EPS應急電源的發展、簡介、在消防領域的應用及特性、EPS應急電源與柴油發電機的比較、EPS應急電源與UPS電源的比較、容量與負載配比要求、容量計算、訂貨須知和主要技術參數
莆田EPS應急電源的發展
隨著社會的發展，建筑技術水平的不斷提高，城市的建筑趨向于大規模，高層化發展隨之而來對建筑的供電要求越來越高，社會的信息化，建筑的現代化，使建筑對供電的依賴也越來越大，尤其是一些重要的公共建筑，一旦中斷供電，將造成重大的政治影響或經濟損失，如果是發生火災，後果就更不堪設想。所以現行的《高層民用建筑設計防火規范》及《民用建筑電氣設計規范》就有嚴格規定：“一級負荷應由兩個電源供電，當一個電源發生故障時，另一個電源不致同時受到損壞。一級負荷中特別重要的負荷，除上述兩個電源外，還必須增設應急電源，常用的應急電源有：(1)獨立于正常電源的發電機組；(2)供電網絡中有效地獨立于正常電源的專門供電線路；(3)蓄電池�！倍嗄陙�，運行經驗表明，電網供電時采用兩路獨立的電源．若主供電錢路停電，則由備用才路供電，采用這種方式雖然簡單、可靠，但供電線路復雜。當發生大面積停電事故時，兩路電源均可能發生停電事故。因此，應急電源作為獨立于電網之外的備用電源．被廣泛應用于各種建筑工程之中。目前，應急電源包括柴油發電機組和蓄電池，近年來，EPS蓄電池作為應急電源，被廣泛應用，尤其是被用做消防應急電源，下面就相關問題作一些探討：
龍巖EPS應急電源簡介
EPS應急電源的工作原理
EPS應急電源是允許短時電源中斷的應急電源裝置 (EPS：Emergency Power Supply)。做為消防應急電源系統，當建筑物發生火災時，其做為疏散照明和其它重要的一級供電負荷提供集中供電，其工作原理如圖所示：
　　在交流市電正常時，由交流市電經過互投裝置給重要負載供電，當交流市電斷電後，互投裝置將立即投切至逆變器供電，供電時間由蓄電池的容量決定，當市電電壓恢復時，應急電源將恢復為市電供電。
　　EPS應急電源的系統組成
EPS應急電源主要采用SPWM(交流脈帶調制)技術，其具體組成如上圖所示，主要包括整流充電器、蓄電池組、逆變器，互投裝置等部分組成，其中逆變器是核心，整流器的作用是將交流電變成直流電，實現對蓄電池及向逆變器模塊供電；逆變器的作用則是將直流電變換成交流電，供給負載設備穩定持續的電力，互投裝置保證負載在市電及逆變器輸出間的順利切換；系統控制器對整個系統進行實時監控，可以發出告警信號，同時可通過串行口與計算機或Modem連接，實現對供電系統的微機監控和遠程監控。
　　莆田EPS應急電源在消防領域的應用及特性
目前一些企業專門為消防應急措施而設計研制的EPS消防應急電源，具有一定的先進性和實用性，它可以完全實現微機監控、微機處理，全部為自動化、模塊化，對消防應急照明、卷簾門，消防電梯、水泵、排煙風機等消防設施實現自動控制。目前，該產品多為一些大型的高層建筑，機場、電信辦公樓字、重要場館等工程采用，其具體有以下特性：
　　2．1電網有電時，處于靜態，無噪音，小于60db，不需排煙、防震處理，而且具有無公害、無火災隱患的特點。
　　2．2自動切換，可實現無人值守，節能，電網供電與EPS電源供電相互切換時間為0.1—0.25S。
　　2．3帶載能力強，EPS適應于電感性，電容性及綜合性負載的設備，如消防電梯、水泵、風機、應急照明等，尤其在事故或火災強切時，電源可以在120％過載情況下工作，一直到電池完全耗盡。
　　2．4使用可靠，在重要場合可以采用雙機熱備方式，確保事故和火災情況下供電可靠，同時主機壽命可長達20年以上，電池5—10年以上。
　　2．5適應惡劣環境，可放置于地下室或配電室，甚至建筑豎井裹，可以緊靠應急負荷使用場所就地設置，減少供電線路。可就地控制，也可以由消防聯動控制。
