一、中國EPS電源市場(chǎng)的誤區
1. EPS應急電源就是后備式UPS電源
從IEC的定義來(lái)說(shuō),后備式UPS電源是市電正常時(shí),由市電向負載供電,當市電出現故障時(shí),由電池組提供能量,經(jīng)逆變器向負載供電。EPS電源從功能上來(lái)說(shuō)與上述后備式UPS電源定義符合。但是,說(shuō)EPS應急電源就是后備式UPS電源,這種說(shuō)法不科學(xué),有意無(wú)意貶低EPS應急電源的重要作用。大家知道,常用后備式UPS電源是小功率范圍,保護對象大多為PC機。由于保護對象非重點(diǎn),而且市場(chǎng)需求量大,技術(shù)含量低,價(jià)格競爭激烈,冒牌貨較多,導致產(chǎn)品質(zhì)量不高,返修率大,給人們留下不良印象,后備式UPS電源是可有可無(wú)的IT業(yè)外設。
而EPS是應急電源,重點(diǎn)在于應急。其真正是“養兵千日,用兵一時(shí)”的設備,為了真正應急,可想對EPS電源的可靠性有很高的期望值。
2. EPS應急電源拓撲設計不是簡(jiǎn)單的組合
有人認為:EPS應急電源(電子部分)=整流/充電器+逆變器+輸出轉換開(kāi)關(guān)(互投裝置)+控制單元等部件就能構成應急電源。不錯,EPS應急電源的基本單元是由上述部分組成,但是為了滿(mǎn)足整機可靠性(MTBF),各基本單元的可靠性如何分配才是最合理呢?下式告訴我們:EPSMTBF=(整流/充電器)MTBF +(逆變器)MTBF +(轉換開(kāi)關(guān))MTBF +(控制單元)MTBF
從上式可知,EPS應急電源整機的MTBF是由各大部件的MTBF疊加而成,因此EPS應急電源整體設計就需要詳細研究、分析、計算各大部件的MTBF,提高薄弱部件的MTBF,從EPS應急電源整體安全生命周期的需要來(lái)配置各大組成部件的安全生命周期。
3. EPS應急電源生產(chǎn)廠(chǎng)家一哄而上
由于近年來(lái)我國UPS電源市場(chǎng)全面大洗牌,一些小型、雜牌的UPS生產(chǎn)廠(chǎng)家,經(jīng)受不住市場(chǎng)法則的檢驗,紛紛面臨被淘汰的危險。為了逃避被清洗的命運,抱著(zhù)一知半解的心態(tài)匆忙轉產(chǎn)EPS應急電源,企圖魚(yú)目混珠,祈求解救燃眉之急,引起中國EPS電源市場(chǎng)出現“一哄而上”的現象。他們沒(méi)有理解市場(chǎng)真正需要何種EPS應急電源,盲目采用各大部件拼湊組合方法來(lái)生產(chǎn),同時(shí)為了價(jià)格競爭,使用低劣原材料,這樣又怎能保證要求高可靠的EPS呢?
