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公司新聞

EPS應急電源在应用中所遇问题的解决方案

 EPS應急電源在應用中所遇問題的解決方案 

現在EPS應急電源的質量技術標准多采用消防應急燈專用電源(即GB17945-2000),而在應用中,我們發現,負載爲電機類負載或複合性負載的EPS應急電源,並不能完全適用此標准,針對此種情況,我公司起草了UBD三相動力系列(380V)應急電源的質量技術標准,並得到了消防部門及技術監督部門的認可。本文所述的動力型應急電源(EPS)是我公司UBD三相動力系列(380V)應急電源(EPS)的一種,指具有變頻調速功能的應急電源,負載爲電機類負載。通過在實踐中的應用案例,我們將遇到的問題及解決方法總結如下:

一、與UPS、柴油發電機的比較:

   
衆所周知,備用電源通常有UPS、柴油發電機、應急電源(EPS)等,而根據負載、輸出功率的不同,它們在應用中各有利弊,但針對電機類負載、輸出功率不是很大的情況下,UBD動力系列(380)應急電源(EPS)應有它的優勢,比較如下:

UPS的特點:
1.可實現不間斷供電。
2.長期帶載工作。
3. 帶電機類負載需要擴容或加緩啓動措施。
柴油發電機特點
1.容量大,噪音大,産生公害。
2.排煙中有大量的二氧化硫,汙染大氣,嚴重影響環保。
3.在高層建築中,柴油發電機組一般放在地下室,設計難度大,造價高,進風、冷卻、排煙、減震、消音等設施都需要充分考慮。
4.日常維護必須到位,工作量大。
5.存在火災隱患。因爲油罐象一個極爲危險的炸彈,萬一失火,後果難以設想。而使用CO2滅火,費用則越來越高。

UBD型應急電源(EPS)的特點:
1.電網有電時,處于靜態,無噪音;有市電時,小于60db。不需排烟、防震处理。而且具有无公害、无火灾隐患的特點。
2.自動切換,可實現無人值守,節能,電網供電與EPS電源供電相互切換時間爲0.25S,特殊情況下可實現零切換。
3.可在不加緩啓動措施和擴容的情況下直接帶電機類負載
4.使用可靠、主機壽命長達20年以上。
  5.適應惡劣環境,可放置于地下室或配電室,甚至建築豎井裏????可以緊靠應急負荷使用場所就地設置,減少供電線路。
    所以動力型應急電源(EPS)可以作爲一種可靠的綠色應急供電電源,它尤其適用于高層建築電機類負載沒有第二路市電,又不便于使用柴油發電機組的場合。

二、抗幹擾(電磁兼容)

    由于動力型應急電源(EPS)中有變頻器, 變頻器輸出的是高壓、大電流,因此會産生強烈的幹擾。幹擾通常可分爲傳導幹擾和幅射幹擾,通常兩種幹擾同時存在。我們通過以下措施加以抑制。

1.加裝輸入濾波器
    滤波是一种抑制传导干扰的方法。例如在电源输入端接上滤波器,可以抑制来自电网的噪声对电路本身的侵害,也可以抑制由电路产生并向电网反馈的干扰。電源濾波器作爲抑制电源线传导干扰的重要单元,在设备或系统的電磁兼容设计中具有极其重要的作用。它不仅可抑制传输线上的传导干扰,同时对传输线上的辐射发射也具有显著的抑制效果。在滤波电路中,选用穿心电容、三端电容、铁氧体磁环,能够改善电路的滤波特性。适当的设计或选择合适的滤波器,并正确地安装滤波器是抗干扰技术的重要組成部分,具体措施如下: 在交流电输入端加装電源濾波器,其电路如圖1所示。圖中L2L3C3C4用于抑制差模噪聲,一般取L2L3100700μH,C3C4110μFL1C1C2用于抑制共模噪聲,可根據實際情況加以調整。
    所有電源濾波器都必须接地,因爲滤波器的共模旁路电容必须在接地时才起作用。一般的接地方法是除了将滤波器与金属外壳相接之外,还要用较粗的导线将滤波器外壳与设备的接地点相连。接地阻抗越低滤波效果越好。滤波器尽量安装在靠近电源入口处。滤波器的输入及输出端要尽量远离,避免干扰信号从输入端直接耦合到输出端。

