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自贡EPS应急电源的发展、简介、在消防领域的应用及特性、EPS应急电源与柴油发电机的比较、EPS应急电源与UPS电源的比较、容量与负载配比要求、容量计算、订货须知和主要技术参数
自贡EPS应急电源的发展
随着社会的发展，建筑技术水平的不断提高，城市的建筑趋向于大规模，高层化发展随之而来对建筑的供电要求越来越高，社会的信息化，建筑的现代化，使建筑对供电的依赖也越来越大，尤其是一些重要的公共建筑，一旦中断供电，将造成重大的政治影响或经济损失，如果是发生火灾，後果就更不堪设想。所以现行的《高层民用建筑设计防火规范》及《民用建筑电气设计规范》就有严格规定：“一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不致同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源，常用的应急电源有：(1)独立于正常电源的发电机组；(2)供电网络中有效地独立于正常电源的专门供电线路；(3)蓄电池。”多年来，运行经验表明，电网供电时采用两路独立的电源．若主供电钱路停电，则由备用才路供电，采用这种方式虽然简单、可靠，但供电线路复杂。当发生大面积停电事故时，两路电源均可能发生停电事故。因此，应急电源作为独立于电网之外的备用电源．被广泛应用于各种建筑工程之中。目前，应急电源包括柴油发电机组和蓄电池，近年来，EPS蓄电池作为应急电源，被广泛应用，尤其是被用做消防应急电源，下面就相关问题作一些探讨：
自贡EPS应急电源简介
自贡EPS应急电源的工作原理
自贡EPS应急电源是允许短时电源中断的应急电源装置 (EPS：Emergency Power Supply)。做为消防应急电源系统，当建筑物发生火灾时，其做为疏散照明和其它重要的一级供电负荷提供集中供电，其工作原理如图所示：
在交流市电正常时，由交流市电经过互投装置给重要负载供电，当交流市电断电後，互投装置将立即投切至逆变器供电，供电时间由蓄电池的容量决定，当市电电压恢复时，应急电源将恢复为市电供电。
自贡EPS应急电源的系统组成
自贡EPS应急电源主要采用SPWM(交流脉带调制)技术，其具体组成如上图所示，主要包括整流充电器、蓄电池组、逆变器，互投装置等部分组成，其中逆变器是核心，整流器的作用是将交流电变成直流电，实现对蓄电池及向逆变器模块供电；逆变器的作用则是将直流电变换成交流电，供给负载设备稳定持续的电力，互投装置保证负载在市电及逆变器输出间的顺利切换；系统控制器对整个系统进行实时监控，可以发出告警信号，同时可通过串行口与计算机或Modem连接，实现对供电系统的微机监控和远程监控。
自贡EPS应急电源在消防领域的应用及特性
目前一些企业专门为消防应急措施而设计研制的EPS消防应急电源，具有一定的先进性和实用性，它可以完全实现微机监控、微机处理，全部为自动化、模块化，对消防应急照明、卷帘门，消防电梯、水泵、排烟风机等消防设施实现自动控制。目前，该产品多为一些大型的高层建筑，机场、电信办公楼字、重要场馆等工程采用，其具体有以下特性：
2．1电网有电时，处于静态，无噪音，小于60db，不需排烟、防震处理，而且具有无公害、无火灾隐患的特点。
2．2自动切换，可实现无人值守，节能，电网供电与EPS电源供电相互切换时间为0.1—0.25S。
2．3带载能力强，EPS适应于电感性，电容性及综合性负载的设备，如消防电梯、水泵、风机、应急照明等，尤其在事故或火灾强切时，电源可以在120％过载情况下工作，一直到电池完全耗尽。
2．4使用可靠，在重要场合可以采用双机热备方式，确保事故和火灾情况下供电可靠，同时主机寿命可长达20年以上，电池5—10年以上。
