互投裝置保證負載在市電及逆變器輸出間的順利切換；系統控制器對整個(gè)系統進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，可以發(fā)出告警信號，同時(shí)可通過(guò)串行口與計算機或Modem連接，實(shí)現對供電系統的微機監控和遠程監控。
　　一般由電網(wǎng)供電轉為EPS應急電源供電及由EPS電源轉為電網(wǎng)供電的切換時(shí)間不大于0.1秒－0.2秒。在電網(wǎng)供電正常時(shí)，EPS應急電源處于充電飽和狀態(tài)(進(jìn)人浮充電狀態(tài))，耗電小于標稱(chēng)容量的0.1％。
　　
　　2　EPS應急電源的分類(lèi)
　　
　　(1)按照輸出方式劃分可分為：直流輸出型、交直流混合輸出型和交流輸出型。
　　(2)按照運行方式劃分可分為：冷后備式、熱后備式、在線(xiàn)式。
　　(3)按照負載特性劃分可分為：應急照明電源和(消防)設備應急電源。
　　
　　3　EPS應急電源的特點(diǎn)
　　
　　EPS消防應急電源，具有一定的先進(jìn)性和實(shí)用性，它可以實(shí)現微機監控和處理，對消防應急照明、卷簾門(mén)、消防電梯、水泵、排煙風(fēng)機等消防設施實(shí)現自動(dòng)控制。此類(lèi)產(chǎn)品多為高層建筑、機場(chǎng)、電信網(wǎng)絡(luò )機房、醫院、重要場(chǎng)館等工程采用。具有以下特點(diǎn)：
　　(1)電網(wǎng)有電時(shí)處于靜態(tài)，無(wú)噪音，小于60dB，不需排煙、防震處理。
　　(2)自動(dòng)切換，可實(shí)現無(wú)人值守。電網(wǎng)與EPS電源相互切換時(shí)間為0.1s-0.25s。
　　(3)帶載能力強，EPS適合電感性、電容性及綜合性負載的設備，如消防電梯、水泵、風(fēng)機、應急照明等。
　　(4)使用可靠，在重要場(chǎng)合可以采用雙機熱備方式，確保事故和火災情況下供電可靠，主機壽命可達20a以上，電池5a-10a以上。
　　(5)適應惡劣環(huán)境，可放置于地下室或配電室，可以緊應急負載使用場(chǎng)所就地設置，減少供電線(xiàn)路。
　　(6)對于某些功率較大的用電設施，如：消防水泵、風(fēng)機，EPS可直接與電機相聯(lián)變頻啟動(dòng)后，再進(jìn)入正常運行狀態(tài)。
　　(7)應急備用時(shí)間，標準型為60min(有延時(shí)接口)。
　　
　　4　EPS應急電源與同類(lèi)產(chǎn)品的比較
　　
　　4.1　EPS供電方案與自帶蓄電池燈具方案比較
　　由于自帶蓄電池燈具非常分散，一般公共建筑物內少則幾百個(gè)點(diǎn)，多的可達幾千個(gè)點(diǎn)，而眾多的自帶蓄電池燈具又不允許同時(shí)進(jìn)行充放電維護，必須逐個(gè)進(jìn)行維護(同時(shí)維護可能造成應急照明系統癱瘓)。燈具廠(chǎng)家要求的每個(gè)月需要進(jìn)行充放電維護，以每盞燈具維護用時(shí)3小時(shí)－6小時(shí)計算，在現實(shí)中幾乎無(wú)法實(shí)現。即使實(shí)現也耗費了大量的人力財力。這就成為EPS與自帶蓄電池燈具比較的最大優(yōu)勢。正因為具備以上諸多優(yōu)勢，短短幾年時(shí)間里，EPS在應急照明領(lǐng)域已占據很大市場(chǎng)份額。 4.2　EPS應急電源與UPS電源的區別及比較
　　UPS為不間斷電源(Uninterruptible Power System)的英文縮寫(xiě)，其注重的是供電參數中的“不間斷”。實(shí)現方式為整流一逆變在線(xiàn)運行，蓄電池與逆變器直流母線(xiàn)無(wú)斷點(diǎn)，從而保證了輸出電源的連續性。其工作原理為當網(wǎng)電正常時(shí)，將網(wǎng)電整流為直流，為逆變器供電，逆變器在線(xiàn)長(cháng)期運行為負載提供電源，當網(wǎng)電故障時(shí)，雖然網(wǎng)電整流的直流電源消失，但蓄電池仍然繼續為逆變器供電。在UPS的工作過(guò)程中，在線(xiàn)運行是實(shí)現不間斷供電的方式，也是產(chǎn)生問(wèn)題的原由。目前整流環(huán)節、逆變環(huán)節的損耗一般10％－15％，而UPS在線(xiàn)運行，這部分損耗以熱量的形式散發(fā)出去。而EPS為后備運行或熱后備運行，電池滿(mǎn)電狀態(tài)幾乎沒(méi)有損耗。而工作原理、應用場(chǎng)合的區別表明UPS無(wú)法替換EPS，尤其不能替換應用于消防照明、動(dòng)力領(lǐng)域(UPS在線(xiàn)運行本身就是火災事故隱患)。
