一、中國EPS電源市場的誤區(qū)
1. EPS應(yīng)急電源就是后備式UPS電源
從IEC的定義來說,后備式UPS電源是市電正常時(shí),由市電向負(fù)載供電,當(dāng)市電出現(xiàn)故障時(shí),由電池組提供能量,經(jīng)逆變器向負(fù)載供電。EPS電源從功能上來說與上述后備式UPS電源定義符合。但是,說EPS應(yīng)急電源就是后備式UPS電源,這種說法不科學(xué),有意無意貶低EPS應(yīng)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(hù)對(duì)象大多為PC機(jī)。由于保護(hù)對(duì)象非重點(diǎn),而且市場需求量大,技術(shù)含量低,價(jià)格競爭激烈,冒牌貨較多,導(dǎo)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電源是可有可無的IT業(yè)外設(shè)。
而EPS是應(yīng)急電源,重點(diǎn)在于應(yīng)急。其真正是“養(yǎng)兵千日,用兵一時(shí)”的設(shè)備,為了真正應(yīng)急,可想對(duì)EPS電源的可靠性有很高的期望值。
2. EPS應(yīng)急電源拓?fù)湓O(shè)計(jì)不是簡單的組合
有人認(rèn)為:EPS應(yīng)急電源(電子部分)=整流/充電器+逆變器+輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)(互投裝置)+控制單元等部件就能構(gòu)成應(yīng)急電源。不錯(cuò),EPS應(yīng)急電源的基本單元是由上述部分組成,但是為了滿足整機(jī)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(zhuǎn)換開關(guān))MTBF +(控制單元)MTBF
從上式可知,EPS應(yīng)急電源整機(jī)的MTBF是由各大部件的MTBF疊加而成,因此EPS應(yīng)急電源整體設(shè)計(jì)就需要詳細(xì)研究、分析、計(jì)算各大部件的MTBF,提高薄弱部件的MTBF,從EPS應(yīng)急電源整體安全生命周期的需要來配置各大組成部件的安全生命周期。
3. EPS應(yīng)急電源生產(chǎn)廠家一哄而上
由于近年來我國UPS電源市場全面大洗牌,一些小型、雜牌的UPS生產(chǎn)廠家,經(jīng)受不住市場法則的檢驗(yàn),紛紛面臨被淘汰的危險(xiǎn)。為了逃避被清洗的命運(yùn),抱著一知半解的心態(tài)匆忙轉(zhuǎn)產(chǎn)EPS應(yīng)急電源,企圖魚目混珠,祈求解救燃眉之急,引起中國EPS電源市場出現(xiàn)“一哄而上”的現(xiàn)象。他們沒有理解市場真正需要何種EPS應(yīng)急電源,盲目采用各大部件拼湊組合方法來生產(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(yīng)急電源市場混亂的原因
人們?cè)絹碓角宄卣J(rèn)識(shí)到應(yīng)急電源EPS在生活和生產(chǎn)當(dāng)中的重要性,但是由于至今仍未有國家標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)規(guī)范,是導(dǎo)致中國EPS市場混亂的主要原因,最終的受害者可能是直接用戶。
與其對(duì)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(biāo),而且還有各系統(tǒng)、各行業(yè)自己的選型標(biāo)準(zhǔn)。EPS應(yīng)急電源廠家要象UPS電源廠家一樣,為了贏得市場,必須進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),采用新技術(shù),提高生產(chǎn)效率,降低成本,提高可靠性,滿足用戶不同要求。只有產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高,售后服務(wù)不斷改進(jìn),EPS應(yīng)急電源產(chǎn)品才能獲得用戶的認(rèn)可。
三、EPS應(yīng)急電源與UPS電源的異同
1. EPS應(yīng)急電源是UPS電源的應(yīng)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(shè)備規(guī)范,不會(huì)在電網(wǎng)上造成電網(wǎng)污染,互相干擾。因此,許多場合并不建議使用雙逆變?cè)诰€式UPS電源,而是推薦使用節(jié)能ECO(ECONOMY CONTROL OPERATION)工作狀態(tài)下的UPS電源,即平常由市電供應(yīng)負(fù)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,此類具有節(jié)能工作狀態(tài)的UPS電源稱作CPS(Center Power Supply),廣泛采用的原因是:雙逆變工作方式的在線UPS電源,在市電正常時(shí),其AC→DC→AC的能量轉(zhuǎn)換效率約為90%,而節(jié)能工作狀態(tài)下的UPS電源(CPS,EPS)在市電正常時(shí),其能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)99%,而且并網(wǎng)市電的可用率可達(dá)99.99%以上,即只有0.01%的停電機(jī)率,因此使用CPS(EPS)供電,其節(jié)能效果是非常顯著的。同時(shí),EPS的逆變器是處于啟動(dòng)狀態(tài),但不輸出功率,類似休眠狀態(tài),EPS應(yīng)急電源逆變器比UPS電源的逆變器連續(xù)輸出功率能大大延長壽命。其實(shí),EPS應(yīng)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(yīng)急電源除了輸電質(zhì)量不及UPS外,但在市電并網(wǎng)的今天,能滿足大部分用電設(shè)備的要求。因此,人們關(guān)心節(jié)電這個(gè)永恒的主題以及高可靠性兩大因素,大多數(shù)情況下EPS應(yīng)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(shè)備規(guī)范,在我國許多場合下有可能用EPS應(yīng)急電源取代雙逆變?cè)诰€式UPS電源,而不是用UPS電源代替EPS應(yīng)急電源。當(dāng)然,在某些非常關(guān)鍵的設(shè)備,仍需用雙逆變?cè)诰€式UPS電源。
