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重庆eps应急电源:eps电源切换时间的相关问题讲解
来源:www.cqsente.com 发布时间:2021年11月27日
  为了实现市电供电与逆变器供电之间的自动切换,EPS电源需要按照国家标准进行后备。因此,自动切换装置是EPS电源的重要组成部分,也是影响EPS电源可靠性的关键组成部分之一。因此,易事特对自动切换装置进行了以下分析和解释。

  自动切换装置根据EPS电源的输出容量和负载要求,可由功率继电器、交流接触器、互投开关、固态开关(晶闸管)等组成。EPS的切换时间要求是多样的。例如,一般消防应急照明要求切换时间小于5s,但高危区域使用的消防应急照明要求切换时间小于0.25s。对于高压气体放电灯,切换时间为数毫秒,对于风扇、泵、卷帘门、电梯等负载,根据应用要求,切换时间为数毫秒。

  EPS电源和UPS电源的区别在于,大多数应用对切换时间没有严格的要求,切换时间越短越好。在满足应用需求的前提下,适当缓慢的切换可以从其他方面受益,如减少损耗、减少暂态冲击、提高可靠性等,避免瞬时断电导致负载异常。EPS电源逆变器在市电正常时基本处于备用状态,有冷备份和热备份两种工作方式。冷备份时,逆变器仅控制部分处于工作状态,功率部分处于加电待机状态,但不启动;热备份时,整个逆变器处于正常运行状态,但不承担负载。逆变器热备份时,短切换时间基本上取决于所使用的切换装置的运行时间;逆变器冷备份时,短切换时间受逆变器动作时间的限制。特别是对于大容量EPS电源,如果启动过快,逆变变压器和低通滤波器会产生很大的暂态冲击,甚至可能损坏IGBT功率设备。因此,逆变器一般具有软启动特性,功率越大,启动越慢,大容量EPS逆变器的启动时间可达数秒。如果需要更快的切换时间,只能采用热备份工作模式。这时候EPS的待机损耗自然会增加很多,整机效率会更低。

  至于使用哪种切换装置,主要取决于切换时间的要求。如果需要毫秒切换时间,只能用固态开关(晶闸管)切换,逆变器应处于热备状态。与相同容量的机械切换开关相比,固态开关(晶闸管)的切换成本要高得多,通态损耗也会相对较大。在对切换时间没有严格要求的应用中,一般采用机械切换开关进行切换,小容量EPS电源一般采用功率继电器,大功率EPS通常采用互锁交流接触器或自动互投开关。与交流接触器相比,自动互动投资开关动作缓慢,但由于互动投资开关具有机械自保持特性,在长期运行的可靠性方面具有优势。

  虽然用固态开关(晶闸管)实现市电与逆变器输出之间的快速切换技术在UPS电源中应用多年,但也有所不同。UPS用功率继电器(或接触器)与固态开关(晶闸管)组合成旁路(BYPASS)切换装置,固态开关(晶闸管)主要用于瞬间过载旁路(BYPASS)切换,使逆变器与电网瞬间并联运行。关键是实现逆变器锁相运行,快速检测和跟踪市电即时电压。它并不是真正的断电切换,因为这种方法用于在线UPS,固态开关(晶闸管)在真正断电切换时不参与工作。当它用于EPS电源时,它真的是一个固态开关(晶闸管)参与断电切换,EPS电源无旁路接触器。即使在市电正常、逆变器正常运行的情况下进行不间断切换,也可以在技术上进行。但实际情况是,当市电突然中断或故障时,需要进行切换。由于市电中断或故障的发生时间是随机的、不可预测的,检测和确认市电故障需要时间,此时切换时间不得小于检测和确认市电故障所需的时间。

  为防止各种电源干扰导致误动作,检测时间不宜过短。实践证明,当检测时间小于2ms时,检测可靠性将显著降低。因此,切换时间小于2ms是不可取的。在EPS电源应用的各种负载中,高压气体放电灯对切换时间要求高。虽然这种灯不允许用于消防应急照明,但由于其高强度、高效率的性能特点,它被应用于许多大型场馆。但是有一个问题,就是一旦灯熄灭,需要冷却才能重新启动。为了保证照明不中断,EPS电源必须具备快速切换能力。根据各种高压气体放电灯产品的测试,如果不采取适当的续流措施,5ms的功率中断可能会导致熄辉,个别产品甚至3ms的功率中断也会熄辉。毫秒切换显然不需要一些电梯负载,但切换过程中的瞬中断电源也可能导致电梯控制系统进入保护状态。在这种情况下,需要通过EPS电源控制系统的延迟适当增加切换时间,以确保电梯在紧急供电后继续正常运行。在一些应用中,为了实现零切换,EPS需要设计成在线运行模式,然后EPS电源实际上已经成为一个特殊的UPS,逆变器是长负荷工作。

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