浅谈EPS在地铁的应用及工作原理.doc

1、浅谈 EPS 在地铁的应用及工作原理摘要：介绍了应急电源的发展及其系统，概述了 EPS 系统的分类及工作原理、优势和应用领域，介绍了 EPS 的维护要点，展望了 EPS 的发展前景。 关键词：应急电源；EPS；工作原理；应用； Abstract: This paper introduces the development of the emergency power supply system, an overview of the classification of the EPS system and working principle, advantages and applicatio

2、ns, EPS maintenance points and looking forward to the prospects for the development of EPS. Keywords: emergency power supply; EPS; works; 中图分类号： U231+.3 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 1.应急电源的发展 随着科学技术的飞速发展，人们对于电源技术的不断深入研究，产生了由集中设置的蓄电池组作为储能单元的应急供电装置应急电源（Emergency Power Supply） ，简称 EPS。EPS 广泛应用于建筑、消防、医疗

3、、化工、国防、地铁等领域的供电， 它成为了各个场所中特别重要负荷所必配的应急电源，被当作第二电源使用。下面以在地铁领域的应用为例对 EPS 进行介绍。 2. EPS 系统的概述 EPS 是根据消防设施、应急照明、事故照明等一级负荷供电设备需要而组成的电源设备，在地铁中 EPS 主要作为事故照明及疏散指示的供电设备。 EPS 主要由逆变器、充电机、互投装置、系统控制器及蓄电池组等组成。其中逆变器是核心，其作用是在市电异常时，将蓄电池组存储的直流电能变换成交流电输出，供给负载设备稳定持续的电力；充电机的作用是在市电输入正常时，实现对蓄电池组适时充电；互投装置的作用是保证负载在市电及逆变器输出间的顺

4、利切换；系统控制器的作业是对整个系统进行实时控制，并可以发出故障报警信号和接收消防远程联动控制信号，并可通过标准通讯接口由上位机实现 EPS 系统的远程监控。 在交流电网正常时，系统经过互投装置由市电给事故照明及疏散指示（重要负载）供电；当交流电网断电后，互投装置将会立即投切至逆变电源供电；当电网电压恢复时，系统经互投装置投切至市电供电。 3. EPS 的分类及工作原理 3.1 按照输出方式划分可分为：直流输出型、交直流混合输出型和交流输出型。 直流输出型基本工作原理为：市电电源正常时，将市电整流滤波后向负载提供一定电压等级的直流输出，当市电电源出现故障时，由蓄电池组向负载提供同样电压等级的直

5、流输出。 交、直流混合输出型基本工作原理：市电电源正常时，将市电直接投向负载，提供市电交流输出，当市电出现电源故障时，由蓄电池组向负载提同供样电压等级的直流输出。 交流输出型基本工作原理：市电电源正常时，将市电直接投向负载，提供市电交流输出，当市电电源出现故障时，由蓄电池组向逆变器提供电源，由逆变器将直流电变换为交流电向负载提供交流输出。 3.2 按照运行方式划分可分为：冷后备式、热后备式、在线式。 冷后备运行方式工作原理：在市电正常时，向负载转送市电，逆变器处于冷态（待机不工作） ，充电器为蓄电池进行充电管理。网电故障时，逆变器启动输出向负载供电。 热后备运行方式工作原理：在市电正常时，向负

6、载转送网电，逆变器处于热待机状态（空载逆变） ，同时跟踪监测网电，充电器为蓄电池进行充电管理。市电故障时，输出单元将负载切换到处于热待机状态的逆变器输出端，向负载供电。 在线运行方式工作原理：在市电正常时，将市电经过整流变换为直流，再送入逆变器逆变后输出向负载供电，同时给蓄电池充电，网电故障时，市电整流的直流消失，由蓄电池投入，从而保证输出端不断电。 3.3 按照负载特性划分可分为：应急照明电源和（消防）设备应急电源。 应急照明电源主要用于疏散指示、标识牌、事故照明等负载，这些灯具内部无需设置电池、充电器、逆变器等部件，与普通灯具基本相同。负荷性质可为阻性（如白炽灯） 、感性（如电感荧光灯、卤