4. EPS應急電源市場(chǎng)混亂的原因
人們越來(lái)越清楚地認識到應急電源EPS在生活和生產(chǎn)當中的重要性,但是由于至今仍未有國家標準統一其技術(shù)標準和生產(chǎn)規范,是導致中國EPS市場(chǎng)混亂的主要原因,最終的受害者可能是直接用戶(hù)。
與其對照的IT業(yè)中的UPS電源就大不相同了,不僅有國家明確的國標,而且還有各系統、各行業(yè)自己的選型標準。EPS應急電源廠(chǎng)家要象UPS電源廠(chǎng)家一樣,為了贏(yíng)得市場(chǎng),必須進(jìn)行優(yōu)化設計,采用新技術(shù),提高生產(chǎn)效率,降低成本,提高可靠性,滿(mǎn)足用戶(hù)不同要求。只有產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高,售后服務(wù)不斷改進(jìn),EPS應急電源產(chǎn)品才能獲得用戶(hù)的認可。
三、EPS應急電源與UPS電源的異同
1. EPS應急電源是UPS電源的應用發(fā)展
在歐美先進(jìn)國家,由于并網(wǎng)供電,電力充足,同時(shí)供電質(zhì)量良好,加上用電設備規范,不會(huì )在電網(wǎng)上造成電網(wǎng)污染,互相干擾。因此,許多場(chǎng)合并不建議使用雙逆變在線(xiàn)式UPS電源,而是推薦使用節能ECO(ECONOMY CONTROL OPERATION)工作狀態(tài)下的UPS電源,即平常由市電供應負載,在市電不正常時(shí),再由蓄電池經(jīng)逆變器逆變輸出供電。在歐洲,此類(lèi)具有節能工作狀態(tài)的UPS電源稱(chēng)作CPS(Center Power Supply),廣泛采用的原因是:雙逆變工作方式的在線(xiàn)UPS電源,在市電正常時(shí),其AC→DC→AC的能量轉換效率約為90%,而節能工作狀態(tài)下的UPS電源(CPS,EPS)在市電正常時(shí),其能量轉換效率高達99%,而且并網(wǎng)市電的可用率可達99.99%以上,即只有0.01%的停電機率,因此使用CPS(EPS)供電,其節能效果是非常顯著(zhù)的。同時(shí),EPS的逆變器是處于啟動(dòng)狀態(tài),但不輸出功率,類(lèi)似休眠狀態(tài),EPS應急電源逆變器比UPS電源的逆變器連續輸出功率能大大延長(cháng)壽命。其實(shí),EPS應急電源的高端產(chǎn)品就是休眠狀態(tài)下的UPS電源。在市電正常時(shí),EPS應急電源除了輸電質(zhì)量不及UPS外,但在市電并網(wǎng)的今天,能滿(mǎn)足大部分用電設備的要求。因此,人們關(guān)心節電這個(gè)永恒的主題以及高可靠性?xún)纱笠蛩?,大多數情況下EPS應急電源是優(yōu)于UPS電源的。如果電網(wǎng)質(zhì)量良好,供電可靠,用電設備規范,在我國許多場(chǎng)合下有可能用EPS應急電源取代雙逆變在線(xiàn)式UPS電源,而不是用UPS電源代替EPS應急電源。當然,在某些非常關(guān)鍵的設備,仍需用雙逆變在線(xiàn)式UPS電源。
2. EPS應急電源與UPS電源的差別
(1)我國EPS應急電源的發(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急,保護用戶(hù)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督,并接受安裝現場(chǎng)消防驗收。而UPS電源只是用來(lái)保護用戶(hù)設備或業(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。兩者適用的安全規范明顯不同,因而具有不同的價(jià)值觀(guān)。
(2)EPS應急電源和UPS電源均能提供兩路選擇輸出供電,UPS電源為保證供電優(yōu)質(zhì),是選擇逆變優(yōu)先;而EPS電源是為保證節能,是選擇市電優(yōu)先。當然兩者在整流/充電器和逆變器的設計指標上是有差異的。
(3)UPS電源由于是在線(xiàn)式使用,出現故障可以及時(shí)報警,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 )對事故造成更大的損失。而EPS應急電源是離線(xiàn)式使用,是最后一道供電保障,因而其可靠性設計要求更高,不能簡(jiǎn)單理解為后備式UPS電源,否則就把EPS電源的重要性一筆勾銷(xiāo)了。如果EPS應急電源在市電故障時(shí),不能通過(guò)蓄電池應急供電,則EPS應急電源如同虛設,造成的后果將不堪設想。
