王軍奎

摘要 介紹了EPS智能應(yīng)急電源的起源與發(fā)展、工作原理及主要功能，總結(jié)了EPS（WY、WYS、WYS/B）系列智能化應(yīng)急電源的選擇、EPS應(yīng)急電源的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞 EPS；智能應(yīng)急電源；工作原理；特性；優(yōu)越性

中圖分類號(hào) TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1007-5739（2009）05-0261-02

EPS是英文Emergency Power Supply的縮寫，起源于集中式消防應(yīng)急燈具電源，是以CPU為核心及整流充電模塊、逆變模塊、旁路切換模塊和蓄電池組成的智能供電系統(tǒng)，是一種含有儲(chǔ)能裝置（常見的是蓄電池），以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。在EPS智能應(yīng)急電源出現(xiàn)以前，使用發(fā)電機(jī)組作為特別重要負(fù)荷及消防負(fù)荷的應(yīng)急電源，相應(yīng)帶來環(huán)保和后期維護(hù)等問題，使用分散（蓄電池）式應(yīng)急燈作為應(yīng)急照明相應(yīng)帶來檢修及維護(hù)等問題，EPS智能應(yīng)急電源的出現(xiàn)，上述問題迎刃而解。它可以解決現(xiàn)有電力的斷電、低電壓、高電壓、突波、雜訊等現(xiàn)象，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行更加安全可靠，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于消防、計(jì)算機(jī)、交通、銀行、證券、通信、醫(yī)療、工業(yè)控制等行業(yè)，并且正在迅速地走入家庭。

1 EPS應(yīng)急電源的工作原理

應(yīng)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。系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)有蓄電池、IGBT、充電器、主控板、液晶（LCD）、投擲切換電路、電池檢測(cè)、分路檢測(cè)回路。 WY、WYS、WYS/B系列智能化應(yīng)急電源，采用后備式運(yùn)行方式。

（1）當(dāng)市電正常時(shí)，由市電經(jīng)過互投裝置給重要負(fù)載供電，同時(shí)進(jìn)行市電檢測(cè)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(gè)僅需向蓄電池組提供相當(dāng)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(shí)，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(yīng)急負(fù)載供電。與此同時(shí)，在EPS的邏輯控制板的調(diào)控下，逆變器停止工作處于自動(dòng)關(guān)機(jī)狀態(tài)，在此條件下，用戶負(fù)載實(shí)際使用的電源是來自電網(wǎng)的市電。因此，EPS應(yīng)急電源也是通常說的一直工作在睡眠狀態(tài)，可以有效達(dá)到節(jié)能的效果。

（2）當(dāng)市電供電中斷或市電電壓超限（±15%或±20%額定輸入電壓）時(shí)，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(shí)用戶負(fù)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。

（3）當(dāng)市電電壓恢復(fù)正常工作時(shí)，EPS的控制中心發(fā)出信號(hào)對(duì)逆變器執(zhí)行自動(dòng)關(guān)機(jī)操作，同時(shí)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(fù)載提供市電的同時(shí)，還通過充電器向電池組充電。

2 EPS應(yīng)急電源的選配

（1）WY系列EPS（0.5~10.0KW）WY系列EPS由單路、雙路供電輸入二類產(chǎn)品組成（輸入電壓220V 或380V，輸出電壓220V），適應(yīng)于應(yīng)急照明和事故照明的照明負(fù)載。

（2）WYS系列EPS（2.2~400.0KW）WYS系列EPS由單路、雙路供電輸入二類產(chǎn)品組成（輸入電壓380V，輸出電壓380V），除可用于應(yīng)急照明、事故照明，同時(shí)也適應(yīng)于消防電梯、卷簾門、風(fēng)機(jī)、水泵、淋浴泵、供水泵等電感性負(fù)載或混合供電。

（3）WYS/B系列EPS（2.2~400.0KW）WYS/B系列EPS由單逆變單臺(tái)負(fù)載、單逆變單臺(tái)負(fù)載一用一備用、雙逆變單臺(tái)負(fù)載一用一備用三類產(chǎn)品組成（輸入電壓380V，輸出電壓380V），僅為只有一路電源的消防設(shè)施或一級(jí)負(fù)荷中的電動(dòng)機(jī)提供一種可變頻的三相應(yīng)急電源系統(tǒng)，在電源和電機(jī)之間無需任何啟動(dòng)裝置就可以解決電動(dòng)機(jī)的應(yīng)急供電及其啟動(dòng)過程中對(duì)供電設(shè)備的沖擊。適應(yīng)于高層建筑的電梯、中央空調(diào)、消防水泵等電機(jī)負(fù)載。

3 EPS系列應(yīng)急電源的技術(shù)參數(shù)

EPS系列應(yīng)急電源的技術(shù)參數(shù)見表1。

4 EPS的容量計(jì)算方法

（1）WY系列WYS系列用于帶應(yīng)急照明負(fù)載時(shí)，①當(dāng)負(fù)載為電子鎮(zhèn)流器日光燈，EPS容量=電子鎮(zhèn)流器日光燈功率和×1.1倍；②當(dāng)負(fù)載為電感鎮(zhèn)流器日光燈，EPS容量=電感鎮(zhèn)流器日光燈功率和×1.5倍；③當(dāng)負(fù)載為金屬鹵化物燈或金屬鈉燈，EPS容量=金屬鹵化物或金屬鈉燈功率和×1.6倍。