2．5适应恶劣环境，可放置于地下室或配电室，甚至建筑竖井裹，可以紧靠应急负荷使用场所就地设置，减少供电线路。可就地控制，也可以由消防联动控制。
2．6对于某些功率较大的用电设施，如：消防水泵、风机，EPS还可直接与电机相连变频启动後，再进入正常运行状态，可省去电机的软启动和控制箱等设置。
2．7应急备用时间：标准型为60分钟(有延时接口)，可长可短。
自贡EPS应急电源与柴油发电机的比较
柴油发电机组是目前大部分工程所采用的，由于柴油发电机的容量较大，可并机运行且连续供电时间长，所以至今已经有五、六十年的历史了，然而，随着社会的进步，需求的提高，这种传统的做法也暴露出许多问题，主要有：
1、柴油发电机噪音大，产生公害。
2、排烟中有大量的二氧化硫，污染大气，严重影响环保。
3、在高层建筑中，柴油发电机组—般放在地下室，设计难度大，造价高，进风、冷却、排烟、减震，消音等设施都需要充分考虑。
4、日常维护必须到位，工作量大。
5、存在火灾隐患。因为油罐象一个极为危险的“炸弹”，万一失火，後果难以设想，而使用C02灭火，费用则越来越高。EPS消防应急电源则不存在以上的问题。
自贡EPS应急电源与UPS电源的比较
采用不间断电源(UPS)供电方式，可使负载“万无一失”，但UPS造价昂贵，特别是在绕式UPS，其转换效率较低，长期连续运行，必然造成电能浪费，事实上，UPS广泛应用于信息类负荷，在应急，事故照明场合使用UPS无疑是“大材小用”。
自贡EPS电源与分散式的应急电源比较
分散的应急电源方式在目前的消防安全中应用最为广泛，但只能局限于应急照明，随着楼宇智能化的普及及消防安全设施的完善，除了照明外，需要给供水、通风、监控等各种应急设备供电，此时分散的应急电源已显得无能马力了。EPS则完全可以胜任以上的工作。
自贡EPS应急电源概述
HY系列智能EPS应急电源是弘翼科技专门为用户一级负载提供二路备用电源解决方案而精心设计的高性能的应急电源。该系列EPS应急电源采用了微电脑CUP集中监控及高智能化数字集成电路，性能稳定可靠，广泛应用在工业自动化、电力供电、消防控制及所有需要备用电源的自动化控制系统，为设备提供了一个安全可靠的备用电源保障，使电子、电力、电气设备安全高效运行。
自贡EPS应急电源主要技术性能优点
采用负载自适应控制技术及模块化设计，性能稳定可靠。
完善的智能化蓄电池及管理技术，最大限度的延长蓄电池使用寿命。
LCD及LED双智能显示系统，人机界面更完善，操作简便，提高EPS系统可用性。
提供RS232通讯接口，具有“四遥”功能可与监控中心通讯，实现了“遥控、通讯、遥测、联动”的智能化。
采用工控PLC作为系统控制中心，运行更可靠更稳定，现场适应性更强。
完善的智能故障自动检测系统，可实现无人职守自动投入。
设有强制应急系统功能，在紧急情况下手动实现强制运行，提高紧急情况下的应急可靠性。
自贡EPS应急电源容量与负载配比要求
负载类型 EPS选型要求
风机水泵 a)有变频启动风机水泵,总容量选配为1:1
b)负载有星三角降压启动器,选配比为3:1
c)无任何降压、变频措施启动,选配比为5:1
d)适用负载为排风机、进风机、消防泵、喷淋泵等.
电梯 有变频启动的电梯拖动电机总容量EPS的选配比为1:1
卷帘门 1.卷帘门运行时间短,配置电池小于30min
2.卷帘门在实际使用中不需要同时启动,因此卷帘门电机总容量和与EPS的选配比为1:1
混合 1.若电机均有变频启动功能,则各负载容量总和与EPS容量的选配比为1:1
2.若最大单台电机的容量小于各类负载容量的1/7,不论其有无变频启动功能,EPS容量与负载总容量的选配比为1:1
3.无变频启动功能时,EPS的容量等于3倍电机负载总容量与其它同时工作的各类负载总容量之和.