(4)UPS電源供電對象是計算機及網(wǎng)絡(luò )設備,負載性質(zhì)(輸入功率因數)差別不大,所以國標規定UPS輸出功因為0.8。而EPS電源供電對象則是電力保障及消防安全,負載性質(zhì)為感性、容性及整流式非線(xiàn)性負載兼而有之,其輸出功率因數就不能設定為0.8(EPS國標將規定其數值),而且有些負載是停市電后才投入工作的,因而要求EPS應急電源能提供很大的沖擊電流,EPS應急電源需要輸出動(dòng)態(tài)特性要好,抗過(guò)載能力更強。因此EPS應急電源與UPS電源各組成部分的技術(shù)設計指標分配是不同的。
四、EPS應急電源系統的總體設計
從前面討論可知,既然了解EPS電源在實(shí)踐中的重要性,因此應根據不同的使用場(chǎng)合設計高可靠的EPS應急電源系統,下面提出一種高可靠的設計模式:
1. 提高EPS逆變器供電的可靠性
(1)EPS應急電源主機采用一體化線(xiàn)路設計方案,保證各大功能部件的硬件匹配與軟件的協(xié)調。
(2)采用EPS應急電源的逆變器處于啟動(dòng)工作狀態(tài)但不輸出功率。這樣可利用自動(dòng)檢測軟件對逆變器各工作點(diǎn)進(jìn)行反復自動(dòng)巡檢,一有異常,立即報警,及時(shí)排除故障隱患。同時(shí),逆變器能隨時(shí)跟蹤市電相位,確??焖俎D換。
(3)采用高可靠的自動(dòng)切換輸出開(kāi)關(guān)(STS)代替落后的不可靠的磁電式開(kāi)關(guān),使市電?逆變能達到快速可靠的轉換(轉換時(shí)間<10ms)。
(4)雙路輸入電源互投裝置可采用磁電式自動(dòng)/手動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)(ATS),使整個(gè)系統的技術(shù)指標分配合理化。
2. 提高蓄電池組供電的可靠性
(1)使用設計壽命長(cháng),忍受較惡劣環(huán)境的高質(zhì)量品牌蓄電池。
(2)采用對單節電池的電壓(均充/浮充)、電流(充電/放電)、電導(內阻)、溫度等參數進(jìn)行在線(xiàn)監測,當超出預設閾值立即報警,以便對個(gè)別電池及時(shí)處理。
3. EPS系統綜合參數監測與報警
(1)通過(guò)小總線(xiàn)對雙路市電互投裝置、EPS應急電源主機靜態(tài)運行參數、蓄電池單節電池工作參數、輸出配電柜運行參數、狀態(tài)報警信息集中統一顯示,能在本地進(jìn)行監測。
(2)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn),將分布式現場(chǎng)總線(xiàn)EPS有關(guān)信息上傳至中心監控系統
EPS應急電源產(chǎn)品具有以下特點(diǎn):
電網(wǎng)有電時(shí),處于靜態(tài),無(wú)噪音;有市電時(shí),小于60db。不需排煙、防震處理, 而且具有無(wú)公害、無(wú)火災隱患的特點(diǎn)。
@ 自動(dòng)切換,可實(shí)現無(wú)人值守,節能,電網(wǎng)供電與EPS電源供電相互切換時(shí)間均為0.1~0.25S。
@ 帶載能力強,EPS電源適應于電感性、電容性、及綜合性負載的設備,如電梯、水泵、風(fēng)機、辦公自動(dòng)化設備、應急照明等。
@ 使用可靠、主機壽命長(cháng)達20年以上。
@ 適應惡劣環(huán)境,可放置于地下室或配電室,甚至建筑豎井里可以緊靠應急負荷使用場(chǎng)所就地設置,減少供電線(xiàn)路。
@ 對于某些功率較大的用電設施,如:消防水泵、風(fēng)機,EPS還可直接與電機相連變頻啟動(dòng)后,再進(jìn)入正常運行狀態(tài),可省去電機的軟啟動(dòng)和控制箱等設置。
@ 應急備用時(shí)間:標準型為60分鐘(有延時(shí)接口),可長(cháng)可短。
所以EPS應急電源可以作為一種可靠的綠色應急供電電源,它尤其適用于高層建筑消防設施沒(méi)有第二路市電,又不便于使用柴油發(fā)電機組的場(chǎng)合,既可以采用類(lèi)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(chǎng)合作為末端應急備用電源。