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快速切换型电源
点击数:1366     日期:2016/4/21

高压钠灯由点亮到稳定工作约需4-8min。当电源中断,灯熄灭后,即使立即恢复供电,灯也不能立即点燃,约需10-20min待双金属片冷却并回到闭合状态时,才能再启动。由于传统的EPS电源的切换时间不满足高压钠灯的切换时间要求(3.8ms以下),只能应用到对时间要求不敏感的设备上,所以一般EPS电源不能满足要求。

    在医疗领域,如手术台的照明用电,如果用UPS供电,同样会出现UPS自身耗电量高的问题;使用其他类型EPS电源,又会出现瞬间断电的情况,影响手术的顺利进行,甚至出现意想不到的危险,所以用快速切换EPS电源替代医用UPS就成为可行方案。 

   根据GB17945-2010《消防应急照明和疏散指示系统》、GB16806-2006《消防联动控制系统》、JG/T3701-2012《集中式蓄电池应急电源装置》等标准,我公司生产的快速切换型应急电源采用DPS数字处理信号,实时采集市电、逆变电压和电流信号,并应用数字信号处理器迅速做出判断,当发生逆变器过载、过流和逆变输出异常时,能迅速作出判断和采取相应保护,功率器件采用三菱IPM智能模块,每个IGBT具有独立的驱动电路,当模块发生短路过热等异常状态时,能够迅速对模块本身进行保护。为了达到快速切换的要求,转换部分采用复合静态开关进行切换,下图为我公司快速切换型应急电源原理图:

 

 

   市电向逆变的切换时在市电突然发生故障时进行,市电故障发生的时刻是随机的和无预知的,市电故障时,需要稳定有效的判断时间,所以切换时间是不能小于检测、确定试点故障的时间。为防止各种电源干扰导致误动作,检测时间不小于2ms。换句话说,客观上是存在断电时间的。但是,当市电恢复,应急电源向市电切换时,情况是已知的,运用正确的技术是可以避免系统再次断电的。即:应急电源向市电切换时,采用先叠加市电后切断应急电源(先合后断)的方法就可以实现。

  但是,当市电电源与逆变器电源之间的相位差过大或瞬态电压差过大时,如果执行叠加切换操作会发生因环流过大引发事故。这种故障,轻者会造成出现在负载上的正弦波电源的输出波形严重畸变相引起电源扰动。严重时会因为在上述两种交流电源间出现的环流电流过大而烧毁静态开关中的可控硅或逆变器中的功率模块。

  所以,快速切换EPS电源中采用数字锁相技术,切换前先锁定市电的相位和频率,再将两路交流电源的幅度、频率和相位差应控制在一定的范围之内。这样叠加切换操作就没有过大环流。这样就可以实现从应急电源到市电电源之间真正地平稳转换,即避免了回切过程的二次断电。

 

  快速切换型EPS切换速度快,适用于对切换速度要求高的场所及重要设备,主要用于隧道、医疗、大型场馆等重要场所。

² 转换部分采用复合静态开关进行切换,切换速度快;

² 进口IPM智能功率模块组装,设备模块化设计,把插件结构、组装灵活;

² 合理的布局,抗震性和密封性能好,工作可靠稳定性高;

² 多路模拟量、快关量监测与保护功能,同时具有强制应急启动和自动/手动切换开关;

² 美国TI公司DSP技术,LCD液晶显示面板采用背光LCD中文显示,实时显示主电电压、电池电压、输出电压、输出电流及运行状态指示;

² EPS运行过程中的实测数据可以通过装置的液晶显示由通讯卡读出,以跟踪其运行状态;

² EPS可根据用户要求实现消防联动,并可设置一主一备双电源输入供电系统自动转换,实现一用二备双保险功能;

² 充电装置具有均充、浮充自动转换功能。

 

技术参数

5KW

15KW

40KW

75KW

120KW

充电器

输入市电

AC220±25%  50HZ±10%

AC380±25%  50HZ±10%

 

充电电压

DC220V~DC240V

DC300V~DC360V

DC500V~DC540V

 

充电电流

5A~10A

10A~30A

 

充电方式

均充、浮充自动转换

蓄电池

电池种类

免维护密封铅酸蓄电池

 

额定电压

DC200V~DC220V

DC280V~DC340V

DC480V~DC520V

 

备用时间

标准90min(可根据需要设定)

 

充电时间

<20h

应急逆变

输出电压

AC380±3% AC220±3% 50HZ±0.1HZ

 

输出波形

纯正弦波

 

波形失真

THD≤3%;正常供电与市电一致

 

过载能力

120% 正常运行;150% 1min

 

保护功能

输出过载、断路、过热保护等

 

应急切换

<2.5ms

工作环境

噪音

市电0dB;应急时≤50dB

 

相对湿度

0~90%不结露

 

环境温度

-20℃~40℃

 

海拔高度

<2500m

柜体

宽×深×高(mm)

700×525×1660

800×625×1960

800×600×2000

1000×900×2200

备注

由于篇幅有限,更详细的规格未全部列出。

 

快速切换型应急电源与UPS对比

    由于快速切换型EPS切换速度快,和UPS有许多相似之处,但实际上UPS不能取代快速切换型EPS

    从技术角度而言,EPS是基于UPS技术基础之上的,并根据应急电源的工作特点,加入消防联动、远程控制等功能,成为满足应急电源需要的性能合理的供电设备。EPSUPS是为了满足不同性质负载和要求而各自发展,各有优势。下面是在线UPS与快速切换型EPS的对比:

功能指标

在线式UPS

快速切换型应急电源EPS

市电到逆变

0ms

<2.5ms

逆变到市电

0ms

0ms

正常供电时候的效率

80%

>90%

抗短路特性

任一支路短路其他支路无输出

任一支路短路不影响其他支路输出

主机使用寿命

8~15年

15~20年

使用环境要求

需清洁稳定的环境

0℃—40℃

输出电压正弦波,适应恶劣环境

20℃—45℃

过载特性

120%时,数秒钟

120%时正常运行;150%时≥60秒

主要用途

用于计算机、IT等信息及设备

用于动力、照明、消防等

负载特性

不宜带感性负载

线形,非线性、感性、容性兼有

快速切换型应急电源的应用(以高压钠灯为例)

   高压钠灯在正常工作条件下,整个启动过程约需10分钟左右。介于高压钠灯在使用中因为电压不稳定或中断而造成熄灭或重新启动的工作特性,不间断电源(UPS)在高压钠灯的应用中得到了广泛的推广。但是UPS电源一般采用双变换工作模式,这样虽然输出可以得到高质量的供电,但是经过了两极变换后效率已经大大降低了,一般在80%~90%,即使是最新型的高效率UPS也只能达到95%。以100KVA的UPS为例,一般其效率在90%左右,那么光UPS自身的损耗就达到了10K,每小时将消耗10度电,一天是240度电,一年后光UPS自身的损耗就将达到惊人的87600度电。同时因为UPS的逆变器长时间的带载,UPS本身的使用寿命也大大降低,因此使用UPS来给高压钠灯提供后备电源的使用成本比较高。同时为响应国家建设节能型社会的号召,同时替广大用户大幅度降低使用成本,我公司研发了快速切换型应急电源。我公司快速切换型EPS的切换时间一般都控制在3ms以内,大大小于高压钠灯所需要的3.8ms的掉电时间要求。在如此短暂的供电中断时间内,可以保证高压钠灯安全可靠地连续工作;而且平时状态下,EPS处于后备状态,逆变模块几乎不耗电能,十分经济节能。

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 
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