　　2．6對于某些功率較大的用電設施，如：消防水泵、風機，EPS還可直接與電機相連變頻啟動後，再進入正常運行狀態，可省去電機的軟啟動和控制箱等設置。
　　2．7應急備用時間：標準型為60分鐘(有延時接口)，可長可短。
　　龍巖EPS應急電源與柴油發電機的比較
柴油發電機組是目前大部分工程所采用的，由于柴油發電機的容量較大，可并機運行且連續供電時間長，所以至今已經有五、六十年的歷史了，然而，隨著社會的進步，需求的提高，這種傳統的做法也暴露出許多問題，主要有：
　　1、柴油發電機噪音大，產生公害。
　　2、排煙中有大量的二氧化硫，污染大氣，嚴重影響環保。
　　3、在高層建筑中，柴油發電機組—般放在地下室，設計難度大，造價高，進風、冷卻、排煙、減震，消音等設施都需要充分考慮。
　　4、日常維護必須到位，工作量大。
　5、存在火災隱患。因為油罐象一個極為危險的“炸彈”，萬一失火，後果難以設想，而使用C02滅火，費用則越來越高。EPS消防應急電源則不存在以上的問題。
　　莆田EPS應急電源與UPS電源的比較
　　采用不間斷電源(UPS)供電方式，可使負載“萬無一失”，但UPS造價昂貴，特別是在繞式UPS，其轉換效率較低，長期連續運行，必然造成電能浪費，事實上，UPS廣泛應用于信息類負荷，在應急，事故照明場合使用UPS無疑是“大材小用”。
　　龍巖EPS電源與分散式的應急電源比較
分散的應急電源方式在目前的消防安全中應用最為廣泛，但只能局限于應急照明，隨著樓宇智能化的普及及消防安全設施的完善，除了照明外，需要給供水、通風、監控等各種應急設備供電，此時分散的應急電源已顯得無能馬力了。EPS則完全可以勝任以上的工作。
莆田EPS應急電源概述
HY系列智能EPS應急電源是弘翼科技專門為用戶一級負載提供二路備用電源解決方案而精心設計的高性能的應急電源。該系列EPS應急電源采用了微電腦CUP集中監控及高智能化數字集成電路，性能穩定可靠，廣泛應用在工業自動化、電力供電、消防控制及所有需要備用電源的自動化控制系統，為設備提供了一個安全可靠的備用電源保障，使電子、電力、電氣設備安全高效運行。
龍巖EPS應急電源主要技術性能優點
采用負載自適應控制技術及模塊化設計，性能穩定可靠。
完善的智能化蓄電池及管理技術，最大限度的延長蓄電池使用壽命。
LCD及LED雙智能顯示系統，人機界面更完善，操作簡便，提高EPS系統可用性。
提供RS232通訊接口，具有“四遙”功能可與監控中心通訊，實現了“遙控、通訊、遙測、聯動”的智能化。
采用工控PLC作為系統控制中心，運行更可靠更穩定，現場適應性更強。
完善的智能故障自動檢測系統，可實現無人職守自動投入。
設有強制應急系統功能，在緊急情況下手動實現強制運行，提高緊急情況下的應急可靠性。
莆田EPS應急電源容量與負載配比要求
負載類型 EPS選型要求
風機水泵 a)有變頻啟動風機水泵,總容量選配為1:1
b)負載有星三角降壓啟動器,選配比為3:1
c)無任何降壓、變頻措施啟動,選配比為5:1
d)適用負載為排風機、進風機、消防泵、噴淋泵等.
電梯 有變頻啟動的電梯拖動電機總容量EPS的選配比為1:1
卷簾門 1.卷簾門運行時間短,配置電池小于30min
2.卷簾門在實際使用中不需要同時啟動,因此卷簾門電機總容量和與EPS的選配比為1:1
混合 1.若電機均有變頻啟動功能,則各負載容量總和與EPS容量的選配比為1:1
2.若最大單臺電機的容量小于各類負載容量的1/7,不論其有無變頻啟動功能,EPS容量與負載總容量的選配比為1:1
3.無變頻啟動功能時,EPS的容量等于3倍電機負載總容量與其它同時工作的各類負載總容量之和.
