关于应急电源（ＥＰＳ）设计的研讨

摘　要　文章介绍了eps的类型、使用范围及其设计方法，并就其产品的选型做了初步探讨。

　　关键词　应急电源eps单相多路三相多路

１使用范围

　　应急电源ｅｐｓ，是一种能向负载设备提供纯净正弦波的高质量供电电源。主要应用于各类建筑的工作供电和消防应急供电、医院安全供电、交通系统（如高速公路、隧道、地铁、轻轨、民用机场）的应急供电、电力系统的供电、各类不能断电的生产设备和实验设备的供电。

２应急电源系统的产品分为４个系列

　　（１）ｄｕｙｄ－ｄ系列：０．５～１０ｋｗ，适用于应急照明和事故照明的照明负载；

　　（２）ｄｕｙｄ－ｓ系列：６～３０ｋｗ，除可用于应急照明、事故照明，同时也适用于消防电梯、卷帘门、风机、水泵、喷淋泵、供水泵等电感性负载或混合供电；

　　（３）ｄｕｙｄ－ｐ系列：２～３００ｋｗ，适用于应急照明、事故照明及消防水泵、风机等多种负载，其特点是电机负载时可变频
输出；

　　（４）单相、三相输出带快速切换装置（静态开关），其特点是切换时间≤１．５ｍｓ，可作为高强气体放电灯及各类数据负载使用。

３系统主要部件组成

　　ｄｕｙｄ系列应急电源采用单体逆变技术，集逆变器、充电器及控制器于一体。系统内部设计了电池检测、分路检测回路，其主要部件的工作原理框图如１所示（忽略，详见本期杂志）。

４ｅｐｓ主要功能

　　（１）采用了ｕｐｓ电路成熟的逆变技术，其工作稳定可靠；

　　（２）控制部分采用了的数字化微处理技术，具有强大的检测与监控功能；

　　（３）自动监控电池工作状态，可及时发现处于长期备用状态下的蓄电池出现的各种异常情况并报警，具有电池放电低压自动保护功能；

　　（４）具有输出分路的检测和保护功能，可及时发现各输出分路出现的开路与短路故障。当某一分路发生短路故障时，会立即切断该路的供电，避免引起逆变器保护而发生的分路的断电事故；