1電源濾波器
2.印制線路板布線、布局采用抗幹擾措施
實踐證明,印制板的元器件布置和布線設計對線路板的EMC性能有极大的影响,线路板的辅助电源通常采用高频开关电源,由于印制板上既有电平爲±5V±12V的小信號控制線,機櫃中又有高壓電源母線,同時還有一些高頻功率開關、磁性元件,如何在印制板有限的空間內合理地安排元器件位置,將直接影響到電路中各元器件自身的抗幹擾性和電路工作的可靠性。
2.1導線阻抗的影響
通過分析印制導線的特性阻抗,來選取印制導線的放置方式、長度、寬度以及布局方式。
單根導線的特性阻抗由直流電阻R和自感L組成
Z=RjωL1L=2lln2
式中:l――導線長度;
b――導線寬度。
顯然,印制線l越短,直流電阻R就越小;同時增加印制線的寬度和厚度也可降低直流電阻R
從式(2)可看出,印制線長度l越短,自感L就越小,而且增加印制線的寬度b也可降低自感L。而多根印制線的特性阻抗除由直流電阻R和自感L組成外,还有互感M的影響,而互感M除受印制線的長度和寬度影響外,印制線之間距也起著重要的作用。M=2l3
式中:s――兩線之間的距離,增大兩線的間距可減少互感。
针对以上现象,在设计印制电路板时,应尽量降低电源线和地线的阻抗,因爲电源线、地线和其它印制线都有电感,当电源电流变化较大时,将会产生较大的压降,而地线压降是形成公共阻抗干扰的重要因素,所以应尽量缩短地线,也可尽量加粗电源线和地线线条。
在雙面印制板設計中,除盡可能地加粗電源線和地線線條之外,還應在地線和電源線之間安裝高頻特性好的去耦電容。另外,屑閃教跤菩藕畔咂叫凶呦摺H绻叫凶呦呶薹ū苊猓賞ü韻路椒ɡ床咕齲?BR>1)在兩條信號線之間加一條地線,以起屏蔽作用;
2)盡量拉開兩條平行信號線之間的距離,以降低兩線之間電磁場的影響;
3)使兩條平行的信號線流過的電流方向相反。(目的在于減小感應磁通)
2.2元器件的布局
在設計印制電路板時,通常幹擾源和受擾體由于受到工作條件的限制而難以避免。這時,應盡量將相互關聯的元器件擺放在一起以避免因器件離的太遠而造成印制線過長所帶來的幹擾;再者將輸入信號和輸出信號盡量放置在引線端口附近,以避免因耦合路徑而産生的幹擾。
3.選用抗幹擾芯片
對于影響系統正常的電路盡量采用數字電路解決而非單片機,以防單片機受幹擾,程序跑飛、複位, 單片機只完成數據采集與顯示,不參與系統控制,即便如此, 單片機也應選用帶EMI措施的産品(外部采用低頻晶振,內部通過倍頻實現高速)
4.結構上的措施
屏蔽是解決幅射幹擾問題的重要且有效的手段,目的是切斷電磁波的傳播途徑。大部分幅射幹擾問題都可以通過電磁屏蔽來解決,用電磁屏蔽的方法解決電磁幹擾問題不會影響電路的正常工作。
三、不間斷轉換
現有的動力型應急電源(EPS)方案中,大多數方案在切換過程中均有時間間隔,這就帶來一個問題。由于電機失市電後轉由動力型應急電源中用的變頻調速器供電時,由于變頻調速器加速時間的限制,電動機需有一段時間才能達到額定轉速,這在有些用戶中是不允許的。我們通過改變兩路電轉換方式的方法,實現電機不間斷供電,從而很好地解決了這個問題。
四、帶變頻功能的應用
衆所周知,變頻調速器是起動電機及給電機調速最好的裝置,在給電機提供第二路或第三路電源時,由蓄電池與變頻調速器相結合構成的電源方案是理想的方案,該方案除具有常規EPS應急電源的優勢外,還有以下優勢:
1)對電網的容量要求低,因變頻調速器可保證起動電流小于額定電流, 電網的容量等于變頻器容量即可。
2)當今變頻調速器可完成各種複雜的控制功能,控制櫃的功能可集成到電源櫃中。
3)可實現集中遠程監控。
4)可實現不間斷供電(既達到零切換)。
5)可實現EPS应急电源输出功率与负载额定功率之比爲11
6)控制櫃與電源櫃與一體,節約空間和投資。
有二個基本方案(單台電機)供選擇:
方案一:
說明:
1) 市电正常,市电爲变频器供电,变频器拖动电机
2) 市电异常,电池爲变频器供电,变频器拖动电机
3) 控制简单,变频器长期带载工作

方案二

 說明:
1) 市电正常时,首先由变频器缓起动电机,到达额定转速后,切换到由市电直接拖动电机,變頻器失電,不再工作。
2) 市电异常时,电池爲变频器供电,变频器拖动电机
3) 变频器平时不工作,可延长使用寿命,但控制较复杂,成本略高。

 


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