龍巖EPS應急電源容量計算
HY系列或HY-YJ系列EPS電源用于帶應急照明負載時:
當負載為電子鎮流器日光燈,EPS容量=電子鎮流器日光燈功率總和×1.1倍
當負載為電感鎮流器日光燈,EPS容量=電感鎮流器日光燈功率總和×1.5倍
當負載為金屬鹵化物燈或金屬鈉燈,EPS容量=金屬鹵化物燈或金屬鈉燈功率總和×1.6倍
帶混合負載時,EPS容量的計算方法:
當EPS帶多臺電動機且都同時啟動時EPS容量=帶變頻啟動電動機功率之和+帶軟啟動電動機功率之和×3倍+帶星三角啟動電機之和×3倍+直接啟動電動機之和×5倍
當EPS帶多臺電動機且都分別單臺啟動時(不是同時啟動)EPS容量=各個電動機功率之和,條件是:
(1)直接啟動的最大的單臺電動機功率EPS容量1/7
(2)星三角啟動的最大的單臺電動機功率是EPS的1/4
(3)軟啟動的最大的單臺電動機功率是EPS的1/3
(4)變頻啟動的最大的單臺電動機功率不大于EPS,電動機啟動時的順序應為直接啟動的在先,其次是星三角的啟動,有軟啟動的再啟動,最后是變頻啟動的再啟動.
當用HY-YJS系列EPS帶混合負載時,EPS容量=所有負載總功率之和,但必須滿足以下六條件,若不滿足,則按其中最大的容量來確定EPS容量.
(1)負載中直接同時啟動的電動機功率之和是EPS容量的1/7
(2) 負載中星三角啟動的電動機功率之和是EPS容量的1/4
(3) 負載中有軟啟動同時啟動的電動機功率之和是EPS容量的1/3
(4) 負載中有變頻啟動同時啟動的電動機功率之和不大于EPS容量
(5) 同時啟動的電動機當量功率之和不大于EPS容量
電動機功率當量=直接且同時啟動電動機總功率之和×5倍=星三角且同時啟動電動機總功率之和×3倍=軟啟動同時啟動電動機功率之和×3倍+變頻且同時啟動電動機功率之和.若電動機前后啟動時間相差大于1分鐘均不為同時啟動
(6)同時啟動的所有負載(含非電動機負載)的當量功率之和不大于EPS容量.同時啟動的所有負載的功率之和=同時啟動的非電動機負載總功率×功率因數+電動機當量功率.
莆田EPS應急電源訂購須知
EPS應急電源在各個應用場合的要求不同,輸入輸出的接線都必須按照原設計的基本要求,用戶在訂購時必須注意明示以下幾項基本應用技術要求,以便北科電子能夠按照用戶原設計的要求提供符合應用現場的高性能EPS應急電源.
