EPS在大庆炼化公司二期聚丙烯项目中的应用

摘要：本文通过介绍EPS的原理以及在聚丙烯二期中的应用，总结EPS的优缺点。并与UPS对比，说明其在工程应用上的特点，表明其在工程应用上的节约性和独立性。

关键词：EPS UPS 节约性 独立性

中图分类号：TM91 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）11-0056-01

1、EPS的工作原理

EPS是应急电源系统--Emergency　Power　Supply的英文缩写。EPS应急电源是根据消防设施、应急照明、事故照明等一级负荷供电设备的需要而组成的电源设备。设备由互投装置、自动充电机、逆变器及蓄电池组等组成。在交流电网正常时逆变器不工作，经过互投装置给重要负载供电。当交流电网断电后，互投装置将会立即投切至逆变电源供电。当电网电压恢复时，互投装置将会投切至交流电网供电。

EPS逆变器是其元件的核心，通常采用DSP或单片CPU对逆变部分进行SPWM调制控制，使之获得良好的交流波形输出；逆变器的作用是在市电非正常时，将蓄电池组存储的直流电能变换成交流电输出，供给负载设备稳定持续的电力；整流充电器的作用是在市电输入正常时，实现对蓄电池组适时充电；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控制，并可以发出故障告警信号和接收远程联动控制信号，并可通过标准通讯接口由上位机实现EPS系统的远程监控。

下面介绍聚丙烯二期用EPS各单元执行元件的配置及原理。

（1）整流充电器。根据要求整流器在所有充电状态下，符合IEC478-1规定的恒压及恒流特性。保证其有足够的容量在规定的时间内给完全放电的蓄电池再充电并给逆变器负荷供电。聚丙烯二期EPS充电电源采用进口IGBT整流模块，每组蓄电池配置独立充电器。充电器内充电模块为N+1模式，即采用热冗余方式为蓄电池充电，单个模块故障不影响系统正常运行。充电机的容量满足系统运行的要求。除逆变器和蓄电池外，整流器不接其它负荷。充电模块带热插拔功能。具有温度补偿功能，温度传感器安装在充分反映蓄电池环境温度的位置。充电器可根据温度自动调整充电电压、电流，防止蓄电池过充电或欠充电，延长蓄电池使用寿命。

（2）蓄电池组。聚丙烯二期EPS蓄电池采用进口德国松树power系列免维护密闭型铅酸蓄电池。在摄氏25度的使用环境下，电池组有10年使用期限，蓄电池的容量能在自放电时间内给逆变器所带负荷供电，同时维持逆变器的输出电压和频率在规定的偏差范围内。蓄电池安装在专门的柜体内，并与整流逆变柜并列安装，蓄电池柜带熔断式刀闸（带防护罩）。蓄电池的容量可以保证在100%负载下正常放电不低于60min。

（3）逆变器。聚丙烯二期EPS采用进口IGBT模块逆变器。在接有完全放电的蓄电池时，逆变器能满足其性能要求。逆变器自身带有保护功能，在温度过高或输出直流过高或电压过低时，逆变器停止工作。当条件恢复正常后应手动复归。逆变器带有防止过负荷和短路的限流功能。交流配电线路的保护装置，在其由备用电源自动切回到正常电源时，通过静态开关来启动。逆变器的直流输入，由整流器或电池供给。逆变器由主板数字控制，提供正弦波脉宽调制交流输出，可以在120%过载下长期运行，三相负载不平衡在100%情况下也可以正常运行。逆变电源具有维修旁路，逆变切换时，由静态开关来切换，转换时间不超过3毫秒，满流用电设备的需要。输出波的谐波分量总均方根值不大于5%。逆变器的输入条件性能与隔离整流器匹配；瞬态电压恢复时间：≤50ms。

（4）控制、保护和自检系统。EPS自身具有保护和自检系统。市电故障后，直流经逆变器向负载供电时，120%过载时EPS可以正常运行；但超过150%过载时设备运行60秒后由保护进行停机处理。当交流输出短路时，EPS关闭逆变器，待故障消除后，人工重新开机才能恢复运行。逆变工作状态下直流输入欠压时，EPS自身具备关机保护。EPS能够进行自检，具有完善的保护及音响灯光报警信号。如：充电模块故障、1#、2#交流电源故障、电池回路熔断器熔断、控制回路空开跳闸、控制母线过欠压、电池端电压及单节电压异常等。当放生故障时在屏上显示故障信号。

2、EPS与UPS的区别

EPS仅具有持续供电功能，一般对逆变切换时间要求不高（特殊场合的应用具有一定要求），可有多路输出且对各路输出及单个蓄电池具有监控检测功能，日常着重旁路供电，市电停电时才转为逆变供电，电能利用率高。其电源是有间断的。而UPS为不间断供电，其仅有一路总输出，一般强调其三大功能：（A）稳压稳频（B）对切换时间要求极高的不间断供电（C）净化市电，日常着重整流／逆变的双变换电路供电，逆变器故障或超载时才转为旁路供电，电能利用率不高（一般为80％－90％）。

3、EPS的优点

EPS在市电有电时，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短，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）应急备用时间长，标准型为照明：90min，具有延时接口，可增加备用时间。

4、EPS的缺点

EPS的负载是电机的情况下，在EPS启动带载前要求用户的电机负载首先停机，然后在满速“变频启动”，从而造成电机负载工作的“不连续性”。如果后接的几台电机需要在不同的时刻进行“分时启动”操作时，可能会遇到这样的技术难题：在启动处于静止状态的电机时，若EPS的输出功率足够大它可能承受5～10倍的电机启动浪涌电流的冲击。否则，就会迫使EPS重新进入新一轮的“变频启动”工作状态。

5、总结

EPS可以作为一种可靠的绿色应急供电电源，在市电故障的情况下，输出可靠的交流电源为消防设备供电。与UPS对比其具有独特的优点，但其特点也决定了其在使用上存在局限性，有间断的供电特性决定其不可使用在精密的PC设备上。通过对比使用环境的不同，可以选择EPS与UPS，做到真正的明智选择。