1 EPS應(yīng)急電源工作原理
在網(wǎng)電正常時,應(yīng)急電源向負載轉(zhuǎn)送網(wǎng)電,同時進行蓄電池充電管理,逆變單元不工作;接到消防信號,將網(wǎng)電或應(yīng)急電(網(wǎng)電故障時)強制送至負荷末端;網(wǎng)電發(fā)生故障時,自動轉(zhuǎn)為應(yīng)急供電。網(wǎng)電恢復或消防信號解除,應(yīng)急電源恢復網(wǎng)電工作狀態(tài)。
EPS應(yīng)急電源主要采用SPWM(交流脈寬調(diào)制)技術(shù),系統(tǒng)主要包括整流充電器、蓄電池組、逆變器、互投裝置等部分,其中逆變器是核心。整流器的作用是將交流電變成直流電,實現(xiàn)對蓄電池及向逆變器模塊供電;逆變器的作用則是將直流電變換成交流電,供給負載設(shè)備穩(wěn)定持續(xù)的電力;互投裝置保證負載在市電及逆變器輸出間的順利切換;系統(tǒng)控制器對整個系統(tǒng)進行實時監(jiān)控,可以發(fā)出告警信號,同時可通過串行口與計算機或Modem連接,實現(xiàn)對供電系統(tǒng)的微機監(jiān)控和遠程監(jiān)控。
一般由電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)為EPS應(yīng)急電源供電及由EPS電源轉(zhuǎn)為電網(wǎng)供電的切換時間不大于0.1秒-0.2秒。在電網(wǎng)供電正常時,EPS應(yīng)急電源處于充電飽和狀態(tài)(進人浮充電狀態(tài)),耗電小于標稱容量的0.1%。
2 EPS應(yīng)急電源的分類
(1)按照輸出方式劃分可分為:直流輸出型、交直流混合輸出型和交流輸出型。
(2)按照運行方式劃分可分為:冷后備式、熱后備式、在線式。
(3)按照負載特性劃分可分為:應(yīng)急照明電源和(消防)設(shè)備應(yīng)急電源。
3 EPS應(yīng)急電源的特點
EPS消防應(yīng)急電源,具有一定的先進性和實用性,它可以實現(xiàn)微機監(jiān)控和處理,對消防應(yīng)急照明、卷簾門、消防電梯、水泵、排煙風機等消防設(shè)施實現(xiàn)自動控制。此類產(chǎn)品多為高層建筑、機場、電信網(wǎng)絡(luò)機房、醫(yī)院、重要場館等工程采用。具有以下特點:
(1)電網(wǎng)有電時處于靜態(tài),無噪音,小于60dB,不需排煙、防震處理。
(2)自動切換,可實現(xiàn)無人值守。電網(wǎng)與EPS電源相互切換時間為0.1s-0.25s。
(3)帶載能力強,EPS適合電感性、電容性及綜合性負載的設(shè)備,如消防電梯、水泵、風機、應(yīng)急照明等。
(4)使用可靠,在重要場合可以采用雙機熱備方式,確保事故和火災情況下供電可靠,主機壽命可達20a以上,電池5a-10a以上。
(5)適應(yīng)惡劣環(huán)境,可放置于地下室或配電室,可以緊應(yīng)急負載使用場所就地設(shè)置,減少供電線路。
(6)對于某些功率較大的用電設(shè)施,如:消防水泵、風機,EPS可直接與電機相聯(lián)變頻啟動后,再進入正常運行狀態(tài)。
(7)應(yīng)急備用時間,標準型為60min(有延時接口)。
4 EPS應(yīng)急電源與同類產(chǎn)品的比較
4.1 EPS供電方案與自帶蓄電池燈具方案比較
由于自帶蓄電池燈具非常分散,一般公共建筑物內(nèi)少則幾百個點,多的可達幾千個點,而眾多的自帶蓄電池燈具又不允許同時進行充放電維護,必須逐個進行維護(同時維護可能造成應(yīng)急照明系統(tǒng)癱瘓)。燈具廠家要求的每個月需要進行充放電維護,以每盞燈具維護用時3小時-6小時計算,在現(xiàn)實中幾乎無法實現(xiàn)。即使實現(xiàn)也耗費了大量的人力財力。這就成為EPS與自帶蓄電池燈具比較的最大優(yōu)勢。正因為具備以上諸多優(yōu)勢,短短幾年時間里,EPS在應(yīng)急照明領(lǐng)域已占據(jù)很大市場份額。 4.2 EPS應(yīng)急電源與UPS電源的區(qū)別及比較
