化工厂中应急电源(EPS)的选用

一、EPS（Emergency Power Supply）的工作原理

一般情况下EPS由两路市电回路供电，主要由整流充电器、蓄电池组、逆变器，互投装置等部分组成；在市电正常时，由市电经过输出切换装置给重要负荷供电，同时充电器为蓄电池进行充电或浮充；当市电断电后或电压超出供电范围，控制器启动逆变器，同时输出切换装置将市电供电状态立即切换到逆变器供电，为负荷设备提供应急供电；当市电恢复时，应急电源将恢复为市电供电。其原理如图：

工程实际中应用的通用型应急电源（EPS）是采用最新电力电子产品及应用技术，以单片机系统及专用控制芯片为核心的智能化集中供电电源。

二、EPS现阶段在化工厂中的应用

EPS的特点是持续供电能力强，耐恶劣环境（防水、防火、防尘、放腐蚀） 有输出回路配置灵活，过载能力强，平时无功率损耗，无热源，节能环保；而且工作方式决定了其寿命远远大于UPS等电源设备，在对正常电网影响方面，EPS与电网相对隔离，正常时只起到监视电网作用。

在化工厂的实际工程设计中，由于特殊的环境条件，相当一部分的装置区内都划分为火灾，爆炸危险环境；因此为了在事故情况下保障人员及财产的安全，有效地制止灾害或事故的蔓延提供可靠供电。通常会设置应急照明及疏散指示等，作为消防应急电源及事故应急电源，由于这部分负载基本都是各种的灯具或者馈电电源，其对于电源切换时间的要求不是很高，因此适合采用EPS， 这方面的应用在实际中比较广泛。

三、EPS在化工厂中应用的发展

随着EPS在切换时间，输出电能质量等各项技术上的日益完善，化工厂中也开始逐步采用其为重要的电动机负荷供电。

这就涉及到EPS的选型问题，传统的为EPS应急照明馈线负荷供电容量比较容易确定。当其为电动机负荷供电的时候，就需要遵循如下的原则：

1.当负载为多台电动机且都同时启动时, EPS容量=变频启动电动机功率之和+软启动电动机功率之和×2.0+星三角启动机功率之和×3+直接启动电动机之和×5倍；

2.当负载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,但必须满足以下条件：

直接启动的最大的单台电动机功率不大于EPS容量的1/7；

星三角启动的最大的单台电动机功率不大于EPS容量的1/4；

软启动的最大的单台电动机功率不大于EPS容量的1/3；

变频启动的最大的单台电动功率不大于EPS的容量；

实际设计中，应按上述条件中的最大值调整EPS的容量,电动机启动时的顺序为直接启动在先,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。

确定了EPS的容量，下面要做的就是确定备用时间，和针对负荷的选型。

一般化工厂工艺负荷，备用时间要求30～60分钟，对于EPS负载为重要的电动机负荷时，市电和逆变器供电的切换时间就显得尤为重要，这也是之前大多数设计人员，选用UPS为重要的电动机负荷供电的重要原因。UPS的特点就是，稳压稳频，逆变器长期在线热运行，仅在故障时才转为旁路供电，不存在电源切换短时断电的问题，其工程实践上原理如图：

但是，对于化工厂需要用应急电源或者不间断电源供电的重要负荷来讲，其重要性大多数体现在工艺流程中的某些关键的反应步骤或者关键的操作环节，对于电动机本身是没有特别严苛的运行要求，与电脑，IT，精密仪器等等有着本质的区别。关键是普通的EPS切换时间在100～200ms保证不了电动机的控制回路可靠动作的要求。因此只好选择造价高，能耗高，寿命低但是可靠性比较优越的UPS。

而最新的EPS技术研究突破了100ms的限制，现在对于特殊有切换时间要求的电动机电源，加装静态开关ISTS，如此一来，切换时间大大减少，可以达到5ms以下，完全可以满足电动机的控制要求。增加了ISTS的工程应用上的EPS原理图如下：

除此之外，在化工厂工程应用中，对于切换要求不是很高的重要电动机负荷，还可以采用专门为电动机负荷设计的动力设备应急电源MEPS，

动力设备应急电源是由通用型应急电源发展而来并结合动力设备特点的应急电源，采用脉宽调制技术实现动力设备的启动。主要用于单台、一用一备或者两用一备动力负载的场合，带双载备自投及软启动功能。现场控制、启动柜可以取消，由应急电源直接输出至电机。在接到控制指令后自动投入运行，启动动力设备并实现用户的启停、负载互投、手/自动转换等联锁功能，并同时提供状态反馈信号。充分的考虑到工程实际的应用要求。

实际应用中作为电动机电源的时候，由于通常带的重要负荷数量不会太多，很可能就是一台两台，根据前文所述，如果按照5倍的直接启动总负荷，或者单台最大电机容量的7倍选择就显得有些浪费，为了减小EPS的容量，可以选择采用变频启动，这样EPS的容量就可以大大降低，达到与电动机额定容量持平的功率即可。

四、结束语

作为传统应急照明电源的应急电源装置（EPS）,由于静态开关（ISTS ），动力设备应急电源（MEPS），以及变频启动等各项相关技术的完善，其作为重要电动机负荷电源，在工程应用中正在越来越多的被采用，而其众多的优点也将为企业带来可观的经济效益。