CAT蓄电池应急电源系统之EPS与UPS对比分析

摘要：EPS与UPS都是前端设备加电池的架构，可是两者在结构上存在着根本的差异，在运用方法、装备容量、输出电源性质等方面也存在着较大的差异。所以在不同的场合挑选不同的应急电源十分重要，不仅是技能牢靠，也是节约造价，提高经济性的重要办法。本文从常见的EPS与UPS开始剖析，后又对EPS与柴油发电机运转经济牢靠性进行剖析，为应急电源的剖析发表自己粗浅的意见。

关键词：EPS；UPS；应急电源体系；高频UPS；工频UPS；柴油发电机

前语

应急电源体系，望文生义，便是在当正常供电电源（市电）发生毛病时可以起到应急作用，可以保证电力继续供应的体系。跟着社会的开展及修建规划、施工水平的提高，城市修建横、纵向规模逐渐扩展，修建智能化在项目建设中的重要性也日益凸显。因此，采用何种应急电源体系才能为修建的供电牢靠性供应最高效的设备保证，越发成为当今数字化修建时代下电气规划领域的研究重点。

EPS应急电源体系是EmergencyPowerSupply的缩写，即应急电力供应体系；UPS是UninterruptiblePowerSupply的缩写，即不间断电力供电体系。EPS、UPS均作为应急电源体系的重要组成部分，在维持修建物的正常作业、突发事件下设备的正常运转中发挥了举足轻重的作用。但两者在功用、分类、特性及适应场合等方面存在这较大的差异。为使建设单位对应急电源供电体系的挑选更为清晰，体系规划更为经济高效，现对两种体系构成形式、运用场合、功率挑选进行比照剖析，以期规划更加完美。

1.EPS构成

EPS应急电源体系首要包括整流充电器、蓄电池组、逆变器、互投设备和体系操控器等部分能在不同场合为各种用电设备供电：1）当市电正常时，由市电经过互投设备给重要负载供电，一起供应相当于10%蓄电池组容量（Ah）的充电电流的小功率直流电源为蓄电池充电。此时逆变器停止作业处于主动关机状况；2）当市电供电中止或市电电压超限（±15%或±20%额外输入电压）时，互投设备将立即投切至逆变器由蓄电池供电，此时EPS作为用电设备的供电电源。（3）假如市电恢复，互投设备将切换到市电的这一端，由市电直接给负载供电；一起充电器给电池充电。

2.UPS构成

UPS应急电源供电体系与EPS构成根本类似，均含有整流器、逆变器、蓄电池等部分。可是UPS（以工频在线式UPS为例）还包括低通滤波器、静态开关等部分。因为UPS与EPS包括的设备不同，它们在对电源的处理及切换操作上也存在着差异。在市电正常时，UPS经过低通滤波及整流将交流市电整流成直流电，并将市电中带着的各种杂波过滤洁净；整流后的直流电，供应蓄电池和逆变器，经过逆变器作SPWM正弦波脉宽调制，构成纯净、安稳的正弦波交流电。当市电异常时（电压波动±20%、突然断电），蓄电池会主动给逆变器供电，UPS输出不会中止，电压根本不变化。假如UPS超载、温度过高、维护等动作，UPS将主动切换到旁路状况供电。UPS分为高频UPS与工频UPS，运用场合及特点有所不同。

3.构成比照

经过EPS及UPS的简要构成剖析可得出，UPS致力于为负载供应洁净的作业电源，对供电继续性要求特别高，在发生UPS毛病时才经过静态开关切换至市电为负载供电；EPS是作为一种电源储藏方法，市电供电为其主供电回路，蓄电池作为主电源之外的第二电源。EPS电源逆变器冗余量大，进线柜和出线柜都在EPS主机内部，电机负荷有变频发动，机壳和导线有阻燃办法，有多路互投功用，可与消防联动。UPS电源的逆变器冗余相对来说较小，无阻燃互投功用。

