UPS與EPS的對(duì)比

呂洪

【摘要】 主要對(duì)UPS與EPS在工作原理、應(yīng)用場(chǎng)景、供電方式、冗余容量、切換時(shí)間、電池充電和管理技術(shù)、輸出穩(wěn)定性、效率及節(jié)能、故障后果、噪聲、使用壽命等方面進(jìn)行對(duì)比分析。

【關(guān)鍵詞】 UPS EPS 工作原理 效率及節(jié)能

隨著近年來(lái)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和通信行業(yè)的迅猛發(fā)展，以及人們對(duì)供電安全意識(shí)的不斷加強(qiáng)，對(duì)通信設(shè)備的供電質(zhì)量和可靠性提出越來(lái)越高的要求，UPS與EPS的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

一、UPS與EPS的簡(jiǎn)介

UPS不間斷電源系統(tǒng)：主要由輸入開(kāi)關(guān)、整流器、逆變器、靜態(tài)開(kāi)關(guān)、旁路開(kāi)關(guān)、隔離變壓器、以及電池組等組成。UPS按工作原理可分為后備式、在線(xiàn)式和在線(xiàn)互動(dòng)式三大類(lèi)。UPS工作原理見(jiàn)圖1。EPS應(yīng)急電源系統(tǒng)：EPS主要由整流器、電池組、逆變器和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等組成。EPS按用途可分為應(yīng)急照明、動(dòng)力和動(dòng)力變頻三大類(lèi)。EPS工作原理見(jiàn)圖2。

二、UPS與EPS的對(duì)比

UPS以在線(xiàn)式應(yīng)用最為廣泛，故以下主要以在線(xiàn)式UPS與EPS進(jìn)行對(duì)比分析。

（1）工作原理：UPS與EPS均是采用了IGBT逆變技術(shù)和脈寬調(diào)制PWM技術(shù)，但它們的工作原理又有不同，其區(qū)別在第二個(gè)章節(jié)“UPS與EPS簡(jiǎn)介”里有相關(guān)闡述。（2）應(yīng)用場(chǎng)所：UPS主要應(yīng)用于通信、電力、銀行、證券、醫(yī)院等系統(tǒng)，其負(fù)載主要為通訊設(shè)備、電腦設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、消防設(shè)備等，一般只適用電容性及電阻性負(fù)載（計(jì)算機(jī)負(fù)載），負(fù)載性質(zhì)（輸入功率因數(shù)）差別不大，所以國(guó)標(biāo)規(guī)定UPS輸出功率因素為0.8；EPS主要應(yīng)用于醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、商場(chǎng)、地鐵、廠房等，在高層建筑中應(yīng)用尤為廣泛，其負(fù)載主要為建筑電氣和應(yīng)急照明、消防設(shè)備等，負(fù)載性質(zhì)差別較大，多為電機(jī)等電感性負(fù)載和各種混合用電負(fù)載。（3）供電方式：UPS與EPS均能提供兩路選擇輸出供電，UPS采用在線(xiàn)運(yùn)行方式保證供電優(yōu)質(zhì)，是選擇逆變優(yōu)先，而EPS采用離線(xiàn)運(yùn)行方式保證節(jié)能，是選擇市電優(yōu)先。 （4）冗余容量：UPS對(duì)環(huán)境要求高，逆變器冗余量小，一般要求在80%額定電流下工作；EPS適用環(huán)境廣，逆變器冗余量大，一般能在額定120%負(fù)載下正常運(yùn)行10秒以上，其抗沖擊電流及過(guò)負(fù)荷能力較強(qiáng)。（5）切換時(shí)間：當(dāng)市電不正常時(shí)，UPS由市電轉(zhuǎn)為蓄電池逆變供電，電壓穩(wěn)定性高，基本不存在轉(zhuǎn)換時(shí)間，與市電旁路靜態(tài)開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換也可以達(dá)到微妙級(jí)；EPS通常采用接觸器轉(zhuǎn)換，切換時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，一般為0.1秒以上。（6）電池充電和管理技術(shù)：目前UPS一般采用ABM三階段智能化充電技術(shù)，即充電分成初始化充電、浮充充電和休息三個(gè)階段。第一階段是恒流均衡充電，將電池容量充到90%；第二階段是浮充充電，將電池容量充到100%，然后停止充電；第三階段是自然放電，在這個(gè)階段里，電池利用自身的漏電流放電，一直到規(guī)定的電壓下限，再重復(fù)上述的三個(gè)階段。EPS大都延用傳統(tǒng)UPS的浮充電技術(shù)，也有用充電時(shí)間快的充電機(jī)，但是，由于EPS的工作環(huán)境較差，對(duì)電池管理上要求很?chē)?yán)格，配有電池管理和單電池測(cè)試系統(tǒng)。（7）輸出穩(wěn)定性：UPS有較寬的輸入電壓范圍，輸出電壓穩(wěn)定精度高，適合對(duì)電源要求較高的場(chǎng)合，UPS同時(shí)具備濾波等功能，輸出穩(wěn)定性較高；EPS一般不對(duì)電源進(jìn)行恒流、恒壓處理。（8）效率及節(jié)能：在市電正常時(shí)UPS逆變工作，其效率一般在90%以?xún)?nèi)，約有10%的能耗損失；而EPS在市電正常時(shí)處于“睡眠“狀態(tài)，由市電直接供電，其效率在99%以上，當(dāng)市電故障改為逆變器工作時(shí)其效率一般也能達(dá)到90%以上。（9）故障后果：UPS為在線(xiàn)使用，出現(xiàn)故障可以及時(shí)報(bào)警，并有市電作后備保障，用戶(hù)能及時(shí)掌握故障并排除故障，不會(huì)造成更大的損失。而EPS為離線(xiàn)使用，是最后一道供電保障，一旦EPS在市電故障時(shí)，不能通過(guò)蓄電池應(yīng)急供電，則EPS形同虛設(shè)，造成的后果將不堪設(shè)想。（10）噪聲：UPS工作時(shí)噪聲較大，一般為50～60dB；EPS一般由市電直接給負(fù)載供電，此時(shí)靜態(tài)無(wú)噪聲，當(dāng)市電故障該由逆變器工作時(shí)，有較大噪聲，一般小于55dB。（11）使用壽命：UPS只要開(kāi)機(jī)就連續(xù)不間斷工作，其壽命相對(duì)較短，一般在10年以?xún)?nèi)；而EPS在市電正常時(shí)處于“睡眠”狀態(tài)，只有在市電故障時(shí)才正式投入工作，所以主機(jī)使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)，一般在20年左右。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上UPS和EPS十多方面的對(duì)比分析及粗淺探討，希望對(duì)大家更好地認(rèn)識(shí)UPS與EPS以及其應(yīng)用方面有所幫助。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1970.4-2009通信局站電源系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)要求 第4部分：不間斷電源（UPS）系統(tǒng)

[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21225-2207逆變應(yīng)急電源