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(tǒng)和消防系統(tǒng)安全運行的技術(shù)保障
　　當代社會生活對市電電網(wǎng)供電可靠性的依賴度之高是人所共知的。近年來，隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高速增長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。近年來、由于電力工業(yè)所能提供的電力供應的增長量低于國民經(jīng)濟增長所需用電量, 缺電、”拉閘限電”等現(xiàn)象成為制約國民經(jīng)濟能否持續(xù)增長的重要制約因素之一。此外，為確保位于現(xiàn)代辦公大樓、大型商業(yè)和服務業(yè)、大型體育場館及演出場地、醫(yī)院手術(shù)照明、地鐵應急照明、機場照明系統(tǒng)、工業(yè)廠房等重要區(qū)域中的應急照明系統(tǒng)、電梯、水泵、消防噴淋泵和監(jiān)控系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備在遇到”因故停電”時、也能正常運行。為此，國內(nèi)外的部份UPS廠家推出一種高效、節(jié)能的EPS(Emergency Power Supply)型應急電源, 以便在市電電網(wǎng)”停電”時、能確保用戶的各項關(guān)鍵業(yè)務不間斷地、順利地運轉(zhuǎn)著。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(qū)、無法尋找到能適合于安裝柴油發(fā)電機”備用電源”的安裝場地。這是因為它可能帶來如下比較棘手的安裝和維護問題：烈機械震動/嚴重嗓音的擾民問題、柴油發(fā)電機組的日常維護及燃油的安全儲存問題等。此外，由于發(fā)電機的開機啟動時間往往長達幾秒―幾十秒。這樣一來，對某些不允許”瞬間供電中斷”時間長的負載而言，就會帶來不必要的工作麻煩。
　　當用戶的主要負載是電阻性的照明設(shè)備及電感性的電動機類的一般負載時，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”過壓/欠壓”等電源問題有較高的要求。一般說來，對電網(wǎng)的其它供電質(zhì)量(例如：頻率波動、各種電磁干擾和”零―地電位”偏高等電源問題)的要求較低。在此條件下，容易對在線式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、在線式UPS的系統(tǒng)效率僅為：89%--94%左右,難于將其系統(tǒng)效率提高到97%以上(注：UPS電源的輸出功率越高、其系統(tǒng)效率也越高)。顯而易見：供電電源的系統(tǒng)效率越高、其節(jié)能效果也越顯著。
　　在此需說明的是：部份廠商有時為了突出EPS的高效節(jié)能效果、在進行EPS與 UPS的性能比較時，提出傳統(tǒng)UPS的效率僅80-90%, 其電能的損耗高達10-20% 的數(shù)據(jù)。顯然,這是與絕大多數(shù)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”非線性負載”所設(shè)計的雙變換、在線式UPS來說, 由于它的最佳的輸出功率因數(shù)為0.7/0.8(后)。因此，對于可能同時需要帶容性、感性和阻性負載的設(shè)備而言， UPS電源無論是在對上述負載的適應性上、還是在承受電機/電容負載在啟動時所產(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(jié)能效果、又能同時驅(qū)動容性、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(tǒng)控制框圖被示于圖1中。對于熟悉UPS電源的人士來說,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執(zhí)行市電供電←→逆變器電源供電切Q操作的”轉(zhuǎn)Q開關(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(jù)各EPS廠家的不同設(shè)計，有的EPS電源配置有內(nèi)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(tǒng)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(shù)cosф=0.8)為：1―40KVA左右, 常見的電池組電壓有：24Vdc、48Vdc、110Vdc 和 220Vdc。三相EPS的輸出功率(cosф=0.8)為：5―500KVA左右, 常見的電池組電壓有：220Vdc、480Vdc、600Vdc 和 1000Vdc?；谏鲜鲈颍斢脩粼谶x購大功率EPS電源時、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。因為過高的DC工作電壓必然會對用戶的安裝設(shè)備的絕緣電阻、防靜電保護、人員的操作安全及保護帶來相當嚴格的要求，從而增大投資成本和維護的難度。