EPS电源切换时间

在EPS应急电源技术讲座系列文章之《EPS电源与UPS电源的区别》中，我们了解到了EPS电源与UPS电源这两种不同的供电产品方案异同点，其中，高效率（即总体拥有成本高）是EPS电源相较于UPS电源供电方案的最大区别，而“EPS电源切换时间”是EPS电源应急供电的关键点，本期小编再次邀请到四川祥华电力高级机电工程师作客四川祥华电力官网，从切换时间要求、切换工作方式以及快速应急切换技术发展趣事等几方面作了详细剖析。

一、EPS电源切换时间要求

不得不提及一种设备：自动切换装置。自动切换装置一般采用功率继电器、交流接触器、互投开关、固态开关等构成，自动切换装置决定了EPS电源应急切换时间长短，当然国家相关标准对消防应急灯具及消防设备专用EPS应急电源切换时间也有明确要求。不同类型的负载对EPS电源应急切换时间要求也不一样，如一般区域内消防应急照明EPS电源切换时间要求小于5s，但是高危险区域使用的消防应急照明要求EPS电源切换时间小于0.25s；高压气体灯具要求更短，而风机、泵类、卷帘门、电梯等负载，应急切换时间要求也会在数毫秒。当然，切换时间的并非越短越好，在能满足应用需求的前提下，适当慢一点切换可在其他方面获益，比如降低损耗、减少暂态冲击、提高可靠性等。

二、EPS电源应急切换工作方式

市电正常时，EPS电源的逆变器处于备电状态，应急切换工作方式有冷备份与热备份两种：

• 在冷备份时，逆变器只是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，整个逆变器处于很长运转状态，但不承担负载。当逆变器热备份时，最短切换时间基本决定于所用切换时间的动作时间。

而当逆变器冷备份时，最短切换时间还要受逆变器启动时间的制约。特别是容量较大的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功率器件，因此逆变器一般采用软启动，且功率越大、启动越慢，大容量EPS逆变器的启动时间可达数秒之久。如果要求更快的切换时间，最好采取热备份工作方式，此时EPS的待机损耗自然要增加许多，整机效率相对下降一些。

至于使用哪种切换装置，这主要是依据对切换时间的要求而定。如要求毫秒级的切换时间，那么久只能采用固态开关切换，且逆变器要处于热备转态,同时市电同步电路不断侦测市电相位和波形并控制空载的逆变器输出相位和波形与市电一致，保证在应急切换时在最短的时间内逆变器输出与市电跌落时的相位，避免逆变器产生环流（切换过程可参见下图示波器照片）。与同容量的机械切换开关相比，固态开关切换的造价要高得多，通态损耗也会相对比较多。在对切换时间没有苛刻要求的应用场合，一般采用机械切换开关进行切换，容量较小的EPS电源一般采用功率继电器，功率较大的EPS通常采用互锁的交流接触器或自动互投开关。与交流接触器相比，自动互投开关动作较慢，但由于互投开关具有机械自保持特性，对于不频繁的切换而言，在长期运行的可靠性方面更具优势。

三、EPS电源应急切换技术发展史那段趣事

体育场馆多数使用的是金卤灯、高压钠灯等照明灯具，这类照明灯具对于电源故障应急处理要求苛刻，切换速度要快，小于3毫秒，否则就要重新启动；而金卤灯、高压钠灯启动速度比较慢，倘若市电中断时，应急电源没有及时供应，就会造成赛事直播的中断，后果严重。早在2008年奥运会体育场馆筹建期间，由于金卤灯的采用，要求应急照明切换时间须小于3毫秒，当时的EPS电源均未能达标，被动采用UPS电源方案，导致了巨额电量浪费。基于此，时任奥运会主体育场鸟巢电气总设计师李炳华先生到处寻访，最终发现柏克EPS电源的每次切换时间均在1.8毫秒以内；凭借这一卓越的性能指标，柏克也最终成功出位于广州亚运会。

奥运会主体育场鸟巢电气总设计师李炳华考察柏克并实测快速切换技术

早年柏克快速切换技术实测波形

近年柏克快速切换技术检测报告

EPS电源在满足可靠供电基本功能的基础上，其应急切换时间不断地被缩短，这让EPS电源承载覆盖面越来越宽泛。对于《EPS电源切换时间》文中内容，若有疑问或对祥华电力航天柏克EPS电源应急切换技术感兴趣者，请联系我们工作人员。作为航天柏克四川营销服务中心，四川祥华电力拥有12年EPS电源选配及实施的丰富经验；四川祥华电力将持续在改善电能质量问题上发力，我们希望和设计院、业主单位以及机电集成商一起，共建一个良好的供电环境。

关于四川祥华电力

作为中大功率EPS应急电源及UPS电源生产厂家航天柏克四川营销服务中心，四川祥华电力专注为各领域用户提供优质的产品、解决方案以及专业的服务，先后获得过中国铁塔、西成高铁、云南晋红高速、云南小磨高速、成都银泰中心、华西医院、西华大学、成都电子科大、中国电子科技集团公司第十研究所、民航二所、阿里机场、成都地铁一号线等西南地区重大工程项目及诸多航天军工项目的认可。咨询电话：028-85287920，邮箱：chengdu@baykee.net，网址：www.cdbaykee.cn。