2. EPS應(yīng)急電源與UPS電源的差別
(1)我國EPS應(yīng)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(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,并接受安裝現(xiàn)場消防驗(yàn)收。而UPS電源只是用來保護(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應(yīng)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(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。
(3)UPS電源由于是在線式使用,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應(yīng)急電源是離線式使用,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電源,否則就把EPS電源的重要性一筆勾銷了。如果EPS應(yīng)急電源在市電故障時(shí),不能通過蓄電池應(yīng)急供電,則EPS應(yīng)急電源如同虛設(shè),造成的后果將不堪設(shè)想。
(4)UPS電源供電對(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電源供電對(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應(yīng)急電源能提供很大的沖擊電流,EPS應(yīng)急電源需要輸出動(dòng)態(tài)特性要好,抗過載能力更強(qiáng)。因此EPS應(yīng)急電源與UPS電源各組成部分的技術(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)分配是不同的。
四、EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
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(yīng)根據(jù)不同的使用場合設(shè)計(jì)高可靠的EPS應(yīng)急電源系統(tǒng),下面提出一種高可靠的設(shè)計(jì)模式:
1. 提高EPS逆變器供電的可靠性
(1)EPS應(yīng)急電源主機(jī)采用一體化線路設(shè)計(jì)方案,保證各大功能部件的硬件匹配與軟件的協(xié)調(diào)。
(2)采用EPS應(yīng)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(duì)逆變器各工作點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)自動(dòng)巡檢,一有異常,立即報(bào)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(zhuǎn)換。
(3)采用高可靠的自動(dòng)切換輸出開關(guān)(STS)代替落后的不可靠的磁電式開關(guān),使市電?逆變能達(dá)到快速可靠的轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換開關(guān)(ATS),使整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)分配合理化。
2. 提高蓄電池組供電的可靠性
(1)使用設(shè)計(jì)壽命長,忍受較惡劣環(huán)境的高質(zhì)量品牌蓄電池。
(2)采用對(duì)單節(jié)電池的電壓(均充/浮充)、電流(充電/放電)、電導(dǎo)(內(nèi)阻)、溫度等參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測,當(dāng)超出預(yù)設(shè)閾值立即報(bào)警,以便對(duì)個(gè)別電池及時(shí)處理。
3. EPS系統(tǒng)綜合參數(shù)監(jiān)測與報(bào)警
(1)通過小總線對(duì)雙路市電互投裝置、EPS應(yīng)急電源主機(jī)靜態(tài)運(yùn)行參數(shù)、蓄電池單節(jié)電池工作參數(shù)、輸出配電柜運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)報(bào)警信息集中統(tǒng)一顯示,能在本地進(jìn)行監(jiān)測。
(2)通過網(wǎng)絡(luò)總線,將分布式現(xiàn)場總線EPS有關(guān)信息上傳至中心監(jiān)控系統(tǒng)
EPS應(yīng)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),無噪音;有市電時(shí),小于60db。不需排煙、防震處理, 而且具有無公害、無火災(zāi)隱患的特點(diǎn)。
@ 自動(dòng)切換,可實(shí)現(xiàn)無人值守,節(jié)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(qiáng),EPS電源適應(yīng)于電感性、電容性、及綜合性負(fù)載的設(shè)備,如電梯、水泵、風(fēng)機(jī)、辦公自動(dòng)化設(shè)備、應(yīng)急照明等。
@ 使用可靠、主機(jī)壽命長達(dá)20年以上。
@ 適應(yīng)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(yīng)急負(fù)荷使用場所就地設(shè)置,減少供電線路。
@ 對(duì)于某些功率較大的用電設(shè)施,如:消防水泵、風(fēng)機(jī),EPS還可直接與電機(jī)相連變頻啟動(dòng)后,再進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài),可省去電機(jī)的軟啟動(dòng)和控制箱等設(shè)置。
@ 應(yīng)急備用時(shí)間:標(biāo)準(zhǔn)型為60分鐘(有延時(shí)接口),可長可短。
所以EPS應(yīng)急電源可以作為一種可靠的綠色應(yīng)急供電電源,它尤其適用于高層建筑消防設(shè)施沒有第二路市電,又不便于使用柴油發(fā)電機(jī)組的場合,既可以采用類同于柴油發(fā)電機(jī)的配電方案,也適用于一些工程在局部重要場合作為末端應(yīng)急備用電源。