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摘 要：随着社会的发展，科学技术水平的进步，对供电依赖的加大，EPS应急电源越来越受到人们的重视，需求不断增多，使用范围也越来越广泛。本文笔者结合实际工作经验，介绍了EPS应急电源的工作原理及特点，并对EPS应急电源的在工程中的应用进行了探讨，供同行参考。
关键词：应急电源；EPS；工作原理
中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：
1 概述
应急电源EPS(Emergency Power Supply)是按消防设施、应急照明、事故照明等一级负荷供电设备需要而设计的电源设备，主要包括：整流充电器、蓄电池组、逆变器、互投装置和系统控制器等部分。逆变器是核心，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。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。逆变器的作用则是在市电非正常时，将蓄电池组存储的直流电能变换成交流电输出，向负载设备持续提供稳定的电力。互投装置保证负载在市电及逆变器两种输出之间的顺利切换。系统控制器对整个系统进行实时控制，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。
EPS应急电源能在不同场合为各种用电设备供电。它适用范围广、负载适应性强、安装方便、效率高。采用集中供电的应急电源可克服其他供电方式的诸多缺点，减少不必要的电能浪费，在应急事故、照明等用电场所。
2 EPS应急电池工作原理
EPS应急电源主要采用单体逆变技术，集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体，系统内部设计了电池检测、分路检测回路，其他主要部件的工作原理如图所示，智能化应急电源，采用后备式运行方式。
（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，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，逆变器在EPS的逻辑控制板的调控下处于自动关机状态，也就是说用户使用的实际电源是来自电网的市电。
（2）当市电供电中断或市电电压超限(±15%或±20%额定输入电压)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能源的支持下，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负
载提供市电的同时，还通过充电器向电池组充电。
3 EPS应急电源的种类
(1)按照输出方式划分可分为：直流输出型、交直流混合输出型和交流输出型。
(2)按照运行方式划分可分为：冷后备式、热后备式、在线式。
(3)按照负载特性划分可分为：应急照明电源和(消防)设备应急电源。
4 EPS应急电源特点
EPS应急电源，具有一定先进性和实用性，可以实现微机监控和处理，对消防应急照明、卷帘门、消防电梯、水泵、排煙风机等消防设施实现自动控制。该产品多用于高层建筑、机场、电信网络机房、医院、重要场馆等，具有以下特点：
(1)电网有电时处于静态，无噪音，小于60dB，不需排烟、防震处理；
(2)自动切换，可实现无人值守，电网与EPS电源相互切换时间为0.1s一0.25s；
(3)带载能力强，EPS适合电感性、电容性及综合性负载的设备，如消防电梯、水泵、风机、应急照明等；
(4)性能稳定，使用可靠，在重要场合可以采用双机热备方式，确保事故和火灾情况下供电可靠，主机寿命可达20年以上，电池5年—lO年以上；
(5)适应恶劣环境，可放置地下室或配电室，可以紧急应对负载使用场所，减少供电线路；
(6)大功率用电设施，可直接与电机相联变频启动后，再进入正常运行状态；
(7)应急备用时间，标准型为60min(有延时接口)。
5 EPS应急电源与同类产品的比较
5．1 UPS应急电源与EPS电源的区别及比较
UPS为不间断电源(Uninterruptible Power System)的英文缩写，其注重的是供电参数中的“不间断”。实现方式为整流一逆变在线运行，蓄电池与逆变器直流母线无断点，从而保证了输出电源的连续性，其工作原理为当网电正常时，将网电整流为直流，为逆变器供电，逆变器在线长期运行为负载提供电源，当网电故障时，虽然网电整流的直流电源消失，但蓄电池仍然继续为逆变器供电。UPS是靠在线运行是实现不间断供电的，其整流以及逆变环节的损耗为10％一15％，以热量的形式散发。
UPS的特点是输出精度高、转换时间快，同时造价较高，平时能耗大，主机寿命约为8-10年，主要使用于计算机、程控交换机、数控处理系统等精密电子仪器等领域。而EPS有点类似于后备式的UPS，平时逆变器不工作，市电断电时才投入蓄电池。一般不对电源进行恒流、恒压处理。通常采用接触器转换，切换时间均为0.1～0.25S。其优点是结构较简单，造价较低，工作能耗小无噪音，主机寿命长（15-20年），适用于消防、应急照明、动力等应急场所。
5．2 柴油发电机与EPS的区别与比较
