UPS及EPS的應(yīng)用技術(shù)與發(fā)展趨勢

2.2.4 過載能力強(qiáng)

由于計算機(jī)等屬于整流濾波型負(fù)載，在啟動時往往有較大的瞬態(tài)沖擊電流，如果UPS的過載能力弱，有可能造成嚴(yán)重后果導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。

2.2.5 智能化監(jiān)控

在UPS和計算機(jī)／網(wǎng)絡(luò)之間建立起雙向通信監(jiān)控管理功能。利用監(jiān)控軟件管理UPS的運(yùn)行、操作。當(dāng)市電中斷或UPS蓄電池電壓處于低限時，監(jiān)控軟件可將計算機(jī)中的數(shù)據(jù)自動安全存盤、系統(tǒng)安全關(guān)機(jī)，然后關(guān)閉UPS，避免因電力突然中斷而造成操作系統(tǒng)的損壞和數(shù)據(jù)資料的損失，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整性保護(hù)。

2.3 EPS的興起及現(xiàn)狀

EPS已被廣泛應(yīng)用于建筑電氣領(lǐng)域和特殊應(yīng)急供電場合。隨著社會發(fā)展，越是信息化、現(xiàn)代化，就越依賴于電力。突然的斷電必然會給人們正常的生活秩序和學(xué)習(xí)帶來影響，尤其是對于生產(chǎn)、生活中特別重要的負(fù)荷，一旦中斷供電，將會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。然而，電力故障具有突發(fā)性，不以人們的意志為轉(zhuǎn)移，即使電網(wǎng)設(shè)施再先進(jìn)，意外的斷電也在所難免。目前，城市供電系統(tǒng)的安全對策一般是采用并網(wǎng)供電，為城市電力提供可靠的電源保護(hù)。但從企業(yè)及工業(yè)、民用建筑使用情況來看，僅僅靠公用電網(wǎng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須具備應(yīng)急供電系統(tǒng)（EPS），其重要性是在事故發(fā)生的情況下確保提供所需的應(yīng)急電力，以有效降低因為斷電而造成的損失，為人們生產(chǎn)和生活安全提供保障。因此，EPS也被稱為“城市生命線系統(tǒng)”的重要組成部分。

2.3.1 EPS的分類

目前市場上的EPS品牌眾多，大家在設(shè)計上所采用的控制方式和控制手段不盡相同，但針對所帶負(fù)載的種類大致可以歸納為以下三種：一是主要用于應(yīng)急照明和事故照明的單相EPS；二是用于應(yīng)急照明、事故照明之外，還有應(yīng)用于空調(diào)、電梯、卷簾門、排氣風(fēng)機(jī)、水泵等電感性負(fù)載或兼而有之的混合供電的三相系列EPS；三是直接給電動機(jī)供電的變頻系列EPS。

2.3.2 EPS的設(shè)計要求

EPS可以說是近兩年才迅猛發(fā)展起來的一個新興產(chǎn)業(yè)，相比于發(fā)展成熟的UPS而言，有相同之處，也有不同之處。其相同點在于都具備在市電故障(中斷)情況下繼續(xù)向負(fù)載提供交流電源的功能，均采用了IGBT逆變技術(shù)和脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)。不同之處是UPS除了提供不間斷供電外，還兼?zhèn)涓纳剖须娖焚|(zhì)的功能，而EPS則主要解決市電故障時的應(yīng)急供電問題；UPS主要是為IT行業(yè)設(shè)備提供用電保障，EPS則適用于各種行業(yè)；UPS供電模式要求切換時間很短(0～10ms)，EPS則相對較寬(0～4s)；UPS主要帶計算機(jī)類負(fù)載，而EPS所帶負(fù)載混雜；UPS對于運(yùn)行環(huán)境要求較高，EPS則要求能適應(yīng)各種環(huán)境；UPS以一般用戶監(jiān)控為主，EPS主要用于應(yīng)急供電，要求與消防聯(lián)動；UPS以維護(hù)信息傳輸暢通為主要目的，EPS以防范重大災(zāi)難事故為主要目的?？梢孕蜗蟮乇扔鳎琔PS以“救數(shù)據(jù)”為主，而EPS以“救人”為主。一般EPS功率較大，機(jī)內(nèi)的逆變器處于備用狀態(tài)，因而可以簡單地理解為：EPS就是大功率后備式UPS。