1.市電輸入路數(雙路或單路)
2.市電輸入相數(單相或三相)
3.負載總容量(不超過所定EPS應急電源的負載總容量)
4.負載種類(照明負載、動力負載或其他特殊混合性負載)
5.應急備用時間(EPS應急電源供電時間的要求)
6.輸出支路數(要求輸出多少回路)
7.是否要求有消防聯動或通過RS232通訊接口實現電力監控
8.是否有特殊的進出線位置與方式及進線孔尺寸
EPS應急電源主要技術參數
單相EPS電源主要技術參數
HY-YJ系列EPS應急電源單相:500W-30KW
型號 HY-YJ500W-600W HY-YJ -1KW-3KW HY-YJ -4KW-6KW HY-YJ -7KW-10KW
輸入 交流電壓 單相220V±25%
交流頻率 50±5%Hz
輸出 電壓 正常時，同市電電壓一致,應急逆變時，220V±0.5%
頻率(HZ) 正常時同市電電壓一致，應急逆變工作時，50HZ±0.5%(電池模式下)
電池 電池類型 BAINK閥控式鉛酸免維護蓄電池
電池電壓 48VDC 192VDC 240VDC
浮充電壓 55VDC 220VDC 275VDC
切換時間 ≤3 ms
輸出波形 電池模式下逆變應急時正弦波,正常時與市電一致
超載能力 超載120%維持60s, 超載150%維持5s
應急供電時間 常規型內置電池≥90分鐘或按用戶設計要求可配外接電池組備用≥8小時
顯示 LED及LCD雙顯示系統
通訊接口 RS232通訊接口,可連接電力監控系統
噪音 有市電時靜止無噪音,應急供電時＜55dB(距機1m處)
相對濕度 0℃~90℃(無凝結)
環境溫度 -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電源主要技術參數
HY-YJP/YJS系列EPS應急電源三相:2.2W-500KW
型號 HY-YJP2.2-6KW HY-YJP-3N-7-80KW HY-YJP-100KW HY-YJP-120-220KW HY-YJP-250-400KW HY-YJP-500KW
輸入 交流電壓 三相380V±25%
交流頻率 50±5%Hz
輸出 電壓 正常時，同市電電壓一致,應急逆變時，380V±0.5%
頻率 正常時同市電電壓一致，應急逆變工作時，50HZ±0.5%(電池模式下)

電池 電池類型 BAINK閥控式鉛酸免維護蓄電池
電池電壓 384VDC 432VDC 480VDC
浮充電壓 4400VDC 500VDC 550VDC
切換時間 ≤3 ms
輸出波形 電池模式下逆變應急時正弦波,正常時與市電一致
超載能力 超載120%維持60s, 超載150%維持5s
應急供電時間 常規型≥90分鐘或按用戶設計要求可配外接電池組備用≥8小時
顯示 LED及LCD雙顯示系統
通訊接口 RS232通訊接口,可連接電力監控系統
噪音 有市電時靜止無噪音,應急供電時＜55dB(距機1m處)
相對濕度 0℃~90℃(無凝結)
環境溫度 -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
EPS電源概述
1.1 EPS電源的分類：目前市場上的EPS應急電源品牌眾多，大家在設計上所采用的控制方式都不相同，但針對所帶負載的種類大小可分為三種：一是主要用于應急照明和事故照明的單相EPS應急電源,-------HY-YJ系列；二是用于空調、電梯、卷簾門、排氣風機、水泵等電感性負載或兼而有之的混合型的三相系列EPS------ HY-YSJ KW系列；三是直接給電動機供電的變頻動力型系列EPS------HY-YJP 系列。
1.2 EPS電源的設計要求：EPS應急電源是2002年才迅猛發展起來的一個新興產業，在設計EPS時應著重考慮其安全性、可靠性、適用性及合理性。主要有： 1）斷電轉換時間一般在毫秒級(25ms)，以保證供電的及時性； 2）負載適應能力強，包括電容性、電感性、混合型負載，而且過載能力和抗沖擊能力強； 3）有多路輸出，防止輸出單一形成的故障； 4）有消防聯動和遠程控制信號，可手動與自動相互轉換； 5）環境適應能力強，適用于各種惡劣環境，有防止高低溫、濕熱、鹽霧、灰塵、震動及鼠咬等措施； 6）使用壽命長，有電池快速充電能力和管理能力； 7）節能，運行效率高，運行成本低； 8）有無人值守、自動操作功能； 9）報警功能齊全，能及時提供各種異常狀況的報警； 10）有強啟動功能，避免電池環節保護后無法啟動； 11）無煙霧、無噪音、無公害等； 12）維護簡單，維護費用低。
