论文部分内容阅读
摘要 介绍了EPS智能应急电源的起源与发展、工作原理及主要功能，总结了EPS（WY、WYS、WYS/B）系列智能化应急电源的选择、EPS应急电源的优越性。
关键词 EPS；智能应急电源；工作原理；特性；优越性
中图分类号 TN86 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2009）05-0261-02
EPS是英文Emergency Power Supply的缩写，起源于集中式消防应急灯具电源，是以CPU为核心及整流充电模块、逆变模块、旁路切换模块和蓄电池组成的智能供电系统，是一种含有储能装置（常见的是蓄电池），以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。在EPS智能应急电源出现以前，使用发电机组作为特别重要负荷及消防负荷的应急电源，相应带来环保和后期维护等问题，使用分散（蓄电池）式应急灯作为应急照明相应带来检修及维护等问题，EPS智能应急电源的出现，上述问题迎刃而解。它可以解决现有电力的断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象，使计算机系统运行更加安全可靠，现在已经被广泛应用于消防、计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业，并且正在迅速地走入家庭。
1 EPS应急电源的工作原理
应急电源采用单体逆变技术，集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体。系统内部设计有蓄电池、IGBT、充电器、主控板、液晶（LCD）、投掷切换电路、电池检测、分路检测回路。 WY、WYS、WYS/B系列智能化应急电源，采用后备式运行方式。
（1）当市电正常时，由市电经过互投装置给重要负载供电，同时进行市电检测及蓄电池充电管理，然后再由电池组向逆变器提供直流能源。在这里，充电器是一个仅需向蓄电池组提供相当于10%蓄电池组容量（Ah）的充电电流的小功率直流电源，它并不具备直接向逆变器提供直流电源的能力。此时，市电经由EPS的交流旁路和转换开关所组成的供电系统向用户的各种应急负载供电。与此同时，在EPS的逻辑控制板的调控下，逆变器停止工作处于自动关机状态，在此条件下，用户负载实际使用的电源是来自电网的市电。因此，EPS应急电源也是通常说的一直工作在睡眠状态，可以有效达到节能的效果。
（2）当市电供电中断或市电电压超限（±15%或±20%额定输入电压）时，互投装置将立即投切至逆变器供电，在电池组所提供的直流能源的支持下，此时用户负载所使用的电源是通过EPS的逆变器转换的交流电源，而不是来自市电。
（3）当市电电压恢复正常工作时，EPS的控制中心发出信号对逆变器执行自动关机操作，同时还通过它的转换开关执行从逆变器供电向交流旁路供电的切换操作。此后，EPS在经交流旁路供电通路向负载提供市电的同时，还通过充电器向电池组充电。
2 EPS应急电源的选配
（1）WY系列EPS（0.5~10.0KW）WY系列EPS由单路、双路供电输入二类产品组成（输入电压220V 或380V，输出电压220V），适应于应急照明和事故照明的照明负载。
（2）WYS系列EPS（2.2~400.0KW）WYS系列EPS由单路、双路供电输入二类产品组成（输入电压380V，输出电压380V），除可用于应急照明、事故照明，同时也适应于消防电梯、卷帘门、风机、水泵、淋浴泵、供水泵等电感性负载或混合供电。
（3）WYS/B系列EPS（2.2~400.0KW）WYS/B系列EPS由单逆变单台负载、单逆变单台负载一用一备用、双逆变单台负载一用一备用三类产品组成（输入电压380V，输出电压380V），仅为只有一路电源的消防设施或一级负荷中的电动机提供一种可变频的三相应急电源系统，在电源和电机之间无需任何启动装置就可以解决电动机的应急供电及其启动过程中对供电设备的冲击。适应于高层建筑的电梯、中央空调、消防水泵等电机负载。
3 EPS系列应急电源的技术参数
EPS系列应急电源的技术参数见表1。
4 EPS的容量计算方法
（1）WY系列WYS系列用于带应急照明负载时，①当负载为电子镇流器日光灯，EPS容量=电子镇流器日光灯功率和×1.1倍；②当负载为电感镇流器日光灯，EPS容量=电感镇流器日光灯功率和×1.5倍；③当负载为金属卤化物灯或金属钠灯，EPS容量=金属卤化物或金属钠灯功率和×1.6倍。
（2）带混合负载时，①当EPS带多台电动机且都同时启动时，EPS容量=带变频启动电动机功率和 带软启动电动机功率和×3倍 带星三角启动电动机功率和×3倍 直接启动电动机功率和×5倍；②当EPS带多台电动机且都分别单台启动时（不是同时），EPS容量=各个电动机功率和，但必须满足以下条件：直接启动的最大单台电动机功率是EPS 容量的1/7；星三角启动的最大单台电动机功率是EPS 容量的1/4；软启动的最大单台电动机功率是EPS容量的1/3；变频启动的最大单台电动机功率不大于EPS容量。电动机启动的顺序为直接启动的在先，其次是星三角启动、有软启动的启动，最后是带变频启动的启动。
