EPS的基本工作原理
EPS應急電源廣泛意義上是指正常供電電源中斷時,可以向用戶的重要負載進行短時供電的獨立應急電源裝置 (EPS:Emergency Power Supply),這個廣義的稱謂當然包括了應急柴油發(fā)電機組。隨著靜止逆變電源在建筑消防中應作為急電源的逐步應用,目前國內電源和消防行業(yè)中被簡稱為EPS的主要是專指采用電力電子技術靜止型逆變應急電源系統(tǒng)
應急電源(EPS)系統(tǒng)主要由整流器、靜態(tài)開關模塊/手動旁路開關、控制單元及逆變器、機架、蓄電池組組成,其中逆變器是核心。整流器的作用是將交流電變換成直流電,實現(xiàn)對蓄電池充電及向逆變模塊供電;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(wěn)定持續(xù)的電力;靜態(tài)開關器可以設定系統(tǒng)工作在后備或在線兩種方式,并可調整逆變器的輸出與市電同步,保證負載在市電及逆變器輸出間的順利切換。手動旁路開關可將負載切換至市電并與系統(tǒng)隔離,這樣在對系統(tǒng)進行維護時也不會妨礙負載設備的正常工作。監(jiān)控器對整個系,并可發(fā)出告警信號,同時可通過串行口與計算機或Modem相連接,實現(xiàn)對供電系統(tǒng)的微機監(jiān)控和遠程監(jiān)控。
EPS以產品特征分為以下三類產品:
1.1) 應急照明和事故照明EPS,輸出功率范圍:(0.5~10) KVA。
這類EPS由單路、雙路供電輸入二類產品組成,一般輸入單/三相220VAC或380VAC,輸出單相
220VAC, 并可帶多路輸出配電開關,適應于應急照明和事故照明的照明負載。
1.2) 混合負載型EPS,輸出功率范圍:(2.2~800) KVA。
這類EPS由單路、雙路供電輸入二類產品組成,一般輸入/輸出電壓均為三相380/220VAC。除可用于應急照明、事故照明,同時也適應于消防電梯、卷簾門、風機、水泵、淋浴泵、供水泵等電感性負載或混合供電。
1.3) 單機軟啟動型EPS,輸出功率范圍:(2.2~800) KVA。
這類EPS主要用于大功率的單臺負載,通常有單逆變臺單負載、由單逆變單臺負載一用一備用、雙逆變單臺負載一用一備用三類型式;一般輸入/輸出電壓均為三相380/220VAC,它僅為只有一路電源的消防設施或一級負荷中的大功率負載電動機提供一種可軟啟動的獨立三相應急電源系統(tǒng),適應于高層建筑的電梯、消防風機、消防水泵等大功率的電機負載。
根據(jù)國家標準《消防應急燈具》(GB17945-2000)規(guī)定,為確保建筑內部的應急照明系統(tǒng)能正常運行,應對EPS提出如下基本要求:
(1) 要求負責向普通應急照明燈供電EPS的供電中斷時間<5s;但對于高危險工作區(qū)及關鍵工作區(qū)的應急照明而言,則要求EPS的供電中斷時間<0.25s;
(2) 為盡可能的利用市電,當市電電壓在187~242V(220V/-15%,+10%)的范圍內不允許EPS進入逆變器供電狀態(tài);
(3) 要求EPS配置足夠容量的蓄電池組,以便在市電供電中斷時,至少確保應急照明燈繼續(xù)工作90min以上;
(4) EPS中的充電器對蓄電池組的最長充電時間小于24h,最大充電電流小于0.4C(A)。
在市電供電正常時,EPS是通過它的交流旁路向負載供電。原則上,它可以帶具有各種不同功率因數(shù)的負載,然而在市電供電中斷或市電電壓或頻率超限時則是有EPS中的逆變器來供電的。在此條件下EPS的帶載能力不僅需要考慮逆變器在不同功率因數(shù)值負載時的降額度輸出特性,而且還需要根據(jù)所使用的應急照明燈具的不同來選配EPS的輸出功率和機型。在選配EPS時應注意以下幾個問題:
(1) 普通的應急照明燈具:由于應急照明的功耗是用有功功率P(KW)來標注的,而EPS逆變器的輸出功率是用功率因數(shù)cosφ=0.8(滯后)時的視在功率S(KVA)來標注的,所以實際選用EPS的滿載輸出功率應為:S=P/0.8;
(2) 應急照明燈具為熒光燈時,所選用的EPS滿載輸出功率應為S=(1.3~1.5)∑P/0.8,其原因是熒光燈啟動時存在較大的”啟動浪涌”電流;
(3) 應急照明燈具為高壓氣體燈時(例:高壓鈉燈,高壓鈀燈等),宜選用切換時間小于20ms的特殊EPS產品。這是因為如果對高壓氣體燈的供電中斷時間超過20ms時,就有可能致使氣體燈中的放電電弧”熄滅或中斷”。一旦發(fā)生放電電弧中斷現(xiàn)象,即使馬上恢復供電也可能導致長達數(shù)分鐘的燈具熄滅現(xiàn)象發(fā)生。這因為它需要足夠長時間來重新預熱高壓氣體燈中燈絲的緣故。顯然,對于大型體育館和演出場地的照明系統(tǒng)來說,是不允許出現(xiàn)這種狀況的。