EPS的原理与应用

摘要：从EPS的实际应用需求出发，通过对EPS工作原理的分析，对EPS的产品特点、容量选择、订货时需注意的问题等作了较为全面的讨论。

关键词：EPS、应急电源、工作原理

中图分类号：TN86文献标识码： A

随着科学技术与经济的进步和发展，社会对电力的依赖程度越来越高，特别是对那些重要、关键的电力负荷，一旦中断供电，往往会导致非常严重的甚至灾难性的后果。同时，人们的安全意识和对突发事件的防范意识也在迅速提高，应急供电系统越来越受到人们的重视，近年来，含蓄电池的EPS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工程之中。

1.EPS的发展

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。我国EPS的发展是起源于火灾报警及电网突发故障时，为确保消防联动和电力保障的需要，它能及时提供逃生照明和消防应急，保护用户生命或财产安全，其产品技术要求受公安部消防认证监督(GB17945-2000)，并接受安装现场消防验收。

2.EPS的工作原理

EPS应急电源由充电器、逆变器、蓄电池、隔离变压器、切换开关、监控器和显示、保护等装置及机箱组成。

图1EPS工作原理图

(1)当市电正常时，由市电经过互投装置给重要负载供电，同时进行市电检测及蓄电池充电管理，然后再由电池组向逆变器提供直流能源。在这里，充电器是一个仅需向蓄电池组提供充电电流的小功率直流电源，它并不具备直接向逆变器提供直流电源的能力。此时，市电经由EPS的交流旁路和转换开关所组成的供电系统向用户的各种应急负载供电。与此同时，在EPS的逻辑控制板的调控下，逆变器停止工作处于自动关机状态。在此条件下，用户负载实际使用的电源是来自电网的市电，因此，EPS应急电源也是通常说的一直工作在睡眠状态，可以有效的达到节能的效果。

(2)当市电供电中断或市电电压超限时，互投装置将立即投切至逆变器供电，在电池组所提供的直流电源的支持下工作，此时，用户负载所使用的电源是通过EPS的逆变器转换的交流电源，而不是来自市电。

(3)当市电电压恢复正常工作时，EPS的控制中心发出信号对逆变器执行自动关机操作，同时还通过它的转换开关执行从逆变器供电向交流旁路供电的切换操作。此后，EPS在经交流旁路供电通路向负载提供市电的同时，还通过充电器向电池组充电。

(4)除用于应急照明系统的EPS外，三相智能化变频EPS应急电源能为一级负荷中的电动机提供一种可变频的应急电源，方便解决了电动机的应急供电及其启动过程中对供电设备的冲击影响。其原理如下图2所示。市电正常时，经逆变/变频器直接驱动电动机负荷。市电不正常时，由控制回路检测并控制K闭合，切换到蓄电池组供电，经逆变/变频器驱动电动机。

图2 变频输出EPS原理图

3.EPS产品的特点

市电有电时，处于等待状态，无噪音；无市电时，逆变器工作，噪音小于60dB，不需排烟、防震处理， 而且具有无公害、无火灾隐患等特点。

(1)自动切换。市电供电与EPS电源供电相互切换时间均为0.1～0.25s，高端机可实现无人值守，网上监控；

(2)带载能力强。EPS适应于混合性负载的设备,如电梯、水泵、风机、应急照明等。使用可靠、一般主机寿命长达20年以上;

(3)适应恶劣环境。可放置于地下室或配电室，甚至建筑竖井里。可以紧邻应急负荷使用场所就地设置，减少供电线路，做到最有效的末端切换；

(4)对于某些功率较大的用电设施，如消防水泵、风机，EPS可以直接与电机相连做成动力控制型应急电源，可省去电机的软启动和控制箱等设置，同时可选用最经济的功率因数，从而体现较好的经济性；

(5)应急备用时间：标准型为照明：90min，动力：120min；有延时接口，可长可短。

4.EPS容量的选择

选用EPS的容量必须同时满足以下条件：

（1）负载中最大的单台直接启动的电机容量，只占EPS容量的1/7以下。

（2）EPS容量应是所供负载中同时工作容量总和的1.1倍以上。

（3）直接起动风机、水泵时，EPS的容量应为同时工作的风机、水泵容量的5倍以上。

（4）若风机、水泵为变频起动，则EPS的容量为同时工作的电机总容量的1.1倍。

（5）若风机、水泵采用星-三角降压起动，则EPS的容量应为同时工作的电机总容量的3倍以上。

5.EPS订货时需注意问题

由于EPS产品是随设计的不同需求而变化的产品，所以在定货时对每个规格品种应做如下说明：

(1)输入路数：是双路进电还是单路进电；

(2)输入相数：是单相还是三相；

(3)负载总容量及安装方式：指一台EPS的负载总容量，小功率EPS是暗装镶嵌式、明装壁挂式还是明装落地式；

(4)负载种类：是做照明用还是做动力用，即负载特征；

(5)应急备用时间：要求EPS应急供电的时间；

(6)输出支路数及种类：指要求输出多少回路，是持续性输出还是非持续性输出；

(7)是否要求有消防联动及支路数；

(8)进出线位置与方式及进出线孔尺寸；

(9)机箱颜色；

(10)其它要求：上述要求之外还有何要求。

6.结 论

随着社会的进步和发展，环境要求的不断提高，安全也越来越被人们重视。EPS以其特有的优越性将被越来越多的人们认识，EPS应急电源作为一种可靠的应急供电源，可以灵活的运用在供电回路末端、个别重要场合等。EPS应急电源的使用，为紧急状态下人们的生命和财产安全提供了更有力的保障。

7参考文献

1.《工业与民用配电设计手册》中国电力出版社,2005

2.《消防应急灯具》GB17945-2000国家标准