4.开展思路

UPS在国内外已经有二十多年的历史，其首要是为对供电继续性要求较高的场所供电，比如计算机中心、金融数据中心等。EPS的开展是在电网出线突发性毛病时，为确保电力供应和消防联动的需求，可以供应逃生照明和消防应急用电源，保证人员分散及消防设备在应急状况下可以安全有效的运转，其产品技能要求受公安部消防认证监督，并接受安装现场消防验收。而UPS是作为维护用户设备或业务免受经济损失，其产品技能要求受信息产业部认证。两者适用的安全规范显着不同，因而具有不同的价值观。EPS需契合消防安全的规划要求，如阻燃规划、节地空间规划、多输出配电一体化机柜规划、联动操控规划、强制起动规划等。而UPS的规划针对的是IT信息业，着重改进市电的品质及本身不间断供电的安稳性。两者在开展的初衷及开展方向上存在着质的不同。

5.运用场合

EPS电源首要是为修建物内一级负荷及一级负荷中特别重要的负荷供电，其间包括消防照明、消防风机、消防水泵、消防电梯等消防类负载，此类负荷大部分为感性负载，在发动时会有较大的发动电流。EPS很好的做到了这一点，EPS电源操控芯片及波型发生器等核心部件运用电机拖动型专用器材，整机抗冲击性能、耐受恶劣电网及复杂负载能力最强。而UPS电源操控芯片及波型发生器等核心部件运用非电机拖动的惯例电力电子型专用器材，规划极度着重逆变输出电压与频率的安稳度、输出波型的纯粹、改进净化市电搅扰等供电品质，UPS整机的抗冲出性能、耐受恶劣电网及复杂负载能力相对一般，负荷最大冲击电流不该大于不间断电源设备的额外电流的150%。EPS首要用于消防类负荷及一些对供电质量要求不太高但需保证连续供电的用电设备，着重能继续供电这一功用。当EPS用于消防负荷时，相关产品须由消防部分认可，经过消防认证的EPS电源一般称为FEPS电源。UPS一般用于计算机及数字信息体系等场合。要求供电质量较高的负载，首要着重逆变切换时刻、输出电压、频率安稳性、输出波形的纯粹、无各种搅扰等。

6.供电性质

EPS和UPS均能供应两路挑选输出供电，UPS为保证供电优质，不管市电是否正常，均由逆变器供电，只有在逆变器毛病时才由静态开关切换到旁路供电。UPS的切换时刻较短，后备式UPS切换时刻一般在10ms之内，在线互动式切换时小于4ms，在线式UPS切换时刻根本为零，尤其适合计算机、通讯、医疗及精密电子仪器等不能终端供电的场所；而EPS是为保证供电的牢靠性，面向的一般是大功率设备，市电正常作业时直接输出至负载，逆变器待机，电池浮冲，转换时刻一般在0.1S~0.25S，可以满意消防用电设备自备发电设备自发动方法30s发动要求。

7.防火要求

UPS为在线式运用，当呈现毛病时可根据需求宣布报警信号，紧迫时切换市电作后备保证，不会对事故形成更大的损失，不适合用于消防用负载上。EPS作为离线式运用，是消防用电设备供电的最终终保证，其牢靠性规划要求更高，在内部规划时就考虑了线路及模块的阻燃功用。EPS具有消防联动功用，在消防状况下可接纳长途联动操控信号，由消防联动操控主机进行操控。

8.整流逆变

因为UPS需求继续不断的为负载供应过滤后的洁净电源，故其整流器和逆变器长期处于作业状况，会发生约10%~20%整机功率的动力损耗及55db的噪声。机房环境规划时需考虑UPS机组的通风散热、降噪问题。而EPS平时经过市电为负载供电，逆变器处于待机状况，仅在运转时会发生动力损耗及噪声。相较于UPS，EPS更为节能，在供电继续性要求低的场所可由EPS代替UPS完成节能作用。

经过以上总结，消防用应急电源应挑选EPS，计算机类负载应挑选UPS应急电源；感性负载、纯阻性负载应挑选EPS作为后备电源，计算机类容性设备应挑选UPS作为后备电源。EPS比UPS抗冲击能力强，更具节能作用。