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EPS應急電源設計及發(fā)展
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EPS應急電源已被廣泛應用于建筑電氣領域和特殊應急供電場合。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習帶來影響，尤其是對于生產(chǎn)、生活中特別重要的負荷，一旦中斷供電，將會造成重大的經(jīng)濟損失。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)設施再先進，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。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)還遠遠不夠，必須具備應急供電系統(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。
一、EPS應急電源的分類
目前市場上的EPS應急電源品牌眾多，大家在設計上所采用的控制方式和控制手段不盡相同，但針對所帶負載的種類大致可以歸納為以下三種：一是主要用于應急照明和事故照明的單相EPS相應我公司的YJ/D系列；二是用于應急照明、事故照明之外，還有應用于空調(diào)、電梯、卷簾門、排氣風機、水泵等電感性負載或兼而有之的混合供電的三相系列EPS相應我公司YJ/S系列；三是直接給電動機供電的變頻系列EPS相應我公司YJ/P系列。
二、EPS應急電源的設計要求
EPS應急電源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)向負載提供交流電源的功能，均采用了IGBT逆變技術和脈寬調(diào)制(PWM)技術。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應急電源則主要解決市電故障時的應急供電問題；UPS主要是為IT行業(yè)設備提供用電保障，EPS應急電源則適用于各種行業(yè)；UPS供電模式要求切換時間很短(0～10ms)，EPS應急電源則相對較寬(0～4s)；UPS主要帶計算機類負載，而EPS應急電源所帶負載混雜；UPS對于運行環(huán)境要求較高，EPS應急電源則要求能適應各種環(huán)境；UPS以一般用戶監(jiān)控為主，EPS應急電源主要用于應急供電，要求與消防聯(lián)動；UPS以維護信息傳輸暢通為主要目的，EPS應急電源以防范重大災難事故為主要目的?？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，機內(nèi)的逆變器處于備用狀態(tài)。
鑒于EPS應急電源的主要設計思想是在市電突然中斷時提供安全可靠的應急電力供應，有效避免發(fā)生災害時的人身傷亡和財產(chǎn)損失為原則。因此，在設計EPS時應著重考慮其安全性、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）負載適應能力強，包括電容性、電感性、混合型負載，而且過載能力和抗沖擊能力強；
3）有多路輸出，防止輸出單一形成的故障；
4）有消防聯(lián)動和遠程控制信號，可手動與自動相互轉(zhuǎn)換；
5）環(huán)境適應能力強，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，運行效率高，運行成本低；
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）有強啟動功能，避免電池環(huán)節(jié)保護后無法啟動；
11）無煙霧、無噪音、無公害等；
12）維護簡單，維護費用低。
三、EPS應急電源的設計原理
1應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。當輸入電源正常時，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。當然，對于EPS的接法不同，還可以把EPS當作二路電源、三路電源使用。
2應急照明及混合型負載類此類型EPS一般適用于負載性質(zhì)比較復雜的場合，譬如既有照明型負載，又有動力型負載，所以一般以三相居多。適用場合為賓館、高層建筑、醫(yī)院、大型商場等。
3電機專用的變頻起動類此種類型EPS主要為電機類負載而設計，避免因電機起動過程中的大電流沖擊而損壞設備。被廣泛應用于大功率電動機負載，比如電梯、消防水泵、大型風機等。與其他EPS的不同之處是此類EPS一般只有單路輸出。當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。當需要電機負載工作時，送給變頻器啟動信號(運行信號、遠程控制信號等)，變頻器會立即輸出。從0～50Hz變頻，供給電動機進行變頻起動，當其頻率到達50Hz后保持正常運行。
四、EPS應急電源與其他應急供電方式的比較
隨著科技的不斷發(fā)展，眾多的智能大廈拔地而起，人們在對其居住環(huán)境提出了更高要求的同時，也提出了電力保障和消防安全問題。但EPS的起步較發(fā)電機和UPS要晚，人們對其認識的程度還不夠，所以在眾多的應急供電場合，還是以發(fā)電機和UPS為主要應急供電方式來實現(xiàn)EPS的功能。就提供應急供電能力而言，這兩種方式已暴露出許多不足之處。
1用柴油發(fā)電機組作為應急電源是目前大部分工程所采用的，也是最常見的應急備用電源，由于柴油發(fā)電機的容量較大，可并機運行且連續(xù)供電時間長，所以已經(jīng)有較長的應用歷史。然而，無論發(fā)電機的起動速度有多快，從停電后使發(fā)電機接到起動信號開始，至發(fā)電機電壓、頻率等達到穩(wěn)定可以供電時為止，至少需要數(shù)十s至數(shù)min，這段時間，所有用電設備均停止工作，就可能造成少數(shù)設備的損壞或出現(xiàn)生命財產(chǎn)的安全問題。而EPS的啟動一般不會超過25ms，所以不會影響設備的正常工作。
另一方面，柴油發(fā)電機應用在應急供電場合，有諸多不利之處，主要有：
1）在高層建筑中，柴油發(fā)電機組一般放在地下室，設計難度大，造價高，配備進風、冷卻、排煙、減震、消音等設施都需要充分考慮；
2）存在火災隱患。其油罐像一個極為危險的“”，萬一失火，后果不堪設想；
3）日常維護比較頻繁，工作量大；
4）柴油發(fā)電機噪音大，產(chǎn)生公害；
5）排煙中有大量的二氧化硫，污染嚴重，影響環(huán)保。
五、UPS/EPS應急電源的發(fā)展趨勢
1、UPS/EPS的控制技術
中小型UPS/EPS的AC／DC和DC／AC變換大多數(shù)仍采用模擬控制電路，AC／DC變換器的控制芯片大多數(shù)已集成化，使用簡單，工作可靠。DC／AC變換器的控制有兩種基本方式，一種是單閉環(huán)控制，另一種是雙閉環(huán)控制。前者控制電路簡單，但難于實現(xiàn)輸出端短路自動恢復。后者控制有電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)，電壓調(diào)節(jié)器的輸出為電流調(diào)節(jié)器的給定，因此，限制電流給定幅值也就限制了逆變器的最大輸出電流。
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