自贡EPS应急电源容量计算
HY系列或HY-YJ系列EPS电源用于带应急照明负载时:
当负载为电子镇流器日光灯,EPS容量=电子镇流器日光灯功率总和×1.1倍
当负载为电感镇流器日光灯,EPS容量=电感镇流器日光灯功率总和×1.5倍
当负载为金属卤化物灯或金属钠灯,EPS容量=金属卤化物灯或金属钠灯功率总和×1.6倍
带混合负载时,EPS容量的计算方法:
当EPS带多台电动机且都同时启动时EPS容量=带变频启动电动机功率之和+带软启动电动机功率之和×3倍+带星三角启动电机之和×3倍+直接启动电动机之和×5倍
当EPS带多台电动机且都分别单台启动时(不是同时启动)EPS容量=各个电动机功率之和,条件是:
(1)直接启动的最大的单台电动机功率EPS容量1/7
(2)星三角启动的最大的单台电动机功率是EPS的1/4
(3)软启动的最大的单台电动机功率是EPS的1/3
(4)变频启动的最大的单台电动机功率不大于EPS,电动机启动时的顺序应为直接启动的在先,其次是星三角的启动,有软启动的再启动,最后是变频启动的再启动.
当用HY-YJS系列EPS带混合负载时,EPS容量=所有负载总功率之和,但必须满足以下六条件,若不满足,则按其中最大的容量来确定EPS容量.
(1)负载中直接同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/7
(2) 负载中星三角启动的电动机功率之和是EPS容量的1/4
(3) 负载中有软启动同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/3
(4) 负载中有变频启动同时启动的电动机功率之和不大于EPS容量
(5) 同时启动的电动机当量功率之和不大于EPS容量
电动机功率当量=直接且同时启动电动机总功率之和×5倍=星三角且同时启动电动机总功率之和×3倍=软启动同时启动电动机功率之和×3倍+变频且同时启动电动机功率之和.若电动机前后启动时间相差大于1分钟均不为同时启动
(6)同时启动的所有负载(含非电动机负载)的当量功率之和不大于EPS容量.同时启动的所有负载的功率之和=同时启动的非电动机负载总功率×功率因数+电动机当量功率.
自贡EPS应急电源订购须知
自贡EPS应急电源在各个应用场合的要求不同,输入输出的接线都必须按照原设计的基本要求,用户在订购时必须注意明示以下几项基本应用技术要求,以便北科电子能够按照用户原设计的要求提供符合应用现场的高性能EPS应急电源.
1.市电输入路数(双路或单路)
2.市电输入相数(单相或三相)
3.负载总容量(不超过所定EPS应急电源的负载总容量)
4.负载种类(照明负载、动力负载或其他特殊混合性负载)
5.应急备用时间(EPS应急电源供电时间的要求)
6.输出支路数(要求输出多少回路)
7.是否要求有消防联动或通过RS232通讯接口实现电力监控
8.是否有特殊的进出线位置与方式及进线孔尺寸
自贡EPS应急电源主要技术参数
单相EPS电源主要技术参数
HY-YJ系列EPS应急电源单相:500W-30KW
型号 HY-YJ500W-600W HY-YJ -1KW-3KW HY-YJ -4KW-6KW HY-YJ -7KW-10KW
输入 交流电压单相220V±25%
交流频率 50±5%Hz
输出 电压 正常时，同市电电压一致,应急逆变时，220V±0.5%
频率(HZ)正常时同市电电压一致，应急逆变工作时，50HZ±0.5%(电池模式下)
电池 电池类型 BAINK阀控式铅酸免维护蓄电池
电池电压 48VDC 192VDC 240VDC
浮充电压 55VDC 220VDC 275VDC
切换时间≤3 ms
输出波形电池模式下逆变应急时正弦波,正常时与市电一致
超载能力超载120%维持60s, 超载150%维持5s
