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UPS不间断电源与EPS应急电源系统详细分析

EPS应急电源

UPS不间断电源是UninterruptiblePowerSupply的缩写,就是我们经常所说的UPS不间断电源。市场上常见的UPS不间断电源主要有在线式(OnLine)和后备式(OffLine)两种。
EPS应急电源系统是Emergency Power Supply的缩写,是满足消防行业的特殊要求的应急电源。
一、后备式UPS在市电正常时直接由市电向负载供电,当市电超出其工作范围或停电时,通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是:结构简单,体积小,成本低,但输入电压范围窄,输出电压稳定精度差,有切换时间,且输出波形一般为方波
二、在线互动式UPS不间断电源在市电正常时直接由市电向负载供电,当市电偏低或偏高时,通过UPS不间断电源内部稳压线路稳压后输出,当市电异常或停电时,通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是:有较宽的输入电压范围,噪音低,体积小等特点,但同样存在切换时间。
三、 在线式UPS不间断电源在市电正常时,由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作,由逆变器向负载提供交流电,在市电异常时,逆变器由电池提供能量,逆变器始终处于工作状态,保证无间断输出。其特点是,有极宽的输入电压范围,基本无切换时间且输出电压稳定精度高,特别适合对电源要求较高的场合,但是成本较高。目前,功率大于3KVA的UPS不间断电源几乎都是在线式UPS不间断电源
UPS不间断电源同时具备稳压、滤波等功能,有些UPS不间断电源可以在故障或过载时改由市电旁路供电。
后备式的电压输出有较大的波动,在170V-260V之间,采用高速继电器实现市电和蓄电池之间的转换,转换时间小于10毫秒。在线式始终使用逆变电路工作,其电压的稳定性高,基本上在220V±5%范围内,对蓄电池基本不存在转换时间;与市电旁路转换采用静态开关,转换时间可以达到微秒级。
UPS不间断电源输出精度高、转换时间快,同时造价较高(约为EPS的两倍),平时能耗大(在线式),主机寿命较短(8-10年)。
EPS应急电源有点类似于后备式的UPS不间断电源,平时逆变器不工作,市电断电时才投入蓄电池。一般不对电源进行恒流、恒压处理。通常采用接触器转换,切换时间均为0.1~0.25S。其优点是结构较简单,造价较低,平时能耗小无噪音,主机寿命长(15-20年),可适应于电感性、电容性及综合性负载,需要时可实现变频软启动。
EPS应急电源和UPS不间断电源均是采用了IGBT逆变技术和脉宽调制PWM技术。但它们的工作原理又有不同。UPS不间断电源不论市电 是否正常,它都一直由逆变器供电,即按照“市电输入—整流(充电)—逆变—输出”的路程进 行,只有在逆变器故障或过载时才改由Bypass供电。

EPS应急电源当有市电时,市电通过KM1输出,同时充电器对电池充电。当控制系统检测到市电停电或者 市电过低时,KM2闭合,逆变器工作,使切换开关切换至应急输出状态,向负载提供电能


EPS应急电源系统与UPS系统的差别
(1)我国EPS应急电源的发展是起源于电网突发故障时,为确保电力保障和消防联动的需要,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,并接受安装现场消防验收。而UPS不间断电源只是用来保护用户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)EPS应急电源和UPS不间断电源均能提供两路选择输出供电,UPS不间断电源为保证供电优质,是选择逆变优先;而EPS是为保证节能,是选择市电优先。当然两者在整流/充电器和逆变器的设计指标上是有差异的。
(3)UPS不间断电源由于是在线式使用,出现故障可以及时报警,并有市电作后备保障,使用者能及时掌握故障并排除故障,不会对事故造成更大的损失。而EPS应急电源是离线式使用,是最后一道供电保障,因而其可靠性设计要求更高,不能简单理解为后备式UPS不间断电源,否则就把EPS的重要性一笔勾销了。如果EPS在市电故障时,不能通过蓄电池应急供电,则EPS应急电源如同虚设,造成的后果将不堪设想。
(4)UPS不间断电源供电对象是计算机及网络设备,负载性质(输入功率因数)差别不大,所以国标规定UPS不间断电源输出功因为0.8。而EPS供电对象则是电力保障及消防安全,负载性质为感性、容性及整流式非线性负载兼而有之,其输出功率因数就不能设定为0.8(EPS国标将规定其数值),而且有些负载是停市电后才投入工作的,因而要求EPS应急电源能提供很大的冲击电流,EPS应急电源需要输出动态特性要好,抗过载能力更强。因此EPS应急电源与UPS不间断电源各组成部分的技术设计指标分配是不同的。


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