鑒于EPS的主要設(shè)計思想是在市電突然中斷時提供安全可靠的應(yīng)急電力供應(yīng)，有效避免發(fā)生災(zāi)害時的人身傷亡和財產(chǎn)損失為原則。因此，在設(shè)計EPS時應(yīng)著重考慮其安全性、可靠性、適用性及合理性。主要有：

1）斷電轉(zhuǎn)換時間一般在毫秒級(25ms)，以保證供電的及時性；

2）負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)，包括電容性、電感性、混合型負(fù)載，而且過載能力和抗沖擊能力強(qiáng)；

3）有多路輸出，防止輸出單一形成的故障；

4）有消防聯(lián)動和遠(yuǎn)程控制信號，可手動與自動相互轉(zhuǎn)換；

5）環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，適用于各種惡劣環(huán)境，有防止高低溫、濕熱、鹽霧、灰塵、震動及鼠咬等措施；

6）使用壽命長，有電池快速充電能力和管理能力；

7）節(jié)能，運(yùn)行效率高，運(yùn)行成本低；

8）有無人值守、自動操作功能；

9）報警功能齊全，能及時提供各種異常狀況的報警；

10）有強(qiáng)啟動功能，避免電池環(huán)節(jié)保護(hù)后無法啟動；

11）無煙霧、無噪音、無公害等；

12）維護(hù)簡單，維護(hù)費(fèi)用低。

2.3.3 EPS的設(shè)計原理

1）應(yīng)急照明和事故照明類照明型的EPS一般以單相為主，主要為應(yīng)急照明場合（商場、娛樂場所、辦公場所、交易場所等）提供集中供電，如圖2所示。當(dāng)輸入電源正常時，市電一路通過轉(zhuǎn)換裝置輸出給日常照明，另一路通過充電器給電池組充電，當(dāng)控制器檢測到市電中斷或異常(偏低或偏高)時，向逆變器發(fā)出啟動信號，并控制互投轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)至逆變器輸出。當(dāng)然，對于EPS的接法不同，還可以把EPS當(dāng)作二路電源、三路電源使用。

圖2 照明EPS的供電系統(tǒng)

2）應(yīng)急照明及混合型負(fù)載類此類型EPS一般適用于負(fù)載性質(zhì)比較復(fù)雜的場合，譬如既有照明型負(fù)載，又有動力型負(fù)載，所以一般以三相居多，如圖3所示。適用場合為賓館、高層建筑、醫(yī)院、大型商場等。

圖3 混合負(fù)載型EPS供電系統(tǒng)

3）電機(jī)專用的變頻起動類此種類型EPS主要為電機(jī)類負(fù)載而設(shè)計，避免因電機(jī)起動過程中的大電流沖擊而損壞設(shè)備。被廣泛應(yīng)用于大功率電動機(jī)負(fù)載，比如電梯、消防水泵、大型風(fēng)機(jī)等。與其他EPS的不同之處是此類EPS一般只有單路輸出，如圖4所示。當(dāng)三相輸入市電正常時經(jīng)整流后給逆變器提供直流電，同時經(jīng)充電器對電池組充電；當(dāng)三相輸入斷電或異常時，自動轉(zhuǎn)由電池組給變頻器提供直流電。當(dāng)需要電機(jī)負(fù)載工作時，送給變頻器啟動信號(運(yùn)行信號、遠(yuǎn)程控制信號等)，變頻器會立即輸出。從0～50Hz變頻，供給電動機(jī)進(jìn)行變頻起動，當(dāng)其頻率到達(dá)50Hz后保持正常運(yùn)行。

圖4 電機(jī)專用型EPS的供電系統(tǒng)