应急电源用的EPS和UPS电源

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由上述可知：在市电供电正常时，EPS是通过它的交流旁路向负载供电。原则上，它可以带具有各种不同Cosф值的负载。然而，当市电供电中断/市电电压或频率超限时，则是由EPS中的逆变器电源来供电的。在此条件下，EPS的带载能力、不仅需要考虑如表1所示的逆变器电源在不同Cosф值负载时的降额输出特性。而且，还需根据所使用的应急照明灯具的不同来选配EPS的输出功率和机型。

(a)普通的应急照明灯具：由于应急照明灯具的功耗是用有功功率KW来标注的，而EPS逆变器的输出功率是用功率因数Cosф=0.8(滞后)时的视在功率KVA 来标注的。所以，实际选用的EPS的满载输出功率应为：KVA=KW/0.8。

(b)应急照明灯具为荧光灯时, 所选用EPS的满载输出功率应为：KVA=1.3—1.5倍的KW/0.8。其原因是荧光灯在启动时、存在有较大的"启动浪涌"电流。

(c)应急照明灯具为高压气体灯时(例：高压钠灯、高压钯灯等)，宜选用切换时间<20ms的EPS产品。这是因为：如果对高压气体灯的供电"中断时间"超过20ms时，就有可能致使气体发光灯中的放电电弧"熄灭/中断"。一旦发生"放电电弧"中断现象，即使马上就供电、也可能导致长达"分钟数量级"的灯具熄灭现象发生。这因为它需要足够长的时间来重新预热高压气体灯中的灯丝的綠故。显然，对于大型体育馆和演出场地的照明系统来说，这是不允许出现这种故障的。

(3.2) 应急照明+电动机混和型负载用EPS(三相，5--400KVAKVA)

为了正确地选择EPS的输出功率，应首先分别统计电阻性照明负载与电感性电机负载的比例。对于电机负载而言，因用户所选的机型及工作方式的不同，它的启动电流可能高达5-10倍额定工作电流。为确保电机及EPS本身的安全运行, 对这种部份电机负载而言，不仅要求所选的EPS输出功率应为6倍以上的电机的标称功耗。而且，还宜选用其切换时间<10-15ms的EPS机型。

(3.3) 带电机负载的EPS

(a) 釆用电机"硬启动"工作方式，对于这种的EPS的输出功率的选用方案同于(3.2)中所述。釆用这种方案的优点是：不管在市电供电中断时、还是在市电恢复正常工作时，EPS均可确保电机的连续运行。其缺点是：需选用大功率的EPS、成本较高。

(b) 选用带变频启动功能的电机专用型EPS

如图3所示，市电供电正常时，经交流旁路和转换开关向后接电机负载供电。与此同时，市电还经充电器向电池组充电。当市电供电中断时、为确保EPS的安全运行, 希望它执行"延时切换"操作，以便让电机彻底"停止转动"后、再启动变频器，由它对后接电机执行从0—50Hz的频率逐渐增高的变频启动的操作(启动时间为几秒钟)。釆用变频启动方案带来的好处是：

(a)防止在EPS电源与处于"惯性运动状态"下的电机所产生的自激励电源之间、因相互处于"非同步入锁"状态而产生的故障隐患;

(b)可以降低EPS的输出功率和降低投资成本。此时，EPS的输出功率只需取1.2—1.4倍电机的额定功率就可满足要求。

其缺点是：

(a)要求用户的电机负载要首先停机，然后再慢速"变频启动"，从而造成电机负载工作的"不连续性"。

(b)如果后接的几台电机需要在不同的时刻进行"分时启动"操作时，就会可能遇到这样的技术难题：在启动新的电机时，当EPS的输功率足够大时，它可能会承受到5—10倍的电机启动浪涌电流的"冲击"。否则，就会迫使EPS重新进入新一轮的"变频启动"工作状态。由此所带来的问题之一是：原来处于正常工作转速的电动，会被再次拖入转速由0—50Hz的变速启动阶段，从而给用户的工作带来麻烦/问题。

(4)应急电源用UPS

近年来，在双变换、在线式UPS的基础上开发出一种带ECO作模式(经济工作模式)的UPS电源(例：艾默生公司的UL33及Hipulse系列的UPS电源)。

如图4所示，当市电工作正常时，市电电源经处于"导通状态"的交流旁路上的静态开关向后接负载供电。与此同时，市电电源经整流器向电池组充电及向逆变器提供直流电源。此时，从逆变器所输出的交流电源具有两个工作特性：(a) 与市电电源处于同步跟踪状态; (b) 由于逆变器的输出静态开关处于关断状态,UPS中的逆变器处于低功耗的空载运行状态。

由此可见：按 ECO模式工作的UPS不仅可以驱动具有各种不同Cosф值的负载。而且，它处于高效运行状态(系统效率高达97%以上)。

当市电"供电中断"/市电电压或频率超限时(见图5)，它可以在<15ms的时间内、从交流旁路供电状态→逆变器供电状态。当输入电源恢复正常后（在允许范围内），系统自动执行从逆变器供电状态→交流旁路供电状态。此时的切换时间为零。

同EPS处于逆变器供电状态相比，当UPS处于逆变器供电状态时，它具有如下优势：

■UPS的切换时间小于EPS的切换时间：由于UPS的最大切换时间<15ms。所以，可以用它来驱动高压气体灯型的负载。相比之下，由于多数EPS的切换时间在25ms-100ms左右。所以，不宜用它来带这种照明系统。

■UPS的可靠性高：输入电源正常时,它的逆变器是处于"空载待命"状态的，当输入电源中断/电压超限时、对UPS的逆变器来说，只需执行从空载→带载的操作。不会出现在EPS中的逆变器所面临的"突然开机启动、并带载"的恶劣工作环境。此外，导致UPS可靠性较高的另一个原因是：UPS的逆变器是按长期、连续工作方式来设计的、其IBGT功放管的"电流裕量"取得较大。相反，EPS的逆变器是按短期、应急工作方式来设计的、其IBGT功放管的"电流裕量"取得较小。

■UPS的抗输出过载能力优于EPS电源：当用户的负载是照明+电机型混合负载时，它有利于釆用直接"硬启动"电机的工作方式。

■UPS产品的生产"成熟性"远高于EPS：UPS已经历过数十年的生产考验和技术改进，积累了相当丰富的生产和维护经验，大型UPS的平均无故障时间(MTBF)高达40-50万小时。相比之下，EPS是近几年才开始小量生产，其产品的可靠性还有待于实践的考验。