UBD(380V) EPS应急电源的几种解决方案

北京纳美克科技有限公司(www.nameike.com) 张菁



现在EPS应急电源的质量技术标准多采用消防应急灯专用电源（即GB17945-2000），而在应用中，我们发现，负载为电机类负载或复合性负载的EPS应急电源，并不能完全适用此标准，针对此种情况，我司起草了UBD三相动力系列(380V)应急电源的质量技术标准，并得到了北京质量技术监督局的认可。本文所述的动力型应急电源(EPS)是我公司UBD三相动力系列（380V）应急电源(EPS)的一种，指具有变频调速功能的应急电源,负载为电机类负载。通过在实践中的应用案例,我们将遇到的问题及解决方法总结如下：
一、与UPS、柴油发电机的比较：
众所周知，备用电源通常有UPS、柴油发电机、应急电源(EPS)等，而根据负载、输出功率的不同，它们在应用中各有利弊，但针对电机类负载、输出功率不是很大的情况下，UBD动力系列（380）应急电源(EPS)应有它的优势，比较如下：
UPS的特点:
1.可实现不间断供电。
2.长期带载工作。
3. 带电机类负载需要扩容或加缓启动措施。
柴油发电机特点
1.容量大,噪音大，产生公害。
2.排烟中有大量的二氧化硫，污染大气，严重影响环保。
3.在高层建筑中，柴油发电机组一般放在地下室，设计难度大，造价高，进风、冷却、排烟、减震、消音等设施都需要充分考虑。
4.日常维护必须到位，工作量大。
5.存在火灾隐患。因为油罐象一个极为危险的“炸弹”，万一失火，后果难以设想。而使用CO2灭火，费用则越来越高。
UBD型应急电源（EPS）的特点：
　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为0.25S，特殊情况下可实现零切换。
　3.可在不加缓启动措施和扩容的情况下直接带电机类负载
　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。
所以动力型应急电源(EPS)可以作为一种可靠的绿色应急供电电源，它尤其适用于高层建筑电机类负载没有第二路市电，又不便于使用柴油发电机组的场合。
二、抗干扰(电磁兼容)
由于动力型应急电源(EPS)中有变频器, 变频器输出的是高压、大电流,因此会产生强烈的干扰。干扰通常可分为传导干扰和幅射干扰,通常两种干扰同时存在。我们通过以下措施加以抑制。
1.加装输入滤波器
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。电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元，在设备或系统的电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组成部分，具体措施如下： 在交流电输入端加装电源滤波器，其电路如图1所示。图中L2、L3、C3、C4用于抑制差模噪声，一般取L2、L3为100～700μH,C3、C4取1～10μF。L1、C1、C2用于抑制共模噪声，可根据实际情况加以调整。
所有电源滤波器都必须接地，因为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。

图1电源滤波器
2.印制线路板布线、布局采用抗干扰措施
实践证明，印制板的元器件布置和布线设计对线路板的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为±5V、±12V的小信号控制线，机柜中又有高压电源母线，同时还有一些高频功率开关、磁性元件，如何在印制板有限的空间内合理地安排元器件位置，将直接影响到电路中各元器件自身的抗干扰性和电路工作的可靠性。
2.1导线阻抗的影响
通过分析印制导线的特性阻抗，来选取印制导线的放置方式、长度、宽度以及布局方式。
单根导线的特性阻抗由直流电阻R和自感L组成
Z=R＋jωL（1）L=2lln（2）
式中：l——导线长度；
b——导线宽度。
显然，印制线l越短，直流电阻R就越小；同时增加印制线的宽度和厚度也可降低直流电阻R。
从式（2）可看出，印制线长度l越短，自感L就越小,而且增加印制线的宽度b也可降低自感L。而多根印制线的特性阻抗除由直流电阻R和自感L组成外，还有互感M的影响，而互感M除受印制线的长度和宽度影响外，印制线之间距也起着重要的作用。M=2l（