蓄电池在UPS和EPS上的作用

蓄电池在UPS和EPS上的作用

蓄电池是一种能量转换装置，充电时将电能转换成化学能而被贮存在蓄电池中，放电时又将化学能转换成电能供负荷工作。蓄电池充电和放电均为直流，所以变（配）电所蓄电池的充电电源需由交流电源经整流获得。蓄电池的基本工作原理为电池通过氧化-还原电化学反应，将电池内活性物质的化学能直接转换为电能的一种独立直流电源。它是由正极、负极、电解质、隔膜和容器等部分组成。电池工作时，负极活性物质发生电化学氧化反应，释放出电子，在两极间电位差的作用下，电子由负极流经外线路传递到正极。正极活性物质则接受电子发生电化学还原反应，同时电解质的离子通过扩散和迁移，在电池内部传输电流，从而形成一个导电回路，隔膜的作用是把正、负极分隔开，防止发生短路现象。电池容器可根据使用要求做成圆筒形、长方形等各种形状。蓄电池是可以再充电并反复使用的电池，它的电极反应有很好的可逆性，放电时消耗的活性物质在充电时得以恢复。放电时是化学能转变为电能的过程，而充电时是电能转变为化学能的过程，它是一种化学能、电能相互转换的储能装置。蓄电池有允许短时电源中断的应急电源装置（EPS：EmergencyPowerSupply）和不间断电源装置（UPS：UninterruptablePowerSystem）两种。采用蓄电池作为应急电源，主要指允许短时电源中断的应急电源装置（EPS）和不间断电源装置（UPS）。

EPS和UPS均是采用了IGBT逆变技术和脉宽调制PWM技术。但它们的工作原理又有不同。

UPS不论市电是否正常，它都一直由逆变器供电，即按照“市电输入—整流（充电）—逆变—输出”的路程进行，只有在逆变器故障或过载时才改由Bypass供电。　UPS能作为不间断供电设备，是因为当市电异常转为电池供电或市电恢复正常后将负载切换到市电时的切换时间是10mS。而10mS的断电时间属于计算机正常工作情况，即计算机不向市电或UPS摄取能量的时间是10mS。所以，UPS广泛应用于计算机、程控交换机、数据处理系统、医疗诊断仪及精密电子仪等不能中断供电的场所。但因为UPS是只要开机，就连续不间断的工作，因此，寿命相对较短，一般为8年左右。价格却是同容量的EPS的1.5倍。UPS对使用环境要求也很高，只能放在计算机房或空调房间。　

EPS当有市电时，市电通过KM1输出，同时充电器对电池充电。当控制系统检测到市电停电或者市电过低时，KM2闭合，逆变器工作，使切换开关切换至应急输出状态，向负载提供电能。EPS应急电源主要采用SPWM(交流脉带调制)技术，主要包括整流充电器、蓄电池组、逆变器，互投装置等部分组成，其中逆变器是核心，整流器的作用是将交流电变成直流电，实现对蓄电池及向逆变器模块供电；逆变器的作用则是将直流电变换成交流电，供给负载设备稳定持续的电力，互投装置保证负载在市电及逆变器输出间的顺利切换；系统控制器对整个系统进行实时监控，可以发出告警信号，同时可通过串行口与计算机或Modem连接，实现对供电系统的微机监控和远程监控。

特点和适用范围：

EPS产品具有以下特点：

1.电网有电时，处于静态，无噪音；有市电时，小于60db。不需排烟、防震处理。而且具有无公害、无火灾隐患的特点。

2.自动切换，可实现无人值守，节能，电网供电与EPS电源供电相互切换时间均为0.1～0.25S。

3.带载能力强，EPS适应于电感性、电容性、及综合性负载的设备，如电梯、水泵、风机、办公自动化设备、应急照明等。

4.使用可靠、主机寿命长达20年以上。

5.适应恶劣环境，可放置于地下室或配电室，甚至建筑竖井里可以紧靠应急负荷使用场所就地设置，减少供电线路。

6.对于某些功率较大的用电设施，如：消防水泵、风机，EPS还可直接与电机相连变频启动后，再进入正常运行状态，可省去电机的软启动和控制箱等设置。

7.应急备用时间：标准型为90分钟，可长可短。

　　所以EPS可以作为一种可靠的绿色应急供电电源，它尤其适用于当高层建筑消防设施没有第二路市电，又不便于使用柴油发电机组的场合，既可以采用类同于柴油发电机组的配电方案，也适用于一些工程在局部重要场合作为末端应急备用电源。