EPS应急电源简介、组成及EPS应急电源的质量问题

张家口EPS应急电源电源|EPS应急电源柜

动力型应急电源(EPS)可以作为一种可靠的绿色应急供电电源，它尤其适用于高层建筑电机类负载没有第二路市电，又不便于使用柴油发电机组的场合。二、抗干扰(电磁兼容)由于EPS应急电源(EPS)中有变频器,变频器输出的是高压、大电流,因此会产生强烈的干扰。

干扰通常可分为传导干扰和幅射干扰,通常两种干扰同时存在。我们通过以下措施加以抑制。1.加装输入滤波器滤波是一种抑制传导干扰的方法。例如在电源输入端接上滤波器，可以抑制来自电网的噪声对电路本身的侵害，也可以抑制由电路产生并向电网反馈的干扰。电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元，在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。它不仅可抑制传输线上的传导干扰，同时对传输线上的辐射发射也具有显著的抑制效果。在滤波电路中，选用穿心电容、三端电容、铁氧体磁环，能够改善电路的滤波特性。适当的设计或选择合适的滤波器，并正确地安装滤波器是抗干扰技术的重要组成部分。

具体措施如下：在交流电输入端加装电源滤波器，所有电源滤波器都必须接地，因为滤波器的共模旁路电容必须在接地时才起作用。一般的接地方法是除了将滤波器与金属外壳相接之外，还要用较粗的导线将滤波器外壳与设备的接地点相连。接地阻抗越低滤波效果越好。滤波器尽量安装在靠近电源入口处。滤波器的输入及输出端要尽量远离，避免干扰信号从输入端直接耦合到输出端。2.印制线路板布线、布局采用抗干扰措施实践证明，印制板的元器件布置和布线设计对线路板的EMC性能有极大的影响，线路板的辅助电源通常采用高频开关电源，由于印制板上既有电平为±5V、±12V的小信号控制线，机柜中又有高压电源母线，同时还有一些高频功率开关、磁性元件，如何在印制板有限的空间内合理地安排元器件位置，将直接影响到电路中各元器件自身的抗干扰性和电路工作的可靠性。2.1导线阻抗的影响通过分析印制导线的特性阻抗，来选取印制导线的放置方式、长度、宽度以及布局方式。单根导线的特性阻抗由直流电阻R和自感L组成Z=R＋jωL（1）L=2lln（2）式中：l――导线长度；b――导线宽度。显然，印制线l越短，直流电阻R就越小；同时增加印制线的宽度和厚度也可降低直流电阻R。从式（2）可看出，印制线长度l越短，自感L就越小,而且增加印制线的宽度b也可降低自感L。而多根印制线的特性阻抗除由直流电阻R和自感L组成外，还有互感M的影响，而互感M除受印制线的长度和宽度影响外，印制线之间距也起着重要的作用。M=2l（3）式中：s――两线之间的距离，增大两线的间距可减少互感。

针对以上现象，在设计印制电路板时，应尽量降低电源线和地线的阻抗，因为电源线、地线和其它印制线都有电感，当电源电流变化较大时，将会产生较大的压降，而地线压降是形成公共阻抗干扰的重要因素，所以应尽量缩短地线，也可尽量加粗电源线和地线线条。在双面印制板设计中，除尽可能地加粗电源线和地线线条之外，还应在地线和电源线之间安装高频特性好的去耦电容。

另外，在两条信号线之间加一条地线，以起屏蔽作用；2）尽量拉开两条平行信号线之间的距离，以降低两线之间电磁场的影响；3）使两条平行的信号线流过的电流方向相反。（目的在于减小感应磁通）2.2元器件的布局在设计印制电路板时，通常干扰源和受扰体由于受到工作条件的限制而难以避免。这时，应尽量将相互关联的元器件摆放在一起以避免因器件离的太远而造成印制线过长所带来的干扰;再者将输入信号和输出信号尽量放置在引线端口附近，以避免因耦合路径而产生的干扰。3.选用抗干扰芯片对于影响系统正常的电路尽量采用数字电路解决而非单片机,以防单片机受干扰,程序跑飞、复位,单片机只完成数据采集与显示,不参与系统控制,即便如此,单片机也应选用带EMI措施的产品(外部采用低频晶振,内部通过倍频实现高速)4.结构上的措施屏蔽是解决幅射干扰问题的重要且有效的手段,目的是切断电磁波的传播途径。大部分幅射干扰问题都可以通过电磁屏蔽来解决，用电磁屏蔽的方法解决电磁干扰问题不会影响电路的正常工作。

