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EPS应急电源系统的工作原理

1.从IEC的定义来说，后备式EPS应急电源是市电正常时，由市电向负载供电，当市电出现故障时，由电池组提供能量，经逆变器向负载供电。EPS应急电源从功能上来说与上述后备式EPS电源定义符合。但是，说EPS电源就是后备式EPS应急电源,这种说法不科学，有意无意贬低EPS应急电源的重要作用。大家知道，常用后备式EPS应急电源是小功率范围，保护对象大多为PC机。由于保护对象非重点，而且市场需求量大，技术含量低，价格竞争激烈，冒牌货较多，导致产品质量不高，返修率大，给人们留下不良印象，后备式EPS电源是可有可无的IT业外设。而EPS应急电源是应急电源|稳压器，重点在于应急。其真正是“养兵千日，用兵一时”的设备，为了真正应急，可想对EPS应急电源的可靠性有很高的期望值。

    2.EPS应急电源拓扑设计不是简单的组合有人认为：EPS应急电源(电子部分)=整流/充电器+逆变器+输出转换开关(互投装置)+控制单元等部件就能构成应急电源。不错，EPS应急电源的基本单元是由上述部分组成，但是为了满足整机可靠性(MTBF),各基本单元的可靠性如何分配才是合理呢？下式告诉我们：EPS电源MTBF=(整流/充电器)MTBF+(逆变器)MTBF+(转换开关)MTBF+(控制单元)MTBF从上式可知，EPS应急电源整机的MTBF是由各大部件的MTBF叠加而成，因此EPS应急电源整体设计就需要详细研究。分析。计算各大部件的MTBF,提高薄弱部件的MTBF,从EPS应急电源整体安全生命周期的需要来配置各大组成部件的安全生命周期。

    3.EPS应急电源生产厂家一哄而上由于近年来我国EPS电源市场全面大洗牌，一些小型。杂牌的EPS应急电源生产厂家，经受不住市场法则的检验，纷纷面临被淘汰的危险。为了逃避被清洗的命运，抱着一知半解的心态匆忙转产EPS应急电源,企图鱼目混珠，祈求解救燃眉之急，引起中国EPS应急电源市场出现“一哄而上”的现象。他们没有理解市场真正需要何种EPS电源,盲目采用各大部件拼凑组合方法来生产，同时为了价格竞争，使用低劣原材料，这样又怎能保证要求高可靠的EPS应急电源呢？

    4.EPS应急电源市场混乱的原因人们越来越清楚地认识到应急电源EPS在生活和生产当中的重要性，但是由于至今仍未有国家标准统一其技术标准和生产规范，是导致中国EPS应急电源市场混乱的主要原因，终的受害者可能是直接用户。与其对照的IT业中的EPS应急电源就大不相同了，不仅有国家明确的国标，而且还有各系统。各行业自己的选型标准。EPS应急电源厂家要象EPS电源厂家一样，为了赢得市场，必须进行优化设计，采用新技术，提高生产效率，降低成本，提高可靠性，满足用户不同要求。只有产品质量不断提高，售后服务不断改进，EPS应急电源产品才能获得用户的认可。

    EPS应急电源与UPS电源的异同

    1. EPS应急电源是UPS电源的应用发展在欧美先进国家，由于并网供电，电力充足，同时供电质量良好，加上用电设备规范，不会在电网上造成电网污染，互相干扰。因此，许多场合并不建议使用双逆变在线式UPS电源,而是推荐使用节能ECO(ECONOMYCONTROLOPERATION)工作状态下的UPS电源,即平常由市电供应负载，在市电不正常时，再由蓄电池经逆变器逆变输出供电。在欧洲，此类具有节能工作状态的UPS电源称作CPS(CenterPowerSupply),广泛采用的原因是：双逆变工作方式的在线UPS电源,在市电正常时，其AC→DC→AC的能量转换效率约为90%,而节能工作状态下的UPS电源(CPS,EPS)在市电正常时，其能量转换效率高达99%,而且并网市电的可用率可达99.99%以上，即只有0.01%的停电机率，因此使用CPS(EPS)供电，其节能效果是非常显著的。同时，EPS应急电源的逆变器是处于启动状态，但不输出功率，类似休眠状态，EPS应急电源逆变器比UPS电源的逆变器连续输出功率能大大延长寿命。其实，EPS应急电源的高端产品就是休眠状态下的UPS电源。在市电正常时，EPS电源除了输电质量不及UPS电源外，但在市电并网的今天，能满足大部分用电设备的要求。因此，人们关心节电这个永恒的主题以及高可靠性两大因素，大多数情况下EPS电源是优于UPS电源的。如果电网质量良好，供电可靠，用电设备规范，在我国许多场合下有可能用EPS取代双逆变在线式UPS电源,而不是用UPS电源代替EPS应急电源。当然，在某些非常关键的设备，仍需用双逆变在线式UPS电源。