应急供电时间 常规型内置电池≥90分钟或按用户设计要求可配外接电池组备用≥8小时
显示 LED及LCD双显示系统
通讯接口 RS232通讯接口,可连接电力监控系统
噪音 有市电时静止无噪音,应急供电时＜55dB(距机1m处)
相对湿度 0℃~90℃(无凝结)
环境温度 -20℃~40℃
海拔高度 2000m以下
外形尺寸(W*D*H)mm 600×215×800 600×215×1100 750×410×1500 800×600×1800 800×600×2200
三相EPS电源主要技术参数
HY-YJP/YJS系列EPS应急电源三相:2.2W-500KW
型号 HY-YJP2.2-6KW HY-YJP-3N-7-80KW HY-YJP-100KW HY-YJP-120-220KW HY-YJP-250-400KW HY-YJP-500KW
输入 交流电压三相380V±25%
交流频率 50±5%Hz
输出 电压 正常时，同市电电压一致,应急逆变时，380V±0.5%
频率 正常时同市电电压一致，应急逆变工作时，50HZ±0.5%(电池模式下)
电池 电池类型 BAINK阀控式铅酸免维护蓄电池
电池电压 384VDC 432VDC 480VDC
浮充电压 4400VDC 500VDC 550VDC
切换时间≤3 ms
输出波形电池模式下逆变应急时正弦波,正常时与市电一致
超载能力超载120%维持60s, 超载150%维持5s
应急供电时间 常规型≥90分钟或按用户设计要求可配外接电池组备用≥8小时
显示 LED及LCD双显示系统
通讯接口 RS232通讯接口,可连接电力监控系统
噪音 有市电时静止无噪音,应急供电时＜55dB(距机1m处)
相对湿度 0℃~90℃(无凝结)
环境温度 -20℃~40℃
海拔高度 2000m以下
外形尺寸(W×D×H)mm 555×725×1200 800×600×2200 1000×600×2200 1000×800×2200 1200×800×2200 2200×1600×2200
自贡EPS电源概述
1.1 EPS电源的分类：目前市场上的EPS应急电源品牌众多，大家在设计上所采用的控制方式都不相同，但针对所带负载的种类大小可分为三种：一是主要用于应急照明和事故照明的单相EPS应急电源,-------HY-YJ系列；二是用于空调、电梯、卷帘门、排气风机、水泵等电感性负载或兼而有之的混合型的三相系列EPS------ HY-YSJ KW系列；三是直接给电动机供电的变频动力型系列EPS------HY-YJP 系列。
1.2 EPS电源的设计要求：EPS应急电源是2002年才迅猛发展起来的一个新兴产业，在设计EPS时应着重考虑其安全性、可靠性、适用性及合理性。主要有： 1）断电转换时间一般在毫秒级(25ms)，以保证供电的及时性； 2）负载适应能力强，包括电容性、电感性、混合型负载，而且过载能力和抗冲击能力强； 3）有多路输出，防止输出单一形成的故障； 4）有消防联动和远程控制信号，可手动与自动相互转换； 5）环境适应能力强，适用于各种恶劣环境，有防止高低温、湿热、盐雾、灰尘、震动及鼠咬等措施； 6）使用寿命长，有电池快速充电能力和管理能力； 7）节能，运行效率高，运行成本低； 8）有无人值守、自动操作功能； 9）报警功能齐全，能及时提供各种异常状况的报警； 10）有强启动功能，避免电池环节保护后无法启动； 11）无烟雾、无噪音、无公害等； 12）维护简单，维护费用低。
