ＥＰＳ應急電源的原理及應用方案分析

1　EPS應急電源工作原理
　　
　　在網(wǎng)電正常時，應急電源向負載轉(zhuǎn)送網(wǎng)電，同時進行蓄電池充電管理，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)強制送至負荷末端；網(wǎng)電發(fā)生故障時，自動轉(zhuǎn)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(diào)制)技術(shù)，系統(tǒng)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，實現(xiàn)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(wěn)定持續(xù)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(tǒng)控制器對整個系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，可以發(fā)出告警信號，同時可通過串行口與計算機或Modem連接，實現(xiàn)對供電系統(tǒng)的微機監(jiān)控和遠程監(jiān)控。
　　一般由電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)為EPS應急電源供電及由EPS電源轉(zhuǎn)為電網(wǎng)供電的切換時間不大于0.1秒－0.2秒。在電網(wǎng)供電正常時，EPS應急電源處于充電飽和狀態(tài)(進人浮充電狀態(tài))，耗電小于標稱容量的0.1％。
　　
　　2　EPS應急電源的分類
　　
　　(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
　　
　　EPS消防應急電源，具有一定的先進性和實用性，它可以實現(xiàn)微機監(jiān)控和處理，對消防應急照明、卷簾門、消防電梯、水泵、排煙風機等消防設施實現(xiàn)自動控制。此類產(chǎn)品多為高層建筑、機場、電信網(wǎng)絡機房、醫(yī)院、重要場館等工程采用。具有以下特點：
　　(1)電網(wǎng)有電時處于靜態(tài)，無噪音，小于60dB，不需排煙、防震處理。
　　(2)自動切換，可實現(xiàn)無人值守。電網(wǎng)與EPS電源相互切換時間為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、風機、應急照明等。
　　(4)使用可靠，在重要場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所就地設置，減少供電線路。
　　(6)對于某些功率較大的用電設施，如：消防水泵、風機，EPS可直接與電機相聯(lián)變頻啟動后，再進入正常運行狀態(tài)。
　　(7)應急備用時間，標準型為60min(有延時接口)。
　　
　　4　EPS應急電源與同類產(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(nèi)少則幾百個點，多的可達幾千個點，而眾多的自帶蓄電池燈具又不允許同時進行充放電維護，必須逐個進行維護(同時維護可能造成應急照明系統(tǒng)癱瘓)。燈具廠家要求的每個月需要進行充放電維護，以每盞燈具維護用時3小時－6小時計算，在現(xiàn)實中幾乎無法實現(xiàn)。即使實現(xiàn)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，短短幾年時間里，EPS在應急照明領域已占據(jù)很大市場份額。 4.2　EPS應急電源與UPS電源的區(qū)別及比較
　　UPS為不間斷電源(Uninterruptible Power System)的英文縮寫，其注重的是供電參數(shù)中的“不間斷”。實現(xiàn)方式為整流一逆變在線運行，蓄電池與逆變器直流母線無斷點，從而保證了輸出電源的連續(xù)性。其工作原理為當網(wǎng)電正常時，將網(wǎng)電整流為直流，為逆變器供電，逆變器在線長期運行為負載提供電源，當網(wǎng)電故障時，雖然網(wǎng)電整流的直流電源消失，但蓄電池仍然繼續(xù)為逆變器供電。在UPS的工作過程中，在線運行是實現(xiàn)不間斷供電的方式，也是產(chǎn)生問題的原由。目前整流環(huán)節(jié)、逆變環(huán)節(jié)的損耗一般10％－15％，而UPS在線運行，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，電池滿電狀態(tài)幾乎沒有損耗。而工作原理、應用場合的區(qū)別表明UPS無法替換EPS，尤其不能替換應用于消防照明、動力領域(UPS在線運行本身就是火災事故隱患)。
　　綜上所述，EPS與UPS在經(jīng)典理論領域有一定聯(lián)系，但要解決的問題不同，實現(xiàn)方式不同，不存在技術(shù)先進性的差異，更不存在誰先進誰落后的問題。二者如同可以相切，卻不可能同心的兩個圓。大多數(shù)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
　　隨著對EPS的深入使用，動力型應急電源將會具有很大的市場潛力。終端型動力專用應急電源控制柜目前獲得了國家專利，該專利將應急供電、動力設備啟動、動力設備控制有機結(jié)合，在不增加EPS部件的情況下，解決了有限電源無法啟動動力設備的難題，實現(xiàn)了EPS接電動機類負載1:1容量啟動。這一技術(shù)的廣泛應用，使得節(jié)能、環(huán)保這一世界性主題在動力設備應急供電領域得到了長足發(fā)展。
　　
　　5　EPS應急電源的應用領域
　　
　　(1)EPS應急電源系統(tǒng)一般的備用供電時間為30min-120min(增加供電時間須增加蓄電池容量，同時也增加體積、增加造價)，因此，應強調(diào)EPS是一種應急電源產(chǎn)品，不是長時間性質(zhì)的備用電源，它只用于當正常電源故障時，維持重要負載的供電可靠性，保證重要負荷在一段時間內(nèi)或規(guī)定時間范圍內(nèi)供電的連續(xù)性。所以，對正常電源供電可靠性較差的場所，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，EPS最適合用于消防用電設備的備用電源。
　　(2)允許中斷供電時間為毫秒級的設備如計算機、程控交換機、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、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站負荷，又難于從電力系統(tǒng)或臨近單位取得第二低壓電源，且要求連續(xù)供電時間低于時，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間大于0.2S時，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)在設備處自動切換。
　　(6)由于EPS無排氣、排煙、無噪音、無振動、對環(huán)境無污染，所以對于有環(huán)保要求而不宜選用柴油發(fā)電機組的場所?？蛇x用EPS應急電源。
　　(7)對于改造工程，柴油發(fā)電機組無法設置的場所，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(guī)模、高性能的智能建筑物來說，系統(tǒng)供電的連續(xù)性及穩(wěn)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(tǒng)以其專業(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(tǒng)正常運行，因此會得到越來越多用戶的青睞。