（2）帶混合負(fù)載時(shí)，①當(dāng)EPS帶多臺(tái)電動(dòng)機(jī)且都同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，EPS容量=帶變頻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率和+帶軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率和×3倍+帶星三角啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率和×3倍+直接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率和×5倍；②當(dāng)EPS帶多臺(tái)電動(dòng)機(jī)且都分別單臺(tái)啟動(dòng)時(shí)（不是同時(shí)），EPS容量=各個(gè)電動(dòng)機(jī)功率和，但必須滿足以下條件：直接啟動(dòng)的最大單臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率是EPS 容量的1/7；星三角啟動(dòng)的最大單臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率是EPS 容量的1/4；軟啟動(dòng)的最大單臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率是EPS容量的1/3；變頻啟動(dòng)的最大單臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率不大于EPS容量。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的順序?yàn)橹苯訂?dòng)的在先，其次是星三角啟動(dòng)、有軟啟動(dòng)的啟動(dòng)，最后是帶變頻啟動(dòng)的啟動(dòng)。

（3）當(dāng)用WYS系列EPS帶混合負(fù)載時(shí)，EPS容量=所有負(fù)載總功率之和，但必須滿足以下條件：①負(fù)載中直接同時(shí)啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率之和是EPS容量的1/7；②負(fù)載中星三角同時(shí)啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率之和是EPS容量的1/4；③負(fù)載中有軟啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率之和是EPS容量的1/3；④負(fù)載中有變頻器啟動(dòng)同時(shí)啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率之和不大于EPS容量；⑤同時(shí)啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)當(dāng)量功率之和不大于EPS容量電動(dòng)機(jī)功率當(dāng)量=直接且同時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)總功率之和×5倍=星三角且同時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率之和×3倍=軟啟動(dòng)同時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率之和×2.5倍+變頻且同時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率之和。若電動(dòng)機(jī)前后啟動(dòng)時(shí)間機(jī)差大于1min均不為同時(shí)啟動(dòng)。⑥同時(shí)啟動(dòng)的所有負(fù)載（含非電動(dòng)機(jī)負(fù)載）的當(dāng)量功率之和不大于EPS容量。同時(shí)啟動(dòng)的所有負(fù)載功率之和=同時(shí)啟動(dòng)的非電動(dòng)機(jī)負(fù)載總功率×功率因數(shù)＋電動(dòng)機(jī)當(dāng)量功率。若不滿足，則按其中最大的容量來確定EPS的容量。

（4）當(dāng)用WYS/B系列帶負(fù)載時(shí)，EPS容量=所帶電動(dòng)機(jī)功率容量。

5 EPS的優(yōu)越性

EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)采用電力電子IGBT（絕緣門雙極管）逆變及PWM（交流脈寬調(diào)制技術(shù)）、多CPU微機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，即單機(jī)和多機(jī)通過數(shù)據(jù)總線可以與建筑物內(nèi)的消防系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)等聯(lián)網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)等四遙功能。EPS的供電功率可從0.4KW到400KW，適用于三相380V及單相220V系統(tǒng)交流用電電器和設(shè)備。如電梯、水泵、風(fēng)機(jī)、空調(diào)、卷簾門、照明、數(shù)碼顯示大屏、監(jiān)控、辦公設(shè)備、銀行機(jī)具、人防設(shè)施、雷達(dá)、醫(yī)院手術(shù)室、大型超市、商場(chǎng)、工廠企業(yè)生產(chǎn)線等。尤其適用消防設(shè)施的動(dòng)力設(shè)備，是一、二級(jí)負(fù)荷或重要負(fù)荷應(yīng)急供電的非常好的第二路電源系統(tǒng)。EPS不僅靜態(tài)、無噪音、無公害、無火災(zāi)隱患，而且自動(dòng)切換可實(shí)現(xiàn)無人值守，帶負(fù)載能力強(qiáng)，供電電壓、頻率穩(wěn)定，波形好，可帶載切換，切換時(shí)間僅0.1S，使用可靠，壽命長(zhǎng)達(dá)20年以上，綜合造價(jià)比柴油發(fā)電機(jī)組低等優(yōu)點(diǎn)。EPS智能應(yīng)急電源系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，不需要防震、噪音治理、排煙、排氣，無需額外的消防設(shè)施，無需空調(diào)，可應(yīng)用于惡劣環(huán)境，可放置于地下室或配電室內(nèi)，便于管理、且接線聯(lián)線簡(jiǎn)易，可視為與電網(wǎng)特性相同的一個(gè)短時(shí)的二路電源來配置負(fù)荷，無需考慮電源的負(fù)載特性。另外，對(duì)于某些功率較大的用電設(shè)施。如消防水泵、風(fēng)機(jī)，該EPS還可以直接與電機(jī)相連，變頻啟動(dòng)后進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，可省去電機(jī)的軟啟動(dòng)和控制箱等裝置，降低造價(jià)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。