EPS應急電源的工作原理

摘要：應急電源EPS的工作原理,以及如何使用戶能夠理性的去選擇產(chǎn)品。文中詳細分析了EPS的構(gòu)造和工作原理以及帶負載時的工作特性和運行參數(shù)。
關(guān)鍵詞：應急電源 EPS 應急電源工作原理 EPS特性
 
　　隨著社會的發(fā)展，建筑技術(shù)水平的不斷提高，城市的建筑趨向于大規(guī)模，高層化發(fā)展隨之而來對建筑的供電要求越來越高，社會的信息化，建筑的現(xiàn)代化，使建筑對供電的依賴也越來越大，尤其是一些重要的公共建筑，一旦中斷供電，將造成重大的政治影響或經(jīng)濟損失，如果是發(fā)生火災，后果就更不堪設想。所以現(xiàn)行的《高層民用建筑設計防火規(guī)范》及《民用建筑電氣設計規(guī)范》就有嚴格規(guī)定：“一級負荷應由兩個電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不致同時受到損壞。一級負荷中特別重要的負荷，除上述兩個電源外，還必須增設應急電源，常用的應急電源有：(1)獨立于正常電源的發(fā)電機組；(2)供電網(wǎng)絡中有效地獨立于正常電源的專門供電線路；(3)蓄電池�！倍嗄陙恚�運行經(jīng)驗表明，電網(wǎng)供電時采用兩路獨立的電源．若主供電線路停電，則由備用才路供電，采用這種方式雖然簡單、可靠，但供電線路復雜。當發(fā)生大面積停電事故時，兩路電源均可能發(fā)生停電事故。因此，應急電源作為獨立于電網(wǎng)之外的備用電源．被廣泛應用于各種建筑工程之中。目前，應急電源包括柴油發(fā)電機組和蓄電池，近年來，含蓄電池的EPS作為應急電源，被廣泛應用，尤其是被用做消防應急電源。
1、EPS的工作原理
　　應急電源采用單體逆變技術(shù), 集充電器、蓄電池、逆變器及控制器于一體。
YFD、YFS、YFS/P系列智能化應急電源,采用后備式運行方式。
⑴當市電正常時，由市電經(jīng)過互投裝置給重要負載供電，同時進行市電檢測及蓄電池充電管理,然后再由電池組向逆變器提供直流能源。在這里,充電器是一個僅需向蓄電池組提供相當于10%蓄電池組容量(Ah)的充電電流的小功率直流電源,它并不具備直接向逆變器提供直流電源的能力。此時,市電經(jīng)由EPS的交流旁路和轉(zhuǎn)換開關(guān)所組成的供電系統(tǒng)向用戶的各種應急負載供電。與此同時,在EPS的邏輯控制板的調(diào)控下,逆變器停止工作處于自動關(guān)機狀態(tài)。在此條件下,用戶負載實際使用的電源是來自電網(wǎng)的市電,因此,EPS應急電源也是通常說的一直工作在睡眠狀態(tài),可以有效的達到節(jié)能的效果。
⑵當市電供電中斷或市電電壓超限(±15%或±20%額定輸入電壓)時,互投裝置將立即投切至逆變器供電，在電池組所提供的直流能源的支持下,此時,用戶負載所使用的電源是通過EPS的逆變器轉(zhuǎn)換的交流電源,而不是來自市電。
⑶當市電電壓恢復正常工作時，EPS的控制中心發(fā)出信號對逆變器執(zhí)行自動關(guān)機操作,同時還通過它的轉(zhuǎn)換開關(guān)執(zhí)行從逆變器供電向交流旁路供電的切換操作。此后,EPS在經(jīng)交流旁路供電通路向負載提供市電的同時,還通過充電器向電池組充電。
2、如何選配EPS
EPS通常產(chǎn)品特征分為以下三類產(chǎn)品 ：
⑴YFD系列EPS(0.5～10KW)
　　YFD系列EPS由單路、雙路供電輸入二類產(chǎn)品組成(輸入電壓220V/AC或380V/AC，輸出電壓220V/AC，適應于應急照明和事故照明的照明負載。
(2)YFS系列EPS(2.2～400KW)
