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UPS不間斷電源和EPS應(yīng)急電源的區(qū)別詳細(xì)介紹

作者：大鵬日期：2019-08-15 03:10:29 瀏覽：10185

　　隨著對(duì)供電系統(tǒng)的使用安全要求和對(duì)供電負(fù)荷的保障要求越來越高，以及重要設(shè)備自動(dòng)化水平的不斷提高，設(shè)備對(duì)電網(wǎng)供電可靠性依賴度越來越高。為了確保重要監(jiān)控系統(tǒng)、應(yīng)急照明、消防、計(jì)算機(jī)等重要設(shè)備的不間斷供電，一般都配置了專用的UPS（Uninterruptible power system，不間斷電源）或EPS（Emergency powers upply，應(yīng)急電源）。中斷供電將會(huì)在經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生重大損失，例如：使生產(chǎn)過程或生產(chǎn)裝備處于不安全狀態(tài)、重大產(chǎn)品報(bào)廢、生產(chǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時(shí)間才能恢復(fù)等。

　　下面詳細(xì)介紹UPS和EPS的特點(diǎn)及兩者間的應(yīng)用區(qū)別。

UPS電源

一、UPS——不間斷電源

　　1.1UPS電源的工作原理及組成

　　UPS（Uninterruptible Power System），即不間斷電源，是一種含有儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流市電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時(shí)，UPS立即將機(jī)內(nèi)電池的能量，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。

　　一般來講，UPS由五大部分組成：整流電路、儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)、逆變電路、旁路開關(guān)電路及測(cè)控電路。①整流電路：將交流電變換為直流電，完成對(duì)儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)充電，同時(shí)通過逆變器向負(fù)載供電。②儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)：儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)是UPS的核心部分，當(dāng)市電正常時(shí)，儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)從電網(wǎng)吸收能量儲(chǔ)存；當(dāng)市電中斷時(shí)，儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)將電能釋放出來，供逆變器使用。③逆變電路：將整流電路所得的直流電壓或者儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)的電壓變換成交流電壓。④旁路開關(guān)：是市電旁路供電和逆變器供電的電氣轉(zhuǎn)換器件。⑤測(cè)控電路：是UPS的“大腦“，監(jiān)測(cè)輸入電壓、電流的水平和控制輸出的電壓和電流精度；設(shè)置和控制整流器、逆變器；控制儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)的充放電；控制主回路與旁路之間的轉(zhuǎn)換。

　　1.2UPS電源的分類及特點(diǎn)

　　目前常見的UPS有后備式、在線式和在線互動(dòng)式三種，主要特點(diǎn)如下：

　　a.后備式UPS，具有電路簡單、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但是其輸出電壓穩(wěn)定精度差，市電掉電時(shí)負(fù)載供電有一段時(shí)間的中斷。另外受切換電流和動(dòng)作時(shí)間的限制，輸出功率一般較小，一般后備式正弦波輸出UPS容量為2kVA以下，后備式方波輸出UPS容量在1kVA以下。

　　b.在線式UPS，目前絕大多數(shù)大中型UPS都是在線式的。在線式UPS的特點(diǎn)有：①不論市電正常與否，負(fù)載都由逆變器供電，所以當(dāng)市電發(fā)生故障的瞬間，UPS的輸出電壓不會(huì)產(chǎn)生任何間斷；②由于UPS逆變器采用高頻SPWM調(diào)制和輸出波形的反饋控制，可以向負(fù)載提供電壓穩(wěn)定度高、波形畸變小、頻率穩(wěn)定以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快的高質(zhì)量的電能；③全部負(fù)載功率都由逆變器提供，輸出能力受限制；④整流器和逆變器都承擔(dān)全部負(fù)載功率，整機(jī)效率比較低。

　　c.在線互動(dòng)式UPS，在線互動(dòng)式UPS與在線式UPS相比，省去了整流器和充電器，而由一個(gè)身兼二職的逆變器/充電器模塊配以蓄電池組構(gòu)成，具有效率高（可達(dá)98%以上）、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但是它大部分時(shí)間由市電直接給負(fù)載供電，輸出電壓質(zhì)量差，市電掉電時(shí)交流旁路開關(guān)存在斷開時(shí)間，導(dǎo)致UPS輸出存在一定時(shí)間的電能中斷。