　　（５）具有历史故障记录２５５条，记录可保持１０年，系统掉电后不会丢失；

　　（６）具有大屏幕汉字显示的人机界面，操作简单；

　　（７）具有消防联动功能；

　　（８）具有声音告警和系统工作状态指示功能；

　　（９）具有远程在线实时监控功能，系统配有标准ｒｓ２３２、ｒｓ４８５通讯接口；

　　（１０）有“自动／应急”开关。开关在“自动”状态时，一旦市电发生故障，设备将自动切换到应急输出状态；开关在“应急”状态时，设备直接切换到应急输出状态；

　　（１１）有“强制应急”开关，当设备中的电池放电完毕进入过放电保护而停止逆变输出时，打开此开关，可强制启动逆变器工作。

５产品工作原理

　　ｄｕｙｄ系列应急电源主要有以下几种工作方式：

　　（１）交流单相输入／单相输出，应急单相输出如图２所示（忽略，详见本期杂志）；

　　（２）交流三相输入／三相输出，应急单相输出如图３所示（忽略，详见本期杂志）；

　　（３）交流三相输入／三相输出，应急三相输出如图４所示（忽略，详见本期杂志）；

　　（４）交流三相输入／三相输出，应急三相变频输出如图５所示（忽略，详见本期杂志）。

６系统设计方案

　　（１）单电源单输入原理如图６所示（忽略，详见本期杂志）；
　　
　　（２）单电源双输入原理如图７所示（忽略，详见本期杂志）；

　　（３）双电源双输入原理如图８所示（忽略，详见本期杂志）；

　　（４）做第二路电源双回路原理如图９所示（忽略，详见本期杂志）；

　　（５）做第三路电源双回路原理如图１０所示（忽略，详见本期杂志）；

　　（６）负载类型种类如图１１所示（忽略，详见本期杂志）；

７产品工程应用设计

７．１单相系列ｅｐｓ产品接线应用图

7.1.1单相单输入单相多回路输出接线图，如图12所示（忽略，详见本期杂志）。

　　接线方式：单路持续型。

7.1.2单相双输入单相多回路输出接线图，如图13所示（忽略，详见本期杂志）。

　　接线方式：单路可控型。
7.1.3单相三输入单相三输出接线图，如图14所示（忽略，详见本期杂志）。

　　接线方式：多路可控型。

7.1.4单相双输入单相输出回路现场控制接线图，如图15所示（忽略，详见本期杂志）。

　　接线方式：单灯可控型。

7.1.5三相输入三相输出，应急时单相三路输出接线图，如图16所示（忽略，详见本期杂志）。

　　接线方式：三相可控型。

7.1.6三相多路输入三相多路输出，应急时单相多路输出接线图，如图17所示（忽略，详见本期杂志）。

　　接线方式：三相多路可控型。

7.1.7单相双输入单相输出供多层接线图，如图18所示（忽略，详见本期杂志）。

　　接线方式：楼层可控型。

7.1.8应急照明混合接线图，如图19所示（忽略，详见本期杂志）。

　　接线方式：混合式。

7.1.9双电源接线图互投装置在eps内，如图20所示（忽略，详见本期杂志）。

7.1.10充当第二路电源双回路接线图互投装置不在eps内，如图21所示（忽略，详见本期杂志）。

７．２三相输出应急电源

　　产品适用负载：

　　适用于各种三相、单相及混合型用电设备，如电梯、风机、水泵、照明、空调等设备的应急供电；应用于高层建筑、人防设施，医院、机场、城市地铁、发电厂、大型商场、银行、证券等场所。适用范围广、负载适应性强。电源设备容量为２～３００ｋ。

７．３ｄｕｙｄ－ｐ系列ｅｐｓ产品原理图

7.3.1单逆变单负载原理及接线图，如图22所示（忽略，详见本期杂志）。

7.3.2单逆变单台负载一用一备原理图及接线图，如图23所示（忽略，详见本期杂志）。

7.3.3双逆变单负载一用一备原理图及接线图，如图24所示（忽略，详见本期杂志）。

7.3.4双逆变双台负载二用一备原理图及接线图，如图25所示（忽略，详见本期杂志）。

７．４ｄｕｙｄ－ｐ系列ｅｐｓ产品接线应用图（忽略，详见本期杂志）。

7.4.1与电机类负载相连接线图，如图26所示（忽略，详见本期杂志）。

7.4.2与配电柜相连混合供电接线图，如图27所示（忽略，详见本期杂志）。

7.4.3做第二路电源与变电所相连接线图一，如图28所示（忽略，详见本期杂志）。

7.4.4做第二路电源与变电所相连接线图二，如图29所示（忽略，详见本期杂志）。

８设备选型指南

８．１负载类型

8.1.1照明负载

　　（１）负载１０ｋｗ以下，尽量选用ｄｕｙｄ－ｄ系列；

　　（２）５ｋｗ以上尽量选用三相输入输出、应急单相输出方案；

　　（３）负载２ｋｗ以下可选用单相输入输出、应急单相输出方案；

　　（４）负载１０ｋｗ以上选用ｄｕｙｄ－ｐ系列；

　　（５）高强气体放电灯及数据负载时应加装快速切换装置（静态开关）。

8.1.2电机类负载

　　ｄｕｙｄ－ｐ系列应急电源使用的负载条件：

　　（１）电机未配备变频器和有降压启动装置；

　　（２）大功率电机；

　　（３）负载为单台电机或一用一备；

　　（４）负载为２台或２台以上可以同时使用的电机；

　　（５）无照明和其他要使用三相供电的负载；

　　（６）超大功率的复合负载负载；

８．２设备容量设计

8.2.1照明负载

　　应充分考虑选用灯具的功率因数，下表是常用灯具的功率因数表。

8.2.2电动机负载

　　混合负荷（照明、电动机可分时启动）要考虑电动机启动时的电流冲击，启动次序应按如下电机负荷容量参考：

　　（１）无任何变频、降压启动的电动机，其容量应按电机容量的５倍计算；

　　（２）对于有星／三角降压启动的电动机，容量应按电机容量的３倍计算；

　　（３）对于有软启动的电动机，容量应按电机容量的２倍计算；
　
　　（４）对有变频启动的电动机，容量按电机总容量１．２倍计算。

８．３消防联动接口

　　ｅｐｓ应急电源应有消防联动接口，并可兼容多种接入方式。消防联动输出回路的数量和规格容量应在订货前说明。

８．４通信接口及协议

　　该系统可通过ｒｓ４８５／ｒｓ２３２通信接口可实现远程设备监控，通信协议应满足电力设备监控协议的ｍｏｄｂｕｓ协议要求。所上传的系统信息包括：市电电压、逆变电压、输出功率、输出电流、电池电压、充放电流、机内温度、消防联动、输出分路信息、故障信息等。＆