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上海奉開智能科技有限公司

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EPS應(yīng)急電源的發(fā)展

    最初出現(xiàn)在市場(chǎng)上應(yīng)用是為逃生目的沿應(yīng)急通道的指示燈或應(yīng)急燈,曾幾何時(shí),發(fā)揮過多大的作用?不可而知。更由于布點(diǎn)太多而且分散,又沒有監(jiān)控和定期檢測(cè),損壞后不能及時(shí)修復(fù),在突發(fā)事件來臨時(shí)起不到應(yīng)急作用。
    隨著人們觀念的轉(zhuǎn)變,安全意識(shí)的提高,萌發(fā)將集中供電的應(yīng)急照明電源取代分散的應(yīng)急燈,應(yīng)急照明電源是發(fā)展的必然趨勢(shì)。    
    由于“9.11”事件的巨大影響和許多突發(fā)事件的發(fā)生,如英國(guó)倫敦大停電”“美加大面積停電等等,均由于停電故障造成莫大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的政治影響。電力故障常具有突發(fā)性,不以人們的意志為轉(zhuǎn)移,即使電網(wǎng)設(shè)施再先進(jìn),意外的斷電也在所難免,尤其當(dāng)今處于防恐時(shí)期,應(yīng)急供電更是十分必要。同時(shí),火災(zāi)與停電幾乎是孖生兄弟,因此,具備多功能的應(yīng)急電源EPS便應(yīng)運(yùn)而生,它需要同時(shí)解決電力保障和消防安全的首要問題。
    為了確保某些重大工程的應(yīng)急供電需要,確保萬無一失,科學(xué)的、完善的、可靠的應(yīng)急電源系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。這就是由單個(gè)應(yīng)急燈集中照明電源具備電力保障和消防安全的應(yīng)急電源高可靠的應(yīng)急電源系統(tǒng)的發(fā)展過程。
    1. EPS就是后備式UPS
    IEC的定義來說,后備式UPS是市電正常時(shí),由市電向負(fù)載供電,當(dāng)市電出現(xiàn)故障時(shí),由電池組提供能量,經(jīng)逆變器向負(fù)載供電。EPS從功能上來說與上述后備式UPS定義符合。但是,說EPS就是后備式UPS,這種說法不科學(xué),有意無意貶低EPS的重要作用。大家知道,常用后備式UPS是小功率范圍,保護(hù)對(duì)象大多為PC機(jī)。由于保護(hù)對(duì)象非重點(diǎn),而且市場(chǎng)需求量大,技術(shù)含量低,價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈,冒牌貨較多,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不高,返修率大,給人們留下不良印象,后備式UPS是可有可無的IT業(yè)外設(shè)。
     EPS是應(yīng)急電源,重點(diǎn)在于應(yīng)急。其真正是養(yǎng)兵千日,用兵一時(shí)的設(shè)備,為了真正應(yīng)急,可想對(duì)EPS的可靠性有很高的期望值。
    2. EPS應(yīng)急電源拓?fù)湓O(shè)計(jì)不是簡(jiǎn)單的組合  
     有人認(rèn)為:EPS(電子部分)=整流/充電器+逆變器+輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)(互投裝置)+控制單元等部件就能構(gòu)成應(yīng)急電源。不錯(cuò),EPS的基本單元是由上述部分組成,但是為了滿足整機(jī)可靠性,各基本單元的可靠性如何分配才是最合理呢?下式告訴我們:EPSMTBF=(整流/充電器)MTBF +(逆變器)MTBF +(轉(zhuǎn)換開關(guān))MTBF +(控制單元)MTBF
    從上式可知,EPS整機(jī)的MTBF是由各大部件的MTBF疊加而成,因此EPS整體設(shè)計(jì)就需要詳細(xì)研究、分析、計(jì)算各大部件的MTBF,提高薄弱部件的MTBF,從EPS整體安全生命周期的需要來配置各大組成部件的安全生命周期.
    三、EPSUPS的異同
    1. EPSUPS的應(yīng)用發(fā)展
    在歐美先進(jìn)國(guó)家,由于并網(wǎng)供電,電力充足,同時(shí)供電質(zhì)量良好,加上用電設(shè)備規(guī)范,不會(huì)在電網(wǎng)上造成電網(wǎng)污染。因此,許多場(chǎng)合并不建議使用雙逆變?cè)诰€式UPS,而是推薦使用節(jié)能ECOECONOMY CONTROL OPERATION)工作狀態(tài)下的UPS,即平常由市電供應(yīng)負(fù)載,在市電不正常時(shí),再由蓄電池經(jīng)逆變器逆變輸出供電。在歐洲,此類具有節(jié)能工作狀態(tài)的UPS稱作CPSCenter Power Supply),廣泛采用的原因是:雙逆變工作方式的在線UPS,在市電正常時(shí),其AC→DC→AC的能量轉(zhuǎn)換效率約為90%,而節(jié)能工作狀態(tài)下的UPSCPSEPS)在市電正常時(shí),其能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)99%,而且并網(wǎng)市電的可用率可達(dá)99.99%以上,即只有0.01%的停電機(jī)率,因此使用CPSEPS)供電,其節(jié)能效果是非常顯著的。同時(shí),EPS的逆變器是處于啟動(dòng)狀態(tài),但不輸出功率,類似休眠狀態(tài),EPS逆變器比UPS的逆變器連續(xù)輸出功率能大大延長(zhǎng)壽命。其實(shí),EPS的高端產(chǎn)品就是休眠狀態(tài)下的UPS。在市電正常時(shí),EPS除了輸電質(zhì)量不及UPS外,但在市電并網(wǎng)的今天,能滿足大部分用電設(shè)備的要求。因此,人們關(guān)心節(jié)電這個(gè)永恒的主題以及高可靠性兩大因素,大多數(shù)情況下EPS是優(yōu)于UPS的。如果電網(wǎng)質(zhì)量良好,供電可靠,用電設(shè)備規(guī)范,在我國(guó)許多場(chǎng)合下有可能用EPS取代雙逆變?cè)诰€式UPS,而不是用UPS代替EPS。當(dāng)然,在某些非常關(guān)鍵的設(shè)備,仍需用雙逆變?cè)诰€式UPS 