柴油发电机是以柴油为原料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。柴油发电机一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、启动和控制使用的蓄电瓶、保护装置以及应急柜等部件组成。柴油发电机一般输出功率为12-2000kW的范围。
柴油发电机是以柴油作为原料，发电机一般储存3-8h的燃料，并可以根据实际情况进行补给，因此柴油发电机的持续供电时间很长。柴油发电机是相当可靠的，一般在市电断电后10-15S内，机组可以自动启动，紧急情况下也可以采取手动启动。
相对而言，柴油发电机主要优势在于主机使用时间长，不需要对设备进行二次更换，且持续供电时间长。而EPS应急电源主要优势在于其应急反应时间短，运行成本低，且无排放、无噪音。
6 EPS应急电源的应用
（1）EPS应急电源系统一般的备用供电时间为30min-120min（增加供电时间须增加蓄电池容量，同时也增加体积，增加造价），因此，应强调EPS是一种应急电源产品，不是长时间性质的备用电源，它只用于当正常电源故障时，维持重要负载的供电可靠性，保证重要负荷在一段时间内或规定范围内供电的连续性。所以，对正常电源供电可靠性较差的场所，EPS应急电源不能用作设备的备用电源。而应选用柴油发电机组成或UPS作为备用电源。由此可见，EPS应急电源最适合用于消防用电设备的备用电源。
（3）当一级负荷容量不大仅为照明或电话站负荷，又难于从电力系统或临近单位取得第二低压电源，且要求连续供电时间低于时，可设EPS作为应急备用电源。
（4）一级负荷中的特别重要负荷允许中断时间大于0.2S时，可设EPS作为应急电源。
（5）分散的小容量一、二级消防负荷，如消防水泵、防排烟风机、应急照明等，可采用一路市电加EPS或采用一路电源与设备自带的蓄（干）电池（组）在设备处自动切换。
（6）由于EPS无排气、排烟、无噪音、无振动、对环境无污染，所以对于有环保要求而不宜选用柴油发电机组的场所，可选用EPS应急电源。
（7）对于改造工程，柴油发电机组无法设置场所，可选用EPS应急电源。
7EPS应急电源的应用前景与展望
随着社会的进步和发展，环境要求的不断提高，消防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消防应急电源作为一种可靠的应急供电源，可以灵活的运用在消防供电回路末端、个别重要场合等。EPS应急电源的使用，为消防安全提供了更有力的保障。
参考文献：
[1]白进存.浅谈应急电源EPS的工作原理[J]．价值工程，2010
[2]牛彩霞.EPS应急电源及应用选配[J]．科技信息，2009
[3]马宁丽．EPS应急电源的原理和应用[J]．大众科技，2008
[4]王家凯，崔为强，李伟.EPS应急电源的工程应用[J]．中国科技博览，2010
关键词：应急电源；EPS；工作原理
中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：
1 概述
应急电源EPS(Emergency Power Supply)是按消防设施、应急照明、事故照明等一级负荷供电设备需要而设计的电源设备，主要包括：整流充电器、蓄电池组、逆变器、互投装置和系统控制器等部分。逆变器是核心，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。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。逆变器的作用则是在市电非正常时，将蓄电池组存储的直流电能变换成交流电输出，向负载设备持续提供稳定的电力。互投装置保证负载在市电及逆变器两种输出之间的顺利切换。系统控制器对整个系统进行实时控制，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。
EPS应急电源能在不同场合为各种用电设备供电。它适用范围广、负载适应性强、安装方便、效率高。采用集中供电的应急电源可克服其他供电方式的诸多缺点，减少不必要的电能浪费，在应急事故、照明等用电场所。
2 EPS应急电池工作原理
EPS应急电源主要采用单体逆变技术，集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体，系统内部设计了电池检测、分路检测回路，其他主要部件的工作原理如图所示，智能化应急电源，采用后备式运行方式。
（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，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，逆变器在EPS的逻辑控制板的调控下处于自动关机状态，也就是说用户使用的实际电源是来自电网的市电。
（2）当市电供电中断或市电电压超限(±15%或±20%额定输入电压)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能源的支持下，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负
载提供市电的同时，还通过充电器向电池组充电。
3 EPS应急电源的种类