1.3 EPS电源的设计原理： 1）HY-YJ的EPS应急电源一般以单相为主，主要为应急照明场合（商场、娱乐场所、办公场所、交易场所等）提供集中供电。当输入电源正常时，市电一路通过转换装置输出给日常照明，另一路通过充电器给电池组充电，当控制器检测到市电中断或异常时，向逆变器发出启动信号，并控制互投转换装置转至逆变器输出。当然，对于EPS的接法不同，还可以把EPS当作二路电源、三路电源使用。2）应急照明及HY-YJS一般适用于负载性质比较复杂的场合，所以一般是三相混合型。主要适用场合为高层建筑、医院、银行等。 3）电机专用的变频动力型EPS主要为电机类负载而设计，避免因电机起动过程中的大电流冲击而损坏设备。被广泛应用于大功率电动机负载，比如电梯、消防水泵、大型风机等。与其他EPS的不同之处是此类EPS一般只有单路输出。当三相输入市电正常时经整流后给逆变器提供直流电，同时经充电器对电池组充电；当三相输入断电或异常时，自动转由电池组给变频器提供直流电。当需要电机负载工作时，送给变频器启动信号(运行信号、远程控制信号)，变频器会立即输出。从0～50Hz变频，供给电动机进行变频起动，当其频率到达50Hz后保持正常运行。
1.4 EPS应急电源领域的现状： 随着科技的不断发展，众多的智能大厦拔地而起，人们在对其居住环境提出了更高要求的同时，也提出了电力保障和人身健康安全问题。但EPS的起步较发电机和UPS要晚，人们对其认识的程度还不够，所以在众多的应急供电场合，还是以发电机和UPS为主要应急供电方式来实现EPS的功能。就提供应急供电能力而言，这两种方式已暴露出许多的不足之处。
自贡EPS电源和UPS电源技术的发展趋势
2.1 EPS电源/UPS的控制技术 中小型EPS/UPS的AC／DC和DC／AC变换大多数仍采用模拟控制电路，AC／DC变换器的控制芯片大多数已集成化，使用简单，工作可靠。DC／AC变换器的控制有两种基本方式，一种是单闭环控制，另一种是双闭环控制。前者控制电路简单，但难于实现输出端短路自动恢复。后者控制有电流内环和电压外环，电压调节器的输出为电流调节器的给定，因此，限制电流给定幅值也就限制了逆变器的最大输出电流。当前，数字控制已成为新型EPS/UPS控制技术发展的主流，数字控制器具有精度高，抗干扰能力强，易于实现对UPS的检测、故障诊断和隔离，易于实现遥控遥测，实现多台UPS的并联和热插拔，易于实现对蓄电池的监控和管理。也就是说，计算机的介入使UPS具备了智能化，可以使其运行在最优状态。
2.1.1 DSP的应用 采用数字信号处理器(DSP)的数字PWM技术，是数字控制技术的核心，用于保证EPS/UPS输出电压的质量，即保证输出电压、频率和输出电压波形满足技术指标的要求。数字控制的另一个重要功能是实现EPS/UPS的初始自检和运行自检，进行故障保护和故障隔离，这是模拟控制器无法胜任的。由于数字控制器的灵活性，使UPS控制器的硬件电路可以标准化，从而简化了生产、使用和维修，也大大提高了工作可靠性。
2.1.2 控制电路的全微处理器化 EPS/UPS电路是由以下几部分组成的：主电路、驱动电路、监控显示及控制保护电路和通信界面电路。其中监控、显示及控制保护电路和通信界面电路，可以运用数字化设计技巧简化其电路，并解决原类比电路需要调整、具有温漂及参数调整不易的缺欠。采用的方法是： 1）全微处理器化利用微处理器来执行监控、显示及控制保护电路和通信界面电路的功能； 2）半微处理器化利用类比电路处理快速反馈保护电路，而由处理器处理慢速反馈、报警、显示及通信界面的功能。