7、素灯） 、容性（如电子荧光灯、电子场致发光板） 。 （消防）设备应急电源主要针对动力设备、电机等负载，如消防水泵、稳压泵、排污泵、排烟风机、电梯、生产用动力设备等。应急电源需根据负载的启动特性预留启动余量或增加启动功能。根据设备的控制特性，增加控制功能如一用一备自投、两用一备自投、双速或多速控制、电参数外部控制功能等。 3.4 目前地铁使用的 EPS 多为交流输出型，采用热后备运行方式，逆变器处于热待机状态（空载逆变） ，对车站及区间的事故照明、疏散指示及重要导向牌进行供电。其工作原理图如图一、二所示： 图一 EPS 接线原理图 图二 EPS 基本工作原理图 当 1 号和 2 号交流电源正常时

8、，逆变器处于热待机状态（空载逆变），事故照明及疏散指示等负载由市电供电；当 1 号和 2 号交流电源异常时，逆变器投入，事故照明及疏散指示等负载转由蓄电池经逆变转换成交流电后进行供电；当 1 号和 2 号交流电源恢复正常时，逆变器不输出，恢复由市电正常供电。 4. EPS 的特点及优势 （1）适应恶劣环境，核下部件采用二次封装，防尘防潮，可放置于地下室或配电室，可以在应急负载使用场所就地设置，减少供电线路。 （2）可以与消防系统中的所设备实现信号传输、联动控制；火灾发生，应急电源放电终止后，仍可通过强启开关，启动系统并将所有保护功能屏蔽，直至蓄电池能量耗尽。 （3）价格方面。EPS 约为同容量

9、 UPS 主机价格的 60%。 （4）自动切换，可实现无人值守。 （5）带载能力强，EPS 适合电感性、电容性及综合性负载的设备，如消防电梯、水泵、风机、应急照明等。 5.EPS 的应用情况 （1）要求中断供电时间为毫秒级的设备如计算机、程控交换机、数据处理系统、精密电子仪器等不可选用 EPS 作为备用电源，而应选用 UPS电源。 （2）一级负荷中的特别重要负荷允许中断时间大于 0.2S 时，可设EPS 作为应急电源。 （3）分散的小容量一、二级消防负荷，如消防水泵、防排烟风机、应急照明等，可采用一路市电加 EPS 或采用一路电源与设备自带的蓄(干)电池(组)在设备处自动切换。 （4）由于 E

10、PS 无排气、排烟、无噪音、无振动、对环境无污染，所以对于有环保要求而不宜选用柴油发电机组的场所。可选用 EPS 应急电源。 （5）对于改造工程，柴油发电机组无法设置的场所，可选用 EPS 应急电源。 6.EPS 的维护 EPS 应急电源应建立维护保养制度，由专业人员进行设备巡查、日常维护及年度维护。 6.1 设备巡视 用户应定期对设备运行情况进行巡查，时间间隔一般为 1-2 天，具体内容如下： （1）外观检查，是否存在自然破损、人为破坏、异响、异味、高温等不正常现象； （2）指示灯、人机界面、远程通讯是否有连续的未解除的报警信号或历史记录； （3）开关、保险是否存在跳闸、熔断等情况。 6.2

11、 日常维护 EPS 应急电源的日常维护工作应定期进行，时间间隔一般为 1-3 个月，具体工作包括： （1）柜内及进出线线槽等位置的清洁、除尘、除异物； （2）电气参数的测量和记录（包括网电参数、逆变参数、电池参数和状态参数等） ； （3）蓄电池开路、放电参数的测量和记录； （4）模拟切换试验。 6.3 年度维护 应急电源至少每年进行一次年度维护和测试，具体内容除日常维护外还应包括： （1）紧固主回路接线端子螺钉； （2）检查单体电池外观及是否发生漏液； （3）测试绝缘电阻情况； （4）电池组核对性放电试验。 7.EPS 前景与展望 随着科技的不断进步，系统供电的连续性及稳定性要求使得应急电源及后备电源技术不断推陈出新。EPS 系统以其专业的设计为各类场所在供电中断、紧急抢修等意外故障的情况下，提供所需的后备电源，确保负载或系统设备正常运行，将会得到越来越多的用户青睐。