 2. EPSUPS的差別
    1)我國(guó)EPS的發(fā)展是起源于電網(wǎng)突發(fā)故障時(shí),為確保電力保障和消防聯(lián)動(dòng)的需要,它能即時(shí)提供逃生照明和消防應(yīng)急,保護(hù)用戶生命或身體免受傷害,其產(chǎn)品技術(shù)要求受公安部消防認(rèn)證監(jiān)督,并接受安裝現(xiàn)場(chǎng)消防驗(yàn)收。而UPS只是用來保護(hù)用戶設(shè)備或業(yè)務(wù)免受經(jīng)濟(jì)損失,其產(chǎn)品技術(shù)要求受信息產(chǎn)業(yè)部認(rèn)證。兩者適用的安全規(guī)范明顯不同,因而具有不同的價(jià)值觀。   
    2EPSUPS均能提供兩路選擇輸出供電,UPS為保證供電優(yōu)質(zhì),是選擇逆變優(yōu)先;而EPS是為保證節(jié)能,是選擇市電優(yōu)先。當(dāng)然兩者在整流/充電器和逆變器的設(shè)計(jì)指標(biāo)上是有差異的。
     
    3UPS由于是在線式使用,出現(xiàn)故障可以及時(shí)報(bào)警,并有市電作后備保障,使用者能及時(shí)掌握故障并排除故障,不會(huì)對(duì)事故造成更大的損失。而EPS是離線式使用,是最后一道供電保障,因而其可靠性設(shè)計(jì)要求更高,不能簡(jiǎn)單理解為后備式UPS,否則就把EPS的重要性一筆勾銷了。如果EPS在市電故障時(shí),不能通過蓄電池應(yīng)急供電,則EPS如同虛設(shè),造成的后果將不堪設(shè)想。