　　綜上所述，EPS與UPS在經(jīng)典理論領(lǐng)域有一定聯(lián)系，但要解決的問(wèn)題不同，實(shí)現方式不同，不存在技術(shù)先進(jìn)性的差異，更不存在誰(shuí)先進(jìn)誰(shuí)落后的問(wèn)題。二者如同可以相切，卻不可能同心的兩個(gè)圓。大多數情況，二者不具備相互替換性。
　　
　　4.3　EPS供電方案與發(fā)電機組供電方案比較
　　隨著(zhù)對EPS的深入使用，動(dòng)力型應急電源將會(huì )具有很大的市場(chǎng)潛力。終端型動(dòng)力專(zhuān)用應急電源控制柜目前獲得了國家專(zhuān)利，該專(zhuān)利將應急供電、動(dòng)力設備啟動(dòng)、動(dòng)力設備控制有機結合，在不增加EPS部件的情況下，解決了有限電源無(wú)法啟動(dòng)動(dòng)力設備的難題，實(shí)現了EPS接電動(dòng)機類(lèi)負載1:1容量啟動(dòng)。這一技術(shù)的廣泛應用，使得節能、環(huán)保這一世界性主題在動(dòng)力設備應急供電領(lǐng)域得到了長(cháng)足發(fā)展。
　　
　　5　EPS應急電源的應用領(lǐng)域
　　
　　(1)EPS應急電源系統一般的備用供電時(shí)間為30min-120min(增加供電時(shí)間須增加蓄電池容量，同時(shí)也增加體積、增加造價(jià))，因此，應強調EPS是一種應急電源產(chǎn)品，不是長(cháng)時(shí)間性質(zhì)的備用電源，它只用于當正常電源故障時(shí)，維持重要負載的供電可靠性，保證重要負荷在一段時(shí)間內或規定時(shí)間范圍內供電的連續性。所以，對正常電源供電可靠性較差的場(chǎng)所，EPS應急電源不能用作常用設備的備用電源。而應選用柴油發(fā)電機組或UPS作為備用電源。由此可見(jiàn)，EPS最適合用于消防用電設備的備用電源。
　　(2)允許中斷供電時(shí)間為毫秒級的設備如計算機、程控交換機、數據處理系統、精密電子儀器等不可選用EPS作為備用電源，而應選用UPS電源。
　　(3)當一級負荷容量不大僅為照明或電話(huà)站負荷，又難于從電力系統或臨近單位取得第二低壓電源，且要求連續供電時(shí)間低于時(shí)，可設EPS作為應急備用電源。
　　(4)一級負荷中的特別重要負荷允許中斷時(shí)間大于0.2S時(shí)，可設EPS作為應急電源。
　　(5)分散的小容量一、二級消防負荷，如消防水泵、防排煙風(fēng)機、應急照明等，可采用一路市電加EPS或采用一路電源與設備自帶的蓄(干)電池(組)在設備處自動(dòng)切換。
　　(6)由于EPS無(wú)排氣、排煙、無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、對環(huán)境無(wú)污染，所以對于有環(huán)保要求而不宜選用柴油發(fā)電機組的場(chǎng)所?？蛇x用EPS應急電源。
　　(7)對于改造工程，柴油發(fā)電機組無(wú)法設置的場(chǎng)所，可選用EPS應急電源。
　　
　　6　EPS應急電源的應用前景與展望
　　
　　對于當今大規模、高性能的智能建筑物來(lái)說(shuō)，系統供電的連續性及穩定性使得應急電源及后備電源技術(shù)不斷推陳出新。EPS系統以其專(zhuān)業(yè)的設計為智能大型建筑物在意外故障(供電中斷，緊急搶險)的情況下，仍能保證大型建筑物的整體智能安全系統正常運行，因此會(huì )得到越來(lái)越多用戶(hù)的青睞。