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  • 什么是eps应急电源

    什么是eps应急电源

    一、什么是eps电源

    EPS应急电源是Emergency Power Supply的英文缩写。FEPS系列EPS应急电源是指专门用在消防上面的、通过国家3C认证和消防检测报告的、为用户一级负载提供二路备用电源解决方案而精心设计的高性能的应急电源。


    我司的eps电源外观图:

    5kweps电源

    二、工作原理

    EPS应急电源是一种备用电源,其平常是出于待机状态,基本核心就是一个实现交-直-交的转变过程,要实现这个过程一般会有以下几个元器件即充电器、电池、逆变器、控制器、市电接触器、逆变接触器和升压变压器等等。

    具体就是市电正常的时候充电器把交流电整流成直流电给蓄电池充电,市电经过市电接触器输出供给负载;当检测到市电异常时,蓄电池工作把直流电输出给逆变模 块逆变出交流电,交流电再经过输出变压器升压隔离成市电通过逆变接触器供给负载。网电恢复或消防信号解除,应急电源恢复网电工作状态。具体的原理图如下:


    当然在实际使用过程中有些特殊的设备如金卤灯、高压钠灯等卤化物灯具,由于这类灯具在市电和备用电的切换时间要求高,故而产生了一种在线式的eps电源,没有切换时间,其基本原理也是一样的只是做切换的不是用接触器而是用静态开关而已。

    三、主要组成部分

    3.1充电器

    我们这里所说的充电器都是指铅酸蓄电池所用的充电器,常用的充电器有DC48V、 DC192V、DC324V、DC492V等,EPS电源中的充电器一般采用智能恒流恒压二阶段充电方式或恒压限流的充电方式。充电器的好坏对蓄电池的容 量及使用寿命影响较大,应保证最大充电电流不超过所配用蓄电池的允许值,浮充电压满足配用蓄电池的推荐值,如具备温度补偿特性则更佳,避免快速充电。当然 也有高端的采用其他充电方式,如定时自动进行循环充电方式、自动均充-浮充控制等,但在控制上略为复杂。
    市电正常时,EPS中的充电器通常还需要为控制系 统供电。充电器应具备高可靠性和良好的自保护功能,应能适应较宽的输入交流电压范围,以保证在各种恶劣供电环境中正常充电并为EPS的控制系统供电。因充 电器功率较小,且多数时间内工作于轻载状态,其交流输入功率因数和谐波含量等指标并不十分重要。
    EPS中的充电器通常采用高频开关电源技术实现,也有部分 大功率的EPS采用了晶闸管相控整流型充电器。

    3.2电池

    eps用的蓄电池属于阀控式铅酸免维护蓄电池,应具备深度放电性能强:EPS应急电源主要应用于消防应急,均设有强制启动功能,即此功能强制启动时蓄电池 放电无过放电保护,可以无限制放电下去,深度放电性能差的蓄电池可能由于EPS应急电源的此功能启动一次性就损坏而无可再用。

    3.3逆变器

    逆变器是把直流电能(电池)转变成交流电(一般为220V或380V,50Hz正弦波)。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。目前eps电源厂家逆变部 分用的材料是MOS、IPM、IGBT等.其中IPM用的最多,IPM(智能功率模块)是一种先进的功率开关器件,兼有GTR(大功率晶体管)高电流、低 饱和电压和高耐压的优点,以及MOSFET(场效应晶体管)高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。而且IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电 路,使用起来方便,不仅减少了系统的体积,缩短了开发时间,也增强了系统的可靠性,适应了当今功率器件的发展方向,IPM在功率电子领域得到了越来越广泛 的应用。

    3.4隔离变压器

    隔离变压器是指输入绕组与输出绕组带电气隔离的变压器,隔离变压器用以避免偶然同时触及带电体,变压器的隔离是隔离原副边绕线圈各自的电流。eps电源用的变压器起到隔离、升压、滤波功能。

    内部图片如下:

    45kw 180mineps电源

    四、主要应用场合

    EPS应急电源采用了微电脑CUP集中监控及高智能化数字集成电路,性能稳定可靠,广泛应用在工业自动化、电力供电、消防控制及所有需要备用电源的自动化控制系统,为设备提供了一个安全可靠的备用电源保障,使电子、电力、电气设备安全高效运行。如医院、学校、商场、小区、超市、火车站以及石油化工等领域。

    我司产品应用案例图片:

    30kweps电源

    五、选用原因

    首先,Eps电源主要是用在消防上面,当建筑物发生火灾时,市电要切断,此时eps电源能自动切换成电池供电,给应急照明和一些消防设备如水泵、风机、消防电梯等提供稳定可靠的备用电源,从而降低火灾对人们的危害。

    其次也有用在工业上面,像有些化工、钢厂有些感性设备不能停电或者电网波动较大、有晃电,使用这种抗晃电的eps电源能解决上述问题,从而降低因电源质量问题给人们带来的危害。

    再次,eps电源是解决电源问题的,是一种稳定、可靠的备用电源。

    六、eps 电源的分类

    按照输出电压的类型一般分为单相eps电源、三相eps电源;

