EPS與UPS的區(qū)別分析

從IEC的定義來說,EPS從功能上與后備式UPS的定義是符合的,即在市電正常時,由市電向負載供電;當市電出現(xiàn)故障時,由電池組提供能量,經(jīng)逆變器向負載供電。但是,有人說EPS就是后備式UPS,這種說法并不科學(xué),貶低了EPS本身的重要作用。大家知道,常用的后備式UPS一般是小功率的,保護對象大多為PC機(即整流濾波負載)。由于保護對象不涉及人身安全及關(guān)鍵設(shè)備,而且市場需求量大,技術(shù)含量低(單一負荷對波形要求不高),價格競爭激烈,低端貨較多,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不高、返修率大,給人們留下不良印象,認為后備式UPS是可有可無的PC機外設(shè),僅相當于電源插線板。而EPS是消防專用應(yīng)急電源,重點在于消防應(yīng)急,其真正是“養(yǎng)兵千日,用兵一時”的設(shè)備,為了真正應(yīng)急供電?？上攵?，沈陽電力電源對EPS的可靠性有很高的期望值,為何強調(diào)EPS要后備式而不能用在線式,其主要考慮是可靠性方面是首位,其次才是整機效率。

　　1 EPS拓撲設(shè)計

　　EPS整機可靠性(MTBF)不是簡單的基本單元組合。而為了滿足整機可靠性,各基本單元的可靠性如何配置是事關(guān)重要的。為了確保整機的可靠性(特別是從人身安全及火災(zāi)逃生考慮)，EPS的MTBF是由充電器MTBF、逆變器MTBF、各低壓電器MTBF、控制部件MTBF組成的。從而可知,EPS整機的MTBF是由各大部件的MTBF疊加而成,因此EPS整體設(shè)計就需要詳細研究、分析、計算各大部件的MTBF,提高薄弱部件的MTBF,因為薄弱部件的MTBF高低決定了整機的MTBF,因此,要從EPS整體安全生命周期的需要來配置各大組成部件的安全生命周期。

　　2 EPS與UPS的差別

　　EPS是從UPS的應(yīng)用發(fā)展而來,這句話并不確切。因為EPS與UPS核心部件逆變器的控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是完全不同的,從而體現(xiàn)在EPS負載功率因數(shù)、帶載能力、過載倍數(shù)、輸出回路的短路保護、逆變器的強制運行等參數(shù)和性能都大大優(yōu)于UPS。一般UPS可當作一個電壓閉環(huán)系統(tǒng),而EPS是帶電流內(nèi)環(huán)的多閉環(huán)系統(tǒng)(如圖2所示),這也是EPS的關(guān)鍵所在。另外它們的相關(guān)保護也完全不同。

　　(1)我國EPS的發(fā)展是起源于火災(zāi)報警及電網(wǎng)突發(fā)故障時,為確保消防聯(lián)動和電力保障的需要,它能即時提供逃生照明和消防應(yīng)急,保護用戶生命或身體免受傷害,其產(chǎn)品技術(shù)要求受公安部消防認證監(jiān)督(GB17945-2000),并接受安裝現(xiàn)場消防驗收。而UPS只是用來主要保護用戶PC設(shè)備或業(yè)務(wù)免受經(jīng)濟損失,其產(chǎn)品技術(shù)要求受信息產(chǎn)業(yè)部認證。兩者適用的安全規(guī)范明顯不同,因而具有不同的價值觀。

　　(2)UPS為保證供電質(zhì)量而選擇逆變優(yōu)先,因此在致力于提高電源質(zhì)量;而EPS是為保證節(jié)能可靠而選擇市電優(yōu)先,致力于提高電源可靠性及強制運行。當然兩者在整流/充電器和逆變器的設(shè)計指標上也有很大的差異。

　　(3)由于UPS是在線式使用,逆變器出現(xiàn)故障時,反過來有市電作后備保障并及時報警,讓使用者能及時掌握故障并及時排除,不會造成更大的損失。而EPS是后備式使用,是最后一道供電保障,因而其可靠性設(shè)計要求更高,不能簡單理解為后備式UPS,否則EPS的重要性毫無意義,要強調(diào)其后備保障的重要性。如果EPS在市電故障時,不能通過蓄電池應(yīng)急供電,則EPS如同虛設(shè),造成的后果將不堪設(shè)想,有時可能是無法用金錢來彌補的。

　　(4)UPS供電對象是計算機及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。負載性質(zhì)是整流濾波負載,功率因數(shù)差別不大,所以國標規(guī)定UPS負載功率因數(shù)為0.6～0.8,即1kVA的UPS所帶的額定負載(阻性)只能為600～800W;而EPS供電對象是消防安全及電力保障,負載性質(zhì)為感性、容性及整流式非線性負載兼而有之的混合型負荷,其負載功率因數(shù)就不能設(shè)定為0.8,而且有些負載是市電中斷后才投入工作的,因而要求EPS能承受很大的沖擊電流,EPS需要輸出抗過載能力更強,因此它的動、靜態(tài)控制特性是不一樣的,為此其傳遞函數(shù)也就不會一樣。所以EPS與UPS各組成部分的技術(shù)設(shè)計指標分配是不同的,相關(guān)指標肯定是有得必有失,這點很重要,是產(chǎn)品綜合性能的關(guān)鍵。

　　3 EPS產(chǎn)品具有的特點

　　市電有電時,處于等待狀態(tài),無噪音;無市電時,逆變器工作,噪音小于60dB,不需排煙、防震處理, 而且具有無公害、無火災(zāi)隱患等特點。

　　(1)自動切換。市電供電與EPS電源供電相互切換時間均為0.1～0.25s,高端機可實現(xiàn)無人值守,網(wǎng)上監(jiān)控;

　　(2)帶載能力強。EPS適應(yīng)于混合性負載的設(shè)備,如電梯、水泵、風(fēng)機、應(yīng)急照明等。使用可靠、一般主機壽命長達20年以上;

　　(3)適應(yīng)惡劣環(huán)境?？煞胖糜诘叵率一蚺潆娛?甚至建筑豎井里?？梢跃o鄰應(yīng)急負荷使用場所就地設(shè)置,減少供電線路,做到最有效的末端切換;

　　(4)對于某些功率較大的用電設(shè)施,如消防水泵、風(fēng)機,EPS可以直接與電機相連做成動力控制型應(yīng)急電源,可省去電機的軟啟動和控制箱等設(shè)置,同時可選用最經(jīng)濟的功率因數(shù),從而體現(xiàn)較好的經(jīng)濟性;

　　(5)應(yīng)急備用時間:標準型為照明:90min,動力:120min;有延時接口,可長可短。

　　4 結(jié)束語

　　綜上所述,EPS可以作為一種可靠的綠色應(yīng)急供電電源,它尤其適用于高層建筑消防設(shè)施沒有第二路市電又不便于使用柴油發(fā)電機組的場合,既可以采用類同于柴油發(fā)電機的配電方案,也適用于一些工程在局部重要場合作為末端應(yīng)急備用電源。為此在選用UPS、EPS時,需分清使用性質(zhì)、場合、用途,合理地選擇。千萬不能片面地認為EPS比UPS好或UPS比EPS好,它們各有各的用途,各有各的設(shè)計理念。