EPS電源

二、EPS——應(yīng)急電源

　　2.1EPS電源的工作原理及組成

　　EPS（Emergency Power Supply），即應(yīng)急電源，是采用單體逆變技術(shù)，集充電器、蓄電池、逆變器及控制器于一體。①當(dāng)市電正常時(shí)，由市電經(jīng)過互投裝置給重要負(fù)載供電，同時(shí)進(jìn)行市電檢測(cè)及蓄電池充電管理，然后再由電池組向逆變器提供直流能源。在這里，充電器是一個(gè)僅需向蓄電池組提供相當(dāng)于10%蓄電池組容量（Ah）的充電電流的小功率直流電源，它并不具備直接向逆變器提供直流電源的能力。此時(shí)，市電經(jīng)由EPS的交流旁路和轉(zhuǎn)換開關(guān)所組成的供電系統(tǒng)向用戶的各種應(yīng)急負(fù)載供電。與此同時(shí)，在EPS的邏輯控制板的調(diào)控下，逆變器停止工作處于自動(dòng)關(guān)機(jī)狀態(tài)。在此條件下，用戶負(fù)載實(shí)際使用的電源是來自電網(wǎng)的市電，因此，EPS應(yīng)急電源也是通常說的一直工作在睡眠狀態(tài)，可以有效的達(dá)到節(jié)能的效果.②當(dāng)市電供電中斷或市電電壓超限（±15%或±20%額定輸入電壓）時(shí)，互投裝置將立即投切至逆變器供電，此時(shí)在電池組所提供的直流能源的支持下，用戶負(fù)載所使用的電源是通過EPS的逆變器轉(zhuǎn)換的交流電源，而不是來自市電。③當(dāng)市電電源恢復(fù)正常工作時(shí)，EPS的控制中心發(fā)出信號(hào)對(duì)逆變器執(zhí)行自動(dòng)關(guān)機(jī)操作，同時(shí)還通過它的轉(zhuǎn)換開關(guān)執(zhí)行從逆變器供電向交流旁路供電的切換操作。此后，EPS在經(jīng)交流旁路供電通路向負(fù)載提供市電的同時(shí)，還通過充電器向電池組充電。

　　EPS電源系統(tǒng)主要包括整流器、充電器、蓄電池組、逆變器、互投裝置等部分。其中逆變器是核心。整流器的作用是將交流電變成直流電，充電器對(duì)蓄電池及逆變器模塊供電。逆變器的作用則是將直流電變成交流電，給負(fù)載穩(wěn)定持續(xù)地供電，互投裝置保證負(fù)載在市電及逆變器輸出間的順利切換。系統(tǒng)控制器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可發(fā)出告警信號(hào)，同時(shí)可以通過串行口與計(jì)算機(jī)或Modem連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電系統(tǒng)的微機(jī)監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

　　2.2EPS應(yīng)急電源的分類

　　根據(jù)所帶負(fù)載種類大致可分為以下三種：

　　a.應(yīng)急照明和事故照明類的照明型EPS，一般以單相為主，主要為應(yīng)急照明場(chǎng)合（如商場(chǎng)、娛樂場(chǎng)所、辦公場(chǎng)所、交易場(chǎng)所等）提供集中供電。

　　b.應(yīng)急照明及混合型負(fù)載類的照明/動(dòng)力混合型EPS，一般適用于負(fù)載性質(zhì)比較復(fù)雜的場(chǎng)合，比如既有照明型負(fù)載，又有動(dòng)力型負(fù)載，所以一般以三相居多，適用場(chǎng)合為賓館、高層建筑、醫(yī)院、大型商場(chǎng)等）

