欧力特蓄电池LCPA150-12报价
欧力特浅谈EPS的构造与性能特点
EPS一般由充电器、蓄电池组、逆变器、主动切换设备、输入输出配电设备、电池监测设备、体系操控器、状况显现器、设置操作设备等部分组成。
1.1 充电器
为使蓄电池组坚持满荷电状况并能重复循环运用,充电器是EPS不行短少的部分。因EPS一般作业于备用状况,不需在线工作,所以EPS中一般不装备全功率整流器,应急供电时由蓄电池为逆变器供电,市电正常时,EPS经过切换开关直接向负载供市电,并由充电器对蓄电池充电。一般要求EPS的循环充电时刻不大于24h,充电器的额外输出电流值一般为电池组额外安时数的5%~10%。例如用于消防应急照明的EPS需求供给90min的应急供电时刻,归纳逆变器功率和蓄电池放电功率等要素,规范装备电池组的总容量(电池组额外电压×电池组总安时数)一般为EPS额外输出功率值的2~2.5倍,因而充电器的额外输出功率一般为EPS额外功率的10%~25%。当充电器功率较大时,可以在更短的时刻内完结蓄电池的再充电。
EPS中的充电器一般选用恒流恒压二阶段充电办法或恒压限流的充电办法。充电器的好坏对蓄电池的运用寿命影响较大,应确保最大充电电流不超过所配用蓄电池的答应值,浮充电压契合配用蓄电池的推荐值,如具有温度补偿特性则更佳,高频纹波电流应操控在较低水平。当然也可以选用其他充电办法,如循环充电办法、主动均充-浮充操控等,但在操控上略为复杂。市电正常时,EPS中的充电器一般还需求为操控体系供电。充电器应具有高可靠性和杰出的自维护功用,应能习惯较宽的输入沟通电压规模,以确保在各种恶劣供电环境中正常充电并为EPS的操控体系供电。因充电器功率较小,且大都时刻内作业于轻载状况,其沟通输入功率因数和谐波含量等目标并不十分重要。EPS中的充电器一般选用高频开关电源技能完结,也有部分大功率的EPS选用了晶闸管相控整流型充电器。
1.2 蓄电池
蓄电池是EPS应急供电时的能量来历,是影响EPS可靠性的要害部件。现在EPS简直均选用免维护铅酸蓄电池,该电池技能老练,价格较低,运用、维护简单,成为UPS和EPS的首选。关于免维护铅酸蓄电池的特点与使用已有许多文章论说,在此仅就其在EPS中使用时的几个特殊问题作一评论。
(1) 多组电池并联工作问题
在EPS中一般选用额外电压12V的蓄电池串联到达所需的额外直流电压,在较大功率EPS体系中,为到达所需电池总容量,往往需求多组电池并联,例如200kW的EPS,90min规范装备需求8~10组100Ah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)电池并联运用,原因据称是简单导致环流和充放电不均衡。
不同品牌或类型的蓄电池并联自然是不行取的,而关于品牌、规范、类型相同的蓄电池并联,在正常工作状况下的环流和充放电不均衡则不是首要问题,由于并联工作时,各组电池的不均衡可以经过“环流”而趋于均衡。并联工作的首要问题应当是各电池组间的能流难于操控。例如当把一组亏电的电池并入体系时,体系中的其他电池组会对其充电,且充电电流是不受控的,或许远远大于该组蓄电池答应的最大充电电流,然后导致该组电池的损坏乃至发作事故;当多组荷电状况不均的蓄电池并联时,初期充电电流或许会过于集中在单个电池组上,导致过电流充电;当多组并联电池组中的一个电池组发作短路或漏电类毛病时或许导致严峻后果等等。因而当需求并联的电池组数目较大时,应采纳分组阻隔措施,例如将8个串联电池组分为两大组,每大组由4个串联电池组并联构成,选用功率二极管进行阻隔汇流,并选用两个充电器别离充电。这样的体系将更为可靠性和安全。同时,在各电池组并联前,应先承认它们均处于充溢状况。
(2) 蓄电池的作业温区
因EPS经常被设备在地下室、低压配电室等当地,环境温度规模较宽,0~40℃的环境温度要求往往也得不到满意。而免维护铅酸蓄电池的推荐运用温度一般为5~35℃,虽然电池制造商或许宣称-15~50℃的作业温度规模,但温度过高,蓄电池自放电加剧,运用寿命显着缩短,乃至会出现热失控导致电池报废;温度过低时,蓄电池放电容量严峻下降,而且充电困难,强行充电会导致气体分出,影响蓄电池寿命。因而当EPS的设备环境温度过高或过低时,应当采纳恰当措施进行调理。
