eps應急電源范文

導語：如何才能寫好一篇eps應急電源，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：應急電源；eps；工作原理

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：

1 概述

應急電源EPS(Emergency Power Supply)是按消防設施、應急照明、事故照明等一級負荷供電設備需要而設計的電源設備，主要包括：整流充電器、蓄電池組、逆變器、互投裝置和系統控制器等部分。逆變器是核心，通常采用DSP或單片CPU對逆變部分進行SPWM調制控制，使之獲得良好的交流波形輸出。整流充電器的作用是在市電輸入正常時，實現對蓄電池組適時充電。逆變器的作用則是在市電非正常時，將蓄電池組存儲的直流電能變換成交流電輸出，向負載設備持續提供穩定的電力。互投裝置保證負載在市電及逆變器兩種輸出之間的順利切換。系統控制器對整個系統進行實時控制，可以發出故障告警信號和接收遠程聯動控制信號，并可通過標準通訊接口由上位機實現EPS系統的遠程監控。

EPS應急電源能在不同場合為各種用電設備供電。它適用范圍廣、負載適應性強、安裝方便、效率高。采用集中供電的應急電源可克服其他供電方式的諸多缺點，減少不必要的電能浪費，在應急事故、照明等用電場所。

2 EPS應急電池工作原理

EPS應急電源主要采用單體逆變技術，集充電器、蓄電池、逆變器及控制器于一體，系統內部設計了電池檢測、分路檢測回路，其他主要部件的工作原理如圖所示，智能化應急電源，采用后備式運行方式。

（1）當市電正常時，由市電經過互投裝置給重要負載供電，同時進行市電檢測及蓄電池充電管理,然后再由電池組向逆變器提供直流能源，市電經由EPS的交流旁路和轉換開關所組成的供電系統向用戶的各種應急負載供電，逆變器在EPS的邏輯控制板的調控下處于自動關機狀態，也就是說用戶使用的實際電源是來自電網的市電。

（2）當市電供電中斷或市電電壓超限(±15%或±20%額定輸入電壓)時，互投裝置將立即投切至逆變器供電，在電池組所提供的直流能源的支持下，此時，用戶負載所使用的電源是通過EPS的逆變器轉換的交流電源，而不是來自市電。

（3）當市電電壓恢復正常工作時，EPS的控制中心發出信號對逆變器執行自動關機操作，同時還通過它的轉換開關執行從逆變器供電向交流旁路供電的切換操作。此后，EPS在經交流旁路供電通路負

載提供市電的同時，還通過充電器向電池組充電。

3 EPS應急電源的種類

(1)按照輸出方式劃分可分為：直流輸出型、交直流混合輸出型和交流輸出型。

(2)按照運行方式劃分可分為：冷后備式、熱后備式、在線式。

(3)按照負載特性劃分可分為：應急照明電源和(消防)設備應急電源。

4 EPS應急電源特點

EPS應急電源，具有一定先進性和實用性，可以實現微機監控和處理，對消防應急照明、卷簾門、消防電梯、水泵、排煙風機等消防設施實現自動控制。該產品多用于高層建筑、機場、電信網絡機房、醫院、重要場館等，具有以下特點：

(1)電網有電時處于靜態，無噪音，小于60dB，不需排煙、防震處理；

(2)自動切換，可實現無人值守，電網與EPS電源相互切換時間為0.1s一0.25s；

(3)帶載能力強，EPS適合電感性、電容性及綜合性負載的設備，如消防電梯、水泵、風機、應急照明等；

(4)性能穩定，使用可靠，在重要場合可以采用雙機熱備方式，確保事故和火災情況下供電可靠，主機壽命可達20年以上，電池5年―lO年以上；

(5)適應惡劣環境，可放置地下室或配電室，可以緊急應對負載使用場所，減少供電線路；

(6)大功率用電設施，可直接與電機相聯變頻啟動后，再進入正常運行狀態；

(7)應急備用時間，標準型為60min(有延時接口)。

5 EPS應急電源與同類產品的比較

5．1 UPS應急電源與EPS電源的區別及比較

UPS為不間斷電源(Uninterruptible Power System)的英文縮寫，其注重的是供電參數中的“不間斷”。實現方式為整流一逆變在線運行，蓄電池與逆變器直流母線無斷點，從而保證了輸出電源的連續性，其工作原理為當網電正常時，將網電整流為直流，為逆變器供電，逆變器在線長期運行為負載提供電源，當網電故障時，雖然網電整流的直流電源消失，但蓄電池仍然繼續為逆變器供電。UPS是靠在線運行是實現不間斷供電的，其整流以及逆變環節的損耗為10％一15％，以熱量的形式散發。

UPS的特點是輸出精度高、轉換時間快，同時造價較高，平時能耗大，主機壽命約為8-10年，主要使用于計算機、程控交換機、數控處理系統等精密電子儀器等領域。而EPS有點類似于后備式的UPS，平時逆變器不工作，市電斷電時才投入蓄電池。一般不對電源進行恒流、恒壓處理。通常采用接觸器轉換，切換時間均為0.1～0.25S。其優點是結構較簡單，造價較低，工作能耗小無噪音，主機壽命長（15-20年），適用于消防、應急照明、動力等應急場所。

5．2 柴油發電機與EPS的區別與比較

柴油發電機是以柴油為原料，以柴油機為原動機帶動發電機發電的動力機械。柴油發電機一般由柴油機、發電機、控制箱、燃油箱、啟動和控制使用的蓄電瓶、保護裝置以及應急柜等部件組成。柴油發電機一般輸出功率為12-2000kW的范圍。

柴油發電機是以柴油作為原料，發電機一般儲存3-8h的燃料，并可以根據實際情況進行補給，因此柴油發電機的持續供電時間很長。柴油發電機是相當可靠的，一般在市電斷電后10-15S內，機組可以自動啟動，緊急情況下也可以采取手動啟動。

相對而言，柴油發電機主要優勢在于主機使用時間長，不需要對設備進行二次更換，且持續供電時間長。而EPS應急電源主要優勢在于其應急反應時間短，運行成本低，且無排放、無噪音。

6 EPS應急電源的應用

（1）EPS應急電源系統一般的備用供電時間為30min-120min（增加供電時間須增加蓄電池容量，同時也增加體積，增加造價），因此，應強調EPS是一種應急電源產品，不是長時間性質的備用電源，它只用于當正常電源故障時，維持重要負載的供電可靠性，保證重要負荷在一段時間內或規定范圍內供電的連續性。所以，對正常電源供電可靠性較差的場所，EPS應急電源不能用作設備的備用電源。而應選用柴油發電機組成或UPS作為備用電源。由此可見，EPS應急電源最適合用于消防用電設備的備用電源。

（3）當一級負荷容量不大僅為照明或電話站負荷，又難于從電力系統或臨近單位取得第二低壓電源，且要求連續供電時間低于時，可設EPS作為應急備用電源。

（4）一級負荷中的特別重要負荷允許中斷時間大于0.2S時，可設EPS作為應急電源。

（5）分散的小容量一、二級消防負荷，如消防水泵、防排煙風機、應急照明等，可采用一路市電加EPS或采用一路電源與設備自帶的蓄（干）電池（組）在設備處自動切換。

（6）由于EPS無排氣、排煙、無噪音、無振動、對環境無污染，所以對于有環保要求而不宜選用柴油發電機組的場所，可選用EPS應急電源。

（7）對于改造工程，柴油發電機組無法設置場所，可選用EPS應急電源。

7EPS應急電源的應用前景與展望

隨著社會的進步和發展，環境要求的不斷提高，消防安全也越來越被人們重視。EPS以其特有的優越性將被越來越多的人們認識，EPS消防應急電源作為一種可靠的應急供電源，可以靈活的運用在消防供電回路末端、個別重要場合等。EPS應急電源的使用，為消防安全提供了更有力的保障。

