ＥＰＳ系列智能化應急電源

王軍奎

摘要 介紹了EPS智能應急電源的起源與發展、工作原理及主要功能，總結了EPS（WY、WYS、WYS/B）系列智能化應急電源的選擇、EPS應急電源的優越性。

關鍵詞 EPS；智能應急電源；工作原理；特性；優越性

中圖分類號 TN86 文獻標識碼 B 文章編號 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，是一種含有儲能裝置（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智能應急電源出現以前，使用發電機組作為特別重要負荷及消防負荷的應急電源，相應帶來環保和后期維護等問題，使用分散（蓄電池）式應急燈作為應急照明相應帶來檢修及維護等問題，EPS智能應急電源的出現，上述問題迎刃而解。它可以解決現有電力的斷電、低電壓、高電壓、突波、雜訊等現象，使計算機系統運行更加安全可靠，現在已經被廣泛應用于消防、計算機、交通、銀行、證券、通信、醫療、工業控制等行業，并且正在迅速地走入家庭。

1 EPS應急電源的工作原理

應急電源采用單體逆變技術，集充電器、蓄電池、逆變器及控制器于一體。系統內部設計有蓄電池、IGBT、充電器、主控板、液晶（LCD）、投擲切換電路、電池檢測、分路檢測回路。 WY、WYS、WYS/B系列智能化應急電源，采用后備式運行方式。

（1）當市電正常時，由市電經過互投裝置給重要負載供電，同時進行市電檢測及蓄電池充電管理，然后再由電池組向逆變器提供直流能源。在這里，充電器是一個僅需向蓄電池組提供相當于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，市電經由EPS的交流旁路和轉換開關所組成的供電系統向用戶的各種應急負載供電。與此同時，在EPS的邏輯控制板的調控下，逆變器停止工作處于自動關機狀態，在此條件下，用戶負載實際使用的電源是來自電網的市電。因此，EPS應急電源也是通常說的一直工作在睡眠狀態，可以有效達到節能的效果。

（2）當市電供電中斷或市電電壓超限（±15%或±20%額定輸入電壓）時，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，此時用戶負載所使用的電源是通過EPS的逆變器轉換的交流電源，而不是來自市電。

（3）當市電電壓恢復正常工作時，EPS的控制中心發出信號對逆變器執行自動關機操作，同時還通過它的轉換開關執行從逆變器供電向交流旁路供電的切換操作。此后，EPS在經交流旁路供電通路向負載提供市電的同時，還通過充電器向電池組充電。

2 EPS應急電源的選配

（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品組成（輸入電壓220V 或380V，輸出電壓220V），適應于應急照明和事故照明的照明負載。

（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品組成（輸入電壓380V，輸出電壓380V），除可用于應急照明、事故照明，同時也適應于消防電梯、卷簾門、風機、水泵、淋浴泵、供水泵等電感性負載或混合供電。

（3）WYS/B系列EPS（2.2~400.0KW）WYS/B系列EPS由單逆變單臺負載、單逆變單臺負載一用一備用、雙逆變單臺負載一用一備用三類產品組成（輸入電壓380V，輸出電壓380V），僅為只有一路電源的消防設施或一級負荷中的電動機提供一種可變頻的三相應急電源系統，在電源和電機之間無需任何啟動裝置就可以解決電動機的應急供電及其啟動過程中對供電設備的沖擊。適應于高層建筑的電梯、中央空調、消防水泵等電機負載。

3 EPS系列應急電源的技術參數

EPS系列應急電源的技術參數見表1。

4 EPS的容量計算方法

（1）WY系列WYS系列用于帶應急照明負載時，①當負載為電子鎮流器日光燈，EPS容量=電子鎮流器日光燈功率和×1.1倍；②當負載為電感鎮流器日光燈，EPS容量=電感鎮流器日光燈功率和×1.5倍；③當負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）帶混合負載時，①當EPS帶多臺電動機且都同時啟動時，EPS容量=帶變頻啟動電動機功率和+帶軟啟動電動機功率和×3倍+帶星三角啟動電動機功率和×3倍+直接啟動電動機功率和×5倍；②當EPS帶多臺電動機且都分別單臺啟動時（不是同時），EPS容量=各個電動機功率和，但必須滿足以下條件：直接啟動的最大單臺電動機功率是EPS 容量的1/7；星三角啟動的最大單臺電動機功率是EPS 容量的1/4；軟啟動的最大單臺電動機功率是EPS容量的1/3；變頻啟動的最大單臺電動機功率不大于EPS容量。電動機啟動的順序為直接啟動的在先，其次是星三角啟動、有軟啟動的啟動，最后是帶變頻啟動的啟動。

（3）當用WYS系列EPS帶混合負載時，EPS容量=所有負載總功率之和，但必須滿足以下條件：①負載中直接同時啟動的電動機功率之和是EPS容量的1/7；②負載中星三角同時啟動的電動機功率之和是EPS容量的1/4；③負載中有軟啟動的電動機功率之和是EPS容量的1/3；④負載中有變頻器啟動同時啟動的電動機功率之和不大于EPS容量；⑤同時啟動的電動機當量功率之和不大于EPS容量電動機功率當量=直接且同時啟動電動機總功率之和×5倍=星三角且同時啟動電動機功率之和×3倍=軟啟動同時啟動電動機功率之和×2.5倍+變頻且同時啟動電動機功率之和。若電動機前后啟動時間機差大于1min均不為同時啟動。⑥同時啟動的所有負載（含非電動機負載）的當量功率之和不大于EPS容量。同時啟動的所有負載功率之和=同時啟動的非電動機負載總功率×功率因數＋電動機當量功率。若不滿足，則按其中最大的容量來確定EPS的容量。

（4）當用WYS/B系列帶負載時，EPS容量=所帶電動機功率容量。

5 EPS的優越性

EPS應急電源系統采用電力電子IGBT（絕緣門雙極管）逆變及PWM（交流脈寬調制技術）、多CPU微機網絡監控，即單機和多機通過數據總線可以與建筑物內的消防系統、樓宇自控系統等聯網，可以實現遙測、遙信、遙控、遙調等四遙功能。EPS的供電功率可從0.4KW到400KW，適用于三相380V及單相220V系統交流用電電器和設備。如電梯、水泵、風機、空調、卷簾門、照明、數碼顯示大屏、監控、辦公設備、銀行機具、人防設施、雷達、醫院手術室、大型超市、商場、工廠企業生產線等。尤其適用消防設施的動力設備，是一、二級負荷或重要負荷應急供電的非常好的第二路電源系統。EPS不僅靜態、無噪音、無公害、無火災隱患，而且自動切換可實現無人值守，帶負載能力強，供電電壓、頻率穩定，波形好，可帶載切換，切換時間僅0.1S，使用可靠，壽命長達20年以上，綜合造價比柴油發電機組低等優點。EPS智能應急電源系統應用設計簡便，不需要防震、噪音治理、排煙、排氣，無需額外的消防設施，無需空調，可應用于惡劣環境，可放置于地下室或配電室內，便于管理、且接線聯線簡易，可視為與電網特性相同的一個短時的二路電源來配置負荷，無需考慮電源的負載特性。另外，對于某些功率較大的用電設施。如消防水泵、風機，該EPS還可以直接與電機相連，變頻啟動后進入正常運行狀態，可省去電機的軟啟動和控制箱等裝置，降低造價，簡化設計。