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1、EPS与UPS技术原理的不同分析 从IEC的定义来说,EPS从功能上与后备式UPS的定义是符合的,即在市电正常时,由市电向负载供电;当市电出现故障时,由电池组提供能量,经逆变器向负载供电。但是,有人说EPS就是后备式UPS,这种说法并不科学,贬低了EPS本身的重要作用。大家知道,常用的后备式UPS一般是小功率的,保护对象大多为PC机(即整流滤波负载)。由于保护对象不涉及人身安全及关键设备,而且市场需求量大,技术含量低(单一负荷对波形要求不高),价格竞争激烈,低端货较多,导致产品质量不高、返修率大,给人们留下不良印象,认为后备式UPS是可有可无的PC机
2、外设,仅相当于电源插线板。而EPS是消防专用应急电源,重点在于消防应急,其真正是“养兵千日,用兵一时”的设备,为了真正应急供电。可想而知，对EPS的可靠性有很高的期望值,为何强调EPS要后备式而不能用在线式,其主要考虑是可靠性方面是首位,其次才是整机效率。 1EPS拓扑设计 EPS整机可靠性(MTBF)不是简单的基本单元组合。而为了满足整机可靠性,各基本单元的可靠性如何配置是事关重要的。为了确保整机的可靠性(特别是从人身安全及火灾逃生考虑)，EPS的MTBF是由充电器MTBF、逆变器MTBF、各低压电器MTBF、控制部件MTBF组成的。从而可知,E
3、PS整机的MTBF是由各大部件的MTBF叠加而成,因此EPS整体设计就需要详细研究、分析、计算各大部件的MTBF,提高薄弱部件的MTBF,因为薄弱部件的MTBF高低决定了整机的MTBF,因此,要从EPS整体安全生命周期的需要来配置各大组成部件的安全生命周期。 2EPS与UPS的差别 EPS是从UPS的应用发展而来,这句话并不确切。因为EPS与UPS核心部件逆变器的控制系统的传递函数是完全不同的,从而体现在EPS负载功率因数、带载能力、过载倍数、输出回路的短路保护、逆变器的强制运行等参数和性能都大大优于UPS。一般UPS可当作一个电压闭环系统(如图1
4、所示),而EPS是带电流内环的多闭环系统(如图2所示),这也是EPS的关键所在。另外它们的相关保护也完全不同。 (1)我国EPS的发展是起源于火灾报警及电网突发故障时,为确保消防联动和电力保障的需要,它能即时提供逃生照明和消防应急,保护用户生命或身体免受伤害,其产品技术要求受公安部消防认证监督(GB17945-2000),并接受安装现场消防验收。而UPS只是用来主要保护用户PC设备或业务免受经济损失,其产品技术要求受信息产业部认证。两者适用的安全规范明显不同,因而具有不同的价值观。 (2)UPS为保证供电质量而选择逆变优先,因此在致力于提高电源质量
5、;而EPS是为保证节能可靠而选择市电优先,致力于提高电源可靠性及强制运行。当然两者在整流/充电器和逆变器的设计指标上也有很大的差异。 (3)由于UPS是在线式使用,逆变器出现故障时,反过来有市电作后备保障并及时报警,让使用者能及时掌握故障并及时排除,不会造成更大的损失。而EPS是后备式使用,是较后一道供电保障,因而其可靠性设计要求更高,不能简单理解为后备式UPS,否则EPS的重要性毫无意义,要强调其后备保障的重要性。如果EPS在市电故障时,不能通过蓄电池应急供电,则EPS如同虚设,造成的后果将不堪设想,有时可能是无法用金钱来弥补的。 (4)UPS供
6、电对象是计算机及网络设备。负载性质是整流滤波负载,功率因数差别不大,所以国标规定UPS负载功率因数为0.6～0.8,即1kVA的UPS所带的额定负载(阻性)只能为600～800W;而EPS供电对象是消防安全及电力保障,负载性质为感性、容性及整流式非线性负载兼而有之的混合型负荷,其负载功率因数就不能设定为0.8,而且有些负载是市电中断后才投入工作的,因而要求EPS能承受很大的冲击电流,EPS需要输出抗过载能力更强,因此它的动、静态控制特性是不一样的,为此其传递函数也就不会一样。所以EPS与UPS各组成部分的技术设计指标分配是不同的,相关指标肯定是有得必有
7、失,这点很重要,是产品综合性能的关键所在。 3EPS产品具有的特点 市电有电时,处于等待状态,无噪音;无市电时,逆变器工作,噪音小于60dB,不需排烟、防震处理,而且具有无公害、无火灾隐患等特点。 (1)自动切换。市电供电与EPS电源供电相互切换时间均为0.1～0.25s,高端机可实现无人值守,网上监控; (2)带载能力强。EPS适应于混合性负载的设备,如电梯、水泵、风机、应急照明等。使用可靠、一般主机寿命长达20年以上; (3)适应恶劣环境。可放置于地下室或配电室,甚至建筑竖井里。可以紧邻应急负荷使用场所就地设置,减少供电线路,做到较有效的
8、末端切换; (4)对于某些功率较大的用电设施,如消防水泵、风机,EPS可以直接与电机相连做成