1.3 EPS電源的設計原理： 1）HY-YJ的EPS應急電源一般以單相為主，主要為應急照明場合（商場、娛樂場所、辦公場所、交易場所等）提供集中供電。當輸入電源正常時，市電一路通過轉換裝置輸出給日常照明，另一路通過充電器給電池組充電，當控制器檢測到市電中斷或異常時，向逆變器發出啟動信號，并控制互投轉換裝置轉至逆變器輸出。當然，對于EPS的接法不同，還可以把EPS當作二路電源、三路電源使用。2）應急照明及HY-YJS一般適用于負載性質比較復雜的場合，所以一般是三相混合型。主要適用場合為高層建筑、醫院、銀行等。 3）電機專用的變頻動力型EPS主要為電機類負載而設計，避免因電機起動過程中的大電流沖擊而損壞設備。被廣泛應用于大功率電動機負載，比如電梯、消防水泵、大型風機等。與其他EPS的不同之處是此類EPS一般只有單路輸出。當三相輸入市電正常時經整流后給逆變器提供直流電，同時經充電器對電池組充電；當三相輸入斷電或異常時，自動轉由電池組給變頻器提供直流電。當需要電機負載工作時，送給變頻器啟動信號(運行信號、遠程控制信號)，變頻器會立即輸出。從0～50Hz變頻，供給電動機進行變頻起動，當其頻率到達50Hz后保持正常運行。
1.4 EPS應急電源領域的現狀： 隨著科技的不斷發展，眾多的智能大廈拔地而起，人們在對其居住環境提出了更高要求的同時，也提出了電力保障和人身健康安全問題。但EPS的起步較發電機和UPS要晚，人們對其認識的程度還不夠，所以在眾多的應急供電場合，還是以發電機和UPS為主要應急供電方式來實現EPS的功能。就提供應急供電能力而言，這兩種方式已暴露出許多的不足之處。
EPS電源和UPS電源技術的發展趨勢
2.1 EPS電源/UPS的控制技術 中小型EPS/UPS的AC／DC和DC／AC變換大多數仍采用模擬控制電路，AC／DC變換器的控制芯片大多數已集成化，使用簡單，工作可靠。DC／AC變換器的控制有兩種基本方式，一種是單閉環控制，另一種是雙閉環控制。前者控制電路簡單，但難于實現輸出端短路自動恢復。后者控制有電流內環和電壓外環，電壓調節器的輸出為電流調節器的給定，因此，限制電流給定幅值也就限制了逆變器的最大輸出電流。 當前，數字控制已成為新型EPS/UPS控制技術發展的主流，數字控制器具有精度高，抗干擾能力強，易于實現對UPS的檢測、故障診斷和隔離，易于實現遙控遙測，實現多臺UPS的并聯和熱插拔，易于實現對蓄電池的監控和管理。也就是說，計算機的介入使UPS具備了智能化，可以使其運行在最優狀態。
2.1.1 DSP的應用 采用數字信號處理器(DSP)的數字PWM技術，是數字控制技術的核心，用于保證EPS/UPS輸出電壓的質量，即保證輸出電壓、頻率和輸出電壓波形滿足技術指標的要求。數字控制的另一個重要功能是實現EPS/UPS的初始自檢和運行自檢，進行故障保護和故障隔離，這是模擬控制器無法勝任的。由于數字控制器的靈活性，使UPS控制器的硬件電路可以標準化，從而簡化了生產、使用和維修，也大大提高了工作可靠性。
2.1.2 控制電路的全微處理器化 EPS/UPS電路是由以下幾部分組成的：主電路、驅動電路、監控顯示及控制保護電路和通信界面電路。其中監控、顯示及控制保護電路和通信界面電路，可以運用數字化設計技巧簡化其電路，并解決原類比電路需要調整、具有溫漂及參數調整不易的缺欠。采用的方法是： 1）全微處理器化利用微處理器來執行監控、顯示及控制保護電路和通信界面電路的功能； 2）半微處理器化利用類比電路處理快速反饋保護電路，而由處理器處理慢速反饋、報警、顯示及通信界面的功能。
