EPS与UPS技术原理的不同分析

从IEC的定义来说， EPS从功能上来说与上述后备式UPS定义符合的，即：后备式UPS是市电正常时，由市电向负载供电,当市电出现故障时,由电池组提供能量,经逆变器向负载供电。但是,说EPS就是后备式UPS，这种说法并不科学,贬低了EPS本身真真的重要作用。大家知道，常用后备式UPS是小功率范围,保护对象大多为PC机（即整流滤波负载）。由于保护对象非人身安全及重大建筑设施，而且市场需求量大,技术含量低（单一负荷对波形要求不高），价格竞争激烈,简易低端货较多，导致产品质量不高，返修率大,给人们留下不良印象，后备式UPS是可有可无的PC机外设，仅相当于电源拖线板。 而EPS是消防专用应急电源,重点在于消防应急，其真正是“养兵千日,用兵一时”的设备，为了真正应急供电，可想而知对EPS的可靠性有很高的期望值，为何强调EPS要后备式而不能用在线式主要也是考虑可靠性方面是第一，其次才是整机效率。 EPS拓扑设计 EPS整机可靠性(MTBF) 不是简单的基本单元组合，而是为了满足整机可靠性(MTBF)，各基本单元的可靠性如何分配是事关重要的，我们为了确保整机的可靠性（特别是从人身安全及火灾逃身考虑）：EPSMTBF=(充电器)MTBF +(逆变器)MTBF +(各低压电器)MTBF +(控制部件)MTBF。从该式可知,EPS整机的MTBF是由各大部件的MTBF叠加而成,因此EPS整体设计就需要详细研究、分析、计算各大部件的MTBF,提高薄弱部件的MTBF，从EPS整体安全生命周期的需要来配置各大组成部件的安全生命周期。 EPS与UPS的差别 EPS是UPS的应用发展这句话并不确切，因这二个核心部件逆变器的控制系统的传递函数是完全不同的，从而体现在EPS的功率系数；带载能力；过载倍数；输出回路的短路保护；逆变器的强制运行都大大优于UPS。一般UPS就是一个电压闭环系统，而EPS是带电流内环的多闭环系统，这也是EPS的关键所在。 (1)我国EPS的发展是起源于火灾报警及电网突发故障时，为确保消防联动和电力保障的需要,它能即时提供逃生照明和消防应急，保护用户生命或身体免受伤害，其产品技术要求受公安部消防认证监督（GB17945-2000），并接受安装现场消防验收。而UPS只是用来主要保护用户PC设备或业务免受经济损失，其产品技术要求受信息产业部认证。两者适用的安全规范明显不同，因而具有不同的价值观。 (2) UPS为保证供电优质，是选择逆变优先，它在电源优质上下了好多功夫；而EPS是为保证可靠外带节能，是选择市电优先，它在电源可靠性及强制运行上下了好多功夫。当然两者在整流/充电器和逆变器的设计指标上也就有很大差异的。 (3)UPS由于是在线式使用，逆变器出现故障时反过来有市电作后备保障并及时报警，能使用者能及时掌握故障并排除故障，不会对事故造成更大的损失。而EPS是后备式使用，是最后一道供电保障，因而其可靠性设计要求更高，不能简单理解为后用式UPS，否则就把EPS的重要性一笔勾销了，搞混其后备式的重要性。如果EPS在市电故障时，不能通过蓄电池应急供电，则EPS如同虚设，造成的后果将不堪设想，有时可能是无法用金钱来弥补的。 (4)UPS供电对象是计算机及网络设备,负载性质(整流滤波负载，) 功率因素差别不大,所以国标规定UPS输出功率系数为0.6-0.8（有误称为UPS的功率因数），而EPS供电对象则是消防安全及电力保障，负载性质为感性、容性及整流式非线性负载兼而有之的混合型负荷，其输出功率系数就不能设定为0.8(EPS国标将规定其数值为：1.2)，而且有些负载是停市电后才投入工作的,因而要求EPS能提供很大的冲击电流，EPS需要输出抗过载能力更强，因此它的动、静态控制特性是不一样的，为此它的传递函数也就不会一样的。所以EPS与UPS各组成部分的技术设计指标分配是不同的，相关指标肯定是有得必有失的，这点很重要，怎么样把握好也是你的产品综合性能的关键所在。 EPS产品具有以下特点 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、无火灾隐患的特点。 (1)自动切换, 市电供电与EPS电源供电相互切换时间均为0.1~0.25S，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。可以紧靠应急负荷使用场所就地设置，减少供电线路，真真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还可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系数，从而体现较好的经济性。 (5)应急备用时间:标准型为照明：90分钟，动力：120分钟；有延时接口，可长可短。 所以EPS可以作为一种可靠的绿色应急供电电源，它尤其适用于高层建筑消防设施没有第 二路市电，又不便于使用柴油发电机组的场合，既可以采用类同于柴油发电机的配电方案,也适 用于一些工程在局部重要场合作为末端应急备用电源，也只有EPS才能做到真真的末端切换。 为此在选用UPS，EPS时我们需分清使用性质、场合、用途合理地选择UPS还是EPS。我们 千万不能片面地认为EPS比UPS好或UPS比EPS好，它们各有个的用途，各有各的设计理念， 我们只有做到量体裁衣才能获得最有效、最经济、最合理的结果，真真把UPS与EPS用好。 作者李秋华（男），1960年6月生,上海市总工程师专业委员会会员，上海应用技术大学电气自动化专业毕业。 1981.8-1988.8，上海第十钢铁厂，负责各车间配电及冷轧轧机电器自控系统的设计、施 工、调试。先后任技术员、助工、工程师。并被评为青年新长征突击手积极分子。1988.8-2002.6，上海复旦复华科技股份有限公司，先后任电力电子研究室工程师，技术科科长、厂长、电力电子研究室主任兼UPS 厂厂长。在这期间负责开发、生产POWERS 牌MU，MUD系列UPS。1991 年获上海市优秀新产品不间断电源系统一等奖。 同时评为高级工程师。1989.6-1989.12，派往 香港海裕集团华裕科学技术有限公司工作。1994.7-1999，参与组建上海三埃电子技术实业公司，总工程师，日本“TOSHIBA” 变频器上海授权代理。开发了SHENEI牌非标长时间UPS（1KVA-10KVA）同时为楼宇设备开发并生产变风量中央空调电控装置（交流调压调速、变频调速）。BA控制适配口。并承接各品牌变频器的维修及工控设计、应用、服务。1999-2001参于组建中台合资EV电动车有限公司工作，任总工。2001-2003参于组建新家坡日升机构上海办事处,任总工程师。 2003.5至今，参于组建上海胜武电器有限公司工厂, 任副总经理,总工程师。获得：2004-2006年度上海市奉贤区先进工作者；2004-2006年度上海市劳动模范。任上海奉贤南桥劳模协会理事。