2.2 EPS电源蓄电池技术 蓄电池是EPS/UPS的心脏，不管EPS/UPS电路多么先进，其性能最终取决于它的电池，一旦电池失效，再好的EPS/UPS也无法提供不间断供电。 目前，EPS/UPS一般都使用免维护密封铅酸蓄电池，由于采用阴极吸收式密封技术，克服了普通蓄电池需要定期补水的缺点，具有“免维护”、使用方便、不污染环境、体积小、重量轻的优点。它使用高氢过电位的板栅材料，减少了电池在存放和充电过程中的气体分解。正极表面的超细玻璃纤维膜，阻止了活性物质脱落，提高了电池的寿命。安全阀的使用使蓄电池很少产生气体，又可使已产生的氧气被负极铅所吸收，使蓄电池无水的损失，达到了密封免维护的目的。一般情况下，影响电池性能的主要因素是连续充电，电池连续充电大约要减少一半的使用寿命。目前国外使用一种ABM三阶段电池管理方案，即充电分成三个阶段：第一阶段是恒流均衡充电，将电池容量充到90％；第二阶段是浮充充电，将电池容量充到100％，然后停止充电；第三阶段是自然放电，在这个阶段里，电池利用自身的漏电流放电，一直到规定的电压下限，再重复上述的三个阶段。这种方式改变了以前那种充满电后，仍使电池处于一天24h的浮充状态，因此延长了电池的寿命。 金属化镍氢电池具有高能量密度的优点，而且又无镍镉电池可能造成的镉污染，将其应用于EPS/UPS可以收到小型轻量化的优点。但其缺点是售价太高。美国Alupower公司研发的高功率铅－空气备用电源装置(RPU)，运行≥50h，功率从600W到6000W，电压有DC24V和48V两种，其能量密度是铅酸电池的十多倍，重量只有铅酸电池的1／10，所占空间只有铅酸电池的1／7，有望取代铅酸蓄电池应用于EPS/UPS。
自贡EPS电源的发展趋势
由于EPS所带负载类型的复杂性和环境的相对固定性，针对不同场合、不同负载，可对EPS功能做得更贴近现实应用。其中包括以下几方面。 1）结构组成普通EPS为了更好地结合实际应用，往往采用“多合一”的结构设计，但由于负载及环境的复杂性，也由此带来设备标准化和设计院所、用户选型的困难。解决的办法是采用模块化设计，将主机与输入或输出配电分离开来。主机模块完成主要的能量转换及通讯控制功能；配电模块实现丰富的配电管理功能。主机模块通过标准控制接口实现对配电模块的管理，如双电源自动切换功能，多回路输出功能，消防联动功能均应在配电模块中实现。 2）配电模块应增加功能EPS用于紧急负载的供电，其负载往往为非单一的负载，而这些负载在紧急情况下的关键程度不尽相同，因此，对于EPS来说，某些配电管理功能至关重要。 （1）顺序启动功能诸如，EPS的负载很大一部分是感性冲击负载，具有较大的启动电流，在选型时必须加大EPS容量，从而造成设备资源的浪费以及用户成本的增加。实际上，由于EPS负载供电的可间断性，EPS可增加一个8路或16路的可编程配电管理接口，通过对负载启动的顺序、时间进行控制，可在很大程度上解决启动冲击电流和加大选型容量的问题。（2）部分卸载功能由EPS负载性质决定，当过载发生时，需要EPS尽可能继续工作，而不能象UPS那样进行保护性关机，因此，同样可通过配电管理接口卸除次要负载。 3）电池管理由于EPS的使用环境一般较UPS恶劣，为尽可能延长蓄电池的使用寿命，充电器应同时具备以下功能：（1）可设定充电限流； （2）可设定电池放电终止电压； （3）具有自动浮充功能，充电机制应符合DIN41773标准； （4）具有浮充电压温度补偿功能； （5）智能电池检测功能； （6）深放电保护(可强制应急)。 4）变频起动功能目前变频起动型EPS的设计，所示，主要着眼于解决较大电动机，如电梯、水泵、风机等负载的起动冲击问题，但更为合理的设计，应该是在线式UPS与变频器技术的完美结合。在线式UPS具有成熟的整流、电池管理技术；变频器具有成熟的变频控制技术，两者的有机结合才是这一应用领域的最终发展方向。
随着社会的进步和发展，环境要求的不断提高，消防意识也越来越被人们重视。EPS电源以其特有的优越性将被人们认识和采用，在一个工程中，它可以灵活的运用在消防供电回路末端、个别重要场合等多种情况。在选择应急电源上，不再只局限于柴油发电机了，因为它们各自的特点分别适用于不同的工程，这将为整个社会的安全提供更有力的保障。
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