應急電源用的EPS和UPS電源

　(1)應急電源是確保電力供電系統(tǒng)和消防系統(tǒng)安全運行的技術保障
　　當代社會生活對市電電網(wǎng)供電可靠性的依賴度之高是人所共知的。近年來，隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高速增長及人民生活水平的提高所需求的電力供應量也S之迅猛地增長。近年來、由于電力工業(yè)所能提供的電力供應的增長量低于國民經(jīng)濟增長所需用電量, 缺電、”拉閘限電”等現(xiàn)象成為制約國民經(jīng)濟能否持續(xù)增長的重要制約因素之一。此外，為確保位于現(xiàn)代辦公大樓、大型商業(yè)和服務業(yè)、大型體育場館及演出場地、醫(yī)院手術照明、地鐵應急照明、機場照明系統(tǒng)、工業(yè)廠房等重要區(qū)域中的應急照明系統(tǒng)、電梯、水泵、消防噴淋泵和監(jiān)控系統(tǒng)等關鍵設備在遇到”因故停電”時、也能正常運行。為此，國內(nèi)外的部份UPS廠家推出一種高效、節(jié)能的EPS(Emergency Power Supply)型應急電源, 以便在市電電網(wǎng)”停電”時、能確保用戶的各項關鍵業(yè)務不間斷地、順利地運轉(zhuǎn)著。EPS電源能在上述領域逐漸被用的技術背景是：
　　在某些辦公和居民區(qū)、無法尋找到能適合于安裝柴油發(fā)電機”備用電源”的安裝場地。這是因為它可能帶來如下比較棘手的安裝和維護問題：烈機械震動/嚴重嗓音的擾民問題、柴油發(fā)電機組的日常維護及燃油的安全儲存問題等。此外，由于發(fā)電機的開機啟動時間往往長達幾秒―幾十秒。這樣一來，對某些不允許”瞬間供電中斷”時間長的負載而言，就會帶來不必要的工作麻煩。
　　當用戶的主要負載是電阻性的照明設備及電感性的電動機類的一般負載時，對于這種負載而言，除了對輸入電源能否消除”供電中斷”故障、輸入電源的電壓是否有嚴重的”過壓/欠壓”等電源問題有較高的要求。一般說來，對電網(wǎng)的其它供電質(zhì)量(例如：頻率波動、各種電磁干擾和”零―地電位”偏高等電源問題)的要求較低。在此條件下，容易對在線式UPS 能否被用作應急電源之一產(chǎn)生如下誤解：
　　(a)處于逆變器供電條件下的雙變換、在線式UPS的系統(tǒng)效率僅為：89%--94%左右,難于將其系統(tǒng)效率提高到97%以上(注：UPS電源的輸出功率越高、其系統(tǒng)效率也越高)。顯而易見：供電電源的系統(tǒng)效率越高、其節(jié)能效果也越顯著。
　　在此需說明的是：部份廠商有時為了突出EPS的高效節(jié)能效果、在進行EPS與 UPS的性能比較時，提出傳統(tǒng)UPS的效率僅80-90%, 其電能的損耗高達10-20% 的數(shù)據(jù)。顯然,這是與絕大多數(shù)的UPS產(chǎn)品的性能不相符合的。
　　(b)同市電電源相比，對于主要為帶計算機型”非線性負載”所設計的雙變換、在線式UPS來說, 由于它的最佳的輸出功率因數(shù)為0.7/0.8(后)。因此，對于可能同時需要帶容性、感性和阻性負載的設備而言， UPS電源無論是在對上述負載的適應性上、還是在承受電機/電容負載在啟動時所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌電流的”帶載能力”上，都顯得較弱。
　　正是在上述背景下，作為既能獲得較好的節(jié)能效果、又能同時驅(qū)動容性、感性和阻性等多種不同性質(zhì)負載的”應急電源”之一的EPS電源就應運而生了。
　　(2)EPS 電源的工作原理及它對不同Cosф值負載的帶載能力
　　2.1)EPS電源的工作原理
　　1臺典型的EPS電源的系統(tǒng)控制框圖被示于圖1中。對于熟悉UPS電源的人士來說,可以把它理解為：一臺由交流旁路供電通道、逆變器電源供電通道和能自動執(zhí)行市電供電←→逆變器電源供電切Q操作的”轉(zhuǎn)Q開關”所組成的中、大型后備式(off-line )UPS電源。它的逆變器電源供電通道主要是由充電器、蓄電池和逆變器所組成(注：根據(jù)各EPS廠家的不同設計，有的EPS電源配置有內(nèi)置的充電器。然而，有的EPS電源的充電器部則是屬于外置的選配件)。傳統(tǒng)的后備式UPS電源的輸出功率較小、一般僅為0.5-2KVA左右。然后，當今的EPS的輸出功率的”復蓋范圍”卻可寬達1-400KVA左右。單相EPS的輸出功率(功率因數(shù)cosф=0.8)為：1―40KVA左右, 常見的電池組電壓有：24Vdc、48Vdc、110Vdc 和 220Vdc。三相EPS的輸出功率(cosф=0.8)為：5―500KVA左右, 常見的電池組電壓有：220Vdc、480Vdc、600Vdc 和 1000Vdc?；谏鲜鲈?，當用戶在選購大功率EPS電源時、宜選用電池組電壓為：220V/480Vdc的EPS產(chǎn)品。不宜選用電池組電壓為：1000Vdc的EPS產(chǎn)品。因為過高的DC工作電壓必然會對用戶的安裝設備的絕緣電阻、防靜電保護、人員的操作安全及保護帶來相當嚴格的要求，從而增大投資成本和維護的難度。