1.3 逆变器与负载习惯性
逆变器是EPS的中心部件,市电反常时,蓄电池存储的直流电能经过逆变器转化成与市电相同频率、电压的沟通电,供应重要负载。因而,EPS的应急供电质量、逆变功率、负载习惯才能等多项重要目标都决定于逆变器的品质。同时,逆变器的可靠性也是影响EPS整机可靠性的要害之一。EPS的逆变器简直均选用了IGBT(或功率MOS管)SPWM逆变技能,该技能在UPS、变频调速器等使用领域已得到充分的发展,是一项老练技能。
现在经常会见到关于UPS与EPS负载习惯才能差其他评论。市电正常时,EPS会直接向负载供给市电,其负载才能仅决定于供电回路中的断路器、转化开关和导线的容量,一般无需评论,但市电中止时,由EPS逆变器输出的应急供电有必要确保其负载的重要负荷正常工作,因而UPS与EPS负载习惯才能的差别本质上还是其逆变器负载才能的差别。
1.4 主动切换设备与切换时刻
为完结市电供电与逆变器供电之间的主动切换,主动切换设备是EPS中必不行少的部件,也是影响EPS可靠性的要害部件之一。依据EPS的输出容量和负载要求不同,主动切换设备可选用继电器、沟通接触器、互投开关、晶闸管固态开关等构成。对EPS的切换时刻要求具有多样性,例如,一般消防应急照明要求切换时刻小于5s,高危险区域运用的消防应急照明要求切换时刻小于0.25s,为高压气体放电灯供电时,为确保不熄辉,则要求切换时刻为数毫秒量级,为风机、泵类、卷帘门、电梯等负载供电时,依据使用要求不同,切换时刻也会在数毫秒至数秒不等。
EPS与UPS不同,大都使用场合对切换时刻并无严苛要求,切换时刻也并非越短越好,在能满意使用需求的前提下,恰当慢一点切换可以在其他方面获益,例如降低损耗,减小暂态冲击,进步可靠性,避免负载或许因瞬间失电而导致作业失常等等。市电正常时EPS的逆变器一般作业于备用状况,且有冷备份与热备份两种作业办法。冷备份时,逆变器仅操控部分处于作业状况,功率部分处于加电待机状况,但不发动;热备份时,整个逆变器处于正常工作状况,但不承当负载。当逆变器热备份时,最短切换时刻基本决定于所用切换设备的动作时刻;而当逆变器冷备份时,最短切换时刻还要受逆变器发动时刻的限制。特别是容量较大的EPS,假如发动过快,逆变输出变压器和低通滤波器会发作很大的暂态冲击,乃至或许损坏半导体功率器材,因而逆变器一般都具有软发动特性,且功率越大,发动越慢,大容量EPS逆变器的发动时刻可达数秒之久。假如要求更快的切换时刻,则只能采纳热备作业办法,此刻EPS的待机损耗自然要添加许多。
至于选用何种切换设备,首要是依据对切换时刻的要求而定。假如要求毫秒级的切换时刻,则只能选用晶闸管固态切换开关,且逆变器要处于热备状况并坚持与市电锁相。与同容量的机械切换开关比较,晶闸管固态切换开关的造价要高得多,通态损耗也大得多。在对切换时刻无严苛要求的使用场合,一般选用机械切换开关进行切换,容量较小的EPS一般选用功率继电器,功率较大的EPS一般选用互锁的沟通接触器或主动互投开关。与沟通接触器比较,主动互投开关动作较慢,但由于互投开关具有机械自坚持特性,关于不频频的切换而言,在长期工作的可靠性方面更具优势。
用晶闸管固态开关完结市电与逆变器输出之间的快速切换技能已在UPS中使用多年,将其用于EPS亦不是困难的工作。要害是要完结逆变器的锁相工作和对市电毛病的快速检测。在市电正常、逆变器也正常工作的状况下,即使是进行不间断的切换,在技能上也是可以做到的,但实践状况是,切换需求在市电忽然发作中止或毛病时进行,因市电中止或毛病的发作时刻是随机的和非预知的,检测承认市电毛病需求时刻,此刻的切换时刻不行能小于检测、承认市电毛病需求的时刻。为避免各种电源*导致误动作,检测时刻不能太短。实践证明,当检测时刻小于2ms时,其检测可靠性会显着下降。因而小于2ms的切换时刻是不行取的。
在EPS的各种负载中,对切换时刻要求最严苛的应当是高压气体放电灯。虽然这种灯具不答使用于消防应急照明,但由于其高强度、高功率,在许多大型场馆中都有使用。由于此种灯具一旦熄辉,需求冷却后方能重新发动,为确保照明不发作中止,为其供电的EPS有必要具有快速切换才能。依据对多种高压气体放电灯产品的测验,假如不采纳恰当的续流措施,5ms的电力中止即或许导致熄辉,单个产品乃至3ms电力中止就会熄辉。