(1)按照输出方式划分可分为：直流输出型、交直流混合输出型和交流输出型。
(2)按照运行方式划分可分为：冷后备式、热后备式、在线式。
(3)按照负载特性划分可分为：应急照明电源和(消防)设备应急电源。
4 EPS应急电源特点
EPS应急电源，具有一定先进性和实用性，可以实现微机监控和处理，对消防应急照明、卷帘门、消防电梯、水泵、排煙风机等消防设施实现自动控制。该产品多用于高层建筑、机场、电信网络机房、医院、重要场馆等，具有以下特点：
(1)电网有电时处于静态，无噪音，小于60dB，不需排烟、防震处理；
(2)自动切换，可实现无人值守，电网与EPS电源相互切换时间为0.1s一0.25s；
(3)带载能力强，EPS适合电感性、电容性及综合性负载的设备，如消防电梯、水泵、风机、应急照明等；
(4)性能稳定，使用可靠，在重要场合可以采用双机热备方式，确保事故和火灾情况下供电可靠，主机寿命可达20年以上，电池5年—lO年以上；
(5)适应恶劣环境，可放置地下室或配电室，可以紧急应对负载使用场所，减少供电线路；
(6)大功率用电设施，可直接与电机相联变频启动后，再进入正常运行状态；
(7)应急备用时间，标准型为60min(有延时接口)。
5 EPS应急电源与同类产品的比较
5．1 UPS应急电源与EPS电源的区别及比较
UPS为不间断电源(Uninterruptible Power System)的英文缩写，其注重的是供电参数中的“不间断”。实现方式为整流一逆变在线运行，蓄电池与逆变器直流母线无断点，从而保证了输出电源的连续性，其工作原理为当网电正常时，将网电整流为直流，为逆变器供电，逆变器在线长期运行为负载提供电源，当网电故障时，虽然网电整流的直流电源消失，但蓄电池仍然继续为逆变器供电。UPS是靠在线运行是实现不间断供电的，其整流以及逆变环节的损耗为10％一15％，以热量的形式散发。
UPS的特点是输出精度高、转换时间快，同时造价较高，平时能耗大，主机寿命约为8-10年，主要使用于计算机、程控交换机、数控处理系统等精密电子仪器等领域。而EPS有点类似于后备式的UPS，平时逆变器不工作，市电断电时才投入蓄电池。一般不对电源进行恒流、恒压处理。通常采用接触器转换，切换时间均为0.1～0.25S。其优点是结构较简单，造价较低，工作能耗小无噪音，主机寿命长（15-20年），适用于消防、应急照明、动力等应急场所。
5．2 柴油发电机与EPS的区别与比较
柴油发电机是以柴油为原料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。柴油发电机一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、启动和控制使用的蓄电瓶、保护装置以及应急柜等部件组成。柴油发电机一般输出功率为12-2000kW的范围。
柴油发电机是以柴油作为原料，发电机一般储存3-8h的燃料，并可以根据实际情况进行补给，因此柴油发电机的持续供电时间很长。柴油发电机是相当可靠的，一般在市电断电后10-15S内，机组可以自动启动，紧急情况下也可以采取手动启动。
相对而言，柴油发电机主要优势在于主机使用时间长，不需要对设备进行二次更换，且持续供电时间长。而EPS应急电源主要优势在于其应急反应时间短，运行成本低，且无排放、无噪音。
6 EPS应急电源的应用
（1）EPS应急电源系统一般的备用供电时间为30min-120min（增加供电时间须增加蓄电池容量，同时也增加体积，增加造价），因此，应强调EPS是一种应急电源产品，不是长时间性质的备用电源，它只用于当正常电源故障时，维持重要负载的供电可靠性，保证重要负荷在一段时间内或规定范围内供电的连续性。所以，对正常电源供电可靠性较差的场所，EPS应急电源不能用作设备的备用电源。而应选用柴油发电机组成或UPS作为备用电源。由此可见，EPS应急电源最适合用于消防用电设备的备用电源。
（3）当一级负荷容量不大仅为照明或电话站负荷，又难于从电力系统或临近单位取得第二低压电源，且要求连续供电时间低于时，可设EPS作为应急备用电源。
（4）一级负荷中的特别重要负荷允许中断时间大于0.2S时，可设EPS作为应急电源。
（5）分散的小容量一、二级消防负荷，如消防水泵、防排烟风机、应急照明等，可采用一路市电加EPS或采用一路电源与设备自带的蓄（干）电池（组）在设备处自动切换。
（6）由于EPS无排气、排烟、无噪音、无振动、对环境无污染，所以对于有环保要求而不宜选用柴油发电机组的场所，可选用EPS应急电源。
（7）对于改造工程，柴油发电机组无法设置场所，可选用EPS应急电源。
7EPS应急电源的应用前景与展望
随着社会的进步和发展，环境要求的不断提高，消防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消防应急电源作为一种可靠的应急供电源，可以灵活的运用在消防供电回路末端、个别重要场合等。EPS应急电源的使用，为消防安全提供了更有力的保障。
参考文献：
[1]白进存.浅谈应急电源EPS的工作原理[J]．价值工程，2010
[2]牛彩霞.EPS应急电源及应用选配[J]．科技信息，2009
[3]马宁丽．EPS应急电源的原理和应用[J]．大众科技，2008
[4]王家凯，崔为强，李伟.EPS应急电源的工程应用[J]．中国科技博览，2010