參考文獻：

[1]白進存.淺談應急電源EPS的工作原理[J]．價值工程，2010

[2]牛彩霞.EPS應急電源及應用選配[J]．科技信息，2009

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關鍵詞：應急電源；EPS；應急電源工作原理

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 16-0000-01

一、概述

隨著科學技術與經濟的快速的發展，社會對電力的依賴程度越來越高，特別是高層建筑的對供電要求依賴越來越大。所以有關電氣規程和國家標準規定，一類高層建筑應按一級負荷供電。一級負荷供電的一般為：電視臺、廣播電臺、民用機場、火車站、銀行、縣（區）級以上醫院、市（地區）及以上氣象臺、重要辦公建筑、高等院校和科學院的重要實驗室，大型博物館以及計算中心等。常用的應急電源有：（1）獨立于正常電源的發電機組；（2）供電網絡中有效地獨立于正常電源的專門供電線路；（3）蓄電池。”在現行的電網供電網絡中，采用主備路供電的，當發生大面積停電事故時，兩路電源均不能供電。因此近年來，含蓄電池的EPS應急電源作為獨立于電網之外的備用電源，被廣泛應用。

二、EPS的工作原理

EPS應急電源廣泛意義上是指正常供電電源中斷時，可以向用戶的重要負載進行短時供電的獨立應急電源裝置（EPS：Emergency Power Supply）。EPS應急電源采用單體逆變技術，集充電器、蓄電池、逆變器及控制器于一體。其中逆變器是核心，通常采用DSP或單片CPU對逆變部分進行SPWM調制控制，使之獲得良好的交流波形輸出；整流充電器的作用是在市電輸入正常時，實現對蓄電池組適時充電；逆變器的作用則是在市電非正常時，將蓄電池組存儲的直流電能變換成交流電輸出，供給負載設備穩定持續的電力，持續供電時間的長短取決于蓄電池容量的大?。换ネ堆b置保證負載在市電及逆變器輸出間的順利切換；系統控制器對整個系統進行實時控制，并可以發出故障告警信號和接收遠程聯動控制信號，并可通過標準通訊接口由上位機實現EPS系統的遠程監控。系統內部設計了電池檢測、分路檢測回路。

EPS應急電源的主要設計思想是在市電突然中斷時提供安全可靠的應急電力供應，有效避免發生災害時的人身傷亡和財產損失為原則。因此，在設計EPS時應著重考慮其安全性、可靠性、適用性及合理性。（1）當市電正常時，由市電經過互投裝置給重要負載供電，同時進行市電檢測及蓄電池充電管理，然后再由電池組向逆變器提供直流能源。在這里，充電器是一個僅需向蓄電池組提供相當于10%蓄電池組容量（Ah）的充電電流的小功率直流電源，它并不具備直接向逆變器提供直流電源的能力。此時，市電經由EPS的交流旁路和轉換開關所組成的供電系統向用戶的各種應急負載供電。與此同時，在EPS的邏輯控制板的調控下，逆變器停止工作處于自動關機狀態。在此條件下，用戶負載實際使用的電源是來自電網的市電，因此，EPS應急電源也是通常說的一直工作在睡眠狀態，可以有效的達到節能的效果。這一點明顯有別于UPS。（2）當市電供電中斷或市電電壓超限（±15%或±20%額定輸入電壓）時，互投裝置將立即投切至逆變器供電，在電池組所提供的直流能源的支持下，此時，用戶負載所使用的電源是通過EPS的逆變器轉換的交流電源，而不是來自市電。（3）當市電電壓恢復正常工作時，EPS的控制中心發出信號對逆變器執行自動關機操作，同時還通過它的轉換開關執行從逆變器供電向交流旁路供電的切換操作。此后，EPS在經交流旁路供電通路向負載提供市電的同時，還通過充電器向電池組充電。

三、EPS應急電源的分類

按照輸出方式劃分為：直流輸出型、交直流混合輸出型和交流輸出型；

按照運行方式劃分為：冷后備式、熱后備式、在線式；

按照負載特性劃分為：應急照明電源和（消防）設備應急電源；

四、EPS應急電源的選擇

EPS的選型應按負載特征、負荷大小、允許中斷供電時間及相關國家標準確定。為應急照明負載選擇EPS時，應根據國家消防應急照明標準，滿足以下要求：（1）向普通應急照明燈供電EPS的供電中斷時間

普通照明燈具負載選擇EPS輸出功率時應按實際總功率1：1選擇；有日光燈或高壓氣體燈具負載，考慮到啟動沖擊電流的因素選擇EPS容量時應適當加大，一般按1.3～1.5倍實際功率選擇。

應急照明/動力混合型負載或應急動力型負載選擇EPS時，選用EPS的容量必須同時滿足下列條件：第一，負載中最大的單臺直接啟動的電機容量，只占EPS容量的1/7以下。第二，EPS容量應是所供負載中同時工作容量總和的1.1倍以上。第三，直接啟動風機、水泵時，EPS的容量應為同時工作的風機、水泵容量的5倍以上。第四，若風機、水泵為變頻啟動，則EPS的容量為同時工作的電機總容量的1.1倍。第五若風機、水泵采用星―三角降壓啟動，則EPS的容量為同時工作的電機總容量的3倍以上。

五、結束語

隨著社會的進步和發展，消防意識也越來越被人們重視。EPS以其特有的優越性將被人們認識和采用，伴隨科學技術的進步，EPS產品也會日益完善，盡可能的滿足各種運行要求，適應更加廣泛的負載及使用場所。在工程中，它可以靈活的運用在消防供電回路末端、個別重要場合等多種情況。在選擇應急電源上，不再只局限于柴油發電機、UPS等，因為它們各自的特點分別適用于不同的工程，這將為整個社會的安全提供更有力的電力保障。

參考文獻：

[1]GB17945-2000國家標準（消防應急燈具）.

