EPS的原理特点与实际应用

点与应用在本行业中已众所周知的，在此仅就其在EPS中应用时的几个特殊问题作一讨论。

(A) 多个电池串并联运行问题

在EPS中一般采用额定电压12V的蓄电池串联达到所需的额定直流电压，在较大功率EPS系统中，为达到所需电池总容量，往往需要多组电池并联，例如110kva的EPS，90min标准配置需要4组110Ah蓄电池并联。而蓄电池制造商一般不推荐太多组（例如6组以上）电池并联使用，原因据称是容易导致环流和充放电不均衡。而大功率EPS又必须要将多组电池进行串并联使用，为此对于品牌、规格、型号相同的蓄电池串并联做了大量的试验、分析及观察，采取如下方案是行之有效的。在正常运行情况下可要求供应商对电池内阻作必要的选配（控制在2-3%）。然后就从工艺上采取必要的均流措施：a.确保每节电池的联线的长度和规格都完全一样；b.确保每组电池组与EPS主机的联线的长度和规格都完全一样。它是利用导线的固有电阻充当大电流充放电时的均流电阻，从而达到各组电池组之间的自动平衡。并联运行的主要问题应当是各电池组间的电流难于控制，为此如何选配导线的规格，长度是很有讲究的。另外采用功率二极管进行各组电池的隔离汇流，并采用多个充电器分别充电。这样的系统将更为可靠性和安全。同时，在各电池组并联前，应先确认它们均处于充满状态。但这将使成本增加很多。不管采取任何措施，不同品牌或型号的蓄电池并联自然是不可取的。

(B) 蓄电池的工作温区

因EPS经常被安装在地下室、竖井、低压配电室等地方，环境温度范围较宽，0～40℃（或更高）的环境温度要求往往也得不到满足。而免维护阀控铅酸蓄电池的推荐使用温度一般为5～35℃，尽管电池制造商可能声称-15～50℃的工作温度范围，但温度过高，蓄电池自放电加重，使用寿命明显缩短，甚至会出现热失控导致电池报废；使用免维护阀控铅酸蓄电池的最佳温度20-25℃，当超过25℃时，每升高10℃电池寿命将减少至25℃环境下的一半。温度过低时，蓄电池放电容量严重下降，并且充电困难，强行充电会导致气体析出，影响蓄电池寿命。因此当EPS的安装环境温度过高或过低时，应当采取适当措施进行调节。

另外当环境温度超过25℃时，每升高10℃或单体电池浮充电压超出指标范围0.03V时，电池使用寿命缩短一半。

（3） 逆变器与负载适应性

逆变器是EPS中技术含量最高的核心部件，市电异常或火灾报警时，蓄电池存储的直流电能通过逆变器转换成与市电相同频率、电压的交流电，供给重要负载。因此，EPS的应急供电质量、逆变效率、负载适应能力等多项重要指标都决定于逆变器的品质。特别是正弦波逆变系统的技术在EPS中就更为重要。同时，逆变器的可靠性也是影响EPS整机可靠性的关键之一。EPS的逆变器几乎均采用了IGBT（或功率MOS管）SPWM逆变技术，但该技术与UPS、变频调速器等应用领域有较多的不同。它主要是围绕着过载能力、负荷的适应能力（混合负荷）供电的可靠性做系统设计的。可以这么说EPS逆变器的供电可靠性远远重要于逆变器的供电质量，这也是在设计思路及设计方案上不同于UPS。由于IGBT（已发展到第六代）在UPS、变频调速器、电焊机等已得到充分的应用和发展，是一个很成熟的电力电子功率元器件。目前经常会见到关于UPS与EPS负载适应能力差别的讨论，或用UPS替代EPS。其实它们的逆变控制系统的数学模型是完全不同的，一般UPS是以波形电压反馈的单闭环控制系统，因此其输出电压的正弦波波形及电压的动态调整精度特好；而EPS专用的动力逆变器控制系统是由电压反馈、电流反馈组成的多比环控制系统，主回路是完全电隔离的，因此其输出功率过载能力、三相的偏相运行能力、负载适应能力及适应强制工作能力特强，可靠性及高。在市电正常时，EPS会直接由市电提供负载，其负载能力仅决定于供电回路中的断路器、转换开关和导线的容量，一般无需讨论，但市电中断时，由EPS即刻切换由逆变器输出提供负载，此时应急供电必须保证其负载的重要负荷正常运行，因此UPS与EPS负载适应能力的差别本质上还是其逆变器负载能力的差别。

现介绍一种专用单相及三相应急电源（EPS）功率主回路（已有专利）目前许多重要场所特别是消防泵房、喷淋系统、送风机房、排风机、消防电梯、机房照明等重要混合负荷场所的现场动力设备的供配电及控制设备的纯正弦波电压输出的功率主回路一般均由逆变器、输出电抗器、输出变压器、输出电容器等组成。这种功率主回路有以下缺点：设备多、成本高、损耗大、分布电感大、不便于主线布置、体积大等，不利EPS整机高效率低成本的开拓。本技术是针对