淺析UPS與EPS

一、UPS與EPS簡介

UPS是Uninterruptible Power Supply的縮寫，就是我們經常所說的UPS不間斷電源。市場上常見的UPS電源主要有在線式（On Line）和后備式（off Line）兩種。

在線式UPS，市電正常時它的輸出經過整流／逆變過程，同時對蓄電池浮充，市電中斷時由蓄電池經逆變器向負載供電，即UPS的逆變器一直處于工作狀態。后備式的UPS只有當市電中斷時或電壓低于17OV時才啟用逆變電路，正常時由市電直接輸出，通常容量小于3KVA。后備式的電壓輸出有較大的波動，在17OV--260V之間，采用高速繼電器實現市電和蓄電池之間的轉換，轉換時間小于10毫秒。在線式始終使用逆變電路工作，其電壓的穩定性高，基本上在220V±5%范圍內，對蓄電池基本不存在轉換時間；與市電旁路轉換采用靜態開關，轉換時間可以達到微秒級。UPS輸出精度高、轉換時間快，同時造價較高（約為EPS的兩倍），平時能耗大（在線式），主機壽命較短（8--10年）。

哈爾濱EPS電源系統是Emergency Power Supply的縮寫。是現代建筑保障設施的重要組成部分。一般情況是作為消防或生產在緊急情況下使用的電源。例如在高層建筑、商場、醫院、地下防空工程等地方人多、出口少、自然光源有限，一旦出現火災或電網受到破壞的時候，光源消失一片漆黑，同時人多出口少，帶來的后果將不堪設想。同時消防隊伍會因為缺少電源供應而無法施展救助工作，如此更加重了災害的程度。如果擁有應急電源，將會減少大的損失，因此應急電源對現代社會的安  全發揮越來越重要的作用。

EPS有點類似于后備式的UPS，平時逆變器不工作，市電斷電時才投入蓄電池。一般不對電源進行恒流、恒壓處理。通常采用接觸器轉換，切換時間均為0.1--0.25S。其優點是結構較簡單，造價較低，平時能耗小無噪音，主機壽命長（15--20年），可適應于電感性、電容性及綜合性負載，需要時可實現變頻軟啟動。

在歐美先進國家，由于并網供電，電力充足，同時供電質量良好，加上用電設備規范，不會在電網上造成電網污染，互相干擾。因此，許多場合并不建議使用雙逆變在線式UPS，而是推薦使用節能ECO(Economy Control Opera－tion）工作狀態下的UPS，即平常由市電供應負載，在市電不正常時，再由蓄電池經逆變器逆變輸出供電。在歐洲，此類具有節能工作狀態的UPS稱作CPS(Center Power Supply)，廣泛采用的原因是：雙逆變工作方式的在線UPS，在市電正常時，其AC→DC→AC的能量轉換效率約為90%，而節能工作狀態下的UPS(CPS,EPS）在市電正常時，其能量轉換效率高達99%，而且并網市電的可用率可達99.99%以上，即只有0.01％的停電機率，因此使用CPS(EPS)供電，其節能效果是非常顯著的。同時，EPS的逆變器是處于啟動狀態，但不輸出功率，類似休眠狀態，EPS逆變器比UPS的逆變器連續輸出功率能大大延長壽命。其實，EPS的產品就是休眠狀態下的UPS。

當市電正常時，市電由轉換開關直通供給負載，不經過任何處理。同時，充電器工作并對電池充電。

當市電異常（超出220±15%、頻率波動、停電時，逆變器會自動啟動（或人工啟動），然后轉換開關切換到逆變器這一端，由逆變器對負載供電直至市電恢復，此時充電器停止工作。所以EPS由市電供電轉為逆變器供電時，中間有個切換時間，切換時間決定于控制電路的檢測速度、啟動速度及轉換開關的切換速度。

如果市電恢復，轉換開關將切換到市電的這一端，由市電直接給負載供電；同時充電器給電池充電。

2.UPS的工作原理

UPS屬于高精密的電力電子設備，它由輸入開關、輸入濾波板及保護電路、整流器、逆變器、靜態開關、旁路開關、隔離變壓器、輸出濾波板、及電池組等部分組成。在市電正常時，UPS通過整流器將交流市電整流成直流電，并將市電中攜帶的各種雜訊都過濾干凈；整流后的直流電，經過逆變器作SPWM正弦波脈沖寬度調制，形成純凈、穩定的正弦波交流電。

當市電異常時（超出220±25%、停電），蓄電池會自動給逆變器供電，UPS輸出不會O中斷，即便是電壓也基本不變化。

三、EPS與UPS的比較

這二種設備在以下方面有所不同:

①我國EPS的發展是起源于電網突發故障時，為確保電力保障和消防聯動的需要，它能即時提供逃生照明和消防應急，保護用戶生命或身體免受傷害，其產品技術要求受公安部消防認證監督，并接受安裝現場消防驗收。而UPS是用來保護用戶設備或業務免受經濟損失，其產品技術要求受信息產業部認證。兩者適用的規范明顯不同，因而具有不同的價值觀。

②EPS和UPS均能提供兩路選擇輸出供電，UPS為保證供電，是選擇逆變優先；而EPS是為保證節能，是選擇市電優先。

③UPS由于是在線式使用，出現故障可以及時報警，并有市電作后備保障，使用者能及時掌握故障并排除故障，不會對事故造成更大的損失。而EPS是離線式使用，是比較后一道供電保障，因而其可靠性設計要求更高，不能簡單理解為后備式UPS，否則就把EPS的重要性一筆勾銷了。如果EPS在市電故障時，不能通過蓄電池應急供電，則EPS如同虛設，造成的后果將不堪設想。

④UPS供電對象是計算機及網絡設備，負載性質（輸入功率因數）差別不大，所以國標規定UPS輸出功因為0.8。而EPS供電對象則是電力保障及消防安  全，負載性質為感性、容性及整流式非線性負載兼而有之，其輸出功率因數就不能設定為0.8(EPS國標將規定其數值），而且有些負載是停市電后才投入工作的，因而要求EPS能提供很大的沖擊電流，EPS需要輸出動態特性要好，抗過載能力更強．因此EPS與UPS各組成部分的技術設計指標分配是不同的。