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隨著全國各高校的擴大招生，學生公寓的建設也如雨后春筍，做為人員密集場所的學生公寓，一旦發生火災事故，將造成重大的人員傷亡、經濟損失及政治影響。而在火災事故中，照明系統斷電的緊急狀況下人員疏散是一個很現實和重要的問題，由于火災應急照明系統涉及到人身安全的問題，所以選擇安全、可靠、經久、耐用的應急照明電源是至關重要的。

1 應急照明的種類及通常作法

1.1 應急照明的種類

所謂應急照明，是指在正常照明系統因電源發生故障，不再提供正常照明的情況下，供人員疏散、保障安全或繼續工作的照明，包括：備用照明、疏散照明、安全照明。

備用照明：在正常照明電源發生故障時，為確保正?；顒永^續進行而設置的應急照明。

疏散照明：在正常照明電源發生故障時，為使人員在火災情況下，能從室內安全撤離至室外（或某一安全地區）而設置的應急照明。

安全照明：在正常照明電源發生故障時，為確保處于潛在危險的人員安全而設置的應急照明。

1.2 應急照明的通常作法

實踐中火災應急照明系統作法比較普遍的有三種：

采用浮充蓄電池燈作為應急照明燈；

采用雙電源切換箱作為應急照明供電電源；

采用帶蓄電池的集中浮充應急照明箱（EPS電源）。

2 應急照明系統三種通常作法的比較分析

2.1 浮充蓄電池燈

供電可靠性高、轉換迅速、增減方便、電池損壞影響面??；初投資費用較高每年都需要重復投資、由于質量及管理原因，一般壽命在一年左右、需要人工定期逐個充放電、無故障監視報警、損壞不能及時發現、不能保證急時急用、持續照明時間一般在45分鐘左右、運行管理及維護要求高。

2.2 雙電源切換箱

成本較低、壽命較長、單箱控制面積較大，供電時間足夠長、系統易用性強；對供電電源和線路的可靠性要求較高，如果兩路電源均出現問題就不能保證應急照明的要求。

2.3 帶蓄電池的應急照明箱

節省初次投資，避免重復投資、成本較低、免維護，性能非?？煽?、維修維護工作量少、集中故障監視報警、保證及時可靠投入使用、電池壽命較長，一般在5年以上，循環充放電至少500次，主機壽命在20年以上、產品安裝調試后能在火災惡劣環境下或其它應急場所連續工作90分鐘、單箱控制面積較大、供電時間可根據實際負荷來改變電池組的容量、電源部分設計靈活、使用用途可以延伸。

根據《民用建筑電氣設計規范》相關條款要求，應急照明即可滿足做為照明的一般要求，又要滿足應急作用的特殊要求；即要在緊急狀態下照明，同時又要保證常年安裝在建筑物內安全、可靠地處于良好的應急狀態。綜合以上分析，可以看出選擇EPS應急電源作為學生公寓火災應急照明電源在安全性和可靠性等方面所特有的優越性。

3 EPS應急電源的工作原理及技術參數

3.1 EPS應急電源的工作原理

應急電源是采用最新電力電子產品及應用技術,以單片機系統及專用控制芯片為核心的智能化集中供電電源。后備式運行方式及智能化檢測保證了逆變主機和蓄電池組可靠運行。特有的階越處理單元能夠有效識別階越沖擊，避免了在全負載強切及聯動控制時的保護誤動作。配備標準控制反饋接口，與用戶通訊更加便捷。人性化聯動控制功能使用戶從現場維護控制中徹底解放。應急電源可根據情況單/雙路、單/三相電源輸入，提供單、三相應急輸出。在市電正常時，EPS通過它的交流旁路向負載供電，在市電供電中斷或市電電壓或頻率超限時，則是由EPS中的逆變器來供電。

EPS應急電源原理框圖

3.2 EPS技術參數

名稱 應 急 電 源

輸

入 電壓 AC380／220V±25％或AC220V±20％

相數 單相或三相四線＋PE

頻率 50HZ±5％

輸

出 功率 0.5KW～400KW

電壓 AC380／220V±5％或AC220V±5％

波形 正弦波

頻率 50HZ±0.5 HZ

過載能力 120％正常運行，強啟狀態為150％

轉換時間 0.02S―0.5S（可整定，特殊需要≤15ms）

電池 免維護密封鉛酸蓄電池

應急時間 ≥90分鐘

保護 短路、過載、欠過壓、超溫保護

效率 應急供電時：≥95％

噪音 小于55dB

運行環境 溫度：－20℃～＋40℃；相對濕度：≤90％

適應負載 阻性、容性、感性、混合

4 照明系統EPS應急電源接線舉例

4.1 雙電源輸入常明供電方式

4.2 單電源輸入常明供電方式一

4.3 單電源輸入常明供電方式二

隨著社會的進步和發展以及消防要求的提高，消防安全也越來越被人們重視，同時對學生公寓這類人員密集場所提高應急保障能力的要求也越來越高，EPS應急電源以其特有的壽命較長、性能可靠、火災惡劣環境下連續照明時間長、安裝靈活等優點將被人們認識和采用，將為廣大學生以及整個社會的消防安全提供強有力的保障。

參考文獻：

〔1〕JGJ／16―2008.《民用建筑電氣設計規范》

〔2〕GB50034-2004.《建筑照明設計標準》

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關鍵詞：EPS、應急電源、工作原理

中圖分類號：TN86文獻標識碼： A

隨著科學技術與經濟的進步和發展，社會對電力的依賴程度越來越高，特別是對那些重要、關鍵的電力負荷，一旦中斷供電，往往會導致非常嚴重的甚至災難性的后果。同時，人們的安全意識和對突發事件的防范意識也在迅速提高，應急供電系統越來越受到人們的重視，近年來，含蓄電池的EPS應急電源作為獨立于電網之外的備用電源被廣泛應用于各種工程之中。

1.EPS的發展

EPS應急電源系統是Emergency Power Supply的縮寫，是滿足消防行業的特殊要求的應急電源。我國EPS的發展是起源于火災報警及電網突發故障時，為確保消防聯動和電力保障的需要，它能及時提供逃生照明和消防應急，保護用戶生命或財產安全，其產品技術要求受公安部消防認證監督(GB17945-2000)，并接受安裝現場消防驗收。

2.EPS的工作原理

EPS應急電源由充電器、逆變器、蓄電池、隔離變壓器、切換開關、監控器和顯示、保護等裝置及機箱組成。

圖1EPS工作原理圖

(1)當市電正常時，由市電經過互投裝置給重要負載供電，同時進行市電檢測及蓄電池充電管理，然后再由電池組向逆變器提供直流能源。在這里，充電器是一個僅需向蓄電池組提供充電電流的小功率直流電源，它并不具備直接向逆變器提供直流電源的能力。此時，市電經由EPS的交流旁路和轉換開關所組成的供電系統向用戶的各種應急負載供電。與此同時，在EPS的邏輯控制板的調控下，逆變器停止工作處于自動關機狀態。在此條件下，用戶負載實際使用的電源是來自電網的市電，因此，EPS應急電源也是通常說的一直工作在睡眠狀態，可以有效的達到節能的效果。

(2)當市電供電中斷或市電電壓超限時，互投裝置將立即投切至逆變器供電，在電池組所提供的直流電源的支持下工作，此時，用戶負載所使用的電源是通過EPS的逆變器轉換的交流電源，而不是來自市電。

(3)當市電電壓恢復正常工作時，EPS的控制中心發出信號對逆變器執行自動關機操作，同時還通過它的轉換開關執行從逆變器供電向交流旁路供電的切換操作。此后，EPS在經交流旁路供電通路向負載提供市電的同時，還通過充電器向電池組充電。

(4)除用于應急照明系統的EPS外，三相智能化變頻EPS應急電源能為一級負荷中的電動機提供一種可變頻的應急電源，方便解決了電動機的應急供電及其啟動過程中對供電設備的沖擊影響。其原理如下圖2所示。市電正常時，經逆變/變頻器直接驅動電動機負荷。市電不正常時，由控制回路檢測并控制K閉合，切換到蓄電池組供電，經逆變/變頻器驅動電動機。