　　YFS系列EPS由單路、雙路供電輸入二類產(chǎn)品組成（輸入電壓380V/AC,輸出電壓380V/AC），除可用于應急照明、事故照明,同時也適應于消防電梯、卷簾門、風機、水泵、淋浴泵、供水泵等電感性負載或混合供電。
(3)YFS/P系列EPS(2.2～400KW)
　　YFS/P系列EPS由單逆變單臺負載、單逆變單臺負載一用一備用、雙逆變單臺負載一用一備用三類產(chǎn)品組成（輸入電壓380V/AC，輸出電壓380V/AC)。僅為只有一路電源的消防設施或一級負荷中的電動機提供一種可變頻的三相應急電源系統(tǒng),在電源和電機之間無需任何啟動裝置就可以解決電動機的應急供電及其啟動過程中對供電設備的沖擊。適應于高層建筑的電梯、中央空調(diào)、消防水泵等電機負載。
根據(jù)產(chǎn)品所帶負載特征如何選用您所需求的EPS及其注意的要點:
2.1應急照明或事故照明用EPS(1~50KVA)
　　按GB17945-2000國家標準(消防應急燈具),為確保大樓的應急照明系統(tǒng)能正常運行,對EPS提出如下基本要求:
(1)要求負責向普通應急照明燈供電EPS的供電中斷時間<5s.但對于高危險工作區(qū)及關(guān)鍵工作區(qū)的應急照明而言,則要求EPS的供電中斷時間<0.25s。
(2)為盡可能的利用市電,當市電電壓在187~242V(220V,-15%,+10%)的范圍內(nèi)不允許EPS進入逆變器供電狀態(tài)。
(3)要求EPS配置足夠容量的電池組,以便在市電供電中斷時,至少確保應急照明燈可以繼續(xù)工作90min以上。
(4)EPS中的充電器對電池組的最長充電時間小于24H,最大充電電流小于0.4C(A)
　　在市電供電正常時,EPS是通過它的交流旁路向負載供電.原則上,它可以帶具有各種不同功率因數(shù)的負載.然而.在市電供電中斷或市電電壓或頻率超限時,則是有EPS中的逆變器來供電的.在此條件下,EPS的帶載能力不僅需要考慮逆變器在不同功率因數(shù)值負載時的降額度輸出特性.而且,還需要根據(jù)所使用的應急照明燈具的不同來選配EPS的輸出功率和機型.在選配EPS時應注意以下幾個問題:
(1)普通的應急照明燈具.由于應急照明的功耗是用有功功率P(KW)來標注的,而EPS逆變器的輸出功率是用功率因數(shù)cosφ=0.8(滯后)時的視在功率S(KVA)來標注的.所以,實際選用EPS的滿載輸出功率應為:S=P/0.8。
(2)應急照明燈具為熒光燈時,所選用的EPS滿載輸出功率應為S=(1.3~1.5)P/0.8.其原因是熒光燈啟動時存在較大的“”啟動浪涌”電流。
(3)應急照明燈具為高壓氣體燈時(例:高壓鈉燈,高壓鈀燈等),宜選用切換時間小于20ms的EPS產(chǎn)品.這是因為.如果對高壓氣體燈的供電中斷時間超過20ms時,就有可能致使氣體燈中的放電電弧”熄滅或中斷”.一旦發(fā)生放電電弧中斷現(xiàn)象,即使馬上恢復供電也可能導致長達數(shù)分鐘的燈具熄滅現(xiàn)象發(fā)生.這因為它需要足夠長時間來重新預熱高壓氣體燈中燈絲的緣故.顯然,對于大型體育館和演出場地的照明系統(tǒng)來說,是不允許出現(xiàn)這種故障的。
2.2應急照明+電動機混合型負載用EPS (三相,5~400KVA )
　　為了正確的選用EPS的輸出功率,應首先分別統(tǒng)計電阻性照明負載與電感性機電負載的比例.對于電機負載而言,因用戶所選的機型及工作方式的不同,它的啟動電流可能高達5~10倍額定工作電流.為確保電機及EPS本身的安全運行,對這部分電機負載而言,不僅要求所選的EPS輸出功率應為6倍以上的電機標稱功率.而且,還宜選用其切換時間小于15ms的EPS機型。