而关于某些电梯类负载,毫秒级的切换明显不是必要的,但切换时的瞬间失电或许导致电梯操控体系进入维护状况。此种状况需求经过EPS操控体系的延时恰当添加切换时刻,方可确保电梯在应急供电后持续正常工作。
在有些使用场合,为了获得零切换,要求将EPS规划成再线工作办法,此刻的EPS实践已变成了一台专用的UPS。
1.5 输入输出配电设备
EPS的沟通输入输出端一般不像UPS那样简单,而需求依据用户要求或规划图纸加装配电开关。例如市电输入端有时需求加装双路市电主动互投开关,市电直供回路有时需求加装独立的断路器,输出回路一般需求多支路输出,每个支路都要装有独立的断路器,有时还需求加装受消防联动信号操控的消防联动输出支路等等。用户为了设备运用方便,一般均要求把EPS体系的输入输出配电开关设备等全部装于EPS产品内部,因而EPS在产品结构上需求为输入输出配电开关留有充分的拓宽空间,有时乃至需求专门按用户要求进行结构规划。
1.6 电池检测设备
GB规范要求用于消防应急照明的EPS能对其电池组中每个12V电池单元的电压进行监测,以此为参照,许多用于其他方面的EPS往往也要求供给对每个电池单元的监测功用。此刻需求为EPS装备专门的电池监测设备。因每个电池单元的直流电位各不相同,检测设备需求可以对其进行阻隔采样。现在常见的阻隔采样办法有继电器、线性光耦、先进行A/D转化后再用光耦合器阻隔传输数字信号等等。不同办法各有所长,但假如对每一电池单元别离阻隔采样,体系将过于冗杂。若先将电池单元恰当分组,选用分组A/D转化、数字信号光耦阻隔、经过串行数据总线上传的监测办法具有硬件结构简单,安全性、可靠性高,可主动实时巡检,监测精度较高等较大优势。
现在EPS中对电池单元的检测内容一般仅限于各电池单元端电压的测验,并不能全面反映电池状况。但经过别离测验电池组充电和放电时各电池单元的端电压,可以对各电池单元的一致性做出精确的判断,如充电状况是否均衡、是否存在劣化的电池单元等等。有一些更为先进的电池状况检测办法,如内阻测验办法等,在国产EPS中的使用还比较罕见。
因对各电池单元进行检测需求将测验线连接到每个电池单元的输出端,测验线路较密集且导线较细,简单发作意外短路或漏电问题,因而应选用恰当电压电流分断才能的熔断器或其他办法进行安全阻隔,避免蓄电池的高能量进入测验体系,导致事故。
1.7 体系操控器
在此仅评论EPS中的体系操控器。EPS的逆变器一般具有独立的操控、驱动电路,与UPS、变频电源等十分类似,在此不作评论。EPS的体系操控器多由以MCU为中心的操控电路构成,但也有部分产品选用了模仿操控和简单逻辑操控或PLC操控器。
EPS的体系操控器需求对市电电压、电池电压、负载电流、充电器状况、逆变器状况、转化开关状况、设置参量、操控指令等多项参量实时监测,并依照正确的操控逻辑向各功用单元宣布操控指令,需求具有较为复杂和灵活的监测、测逻辑判断和操控才能。因而选择功用恰当的MCU为中心器材,构成数字化操控器,可以简化体系硬件,并利用操控软件的灵活性完结各种需求的监测操控功用,是最为合理的规划计划。选用PLC完结体系操控也是一种不错的计划,但一般仅适用于容量较大的体系,关于较小容量体系,在本钱上往往无法承受。模仿操控和简单逻辑操控办法硬件复杂,在可靠性、灵活性、智能化程度等方面均处于下风。
EPS的体系操控器除完结有必要的监测、操控功用外,最好还具有体系自检、显现信息供给、历史事件记录、数字通讯、计算机远程监控等才能,这些功用只要选用数字化操控,方可完结。
2.8 状况显现器和操控设备
状况显现器和操控设备供给了EPS的人机界面,是EPS不行短少的部分。EPS的状况显现一般由状况指示灯和LCD显现屏构成,指示灯的设置和颜色需求契合履行规范的要求, LCD的显现内容除规范要求的首要参数外,各种产品不尽相同。操控设备一般由按钮、设置开关、强制发动钥匙开关等构成,与UPS等电子电控设备类似,不再作具体评论