圖2 變頻輸出EPS原理圖

3.EPS產品的特點

市電有電時，處于等待狀態，無噪音；無市電時，逆變器工作，噪音小于60dB，不需排煙、防震處理， 而且具有無公害、無火災隱患等特點。

(1)自動切換。市電供電與EPS電源供電相互切換時間均為0.1～0.25s，高端機可實現無人值守，網上監控；

(2)帶載能力強。EPS適應于混合性負載的設備,如電梯、水泵、風機、應急照明等。使用可靠、一般主機壽命長達20年以上;

(3)適應惡劣環境。可放置于地下室或配電室，甚至建筑豎井里?？梢跃o鄰應急負荷使用場所就地設置，減少供電線路，做到最有效的末端切換；

(4)對于某些功率較大的用電設施，如消防水泵、風機，EPS可以直接與電機相連做成動力控制型應急電源，可省去電機的軟啟動和控制箱等設置，同時可選用最經濟的功率因數，從而體現較好的經濟性；

(5)應急備用時間：標準型為照明：90min，動力：120min；有延時接口，可長可短。

4.EPS容量的選擇

選用EPS的容量必須同時滿足以下條件：

（1）負載中最大的單臺直接啟動的電機容量，只占EPS容量的1/7以下。

（2）EPS容量應是所供負載中同時工作容量總和的1.1倍以上。

（3）直接起動風機、水泵時，EPS的容量應為同時工作的風機、水泵容量的5倍以上。

（4）若風機、水泵為變頻起動，則EPS的容量為同時工作的電機總容量的1.1倍。

（5）若風機、水泵采用星-三角降壓起動，則EPS的容量應為同時工作的電機總容量的3倍以上。

5.EPS訂貨時需注意問題

由于EPS產品是隨設計的不同需求而變化的產品，所以在定貨時對每個規格品種應做如下說明：

(1)輸入路數：是雙路進電還是單路進電；

(2)輸入相數：是單相還是三相；

(3)負載總容量及安裝方式：指一臺EPS的負載總容量，小功率EPS是暗裝鑲嵌式、明裝壁掛式還是明裝落地式；

(4)負載種類：是做照明用還是做動力用，即負載特征；

(5)應急備用時間：要求EPS應急供電的時間；

(6)輸出支路數及種類：指要求輸出多少回路，是持續性輸出還是非持續性輸出；

(7)是否要求有消防聯動及支路數；

(8)進出線位置與方式及進出線孔尺寸；

(9)機箱顏色；

(10)其它要求：上述要求之外還有何要求。

6.結 論

隨著社會的進步和發展，環境要求的不斷提高，安全也越來越被人們重視。EPS以其特有的優越性將被越來越多的人們認識，EPS應急電源作為一種可靠的應急供電源，可以靈活的運用在供電回路末端、個別重要場合等。EPS應急電源的使用，為緊急狀態下人們的生命和財產安全提供了更有力的保障。

7參考文獻

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關鍵詞:EPS;PWM整流器;蓄電池;電源;MATLAB

中圖分類號:TP15文獻標識碼:A

1 EPS應急電源

工程供電設計中對于一､二類重要負荷需要考慮供電連續性的措施｡除了雙電源,雙回路供電外,還需配有應急電源｡應急電源是與電網在電氣上獨立的各種電源,包括柴油發電機組和蓄電池,其中蓄電池又分為EPS(Emergency Power Supply)和UPS(Un-interruptablePower System)｡

EPS應急電源是以CPU為核心,加上整流充電模塊､逆變放電模塊､旁路切換模塊和蓄電池組成的智能供電模塊,采用電子集成模塊化結構的強弱電一體化系統,是一種高科技環保產品｡它在緊急的情況下作為重要負荷的第二或第三電源供給,可望替代不少場合的柴油發電機組和UPS｡其特點是,采用智能芯片控制,維護簡單,自動操作,市電異常時,一般指市電小于187V或高于242V,自動切換,切換時間小于0.5S,可無人值守;采用IGBT逆變橋PWM控制,供電電壓穩定,逆變頻率穩定,波形好;平時處于睡眠狀態(浮充),逆變橋不工作,電能損耗小,放電效率高｡主要適用于電梯､消防､安防､應急照明､醫院手術室和實驗室等重要場合｡傳統的EPS采用后備式結構,如圖1所示:

計算技術與自動化2007年6月第26卷第2期王坤林等:基于高頻整流模式新型EPS及工作原理分析隨著現代電力電子技術的發展,高頻技術的不斷成熟,新型EPS應急電源悄然落地｡圖2是新型EPS應急電源的原理圖｡可以看出,它也是后備式電源｡在結構上“充電電路”與“逆變電路”合并為一個整流/逆變電路,即PWM整流器｡它能夠實現傳統的EPS充/放電的功能,具體的工作過程是這樣的:當市電正常時,Ks合并,即市電同時給負載和電池供電,PWM整流器工作于整流狀態,蓄電池浮充｡當市電異常時, Ks斷開,由電池給負載供電,PWM整流器工作于逆變狀態,蓄電池放電｡同時,檢測蓄電池端電壓,直到端電壓下降到放電終止電壓時,即蓄電池放電完畢,自動關閉PWM整流器｡

2 新型EPS應急電源理論基礎

新型EPS應急電源是以IGBT變換器為基礎,高頻整流技術為理論根據發展起來的｡高頻整流技術,即PWM整流器,采用全控型開關管取代傳統的半控型開關管或二極管,以PWM斬控整流取代了相控整流或不控整流,具有以下幾大優點:

1) 電能雙向傳輸｡

2) 交流側電流為正弦波｡

3) 整流時,交流側功率因數可控(如單位功率因數控制)｡

4) 較快的動態控制響應｡

顯然,由于電能的雙向傳輸,PWM整流器就已經不是傳統意義上的AC/DC或DC/AC變換器了,當PWM整流器從電網吸收電能時,其運行于整流工作狀態,作為整流器工作;而當PWM整流器向電網傳輸電能時,其運行于逆變狀態,作為逆變器工作,所以PWM整流器是集整流與逆變于一身的新型變換器｡PWM整流器模型電路圖如圖3所示:

中E為電網電壓,L是網側電感,R是網側等效電阻｡交流側電壓具有如下關系

E=VL+RI+V (V為變換器交流側電壓)

在穩態條件下,各電壓的矢量關系如圖4所示｡電網電壓E作為實軸坐標系,即有功分量｡從圖上可知,RI,VL都是由電流I決定的｡控制電流矢量I與E的夾角φ就可以進行網側功率因數控制,當電流矢量I在第一､四相限時,有IE唱cosφ>0,PWM整流器吸收電網有功功率,此時PWM整流器是真正意義的整流器;當電流矢量I在第二､三相限時,有IE唱cosφ

3 新型EPS工作原理分析

3.1 新型EPS工作原理分析

新型EPS的功能應該滿足傳統EPS的全部功能和蓄電池的充電要求｡蓄電池理想充電電流是指數下降的[1],這里所說的蓄電池是指應用在消防電源中的閥控鉛酸蓄電池｡一般情況下,蓄電池的充電過程可分恒流充電,恒壓充電和浮充三個過程｡當市電異常時,蓄電池放電給負載供電,PWM整流器進入逆變放電狀態,即無源逆變過程｡

蓄電池在使用過程中,容量是不斷下降的,當電池容量衰減至初始值的80%時,進入快速失效期,容量衰減加快,普遍認為容量低于初始值的80%的蓄電池為失效電池[2]｡所以電池容量檢測是至關重要的｡根據PWM整流器能量雙向傳輸的優點,可以采用放電法進行容量檢測,并把所放出來的電放回電網,既安全,又高效｡具體的過程是這樣的:

當系統工作過程轉入容量檢測過程后,控制放電電流為一恒定負值I唱(充電方向為正)｡此時,蓄電池作為電源,電網作為負載,PWM整流器工作在有源逆變狀態｡當電流穩定到給定值I唱后,開始計時｡同時,循環檢測各單節電池電壓,有任一個單節電池電壓低于規定值時,放電完畢,讀取放電時間T｡那么電池容量就是I*T(安時)｡當測量完成后,馬上對蓄電池進行充電,減少電網突然斷電的危險性｡

可見,新型EPS的工作過程可分為如下五種:恒流充電過程､恒壓充電過程､浮充過程､無源逆變過程和有源逆變過程｡

3.2 工作原理仿真分析

根據新型EPS五個工作過程的特點,下面采用直接電流雙環PID控制方案,利用MATLAB的Simulink強大的仿真功能,對各個工作過程進行仿真研究,給出PWM整流器直流側與交流側的電壓/電流仿真波形圖,并進行簡單分析｡

3.2.1 恒壓充電與浮充仿真分析

恒壓充電與浮充的控制方案都是交流電流內環和直流電壓外環的雙環結構,只是參數不一樣,結構完全一樣,在此,就不分開討論｡圖6是仿真結構圖｡蓄電池在充電過程中,對電網來說,蓄電池是一個負載,位功率因數控制時,PWM整流器網側電流跟蹤電壓信號｡從圖7和圖8中可以看出,蓄電池充電初期,電流幅值較大,當t=0.1s時,電流幅值減少,蓄電池端電壓達到穩態值;當蓄電池由恒壓充電到浮充電(電壓稍降)時,蓄電池有短暫的放電過程,即t=0.25s處電流與電壓反相;蓄電池進入浮充狀態后,充電電流明顯降低｡

3.2.2 恒流充電與有源逆變仿真分析

恒流充電與有源逆變的控制方案都是交流電流內環和直流電流外環的由雙環結構,也一起討論｡圖9是仿真結構圖｡圖10和圖11是40A的恒流充電到40A放電的仿真電壓/電流波形｡在恒流充電過程中,交流側電壓與電流同相,蓄電池吸收電網能量;在有源逆變過程,交流側電壓與電流反相,蓄電池給電網供電,控制放電電流為一給定值,可以進行蓄電池容量測量｡

3.2.3 無源逆變仿真分析

無源逆變即電網異常時蓄電池給負載的供電過程,跟其它一般逆變控制方案相同,控制輸出交流電壓的頻率與幅值穩定｡圖12是無源逆變仿真結構圖,圖13是無源逆變時逆變輸出的電壓/電流波型｡從圖中可以看出,當t=0.2s時,并聯一個電阻負載,模擬負載的擾動,逆變電壓的波形也基本不變,可見逆變電源有一定的帶負載能力,魯棒性較好,達到理想的控制效果｡

圖12 無源逆變仿真結構圖[JZ)]

圖13 無源逆變輸出電壓/電流波形[JZ)]

4 結束語

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關鍵詞：公路隧道；消防負荷；供配電；方案設計；配電線路；二級負荷 文獻標識碼：A

中圖分類號：U453 文章編號：1009-2374（2017）11-0190-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.096

公路隧道是在山體下面或者地表下層的重要交通道路，由于其位置的特殊性，因此在施工建設過程中，對供配電的要求標準也越來越高。隨著公路隧道內各種功能的不斷完善，其涉及到的電氣部分內容也變得復雜多樣。考慮到公路隧道的消防安全問題，一般公路隧道內部都使用消防設備。消防設備的正常使用，需要一套設計合理運行平穩的供配電系統?；诖?，在本文的研究過程中，對公路隧道供配電設計中的消防類負荷的設計方案進行深入研究，提出了一些合理的解決方案和措施，希望可以對提升公路隧道消防類負荷的安全用電，起到一定的參考借鑒作用。

1 公路隧道中的消防類負荷

公路隧道中的消防類負荷較多，如應急照明、排煙風機、消防管道電伴熱帶、消防補水水泵、車型橫洞防火卷簾、火災自動報警系統、緊急電話與廣播、交通監控系統等。其中除了消防管道電伴熱帶屬于一級負荷，消防補水泵屬于二級負荷，其他都屬于一級負荷中的特別重要負荷。

2 各級負荷的供電要求

根據用電設計施工規范，對消防類電源的要求標準，不同級別的負荷供電如下面幾種：具體負荷分級需要根據《供配電系統設計規范》《火災自動報警系統設計規范》《公路隧道設計規范第二冊交通工程及附屬設施》等確定。

2.1 一級負荷設備的供配電做法

隧道一級負荷應采用雙電源供電模式，當一個電源發生故障時，另一個電源應不至于同時受到損壞。一級負荷容量不大時應優先采用從鄰近的電力系統取得第二低壓電源，亦可采用應急發電機組作為備用電源。對于隧道一級負荷別重要負荷，除上述兩個電源外，還必須設置不間斷電源裝置，作為應急電源，并嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。

2.2 二級負荷的供電系統

二級負荷類消防設備，宜由兩回線路供電。在負荷較小或地區供電條件困難時，二級負荷可由一回6kV及以上專用的架空線路或電纜供電。當采用架空線時，可為一回架空線供電；當采用電纜線路時，應采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應能承受100%的二級負荷。

3 備用電源和應急電源的設計

第一，有一級負荷的變電站，在供配電方案設計時，必須要使用雙電源，使用的雙電源最好是直接從電網獲取，如果在電網中只可以獲得一路市電，則另一路可以使用柴油發電機滿足。

第二，針對一級負荷中的重要負荷，在供配電設計方案時，要在負荷前短設置UPS或者EPS。

第三，在實際公路隧道中，對于消防類負荷的供配電設計，要遵從如下三個方面的設計細則：（1）對于500m以下的隧道，可以不用設置應急照明，如果沒有隧道監控、電光標志等負荷，就說明沒有一級負荷的供電需求，在這種情況下，無需配備柴油發電機；（2）如果是公路隧道內部有排煙風機、消防加壓水泵、應急照明、火災報警、隧道監控等任意一項設備，則說明隧道內的變電站需要兩路電源。對于消防補水泵，在實際隧道中，要靈活掌握其用電情況，設置柴油發電機；（3）公路隧道內的應急照明、電光標志、火災報警、隧道監控等一級負荷中的特別重要負荷，在設計供配電方案時一定要設置應急電源。應急電源的方式主要是EPS和UPS兩種。

其中，應急電源在設置時，要遵循如下設置原則：公路隧道內的應急照明應該優先采用EPS作為其應急電源，在出現意外情況時，進行電源切換，時間不能超過3ms操作的電源，只可使用UPS作為電源，另外，還可以從電壓互感器進行引電。對于那些要求不能中斷的供電要求，例如監控、通信的負荷用電，需要使用UPS作為其應急電源。

4 EPS與UPS設置的區別

公路隧道中的電源設置，需要根據其不同的特點，進行合理分析，并做好其各自供負荷的設置。UPS是一種不間斷供電，而EPS是一種非在線式電源，不過這種電源允許有一定的切換時間。這兩種電源方式都能作為應急電源使用，不過在具體使用方面還是存在一定區別的。

