應(yīng)急電源用的EPS和UPS電源
(1)應(yīng)急電源是確保電力供電系統(tǒng)和消防系統(tǒng)安全運(yùn)行的技術(shù)保障
當(dāng)代社會(huì)生活對(duì)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(lái),隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高速增長(zhǎng)及人民生活水平的提高所需求的電力供應(yīng)量也S之迅猛地增長(zhǎng)。近年來(lái)、由于電力工業(yè)所能提供的電力供應(yīng)的增長(zhǎng)量低于國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)所需用電量, 缺電、”拉閘限電”等現(xiàn)象成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)能否持續(xù)增長(zhǎng)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(wù)業(yè)、大型體育場(chǎng)館及演出場(chǎng)地、醫(yī)院手術(shù)照明、地鐵應(yīng)急照明、機(jī)場(chǎng)照明系統(tǒng)、工業(yè)廠房等重要區(qū)域中的應(yīng)急照明系統(tǒng)、電梯、水泵、消防噴淋泵和監(jiān)控系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備在遇到”因故停電”時(shí)、也能正常運(yùn)行。為此,國(guó)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(yīng)急電源, 以便在市電電網(wǎng)”停電”時(shí)、能確保用戶的各項(xiàng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)不間斷地、順利地運(yùn)轉(zhuǎn)著。EPS電源能在上述領(lǐng)域逐漸被用的技術(shù)背景是:
在某些辦公和居民區(qū)、無(wú)法尋找到能適合于安裝柴油發(fā)電機(jī)”備用電源”的安裝場(chǎng)地。這是因?yàn)樗赡軒?lái)如下比較棘手的安裝和維護(hù)問題:烈機(jī)械震動(dòng)/嚴(yán)重嗓音的擾民問題、柴油發(fā)電機(jī)組的日常維護(hù)及燃油的安全儲(chǔ)存問題等。此外,由于發(fā)電機(jī)的開機(jī)啟動(dòng)時(shí)間往往長(zhǎng)達(dá)幾秒―幾十秒。這樣一來(lái),對(duì)某些不允許”瞬間供電中斷”時(shí)間長(zhǎng)的負(fù)載而言,就會(huì)帶來(lái)不必要的工作麻煩。
當(dāng)用戶的主要負(fù)載是電阻性的照明設(shè)備及電感性的電動(dòng)機(jī)類的一般負(fù)載時(shí),對(duì)于這種負(fù)載而言,除了對(duì)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(yán)重的”過(guò)壓/欠壓”等電源問題有較高的要求。一般說(shuō)來(lái),對(duì)電網(wǎng)的其它供電質(zhì)量(例如:頻率波動(dòng)、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(duì)在線式UPS 能否被用作應(yīng)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(shuō)明的是:部份廠商有時(shí)為了突出EPS的高效節(jié)能效果、在進(jìn)行EPS與 UPS的性能比較時(shí),提出傳統(tǒng)UPS的效率僅80-90%, 其電能的損耗高達(dá)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(duì)于主要為帶計(jì)算機(jī)型”非線性負(fù)載”所設(shè)計(jì)的雙變換、在線式UPS來(lái)說(shuō), 由于它的最佳的輸出功率因數(shù)為0.7/0.8(后)。因此,對(duì)于可能同時(shí)需要帶容性、感性和阻性負(fù)載的設(shè)備而言, UPS電源無(wú)論是在對(duì)上述負(fù)載的適應(yīng)性上、還是在承受電機(jī)/電容負(fù)載在啟動(dòng)時(shí)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(shí)驅(qū)動(dòng)容性、感性和阻性等多種不同性質(zhì)負(fù)載的”應(yīng)急電源”之一的EPS電源就應(yīng)運(yùn)而生了。
(2)EPS 電源的工作原理及它對(duì)不同Cosф值負(fù)載的帶載能力
2.1)EPS電源的工作原理
1臺(tái)典型的EPS電源的系統(tǒng)控制框圖被示于圖1中。對(duì)于熟悉UPS電源的人士來(lái)說(shuō),可以把它理解為:一臺(tái)由交流旁路供電通道、逆變器電源供電通道和能自動(dòng)執(zhí)行市電供電←→逆變器電源供電切Q操作的”轉(zhuǎn)Q開關(guān)”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(shè)計(jì),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(dāng)今的EPS的輸出功率的”復(fù)蓋范圍”卻可寬達(dá)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(dāng)用戶在選購(gòu)大功率EPS電源時(shí)、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?yàn)檫^(guò)高的DC工作電壓必然會(huì)對(duì)用戶的安裝設(shè)備的絕緣電阻、防靜電保護(hù)、人員的操作安全及保護(hù)帶來(lái)相當(dāng)嚴(yán)格的要求,從而增大投資成本和維護(hù)的難度。
評(píng)論