    按照切换时间的快慢一般分为后备式eps电源(切换时间2-5S)、零切换eps 电源;

    按照负载类型分为照明型eps电源、动力型eps电源、混合型eps电源。

    按照应急时间的长短,一般有15min、60min、90min、120min、180min等。

    七、EPS应急电源与同类产品的比较

    7.1 EPS 供电方案与自带蓄电池灯具方案比较

    由于自带蓄电池灯具非常分散,一般公共建筑物内少则几百个点,多的可达几千个点,而众多的自带蓄电池灯具又不允许同时进行充放电维护,必须逐个进行维护 (同时维护可能造成应急照明系统瘫痪)。灯具厂家要求的每个月需要进行充放电维护,以每盏灯具维护用时3小时-6小时计算,在现实中几乎无法实现。即使实 现也耗费了大量的人力财力。这就成为EPS与自带蓄电池灯具比较的最大优势。正因为具备以上诸多优势,短短几年时间里,EPS在应急照明领域已占据很大市 场份额。

    7.2 EPS 电源与UPS电源的区别及比较

    UPS为不间断电源(Uninterruptible Power System)的英文缩写,其注重的是供电参数中的“不间断”。实现方式为整流一逆变在线运行,蓄电池与逆变器直流母线无断点,从而保证了输出电源的连续 性。其工作原理为当网电正常时,将网电整流为直流,为逆变器供电,逆变器在线长期运行为负载提供电源,当网电故障时,虽然网电整流的直流电源消失,但蓄电 池仍然继续为逆变器供电。在UPS的工作过程中,在线运行是实现不间断供电的方式,也是产生问题的原由。目前整流环节、逆变环节的损耗一般 10%-15%,而UPS在线运行,这部分损耗以热量的形式散发出去。而EPS为后备运行或热后备运行,电池满电状态几乎没有损耗。而工作原理、应用场合 的区别表明UPS无法替换EPS,尤其不能替换应用于消防照明、动力领域(UPS在线运行本身就是火灾事故隐患)。

    允许中断供电时间为毫秒级的设备如计算机、程控交换机、数据处理系统、精密电子仪器等不可选用EPS作为备用电源,而应选用UPS电源。

    综上所述,EPS与UPS在经典理论领域有一定联系,但要解决的问题不同,实现方式不同,不存在技术先进性的差异,更不存在谁先进谁落后的问题。二者如同可以相切,却不可能同心的两个圆。大多数情况,二者不具备相互替换性。

    7.3 EPS 电源供电方案与发电机组供电方案比较

    采用柴发供电时,柴发有一个启动时间,一般有10min左右,而这10min的盲区对于消防火灾现场来说是致命的,而eps电源则不会存在这样的问题,一般的切换时间是2-5S.

    随着对EPS的深入使用,动力型应急电源将会具有很大的市场潜力。终端型动力专用应急电源控制柜目前获得了国家专利,该专利将应急供电、动力设备启动、动 力设备控制有机结合,在不增加EPS部件的情况下,解决了有限电源无法启动动力设备的难题,实现了EPS接电动机类负载1:1容量启动。这一技术的广泛应 用,使得节能、环保这一世界性主题在动力设备应急供电领域得到了长足发展。

    由于EPS无排气、排烟、无噪音、无振动、对环境无污染,所以对于有环保要求而不宜选用柴油发电机组的场所。可选用EPS应急电源。

    75kweps电源

    八、eps电源的选型

    8.1单相EPS应急照明型负载

    根据照明负载在以下几种启动方式容量设计

    a、当负载为白炽灯,EPS容量=电子镇流器日光灯功率1:1;

    b、当负载为电子整流日光灯,EPS容量=电子镇流器日光灯功率*1.2倍;

    c、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总和*1.5倍;

    d、当负载为金属卤钨灯或金属钠灯,EPS容量=金属卤钨灯或金属钠灯功率总和*1.6倍;

    注:三相应急电源中每一相的输出功率仅为EPS容量的1/3,不可偏相太多。

    8.2、三相EPS动力型单台负载

    根据单台动力负载在以下几种启动方式容量的设计:
    1. 直接启动方式的单台电机功率是EPS容量的1/7;
    2. 三角启动方式的单台电机功率是EPS容量的1/4;
    3. 软启动方式的单台电机功率是EPS容量的1/3;
    4. 变频启动方式的单台电机功率是EPS容量的1:1
    8.3、三相EPS动力型多台负载
    根据不同设计要求多台动力负载同时启动和错开启动方式容量设计:

    8.3.1同时启动方式容量计算
    • 直接启动方式的电机功率之和是EPS容量的1/7;
    • 星三角启动方式的电机功率之和是EPS容量的1/4;
    • 软启动方式的单台电机功率是EPS容量的1/3;
    • 变频启动方式的单台电机功率是EPS容量的1:1
    EPS容量=带变频启动功率之和+带软启动电机功率之和*3倍+星三角启动电机功率之和*4倍+直接启动之和*7;