對于隧道的應急照明來說，更加適合的就是EPS，根據相關規定，對于隧道中的應急照明中斷時間，不可以超過3s。在這種情況下，為了使得隧道內的各種燈光不熄滅，對于電源切換時間的要求控制在3～5ms。

如果公路隧道中的用電負荷不允許中斷供電或者對中斷供電時間的要求控制在毫秒級別時，就需要使用在線式的UPS供電。如果是需要保護電壓的，根據有關供電要求，就需要使用互感器作為操作電源，并且要使用UPS作為分閘操作電源。不過一般情況下，使用UPS也可以作為合、分閘操作電源。

5 配電方式

5.1 樹干式配電方式

公路隧道中的消防負荷供配電方式，需要根據防火分區的劃分，對配電系統進行合理的規劃。

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日前，神舟號系列飛船指定UPS電源供應商、中國大型電源生產基地――易事特公司，在天津召開了主題為“航天品質，引領動力”的易事特綠色電源供電系統暨新產品巡展活動。旨在推廣易事特高品質節能、環保綠色電源產品和解決方案，研討用戶電源系統的可靠性，將對國內各行業用戶電源系統安全性提升產生深遠的影響，拉動國內電源行業向節能、環保、技術創新方向發展。

易事特公司近年來將企業國際化戰略發展、產品技術創新、電源產品可用性和提高用戶電源系統的安全性、穩定性、可靠性作為重點，先后建起省級企業技術中心，東莞、深圳兩個電源科技研發中心和國家人事部批準設立的博士后科研工作站，其中東莞智能化UPS和節能型變頻電源工程技術研究開發中心被列為東莞十大工程研發中心之一。易事特公司還是國內UPS電源行業唯一一家擁有電源研發中心和博士后科研工作站的企業，因此，憑借產品技術領先、可靠品質和遍布全國二三級城市的136個辦事處服務優勢，易事特研發的全系列UPS電源被國家質量監督總局授予國家免檢產品稱號，并被評選為廣東省著名商標和知名品牌。易事特公司被酒泉衛星發射中心指定為電源供應商，UPS電源被中國第九屆、第十屆運動會，青藏鐵路、重慶亞太市長峰會指定為專用產品。同時易事特連續四年被評選為中國信息產業行業采購UPS電源首選品牌，并榮膺2006年度中國信息產業UPS電源產品用戶量領先企業、政府采購10K機以下用戶占有率最高企業，EPS應急電源被評選為中國信息產業節能產品。易事特在國內擁有近千萬用戶，同時出口東南亞、美洲、歐洲及非洲等80多個國家和地區，成為國際知名電源企業有力的競爭對手。

各行業和中小企業用戶電源系統安全對UPS的需求是國內電源市場的增長點，易事特此次巡展中主要向各行業用戶、系統集成商、分銷商、中小企業及個人用戶等重點推介該公司發展策略、服務理念及新研發并已成功服務眾多用戶的EPS節能型應急電源系統、神舟系列機柜集成系統、PC工作伴侶GP系列小功率UPS及500VA~800KVA全系列UPS電源應用解決方案。這些產品都是針對國內用戶電源環境和用戶系統安全量身打造的專業級電源產品。綠色節能型產品不僅填補了國內安全應急電源市場的空白，而且在供電系統解決方案和電源應用理念方面都領先國內電源企業，彰顯其電源研發技術和企業綜合實力。

EPS節能型應急電源系統是一種綠色、節能、環保型應急電源系統，它的最大特點是應急保障動力供電系統安全和低能耗的節能環保設計。

9.11事件，以及近年來相繼發生的紐約、東京、莫斯科等大都市大面積停電事故過后，給人們敲響了警鐘，也留下了許多沉重的思考，其中應急狀態下如何保障供電、保障人身安全也成為人們思考的問題。因此，在當前城市建設中的高層建筑、大型消費場所和公共設施都把應急狀態下的供電系統建設當作首要規劃任務。針對如此大的市場需求，易事特組織研發人員研制出一種在應急狀態下專為消防設施、大型體育場館、高速公路、橋梁、交通遂道、高層建筑、核心交通、通訊樞紐、高空樂園、大型購物中心、商場超市等場所供電的應急電源系統，該系列產品獨特設計的應急供電功能不僅能有效解決這些場所在電力不安全情況下的應急供電，保障人身安全，而且增加了綠色環保、耗能低等專業設計，能為用戶節約用電成本，因此一經推出就相繼被重慶亞太地區市長峰會一號工程和多個省級以上高速公路項目應用，具有極大的社會應用推廣價值。

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關鍵詞：民用建筑 應急 照明

中圖分類號：TU2文獻標識碼： A

人民生活質量日益提高，民用建筑日益追求人性和舒適設計，建筑構造越來越趨于高層化、大型化、復雜化，一座建筑里面包含的水平和垂直交通流量越來越大。然而，當面對地震、火災、爆炸等這些災害時，民用建筑中的正常電源卻往往發生故障或者自動斷開，正常照明無法使用。

1.應急照明的定義及分類

建筑照明設計標準第 3.1.2 條規定“：照明種類可以分為正常照明、應急照明、值班照明、警衛照明和障礙照明。應急照明包括備用照明、疏散照明和安全照明?！眰溆谜彰魇侵冈谡Ｕ彰魇r，用作進行正常工作或者活動而設置的照明。備用照明通常在正常照明熄滅將造成貴重物品丟失的商場或者正常照明熄滅就無法進行正常工作和活動的建筑物中應用。疏散照明是指在正常照明失效時，用作安全引導人員找到安全出口或者報警處設置的指示性照明，它又可分為安全出口標志燈、疏散指示標志燈和疏散照明燈。疏散照明通常在公共建筑的疏散樓梯間、人員密集的辦公大廳或者會客大廳中應用。安全照明是指在正常照明失效時，為保證處于潛在安全中人和物的安全而設置的照明。安全照明通常在醫院的手術室、搶救室等正常照明無法使用時是搶救工作不能進行的場所使用，同時也在眾多人員聚集易引起人員傷亡的場所使用，如電梯內。

2. 應急照明的供電方式

2.1 分散式供電系統即每個應急燈上自帶備用電源，正常電源切斷后，備用電源自動啟用，該系統可與正常照明系統直接接入，平時還可通過正常電源進行充電。

2.2 集中供電系統即應急燈本身不帶電源，而是設置獨立的供電線路和配電設備。專用集中應急電源又分為兩種：集中或分區設置蓄電池組，電網獨立電源供電或柴油發電機組。因為應急電源受電源切換時間和供電時間的影響，在實際設計中，建議采用兩種或三種電源的組合供電方式，會更加合理、可靠。

《工業與民用配電設計手冊》（第三版）根據允許中斷供電時間給出了應急電源的種類，分別是：(1)獨立于正常電源的發電機組，適用于允許中斷供電時間為 15s 以上的供電。(2)UPS 不間斷電源，適用于允許中斷供電時間為毫秒級的負荷。(3)EPS 應急電源，適用于允許中斷供電時間為 0.25s 以上的負荷。(4)有自動投入裝置的有效地獨立于正常電源的專用饋電線路，適用于允許中斷供電時間 1.5s 或 0.6s 以上的負荷。(5)蓄電池，適用于容量不大的特別重要負荷。發電機組屬于旋轉型后備電源，UPS 和 EPS 屬于靜止型后備電源。靜止型后備電源啟動時間快、體積小、維護簡單、過載能力強、保護功能完善、環保，隨著成本的下降和智能化水平的提高，優勢愈加明顯。

