應急電源用的EPS和UPS電源

　(1)應急電源是確保電力供電系統和消防系統安全運行的技術(shù)保障
　　當代社會(huì )生活對市電電網(wǎng)供電可靠性的依賴(lài)度之高是人所共知的。近年來(lái)，隨著(zhù)我國工農業(yè)生產(chǎn)的高速增長(cháng)及人民生活水平的提高所需求的電力供應量也S之迅猛地增長(cháng)。近年來(lái)、由于電力工業(yè)所能提供的電力供應的增長(cháng)量低于國民經(jīng)濟增長(cháng)所需用電量, 缺電、”拉閘限電”等現象成為制約國民經(jīng)濟能否持續增長(cháng)的重要制約因素之一。此外，為確保位于現代辦公大樓、大型商業(yè)和服務(wù)業(yè)、大型體育場(chǎng)館及演出場(chǎng)地、醫院手術(shù)照明、地鐵應急照明、機場(chǎng)照明系統、工業(yè)廠(chǎng)房等重要區域中的應急照明系統、電梯、水泵、消防噴淋泵和監控系統等關(guān)鍵設備在遇到”因故停電”時(shí)、也能正常運行。為此，國內外的部份UPS廠(chǎng)家推出一種高效、節能的EPS(Emergency Power Supply)型應急電源, 以便在市電電網(wǎng)”停電”時(shí)、能確保用戶(hù)的各項關(guān)鍵業(yè)務(wù)不間斷地、順利地運轉著(zhù)。EPS電源能在上述領(lǐng)域逐漸被用的技術(shù)背景是：
　　在某些辦公和居民區、無(wú)法尋找到能適合于安裝柴油發(fā)電機”備用電源”的安裝場(chǎng)地。這是因為它可能帶來(lái)如下比較棘手的安裝和維護問(wèn)題：烈機械震動(dòng)/嚴重嗓音的擾民問(wèn)題、柴油發(fā)電機組的日常維護及燃油的安全儲存問(wèn)題等。此外，由于發(fā)電機的開(kāi)機啟動(dòng)時(shí)間往往長(cháng)達幾秒―幾十秒。這樣一來(lái)，對某些不允許”瞬間供電中斷”時(shí)間長(cháng)的負載而言，就會(huì )帶來(lái)不必要的工作麻煩。
　　當用戶(hù)的主要負載是電阻性的照明設備及電感性的電動(dòng)機類(lèi)的一般負載時(shí)，對于這種負載而言，除了對輸入電源能否消除”供電中斷”故障、輸入電源的電壓是否有嚴重的”過(guò)壓/欠壓”等電源問(wèn)題有較高的要求。一般說(shuō)來(lái)，對電網(wǎng)的其它供電質(zhì)量(例如：頻率波動(dòng)、各種電磁干擾和”零―地電位”偏高等電源問(wèn)題)的要求較低。在此條件下，容易對在線(xiàn)式UPS 能否被用作應急電源之一產(chǎn)生如下誤解：
　　(a)處于逆變器供電條件下的雙變換、在線(xiàn)式UPS的系統效率僅為：89%--94%左右,難于將其系統效率提高到97%以上(注：UPS電源的輸出功率越高、其系統效率也越高)。顯而易見(jiàn)：供電電源的系統效率越高、其節能效果也越顯著(zhù)。
　　在此需說(shuō)明的是：部份廠(chǎng)商有時(shí)為了突出EPS的高效節能效果、在進(jìn)行EPS與 UPS的性能比較時(shí)，提出傳統UPS的效率僅80-90%, 其電能的損耗高達10-20% 的數據。顯然,這是與絕大多數的UPS產(chǎn)品的性能不相符合的。
　　(b)同市電電源相比，對于主要為帶計算機型”非線(xiàn)性負載”所設計的雙變換、在線(xiàn)式UPS來(lái)說(shuō), 由于它的最佳的輸出功率因數為0.7/0.8(后)。因此，對于可能同時(shí)需要帶容性、感性和阻性負載的設備而言， UPS電源無(wú)論是在對上述負載的適應性上、還是在承受電機/電容負載在啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌電流的”帶載能力”上，都顯得較弱。
　　正是在上述背景下，作為既能獲得較好的節能效果、又能同時(shí)驅動(dòng)容性、感性和阻性等多種不同性質(zhì)負載的”應急電源”之一的EPS電源就應運而生了。
　　(2)EPS 電源的工作原理及它對不同Cosф值負載的帶載能力
　　2.1)EPS電源的工作原理
　　1臺典型的EPS電源的系統控制框圖被示于圖1中。對于熟悉UPS電源的人士來(lái)說(shuō),可以把它理解為：一臺由交流旁路供電通道、逆變器電源供電通道和能自動(dòng)執行市電供電←→逆變器電源供電切Q操作的”轉Q開(kāi)關(guān)”所組成的中、大型后備式(off-line )UPS電源。它的逆變器電源供電通道主要是由充電器、蓄電池和逆變器所組成(注：根據各EPS廠(chǎng)家的不同設計，有的EPS電源配置有內置的充電器。然而，有的EPS電源的充電器部則是屬于外置的選配件)。傳統的后備式UPS電源的輸出功率較小、一般僅為0.5-2KVA左右。然后，當今的EPS的輸出功率的”復蓋范圍”卻可寬達1-400KVA左右。單相EPS的輸出功率(功率因數cosф=0.8)為：1―40KVA左右, 常見(jiàn)的電池組電壓有：24Vdc、48Vdc、110Vdc 和 220Vdc。三相EPS的輸出功率(cosф=0.8)為：5―500KVA左右, 常見(jiàn)的電池組電壓有：220Vdc、480Vdc、600Vdc 和 1000Vdc?；谏鲜鲈?，當用戶(hù)在選購大功率EPS電源時(shí)、宜選用電池組電壓為：220V/480Vdc的EPS產(chǎn)品。不宜選用電池組電壓為：1000Vdc的EPS產(chǎn)品。因為過(guò)高的DC工作電壓必然會(huì )對用戶(hù)的安裝設備的絕緣電阻、防靜電保護、人員的操作安全及保護帶來(lái)相當嚴格的要求，從而增大投資成本和維護的難度。