　　c.電機(jī)專用的變頻起動(dòng)類的動(dòng)力型EPS，廣泛應(yīng)用于大功率電動(dòng)機(jī)負(fù)載，如電梯、消防水泵、大型風(fēng)機(jī)等?？杀苊庖螂姍C(jī)起動(dòng)過程中的大電流沖擊而損壞設(shè)備。與其他EPS不同之處是此類EPS一般只有單路輸出。當(dāng)輸入的三相市電正常時(shí)，經(jīng)整流后給逆變器提供直流電，同時(shí)經(jīng)充電器對(duì)電池組充電；當(dāng)三相輸入斷電或異常時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)由電池組給變頻器提供直流電。當(dāng)需要點(diǎn)擊負(fù)載工作時(shí)，送給變頻器起動(dòng)信號(hào)（運(yùn)行信號(hào)、遠(yuǎn)程控制信號(hào)等），變頻器會(huì)立即輸出。從0~50Hz變頻供給電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻起動(dòng)，當(dāng)其頻率到達(dá)50Hz后保持正常運(yùn)行。

三、EPS電源與UPS電源的區(qū)別

　?。?）我國EPS的發(fā)展是起源于電網(wǎng)突發(fā)故障時(shí)，為確保電力保障和消防聯(lián)動(dòng)的需要，它能即時(shí)提供逃生照明和消防應(yīng)急，保護(hù)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(rèn)證監(jiān)督，并接受現(xiàn)場(chǎng)消防驗(yàn)收。而UPS只是用來保護(hù)用戶設(shè)備或業(yè)務(wù)免受經(jīng)濟(jì)損失，其產(chǎn)品技術(shù)要求受信息產(chǎn)業(yè)部認(rèn)證。兩者適用的安全規(guī)范明顯不同，因而具有不同的價(jià)值觀。

　　（2）EPS和UPS均能提供兩路選擇輸出供電，UPS為保證供電優(yōu)質(zhì)，是選擇逆變優(yōu)先；而EPS是為保證節(jié)能，是選擇市電優(yōu)先。當(dāng)然兩者在整流/充電器和逆變器的設(shè)計(jì)指標(biāo)上是有差異的。

　?。?）UPS由于是在線式使用，出現(xiàn)故障可以及時(shí)報(bào)警，并有市電作后備保障，使用者能及時(shí)掌握故障并排除故障，不會(huì)對(duì)事故造成更大的損失。而EPS是離線式使用，是最后一道供電保障，因而其可靠性設(shè)計(jì)要求更高，不能簡單理解為后備式UPS，否則就把EPS的重要性一筆勾銷了。如果EPS在市電故障時(shí)，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。

　　（4）UPS供電對(duì)象是計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，負(fù)載性質(zhì)（輸入功率因數(shù)）差別不大，所以國標(biāo)規(guī)定UPS輸出功因?yàn)?.8。而EPS供電對(duì)象則是電力保障及消防安全，負(fù)載性質(zhì)為感性、容性及整流式非線性負(fù)載兼而有之，其輸出功率因數(shù)就不能設(shè)定為0.8（EPS國標(biāo)將規(guī)定其數(shù)值），而且有些負(fù)載是停市電后才投入工作的，因而要求EPS能提供很大的沖擊電流，EPS需要輸出動(dòng)態(tài)特性要好，抗過載能力更強(qiáng)。因此EPS與UPS各組成部分的技術(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)分配是不同的。

四、EPS消防應(yīng)急電源與UPS電源的比較

　　（1）指標(biāo)

　　EPS:消防應(yīng)急電源

　　UPS:不間斷電源

　?。?）運(yùn)行方式

　　EPS:采用離線運(yùn)行方式，高效節(jié)能、噪音低

　　UPS:采用在線運(yùn)行方式，效率70％，噪音高

　?。?）節(jié)電

　　EPS:在電網(wǎng)正常時(shí)處于睡眠狀態(tài),耗電不足0.1%,無電網(wǎng)供電時(shí),其效率92%以上

　　UPS:在電網(wǎng)供電正常時(shí)也工作,其效率僅85%-90%,約有10-15%的電能被消耗

　　（4）壽命

　　EPS:只有在電網(wǎng)無電時(shí)才進(jìn)行逆變工作,主機(jī)使用壽命相對(duì)長,一般15-20年.