    8.3.2分开启动方式容量计算
    • 直接启动方式的EPS容量为单台最大电机功率*7倍再加其它电机之和;
    • 星三角启动方式的EPS容量为单台最大电机功率*4倍再加其它电机之和;
    • 软启动方式的EPS容量为单台最大电机功率*3倍再加其它电机之和;
    • 变频启动方式的EPS容量为电机功率之和;
    电机启动顺序为:直接启动,其次是星三角启动,软启动,最后是变频启动。

    注:在混合分开启动时,EPS电源的总容量不小于启动最大一台电机功率乘以最大放大倍数。

    8.4、三相EPS混合型负载

    混合运行容量设计:
    (应急照明负载总功率*启动倍数)+(动力设备功率*启动倍数)=EPS总容量
    照明负载按一下方式计算:
    1. 当负载为电子镇流器日光灯,功率和*1.1倍;
    2. 当负载为电感镇流器日光灯,功率和*1.5倍;
    3. 当负载为金属卤钨灯或金属钠灯,功率和*1.6倍;
    动力负载按以下几种启动方式计算:
    1. 直接启动方式的单台电机功率是EPS电源容量的1/7;
    2. 三角启动方式的单台电机功率是EPS容量的1/4;
    3. 软启动方式的单台电机功率是EPS容量的1/3;
    4. 变频启动方式的单台电机功率EPS容量的1:1
    九、eps电源的订货须知

    因本产品是随客户的不同要求而变化的产品,所以在订货时对每个规格的品种应做如下的说明:
    1. 输入相数(是双进线还是单进线)
    2. 输出相数(是单相还是三相)
    3. 负载总容量(指一台EPS的负载总容量)
    4. 负载类型(指做照明用途时是哪种灯具;做动力用途时,带的是什么负载及负载的启动方式)
    5. 应急备用时间(指需要应急供电时间)
    6. 输出支路(指要求输出支路)
    7. 是否要求有消防联动以及旁路输出
    8. 进出线方式及进出线孔径尺寸(指进出线是否有特殊要求)
    9. 其他要求:指上述要求之外还有其他特殊要求,以上须知填写之后随订货合同交予我司以便制作。
    十、eps电源采购要点

    10.1、稳定性
       因为EPS是起保障作用的,因此它自身的稳定性更为重中之重。所以,当用户选购EPS产品的时候,不管是中小型企业用户还是其他,首先必须考虑EPS产品的质量,产品的质量是用户选用产品的第一要则,通过质量可以决定你会选择什么品牌的产品,因为我们说品牌之所以称为品牌,是因为它被很多人验证过、认可了,这是第一。

    10.2、后备时间
       后备时间是很多用户在购买EPS产品的时候会关注比较多的一个指标。从学术角度讲,EPS就是停电后继续为用户供电,首先这是一个物理学,停电供电只是它的功能之一,功能之二则是保证用户能够有一个干净的电源,保护用户的设备。

    10.3、确定EPS的类型
       根据负载对输出稳定度、切换时间、负载类型要求来确定是选择在线式、后备式以及动力型负载等类型的EPS。
    在线式EPS的输出稳定度、瞬间响应能力比另外两种强,对非线性负载的适应能力也较强。对一些较精密的设备、较重要的设备要采用在线式EPS。

    10..4、服务能力
    每个用户的网络特点、电力环境都不相同,电源保护要求也随之变化。用户在使用EPS时可能遇到种种问题也不尽相同,用户希望自己购置的是完全适合实际需求的产品和服务,而且关心设备投资的周期、长期回报率及投资风险。而现实是,绝大多数用户缺乏这方面的专业人员,所以,优质的服务体系和主动的服务态度也成为用户选购EPS时必须考虑的一个重要因素。
    综合考虑,采购时应注意:提供产品设计图纸,且注明应急时间;
    动力型的负载应提供电机的启动方式;生产厂家是否有3C认证、消防检测报告;生产厂家的售后响应能力。

    十一、eps电源的使用维护

    a、开机第一次使用,应给电池组放电保护后连续充电48小时;
    b、保持整机内外干燥、清洁、无灰尘、异物,在关机后用软布擦拭,严禁用有腐蚀性的清洁剂清洗机器;
    c、定期(按客户制定设备保养周期)检查接线端子是否松动,应保持接触牢靠;
    d、每个季度定期一次人为逆变放电(建议在使用周期起2-3月/次)每次放电在30min即可;
    e、EPS应急电源的(手动/强制)启动开关在非紧急情况下请勿启动,即使定期设备检查时需要验证此功能是否正常,一般启动10min即可,切勿长时间放电;确保不能让电池强制深度放电;
    f、检查输出回路的带载量是否有超过EPS应急电源的额定最大输出功率,如果超载断路器无跳开没有及时发现,可能造成停电时EPS应急电源逆变器逆变启动不了。
    g、避免EPS应急电源超载,满负荷工作,虽然系统在满载和超载120%的情况下能正常工作,但在满载的情况下工作对蓄电池组和功率器件等重要部件的使用寿命有一定影响,因此,建议用户尽量不要超载和长时间满载运行,以免影响机器的使用寿命。


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