（3）当用WYS系列EPS带混合负载时，EPS容量=所有负载总功率之和，但必须满足以下条件：①负载中直接同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/7；②负载中星三角同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/4；③负载中有软启动的电动机功率之和是EPS容量的1/3；④负载中有变频器启动同时启动的电动机功率之和不大于EPS容量；⑤同时启动的电动机当量功率之和不大于EPS容量电动机功率当量=直接且同时启动电动机总功率之和×5倍=星三角且同时启动电动机功率之和×3倍=软启动同时启动电动机功率之和×2.5倍 变频且同时启动电动机功率之和。若电动机前后启动时间机差大于1min均不为同时启动。⑥同时启动的所有负载（含非电动机负载）的当量功率之和不大于EPS容量。同时启动的所有负载功率之和=同时启动的非电动机负载总功率×功率因数＋电动机当量功率。若不满足，则按其中最大的容量来确定EPS的容量。
（4）当用WYS/B系列带负载时，EPS容量=所带电动机功率容量。
5 EPS的优越性
EPS应急电源系统采用电力电子IGBT（绝缘门双极管）逆变及PWM（交流脉宽调制技术）、多CPU微机网络监控，即单机和多机通过数据总线可以与建筑物内的消防系统、楼宇自控系统等联网，可以实现遥测、遥信、遥控、遥调等四遥功能。EPS的供电功率可从0.4KW到400KW，适用于三相380V及单相220V系统交流用电电器和设备。如电梯、水泵、风机、空调、卷帘门、照明、数码显示大屏、监控、办公设备、银行机具、人防设施、雷达、医院手术室、大型超市、商场、工厂企业生产线等。尤其适用消防设施的动力设备，是一、二级负荷或重要负荷应急供电的非常好的第二路电源系统。EPS不仅静态、无噪音、无公害、无火灾隐患，而且自动切换可实现无人值守，带负载能力强，供电电压、频率稳定，波形好，可带载切换，切换时间仅0.1S，使用可靠，寿命长达20年以上，综合造价比柴油发电机组低等优点。EPS智能应急电源系统应用设计简便，不需要防震、噪音治理、排烟、排气，无需额外的消防设施，无需空调，可应用于恶劣环境，可放置于地下室或配电室内，便于管理、且接线联线简易，可视为与电网特性相同的一个短时的二路电源来配置负荷，无需考虑电源的负载特性。另外，对于某些功率较大的用电设施。如消防水泵、风机，该EPS还可以直接与电机相连，变频启动后进入正常运行状态，可省去电机的软启动和控制箱等装置，降低造价，简化设计。
关键词 EPS；智能应急电源；工作原理；特性；优越性
中图分类号 TN86 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2009）05-0261-02
EPS是英文Emergency Power Supply的缩写，起源于集中式消防应急灯具电源，是以CPU为核心及整流充电模块、逆变模块、旁路切换模块和蓄电池组成的智能供电系统，是一种含有储能装置（常见的是蓄电池），以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。在EPS智能应急电源出现以前，使用发电机组作为特别重要负荷及消防负荷的应急电源，相应带来环保和后期维护等问题，使用分散（蓄电池）式应急灯作为应急照明相应带来检修及维护等问题，EPS智能应急电源的出现，上述问题迎刃而解。它可以解决现有电力的断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象，使计算机系统运行更加安全可靠，现在已经被广泛应用于消防、计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业，并且正在迅速地走入家庭。
1 EPS应急电源的工作原理
应急电源采用单体逆变技术，集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体。系统内部设计有蓄电池、IGBT、充电器、主控板、液晶（LCD）、投掷切换电路、电池检测、分路检测回路。 WY、WYS、WYS/B系列智能化应急电源，采用后备式运行方式。
（1）当市电正常时，由市电经过互投装置给重要负载供电，同时进行市电检测及蓄电池充电管理，然后再由电池组向逆变器提供直流能源。在这里，充电器是一个仅需向蓄电池组提供相当于10%蓄电池组容量（Ah）的充电电流的小功率直流电源，它并不具备直接向逆变器提供直流电源的能力。此时，市电经由EPS的交流旁路和转换开关所组成的供电系统向用户的各种应急负载供电。与此同时，在EPS的逻辑控制板的调控下，逆变器停止工作处于自动关机状态，在此条件下，用户负载实际使用的电源是来自电网的市电。因此，EPS应急电源也是通常说的一直工作在睡眠状态，可以有效达到节能的效果。
（2）当市电供电中断或市电电压超限（±15%或±20%额定输入电压）时，互投装置将立即投切至逆变器供电，在电池组所提供的直流能源的支持下，此时用户负载所使用的电源是通过EPS的逆变器转换的交流电源，而不是来自市电。