    2. EPS应急电源与UPS电源的差别

    (1)我国EPS应急电源的发展是起源于电网突发故障时，为确保电力保障和消防联动的需要，它能即时提供逃生照明和消防应急，保护用户生命或身体免受伤害，其产品技术要求受公安部消防监督，并接受安装现场消防验收。而UPS电源只是用来保护用户设备或业务免受经济损失，其产品技术要求受信息产业部。两者适用的安全规范明显不同，因而具有不同的价值观。

    (2) EPS应急电源和UPS电源均能提供两路选择输出供电，UPS电源为保证供电优质，是选择逆变优先；而EPS电源是为保证节能，是选择市电优先。当然两者在整流/充电器和逆变器的设计指标上是有差异的。

    (3)UPS电源由于是在线式使用，出现故障可以及时报警，并有市电作后备保障，使用者能及时掌握故障并排除故障，不会对事故造成更大的损失。而EPS应急电源是离线式使用，是后一道供电保障，因而其可靠性设计要求更高，不能简单理解为后备式UPS电源,否则就把EPS应急电源的重要性一笔勾销了。如果EPS电源在市电故障时，不能通过蓄电池应急供电，则EPS应急电源如同虚设，造成的后果将不堪设想。

    (4)UPS电源供电对象是计算机及网络设备，负载性质(输入功率因数)差别不大，所以国标规定UPS电源输出功因为0.8。而EPS应急电源供电对象则是电力保障及消防安全，负载性质为感性。容性及整流式非线性负载兼而有之，其输出功率因数就不能设定为0.8(EPS国标将规定其数值),而且有些负载是停市电后才投入工作的，因而要求EPS电源能提供很大的冲击电流，EPS应急电源需要输出动态特性要好，抗过载能力更强。因此EPS应急电源与UPS电源各组成部分的技术设计指标分配是不同的。

    EPS应急电源系统的总体设计从前面讨论可知，既然了解EPS电源在实践中的重要性，因此应根据不同的使用场合设计高可靠的EPS应急电源系统，下面提出一种高可靠的设计模式：

    1.提高EPS应急电源逆变器供电的可靠性

    (1) EPS电源主机采用一体化线路设计方案，保证各大功能部件的硬件匹配与软件的协调。

    (2)采用EPS应急电源的逆变器处于启动工作状态但不输出功率。这样可利用自动检测软件对逆变器各工作点进行反复自动巡检，一有异常，立即报警，及时排除故障隐患。同时，逆变器能随时跟踪市电相位，确保快速转换。

    (3)采用高可靠的自动切换输出开关(STS)代替落后的不可靠的磁电式开关，使市电⇌逆变能达到快速可靠的转换(转换时间<10ms)。

    (4)双路输入电源互投装置可采用磁电式自动/手动转换开关(ATS),使整个系统的技术指标分配合理化。

    2.提高蓄电池组供电的可靠性

    (1)使用设计寿命长，忍受较恶劣环境的高质量品牌蓄电池。

    (2)采用对单节电池的电压(均充/浮充).电流(充电/放电).电导(内阻).温度等参数进行在线监测，当超出预设阈值立即报警，以便对个别电池及时处理。

    3. EPS应急电源系统综合参数监测与报警

    (1)通过小总线对双路市电互投装置。EPS应急电源主机静态运行参数。蓄电池单节电池工作参数。输出配电柜运行参数。状态报警信息集中统一显示，能在本地进行监测。

    (2)通过网络总线，将分布式现场总线EPS应急电源有关信息上传至中心监控系统EPS电源产品具有以下特点：电网有电时，处于静态，无噪音；有市电时，小于60db。不需排烟。防震处理，而且具有无公害，无火灾隐患的特点。

    @自动切换，可实现无人值守，节能，电网供电与EPS电源供电相互切换时间均为0.1～0.25S。

     @带载能力强，EPS应急电源适应于电感性。电容性。及综合性负载的设备，如电梯。水泵。风机。办公自动化设备。应急照明等。

    @使用可靠。主机寿命长达20年以上。

    @适应恶劣环境，可放置于地下室或配电室，甚至建筑竖井里可以紧靠应急负荷使用场所就地设置，减少供电线路。

    @对于某些功率较大的用电设施，如：消防水泵。风机，EPS应急电源还可直接与电机相连变频启动后，再进入正常运行状态，可省去电机的软启动和控制箱等设置。

    @应急备用时间：标准型为60分钟(有延时接口),可长可短。

    所以EPS应急电源可以作为一种可靠的绿色应急供电电源，它尤其适用于高层建筑消防设施没有第二路市电，又不便于使用柴油发电机组的场合，既可以采用类同于柴油发电机的配电方案，也适用于一些工程在局部重要场合作为末端应急备用电源。

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