民用建筑應急照明系統電源采用靜止型后備電源。UPS 和 EPS 的電路結構和工作原理基本一致，但應用對象不同。UPS 主要致力于為計算機類和精密儀器等敏感類電子設備提供高品質的不間斷電源（允許中斷供電時間為毫秒級），用來保護用戶設備或業務免受經濟損失，其產品技術要求受信息產業部認證。EPS 主要致力于電網突發故障時，為確保電力保障和消防聯動的需要，為消防救災的用電設備和照明設備提供應急或者不間斷電源（允許中斷供電時間為 0.25s以上），保護用戶生命或身體免受傷害，其產品技術要求受公安部消防認證監督，并接受安裝現場消防驗收。UPS 對電源的品質和零中斷具有較高的要求，EPS 對電源的可靠性和過載能力、后備時間和工作環境的適應能力要求較高。民用建筑要求應急電源持續供電時間長（一般滿足 90min 的供電需要）,但對供電品質、轉換時間要求一般,所以應急照明系統電源選用 EPS。

民用建筑的應急照明一般包括疏散照明、備用照明。備用照明是在正常照明電源發生故障時,為確保正常工作或活動繼續進行而設置的照明?！睹裼媒ㄖ姎庠O計規范》（JGJ16―2008）給出了民用建筑的備用照明及疏散照明的最低照度，要求消防工作區域備用照明的照度不低于正常照明照度?！督ㄖ彰髟O計標準》(GB50034―2004)第 5.4.2 條規定：備用照明的照度不低于該場所一般照明照度值的 10%。

3. 應急照明的發展特點

3.1 低位應急照明安裝技術的發展低位應急照明安裝技術，不僅具有低維護、低成本和經濟有效的優點，更重要的是他的安全可靠性。在相對低得天棚走廊里面，地位照明應急系統往往優于高位照明應急系統，因為著火時，靠近地面的地方煙少，氧氣多，匍匐行動更易逃生。同時，低位照明應急系統采用能穿透煙的發光二極管光源、標準的白熾燈模塊和高強度模塊，使疏散人員更容易找到疏散通道，迅速的找到安全出口。

3.2 應急照明系統自動監測技術的廣泛應用傳統的手動監測方法費事費力，效率低，現在大型建筑物中大多采用自動監測技術，檢查應急電源的充放電情況、燈管情況等，同時還能將建筑系統與網絡系統相連，直接對得到監測結果進行分析。

3.3 集中控制型應急照明燈集中控制型應急照明燈越來越受到歡迎，在市場上占的份額越來越大。集中控制型應急燈具包括自帶電源集中控制型、集中電源集中控制型和子母電源集中控制型，具有便于集中便于管理、用戶自查、消防監督檢查、延長燈具壽命等特點，在追求高智能化的今天，越來越受到歡迎。

4. 民用建筑中應急照明的設計要點

4.1 疏散照明的設置疏散照明的設置要全面考慮建筑物的層數、規模大小、人員多少、建筑物的功能、復雜程度等因素。遵守相關規定，要根據觀察距離，確定等面的圖形尺寸；安全照明往往是為某個工作區域某個設備設置，一般不要求均勻照明，而是重點照亮某幾個區域或者設備，設計時應綜合考慮，高效節??；備用照明應該與正常照明統一布置，斷電后要繼續堅持工作的場所，要將備用照明布置在重要顯眼的部位。

4.2 色彩與亮度的選擇要注意色彩與亮度的確定，同一種類型的照明燈，要采用統一顏色，不允許使用其他雜亂顏色；應急照明的表面照度要考慮其用途及標志的具體內容、材料透光性、燈具四周的背景色彩，要保證應急燈的亮度均勻。

4.3 應急照明設備的位置要注意應急照明設備的裝設位置，什么地方要安裝疏散照明裝置，什么地方要安裝安全照明設備，什么地方要安裝備用照明設備，以及該如何安裝，這些必須嚴格按照有關規定來，同時還要堅持靈活高效，便于操作的原則。

5. 民用建筑中應急照明的供電及控制方式

供電方式主要有：

（1）當設有 2 臺以上的電力變壓器時，應該與正常照明設備接入不同的變壓器；

（2）僅設有一臺電力變壓器時，也應與正常照明設備在低壓配電屏上分開；

（3）未設變壓器時，應在電源進戶線處與正常照明設備分開，并且不能與正常照明設備共用一個開關。在正常電源斷開后，備用電源要確保能自動投入使用，并且持續供電時間不能小于 20 分鐘，最好能在 30 分鐘以上；應急照明必須采用瞬時點燃光源，應采用白熾燈或熒光燈作為應急電源。

應急照明一般采用三種控制方式：

（1）應急照明長明，此種方式可以在火災發生時最大程度的不影響人員疏散，不必啟動消防控制，但是耗費電量；

（2）應急照明全部采用自動蓄電池，采用這種方式照明，在發生火災時由消防控制中心統一啟動，可以節省部分電量，但是一次性投資大、維護量大；

（3）應急照明作為正常照明的一部分使用，正常照明斷電后，應急照明自動啟動，這是目前比較理想的方式。

總結

民用建筑的安全性能直接關乎人民的生命安全，應急照明的作為民用建筑安全性的重要組成部分，必須引起設計人員及有關部門的高度重視。在建筑物整體設計階段，就應該將其作為重要的部分加以考慮，做到規范靈活，發揮其應有的作用。

參考文獻：

[1] 呼天星. 淺談樓房火災應急照明設計[J].安徽建筑.2011(4).

[2] 于景霖.應急照明供電及其控制的在分析[J].安防科技.2010(5).

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關鍵詞：UPS；應急電源；建筑電氣

隨著時代的不斷發展，電子計算機和電子通訊設備得到廣泛應用，在房屋、樓宇控制、醫院診所、高校等各種工程建筑中已成為標準配置設備，隨著新技術的發展，智能系統設備也提高了對供電質量的要求，電子設備的可靠穩定運行是系統安全穩定運行的主要保障，UPS電源可以提供可靠而且不間斷的供電保障。因此，在控制室、數據中心，以及一些為消費者重要設備供電的場所，越來越多地安裝了UPS（不間斷電源）供電系統。

1UPS電源設置場所

參照相關標準和規范后可以得知：對于不允許電源瞬時中斷的負荷，應設置UPS不間斷電源裝置供電。在工程建筑的配電設計中，UPS電源多用于保證實時數據處理系統的機房電子設備、消防安全控制室的圖像顯示設備（顯示屏）、通信設備等重要設備的供電。