(4)UPS供電對(duì)象是計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,負(fù)載性質(zhì)(輸入功率因數(shù))差別不大,所以國(guó)標(biāo)規(guī)定UPS輸出功因?yàn)?/span>0.8。而EPS供電對(duì)象則是電力保障及消防安全,負(fù)載性質(zhì)為感性、容性及整流式非線性負(fù)載兼而有之,其輸出功率因數(shù)就不能設(shè)定為0.8EPS國(guó)標(biāo)將規(guī)定其數(shù)值),而且有些負(fù)載是停市電后才投入工作的,因而要求EPS能提供很大的沖擊電流,EPS需要輸出動(dòng)態(tài)特性要好,抗過載能力更強(qiáng)。因此EPSUPS各組成部分的技術(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)分配是不同的。 
    四、EPS系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 
    從前面討論可知,既然了解EPS在實(shí)踐中的重要性,因此應(yīng)根據(jù)不同的使用場(chǎng)合設(shè)計(jì)高可靠的EPS系統(tǒng),下面提出一種高可靠的設(shè)計(jì)模式:
    1. 提高EPS逆變器供電的可靠性
    1EPS主機(jī)采用一體化線路設(shè)計(jì)方案,保證各大功能部件的硬件匹配與軟件的協(xié)調(diào)。
    2)采用EPS的逆變器處于啟動(dòng)工作狀態(tài)但不輸出功率。這樣可利用自動(dòng)檢測(cè)軟件對(duì)逆變器各工作點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)自動(dòng)巡檢,一有異常,立即報(bào)警,及時(shí)排除故障隱患。同時(shí),逆變器能隨時(shí)跟蹤市電相位,確保快速轉(zhuǎn)換。(3)采用高可靠的自動(dòng)切換輸出開關(guān)(STS)代替落后的不可靠的磁電式開關(guān),使市電?逆變能達(dá)到快速可靠的轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換時(shí)間<10ms)。
  4)雙路輸入電源互投裝置可采用磁電式自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)(ATS),使整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)分配合理化。
   2. 提高蓄電池組供電的可靠性
    1)使用設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng),忍受較惡劣環(huán)境的高質(zhì)量品牌蓄電池。
     2)采用對(duì)單節(jié)電池的電壓(均充/浮充)、電流(充電/放電)、電導(dǎo)(內(nèi)阻)、溫度等參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè),當(dāng)超出預(yù)設(shè)閾值立即報(bào)警,以便對(duì)個(gè)別電池及時(shí)處理。
  3. EPS系統(tǒng)綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)與報(bào)警
    1)通過小總線對(duì)雙路市電互投裝置、EPS主機(jī)靜態(tài)運(yùn)行參數(shù)、蓄電池單節(jié)電池工作參數(shù)、輸出配電柜運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)報(bào)警信息集中統(tǒng)一顯示,能在本地進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
   2)通過網(wǎng)絡(luò)總線,將分布式現(xiàn)場(chǎng)總線EPS有關(guān)信息上傳至中心監(jiān)控系統(tǒng)

EPS產(chǎn)品具有以下特點(diǎn):
電網(wǎng)有電時(shí),處于靜態(tài),無噪音;有市電時(shí),小于60db。不需排煙、防震處理, 而且具有無公害、無火災(zāi)隱患的特點(diǎn)。
@ 自動(dòng)切換,可實(shí)現(xiàn)無人值守,節(jié)能,電網(wǎng)供電與EPS電源供電相互切換時(shí)間均為0.10.25S
@ 帶載能力強(qiáng),EPS適應(yīng)于電感性、電容性、及綜合性負(fù)載的設(shè)備,如電梯、水泵、風(fēng)機(jī)、辦公自動(dòng)化設(shè)備、應(yīng)急照明等。
@ 使用可靠、主機(jī)壽命長(zhǎng)達(dá)20年以上。
@ 適應(yīng)惡劣環(huán)境,可放置于地下室或配電室,甚至建筑豎井里可以緊靠應(yīng)急負(fù)荷使用場(chǎng)所就地設(shè)置,減少供電線路。
@ 對(duì)于某些功率較大的用電設(shè)施,如:消防水泵、風(fēng)機(jī),EPS還可直接與電機(jī)相連變頻啟動(dòng)后,再進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài),可省去電機(jī)的軟啟動(dòng)和控制箱等設(shè)置。
@ 應(yīng)急備用時(shí)間:標(biāo)準(zhǔn)型為60分鐘(有延時(shí)接口),可長(zhǎng)可短。
所以EPS可以作為一種可靠的綠色應(yīng)急供電電源,它尤其適用于高層建筑消防設(shè)施沒有第二路市電,又不便于使用柴油發(fā)電機(jī)組的場(chǎng)合,既可以采用類同于柴油發(fā)電機(jī)的配電方案,也適用于一些工程在局部重要場(chǎng)合作為末端應(yīng)急備用電源。

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