2.2 EPS電源蓄電池技術 蓄電池是EPS/UPS的心臟，不管EPS/UPS電路多么先進，其性能最終取決于它的電池，一旦電池失效，再好的EPS/UPS也無法提供不間斷供電。 目前，EPS/UPS一般都使用免維護密封鉛酸蓄電池，由于采用陰極吸收式密封技術，克服了普通蓄電池需要定期補水的缺點，具有“免維護”、使用方便、不污染環境、體積小、重量輕的優點。它使用高氫過電位的板柵材料，減少了電池在存放和充電過程中的氣體分解。正極表面的超細玻璃纖維膜，阻止了活性物質脫落，提高了電池的壽命。安全閥的使用使蓄電池很少產生氣體，又可使已產生的氧氣被負極鉛所吸收，使蓄電池無水的損失，達到了密封免維護的目的。 一般情況下，影響電池性能的主要因素是連續充電，電池連續充電大約要減少一半的使用壽命。目前國外使用一種ABM三階段電池管理方案，即充電分成三個階段：第一階段是恒流均衡充電，將電池容量充到90％；第二階段是浮充充電，將電池容量充到100％，然后停止充電；第三階段是自然放電，在這個階段里，電池利用自身的漏電流放電，一直到規定的電壓下限，再重復上述的三個階段。這種方式改變了以前那種充滿電后，仍使電池處于一天24h的浮充狀態，因此延長了電池的壽命。 金屬化鎳氫電池具有高能量密度的優點，而且又無鎳鎘電池可能造成的鎘污染，將其應用于EPS/UPS可以收到小型輕量化的優點。但其缺點是售價太高。美國Alupower公司研發的高功率鉛－空氣備用電源裝置(RPU)，運行≥50h，功率從600W到6000W，電壓有DC24V和48V兩種，其能量密度是鉛酸電池的十多倍，重量只有鉛酸電池的1／10，所占空間只有鉛酸電池的1／7，有望取代鉛酸蓄電池應用于EPS/UPS。
EPS電源的發展趨勢
由于EPS所帶負載類型的復雜性和環境的相對固定性，針對不同場合、不同負載，可對EPS功能做得更貼近現實應用。其中包括以下幾方面。 1）結構組成普通EPS為了更好地結合實際應用，往往采用“多合一”的結構設計，但由于負載及環境的復雜性，也由此帶來設備標準化和設計院所、用戶選型的困難。解決的辦法是采用模塊化設計，將主機與輸入或輸出配電分離開來。主機模塊完成主要的能量轉換及通訊控制功能；配電模塊實現豐富的配電管理功能。主機模塊通過標準控制接口實現對配電模塊的管理，如雙電源自動切換功能，多回路輸出功能，消防聯動功能均應在配電模塊中實現。 2）配電模塊應增加功能EPS用于緊急負載的供電，其負載往往為非單一的負載，而這些負載在緊急情況下的關鍵程度不盡相同，因此，對于EPS來說，某些配電管理功能至關重要。 （1）順序啟動功能諸如，EPS的負載很大一部分是感性沖擊負載，具有較大的啟動電流，在選型時必須加大EPS容量，從而造成設備資源的浪費以及用戶成本的增加。實際上，由于EPS負載供電的可間斷性，EPS可增加一個8路或16路的可編程配電管理接口，通過對負載啟動的順序、時間進行控制，可在很大程度上解決啟動沖擊電流和加大選型容量的問題。 （2）部分卸載功能由EPS負載性質決定，當過載發生時，需要EPS盡可能繼續工作，而不能象UPS那樣進行保護性關機，因此，同樣可通過配電管理接口卸除次要負載。 3）電池管理由于EPS的使用環境一般較UPS惡劣，為盡可能延長蓄電池的使用壽命，充電器應同時具備以下功能： （1）可設定充電限流； （2）可設定電池放電終止電壓； （3）具有自動浮充功能，充電機制應符合DIN41773標準； （4）具有浮充電壓溫度補償功能； （5）智能電池檢測功能； （6）深放電保護(可強制應急)。 4）變頻起動功能目前變頻起動型EPS的設計，所示，主要著眼于解決較大電動機，如電梯、水泵、風機等負載的起動沖擊問題，但更為合理的設計，應該是在線式UPS與變頻器技術的完美結合。在線式UPS具有成熟的整流、電池管理技術；變頻器具有成熟的變頻控制技術，兩者的有機結合才是這一應用領域的最終發展方向。
隨著社會的進步和發展，環境要求的不斷提高，消防意識也越來越被人們重視。EPS電源以其特有的優越性將被人們認識和采用，在一個工程中，它可以靈活的運用在消防供電回路末端、個別重要場合等多種情況。在選擇應急電源上，不再只局限于柴油發電機了，因為它們各自的特點分別適用于不同的工程，這將為整個社會的安全提供更有力的保障。