浅谈EPS电源的应用

摘要：EPS应急电源被称作是一种绿色电源，是一种能向负载设备提供高质量供电电源。

关键词： 应急电源 EPS电源

中图分类号：E968文献标识码： A

引言

本文结合陕西延长石油靖边能源化工项目60万吨DMTO联合装置配电室EPS电源应用及安装，对EPS电源的应用及安装予以简述。

一、EPS电源的用途

EPS是用于为消防动力设备，其它用电设备和应急照明所必配的应急电源，EPS还能作为一种环保.高效的备用电源，主要原因在各类建筑的供电和消防供电；医院安全供电：交通系统高速公路.隧道.地铁.轻轨.民用机场的供电；电力系统的供电；军队后勤保障供电；各类不能断电的产生.试验设备的供电；医院.银行的供电。是一种能向负载设备提供高质量供电电源。

二、EPS结构组成及柜内合理安装各部件

1、EPS结构组成：主要由输入输出单元、充电器、电池组、逆变器、监控器、输出切换装置、输入输出部件、电池监测装置、控制系统、状态显示器、操作面板等部分组成。充电器为使蓄电池组保持充足电的状态并能多次反复循环使用，充电器与蓄电池组是EPS不可缺少的组合部分。因EPS通常工作于后备状态，不需在线运行，市电正常时，EPS通过切换开关直接向负载供市电，并由充电器对蓄电池充电。按GB17945-2000的要求EPS的循环充电时间不大于24h，充电器的额定输出电流值一般为C/20。因此充电器的额定输出功率一般为EPS额定功率的10%～25%。当后备时间需延长侧充电器功率也相应增大，可以在规定的时间内完成蓄电池的再充电。EPS中的充电器一般采用智能恒流恒压二阶段充电方式或恒压限流的充电方式。

2、充电器的好坏对蓄电池的容量及使用寿命影响较大，应保证最大充电电流不超过所配用蓄电池的允许值，浮充电压满足配用蓄电池的推荐值，如具备温度补偿特性则更佳，避免快速充电。当然也有高端的采用其他充电方式，如定时自动进行循环充电方式、自动均充-浮充控制等，但在控制上略为复杂。市电正常时，EPS中的充电器通常还需要为控制系统供电。充电器应具备高可靠性和良好的自保护功能，应能适应较宽的输入交流电压范围，以保证在各种恶劣供电环境中正常充电并为EPS的控制系统供电。因充电器功率较小，且多数时间内工作于轻载状态，其交流输入功率因数和谐波含量等指标并不十分重要。EPS应急电源中的充电器通常采用高频开关电源技术实现，也有部分大功率的EPS采用了晶闸管相控整流型充电器。蓄电池是EPS应急电源应急供电时的能量来源，是影响EPS可靠性的关键部件。目前EPS几乎均采用免维护阀控铅酸蓄电池，该电池技术成熟，价格较低，使用、维护简单，成为UPS和EPS应急电源的首选。

3、关于免维护阀控铅酸蓄电池的特点与应用在本行业中已众所周知的，在此仅就其在EPS应急电源中应用时的几个特殊问题作一介绍。多个电池串并联运行问题 在EPS应急电源中一般采用额定电压12V的蓄电池串联达到所需的额定直流电压，在较大功率EPS系统中，为达到所需电池总容量，往往需要多组电池并联，而蓄电池制造商一般不推荐太多组（例如6组以上）电池并联使用，原因据称是容易导致环流和充放电不均衡。而大功率EPS应急电源又必须要将多组电池进行串并联使用，为此对于品牌、规格、型号相同的蓄电池串并联做了大量的试验、分析及观察，采取如下方案是行之有效的。在正常运行情况下可要求供应商对电池内阻作必要的选配（控制在2-3%）。然后就从工艺上采取必要的均流措施：a.确保每节电池的联线的长度和规格都完全一样；b.确保每组电池组与EPS主机的联线的长度和规格都完全一样。它是利用导线的固有电阻充当大电流充放电时的均流电阻，从而达到各组电池组之间的自动平衡。并联运行的主要问题应当是各电池组间的电流难于控制，为此如何选配导线的规格，长度是很有讲究的。另外采用功率二极管进行各组电池的隔离汇流，并采用多个充电器分别充电。这样的系统将更为可靠性和安全。同时，在各电池组并联前，应先确认它们均处于充满状态。但这将使成本增加很多。不管采取任何措施，不同品牌或型号的蓄电池并联自然是不可取的。蓄电池的工作温区因EPS经常被安装在地下室、竖井、低压配电室等地方，环境温度范围较宽，0～40℃（或更高）的环境温度要求往往也得不到满足。而免维护阀控铅酸蓄电池的推荐使用温度一般为5～35℃，尽管电池制造商可能声称-15～50℃的工作温度范围，但温度过高，蓄电池自放电加重，使用寿命明显缩短，甚至会出现热失控导致电池报废；使用免维护阀控铅酸蓄电池的最佳温度20-25℃，当超过25℃时，每升高10℃电池寿命将减少至25℃环境下的一半。温度过低时，蓄电池放电容量严重下降，并且充电困难，强行充电会导致气体析出，影响蓄电池寿命。因此当EPS的安装环境温度过高或过低时，应当采取适当措施进行调节。

三、EPS柜应合理安装各部件：

陕西延长石油靖边能源化工项目60万吨DMTO联合装置有一台EPS主机柜内部各部件紧密安装，没有任何空间且下方有一台小型变压器无法散热，内部接触器全在开关后面不利于维修更换，切换开关在逆变器与盘柜之间缝隙不利于操作。经与业主监理沟通将EPS主机柜旁增加一台空盘柜，将变压器一直空盘柜，利于散热，将EPS主机柜内部部件从新合理的安装。

四、EPS应急电源系统工作原理

1、在事电正常时，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；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。

2、EPS电源在工程应用中的性能优势（EPS应急电源和UPS电源设备的比较）。

3、EPS只要用于应急照明， 正常工作使工作在市电状态下，一但发生紧急情况才转到电池供电；而UPS只是用来保护用户设备免受经济损失。

4、EPS和UPS均能提供两路选择输出供电，UPS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。

结束语

总之EPS可适用各类负荷；环保节能，安全性好；可实时检测设备运行状态，系统工作稳定可靠；设备自动化控制，可实现无人值守管理，运行费用低；使用寿命高。

参考文献：

[1] 李胜洋，武立军，李红.电池汽车用铅酸蓄电池的现在和前景，2003,33:190-192

[2] 徐曼珍等.信息蓄电池原理与应用.人民邮电出版社.2005.8

[3] 黄锋.蓄电池的维护现状和在线容量试验.电子质量，2005.6