（3）当市电电压恢复正常工作时，EPS的控制中心发出信号对逆变器执行自动关机操作，同时还通过它的转换开关执行从逆变器供电向交流旁路供电的切换操作。此后，EPS在经交流旁路供电通路向负载提供市电的同时，还通过充电器向电池组充电。
2 EPS应急电源的选配
（1）WY系列EPS（0.5~10.0KW）WY系列EPS由单路、双路供电输入二类产品组成（输入电压220V 或380V，输出电压220V），适应于应急照明和事故照明的照明负载。
（2）WYS系列EPS（2.2~400.0KW）WYS系列EPS由单路、双路供电输入二类产品组成（输入电压380V，输出电压380V），除可用于应急照明、事故照明，同时也适应于消防电梯、卷帘门、风机、水泵、淋浴泵、供水泵等电感性负载或混合供电。
（3）WYS/B系列EPS（2.2~400.0KW）WYS/B系列EPS由单逆变单台负载、单逆变单台负载一用一备用、双逆变单台负载一用一备用三类产品组成（输入电压380V，输出电压380V），仅为只有一路电源的消防设施或一级负荷中的电动机提供一种可变频的三相应急电源系统，在电源和电机之间无需任何启动装置就可以解决电动机的应急供电及其启动过程中对供电设备的冲击。适应于高层建筑的电梯、中央空调、消防水泵等电机负载。
3 EPS系列应急电源的技术参数
EPS系列应急电源的技术参数见表1。
4 EPS的容量计算方法
（1）WY系列WYS系列用于带应急照明负载时，①当负载为电子镇流器日光灯，EPS容量=电子镇流器日光灯功率和×1.1倍；②当负载为电感镇流器日光灯，EPS容量=电感镇流器日光灯功率和×1.5倍；③当负载为金属卤化物灯或金属钠灯，EPS容量=金属卤化物或金属钠灯功率和×1.6倍。
（2）带混合负载时，①当EPS带多台电动机且都同时启动时，EPS容量=带变频启动电动机功率和 带软启动电动机功率和×3倍 带星三角启动电动机功率和×3倍 直接启动电动机功率和×5倍；②当EPS带多台电动机且都分别单台启动时（不是同时），EPS容量=各个电动机功率和，但必须满足以下条件：直接启动的最大单台电动机功率是EPS 容量的1/7；星三角启动的最大单台电动机功率是EPS 容量的1/4；软启动的最大单台电动机功率是EPS容量的1/3；变频启动的最大单台电动机功率不大于EPS容量。电动机启动的顺序为直接启动的在先，其次是星三角启动、有软启动的启动，最后是带变频启动的启动。
（3）当用WYS系列EPS带混合负载时，EPS容量=所有负载总功率之和，但必须满足以下条件：①负载中直接同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/7；②负载中星三角同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/4；③负载中有软启动的电动机功率之和是EPS容量的1/3；④负载中有变频器启动同时启动的电动机功率之和不大于EPS容量；⑤同时启动的电动机当量功率之和不大于EPS容量电动机功率当量=直接且同时启动电动机总功率之和×5倍=星三角且同时启动电动机功率之和×3倍=软启动同时启动电动机功率之和×2.5倍 变频且同时启动电动机功率之和。若电动机前后启动时间机差大于1min均不为同时启动。⑥同时启动的所有负载（含非电动机负载）的当量功率之和不大于EPS容量。同时启动的所有负载功率之和=同时启动的非电动机负载总功率×功率因数＋电动机当量功率。若不满足，则按其中最大的容量来确定EPS的容量。
（4）当用WYS/B系列带负载时，EPS容量=所带电动机功率容量。
5 EPS的优越性
EPS应急电源系统采用电力电子IGBT（绝缘门双极管）逆变及PWM（交流脉宽调制技术）、多CPU微机网络监控，即单机和多机通过数据总线可以与建筑物内的消防系统、楼宇自控系统等联网，可以实现遥测、遥信、遥控、遥调等四遥功能。EPS的供电功率可从0.4KW到400KW，适用于三相380V及单相220V系统交流用电电器和设备。如电梯、水泵、风机、空调、卷帘门、照明、数码显示大屏、监控、办公设备、银行机具、人防设施、雷达、医院手术室、大型超市、商场、工厂企业生产线等。尤其适用消防设施的动力设备，是一、二级负荷或重要负荷应急供电的非常好的第二路电源系统。EPS不仅静态、无噪音、无公害、无火灾隐患，而且自动切换可实现无人值守，带负载能力强，供电电压、频率稳定，波形好，可带载切换，切换时间仅0.1S，使用可靠，寿命长达20年以上，综合造价比柴油发电机组低等优点。EPS智能应急电源系统应用设计简便，不需要防震、噪音治理、排烟、排气，无需额外的消防设施，无需空调，可应用于恶劣环境，可放置于地下室或配电室内，便于管理、且接线联线简易，可视为与电网特性相同的一个短时的二路电源来配置负荷，无需考虑电源的负载特性。另外，对于某些功率较大的用电设施。如消防水泵、风机，该EPS还可以直接与电机相连，变频启动后进入正常运行状态，可省去电机的软启动和控制箱等装置，降低造价，简化设计。