不间断转换现有的EPS应急电源(EPS)方案中,大多数方案在切换过程中均有时间间隔,这就带来一个问题。由于电机失市电后转由EPS应急电源中用的变频调速器供电时,由于变频调速器加速时间的限制,电动机需有一段时间才能达到额定转速,这在有些用户中是不允许的。我们通过改变两路电转换方式的方法,实现电机不间断供电,从而很好地解决了这个问题。带变频功能的应用众所周知,变频调速器是起动电机及给电机调速最好的装置，在给电机提供第二路或第三路电源时,由蓄电池与变频调速器相结合构成的电源方案是理想的方案，该方案除具有常规EPS应急电源的优势外，还有以下优势：1)对电网的容量要求低，因变频调速器可保证起动电流小于额定电流,电网的容量等于变频器容量即可。2)当今变频调速器可完成各种复杂的控制功能,控制柜的功能可集成到电源柜中。3)可实现集中远程监控。4)可实现不间断供电（既达到零切换）。5)可实现EPS应急电源输出功率与负载额定功率之比为1：16)控制柜与电源柜与一体，节约空间和投资。有二个基本方案(单台电机)供选择：方案一：说明：1）市电正常，市电为变频器供电，变频器拖动电机2）市电异常，电池为变频器供电，变频器拖动电机3）控制简单，变频器长期带载工作方案二说明：1）市电正常时，首先由变频器缓起动电机，到达额定转速后，切换到由市电直接拖动电机,变频器失电，不再工作。2）市电异常时，电池为变频器供电，变频器拖动电机3）变频器平时不工作，可延长使用寿命，但控制较复杂，成本略高。

张家口EPS应急电源常见的三类质量问题：

(一)消防应急电源eps内部器件表面温度超标

   消防应急电源eps是设置于工业与民用等建筑中，应用于发生火灾时为消防用电设备供电的电能转换装置。如果其工作时内部器件温度过高，其本身就是一种火灾隐患。国家标准GBl7945-2000中规定消防应急灯具的内置变压器、镇流器等发热器件的表面温度不应超过90℃。该标准的技术内容包括消防应急电源。目前EPS消防应急电源的质量检验是执行这个标准。检验中发现有不少生产厂家的该类产品存在内部器件温度超过90℃情况。尤其是大功率的消防应急电源，其变压和整流部分温度普遍超标。内部器件温度异常(过高)，会影响该器件的使用寿命，严重时会造成该器件及相关电路损坏，从而导致电源功能的瘫痪。电源内部大量的电子器件技术参数大都对环境温度反应敏感。另外现在消防应急电源都是采用免维护铅酸蓄电池，而且许多都是将电池和功能控制电路同置于一个柜内或在其附近。这种蓄电池对温度变化比较敏感，电池周围温度过高将直接影响电池的性能。如果电源内部器件异常发热而产生大量的热量导致电源柜内长期处于高温状态，对电源电子器件及电池都是很不利的，这样会影响电源的整体性能。 消防应急电源内部元件表面温度超高的原因很多，生产厂家可根据情况采取一些必要措施，如检查分析电路设计是否合理，电子器件质量和型号的选择是否科学。对于易发热的电路部分或部件，要加强电源内部和外部空气气流循环，甚至可采用液体制冷、散热性能好的散热片、更换大功率器件等方法，以保证消防应急电源内部器件表面温度不超标。

(二):EPS应急电源的应急放电时间不达标

    电池应急放电功能的性能是消防应急电源的主要性能。现行标准要求应急放电时间不应小于90min，且10次循环的完全充、放电耐久试验中，末次放电时间应不低于首次放电时间的85％。但在检验中发现不少生产厂家的产品放电时间没有达到这个要求，不是放电时间达不到90min，就是耐久试验末次放电时间与首次放电时间相差太大。产生这种情况的原因，一方面是电池的质量问题。电池在整个消防应急电源中占有过半甚至更高的造价，尤其是大功率的应急电源，其主要造价就是电池。对于这种现实，不少生产厂家为了自身的利益在选用电池上比较注重电池的价格而忽视电池的质量；另一方面是由于应急电源充电电路对电池充电的电流太小，致使在规定的充电时间内未能将所有电池充满，尤其对于耐久试验，反复充电、放电后电池放电时间短的现象更加明显。对此生产厂家可根据实际情况调节增大充电电流。充电电流太大对电池不利，所以电流的调节要考虑具体的电池型号。有的应急电源充电电路功率太小，不能将充电电流调到合适的状态，应考虑更换或重新设计满足要求的相关电路；其他方面的原因还可能是电池放电终止电压过高，使电池放电过早被保护，未能将电池电能充分释放，从而终止放电导致放电时间过短。然而保护电压过低将不利于电池的再充电，甚至会减少电池的使用寿命。对于保护电压的大小，标准上是有要求的，生产厂家应根据要求合理调节。另外有的电源也存在电路设计问题，影响了电池的应急放电时间。

(三):EPS应急电源电池(组)分段保护功能存在的问题

    GBl7945-2000中规定：“当串接电池组额定电压大于或等于12V时，应对电池(组)分段保护，每段电池(组)额定电压应不大于12V，且在电池(组)充满电时，每段电池(组)电压均应不小于额定电压。”现在生产厂家生产的应急电源所用的电池大都是每节额定电压为12V的电池，所以在使用时应对每节这类电池进行保护。但是现在多数消防应急电源在电池组分段保护上仅仅做到对每节电池电压的检测上，当某节电池电压过低或过高时发出报警提示，而未能做到当串联的电池组中某节或某处电池线路发生短路时及时对电池进行保护。这样一旦电池组某处短路或某节电池内部极板发生短路，特别容易产生大的火花，会导致火灾、电池爆炸，后果不堪设想。所以应急电源生产厂家应该重视对电池的保护。保护方式有多种，但至少应保证在每节电池的每个接线电极根部设置电流大小合适的熔断器或其他过流保护措施。这样某处发生短路不至于导致整个电池组的损坏。