UPS為不間斷電源(Uninterruptible Power System)的英文縮寫,其注重的是供電參數(shù)中的“不間斷”。實現(xiàn)方式為整流一逆變在線運行,蓄電池與逆變器直流母線無斷點,從而保證了輸出電源的連續(xù)性。其工作原理為當網(wǎng)電正常時,將網(wǎng)電整流為直流,為逆變器供電,逆變器在線長期運行為負載提供電源,當網(wǎng)電故障時,雖然網(wǎng)電整流的直流電源消失,但蓄電池仍然繼續(xù)為逆變器供電。在UPS的工作過程中,在線運行是實現(xiàn)不間斷供電的方式,也是產(chǎn)生問題的原由。目前整流環(huán)節(jié)、逆變環(huán)節(jié)的損耗一般10%-15%,而UPS在線運行,這部分損耗以熱量的形式散發(fā)出去。而EPS為后備運行或熱后備運行,電池滿電狀態(tài)幾乎沒有損耗。而工作原理、應(yīng)用場合的區(qū)別表明UPS無法替換EPS,尤其不能替換應(yīng)用于消防照明、動力領(lǐng)域(UPS在線運行本身就是火災事故隱患)。
綜上所述,EPS與UPS在經(jīng)典理論領(lǐng)域有一定聯(lián)系,但要解決的問題不同,實現(xiàn)方式不同,不存在技術(shù)先進性的差異,更不存在誰先進誰落后的問題。二者如同可以相切,卻不可能同心的兩個圓。大多數(shù)情況,二者不具備相互替換性。
4.3 EPS供電方案與發(fā)電機組供電方案比較
隨著對EPS的深入使用,動力型應(yīng)急電源將會具有很大的市場潛力。終端型動力專用應(yīng)急電源控制柜目前獲得了國家專利,該專利將應(yīng)急供電、動力設(shè)備啟動、動力設(shè)備控制有機結(jié)合,在不增加EPS部件的情況下,解決了有限電源無法啟動動力設(shè)備的難題,實現(xiàn)了EPS接電動機類負載1:1容量啟動。這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使得節(jié)能、環(huán)保這一世界性主題在動力設(shè)備應(yīng)急供電領(lǐng)域得到了長足發(fā)展。
5 EPS應(yīng)急電源的應(yīng)用領(lǐng)域
(1)EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)一般的備用供電時間為30min-120min(增加供電時間須增加蓄電池容量,同時也增加體積、增加造價),因此,應(yīng)強調(diào)EPS是一種應(yīng)急電源產(chǎn)品,不是長時間性質(zhì)的備用電源,它只用于當正常電源故障時,維持重要負載的供電可靠性,保證重要負荷在一段時間內(nèi)或規(guī)定時間范圍內(nèi)供電的連續(xù)性。所以,對正常電源供電可靠性較差的場所,EPS應(yīng)急電源不能用作常用設(shè)備的備用電源。而應(yīng)選用柴油發(fā)電機組或UPS作為備用電源。由此可見,EPS最適合用于消防用電設(shè)備的備用電源。
(2)允許中斷供電時間為毫秒級的設(shè)備如計算機、程控交換機、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、精密電子儀器等不可選用EPS作為備用電源,而應(yīng)選用UPS電源。
(3)當一級負荷容量不大僅為照明或電話站負荷,又難于從電力系統(tǒng)或臨近單位取得第二低壓電源,且要求連續(xù)供電時間低于時,可設(shè)EPS作為應(yīng)急備用電源。
(4)一級負荷中的特別重要負荷允許中斷時間大于0.2S時,可設(shè)EPS作為應(yīng)急電源。
(5)分散的小容量一、二級消防負荷,如消防水泵、防排煙風機、應(yīng)急照明等,可采用一路市電加EPS或采用一路電源與設(shè)備自帶的蓄(干)電池(組)在設(shè)備處自動切換。
(6)由于EPS無排氣、排煙、無噪音、無振動、對環(huán)境無污染,所以對于有環(huán)保要求而不宜選用柴油發(fā)電機組的場所??蛇x用EPS應(yīng)急電源。
(7)對于改造工程,柴油發(fā)電機組無法設(shè)置的場所,可選用EPS應(yīng)急電源。
6 EPS應(yīng)急電源的應(yīng)用前景與展望
對于當今大規(guī)模、高性能的智能建筑物來說,系統(tǒng)供電的連續(xù)性及穩(wěn)定性使得應(yīng)急電源及后備電源技術(shù)不斷推陳出新。EPS系統(tǒng)以其專業(yè)的設(shè)計為智能大型建筑物在意外故障(供電中斷,緊急搶險)的情況下,仍能保證大型建筑物的整體智能安全系統(tǒng)正常運行,因此會得到越來越多用戶的青睞。
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