2建筑電氣領域中應急電源的應用現狀

目前在建筑電氣領域中應用比較常見的應急電源，主要有：UPS電源、EPS電源、柴油發電機組、市電雙電源幾種。市電雙電源轉換開關（ATS）,可以做到自動切換時間為0.3-3秒；柴油發電機組一般配置自啟動模塊，要求在30秒內自啟動成功；EPS電源的轉換時間一般＜0.25秒。以上幾種均存在一定時長的應急切換時間，無法滿足“不允許電源瞬時中斷的負荷”重要設備的供電安全保障。在工作實踐中，尤其需要認真區分UPS和EPS。EPS（EmergencyPowerSystem）是一種允許短時電源中斷的應急電源裝置，一般情況是作為消防或生產在緊急情況下使用的電源，例如在人多、出口少、自然光源有限的高層建筑、商場、醫院、地下防空工程等場合。UPS(UninterruptiblePowerSystem)不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器、整流器為主要組成部分的恒電壓、恒頻率的不間斷電源。其主要作用是通過UPS系統，對計算機網絡系統或其他電力電子設備可靠而不間斷地進行供電。UPS和EPS的基本原理基本相同，兩者都使用蓄電池作為儲能備用電源。但由于負載的特性不同，轉換時間和應用場合也不同。EPS供電對象是電力保障及消防安全，負載性質為感性、容性等非線性負載或兼而有之，而且有些負載是停市電后才投入工作的，因而要求EPS能提供很大的沖擊電流，要求輸出動態特性要好，抗過載能力更強，轉換時間要求不高。UPS供電對象是電子計算機及網絡設備，負載性質為容性負載和阻性負載。要求UPS可以提供恒電壓、恒頻率的不間斷電源，轉換時間要求高，甚至不允許有轉換時間。UPS電源可以解決和排除電源斷電、電源浪涌、電壓波動、頻率波動、諧波失真等多種電網缺陷和故障，因此在工程建筑電氣領域得到更加廣泛的應用。

3UPS電源的分類和特點

3.1按照市電正常時逆變器的工作狀態分類

一般可分為后備式UPS電源、在線交互式UPS電源和雙轉換在線式UPS電源。(1)后備式UPS電源：當市電供電正常時，市電電源向負載直通供電。當市電電壓波動幅值超過其工作允許范圍或斷電時，由機內逆變器電源向負載提供方波穩壓電源。后備式是針對逆變器而言的，當市電供電正常時，機內的逆變器電源并沒有工作，處于關機待命狀態，逆變器僅在市電供電不正常時，才啟動運行。后備式UPS的優點是結構比較簡單、體積小、成本低，輸入電流電壓工作范圍窄，輸出電壓精度低；輸出功率一般在2000VA以下。轉換時間一般為5-10毫秒。(2)在線交互式UPS電源：當市電正常時，市電電源向負載直通供電，當市電電壓略低或略高時，在UPS電源的邏輯控制電路作用下，將市電電源經內置穩壓器穩壓后輸出；當市電異?；驍嚯姇r，逆變器啟動工作，轉為電池逆變供電輸出。市電恢復正常后，UPS逆變器反方向運行工作，切換為整流器為蓄電池充電。在線交互式UPS的優點是允許輸入電流和電壓幅值范圍寬，噪音較低，體積較小。輸出波形為正弦波形，但精度較差，也有一定轉換時長。(3)雙轉換在線式UPS：市電正常時，機內整流器將市電交流電源整流轉換為直流電源，對蓄電池組進行補充電，同時提供給逆變器，經逆變器轉換為交流電源，為負載提供交流電源。工作期間，輸入的市電交流電源經整流器轉換為直流電源，再經逆變器轉換為交流電源輸出，經過兩次“轉換”，也就是所謂的“雙轉換”。當市電出現異?；驍嚯姇r，逆變電源由蓄電池組提供直流電源，經逆變器轉換為交流電源后輸出；系統運行工作期間，逆變器一直在線不間斷運行，從而保證輸出不間斷。雙轉換在線式UPS的優點是逆變器始終在線運行，無轉換時間；具有很寬的輸入電流和電壓允許幅值范圍；輸出電壓精度較高；適用于供電規范和要求較高的場所，但相比另外兩種，總體造價較高。隨著科技的發展和電子技術的成熟，現階段輸出功率3000VA以上的UPS應用基本為雙轉換在線式UPS。

3.2按照UPS電源系統后備時間分類

按照UPS系統后備時間，UPS電源一般分為標準機和長延時機。標準機內置蓄電池組，一般配置小容量電池，后備延時時間一般為5-10分鐘，可以滿足系統存盤和正常退出。長延時機，需要另外配置蓄電池組，用戶可以根據自己需要的后備延時時間來選用不同容量的蓄電池組，比如延時0.5小時、1小時、2小時或者更長時間等等。

4UPS電源容量的確定與輸入交流電源系統的要求

一般根據用戶需求和設計圖紙，明確UPS電源所要供應的用電設備，統計機房內設備總數，分別根據設備銘牌標稱功率和經驗估算，計算出設備總負載，預留一定比例冗余容量，從而確定UPS電源系統容量。鑒于UPS電源適用于容性負載和阻性負載的特性，在對用電負載進行統計分析時，首先需要明確用電設備的分類，重點要區分容性負載（如計算機類設備）和感性負載（日光燈、機房空調等），感性負載最好不要由UPS電源供電，直接由市電供電。UPS可為機房負載設備提供輸出精度高、波形偏差小、電壓和頻率穩定的優質電源，同時也能在市電異?；驍嚯姷那闆r，保證UPS系統不間斷供電，從而保證后端負載設備和系統數據安全。為了保證UPS電源的可靠運行，在輸入交流配電時，一般采用兩路來自不同變電站或變壓器的可靠電源，并選用ATS雙電源轉換設備將UPS設備連接到交流輸入側，從而確保UPS輸入電源可靠性。

5UPS電源及蓄電池容量的計算和配置

UPS電源系統要求：在市電電源斷電時，UPS電源系統能夠為后接負載和重要設備提供穩定可靠的電源，而且可以持續一段時間。要滿足以上要求，電池組的合理選擇和配置顯得尤其關鍵，電池組的直流工作電壓由UPS電源主機型號決定，這個直流電壓同樣也是UPS電源中逆變器的工作電壓。蓄電池組的放電時間則與后接負載電流大小、使用環境溫度、電池組容量和放電終止電壓等因素有關，選型時應充分考慮。以表1某小區的消控網絡機房為例，展示UPS電源系統的選型和配置情況。該消控機房的設備配置如上表所示，累計功率56000W，擬采用UPS集中供電，充分考慮UPS的余量，按30%冗余計算，UPS系統容量應選用8kW，可選用標稱容量為10KVA/8KW的UPS主機。按照相關規范要求和用戶需求，UPS后備延時時間確定為4小時。蓄電池組的容量可按照以下公式估算：所需蓄電池組安時（AH）=UPS電源標稱功率（VA）×后備延時時間（H）÷UPS電源直流工作電壓（V）市場中常見品牌10KVAUPS的直流工作電壓為16×12V=192V（1組16節12V蓄電池串聯連接）；本項目機房擬選用UPS電源主機的標稱功率為10000VA。因此可以按照公式計算出：所需蓄電池組安時（AH）=10000VA×4H÷192V=208AH，可以使用2組12V100AH電池組并聯連（共計32節12V100AH蓄電池），可以滿足后備延時要求。

6UPS電源對土建專業的要求

UPS電源系統一般由輸入配電柜、UPS電源主機、蓄電池組、蓄電池柜（架）和輸出配電柜等設備組成。輸入配電柜、UPS電源主機和輸出配電柜一般布置在配電室，蓄電池組和蓄電池柜（架）則多布置在專門的蓄電池間?，F階段UPS配套蓄電池除了少數項目配置鋰電池外，更加常見的配置多為閥控式鉛酸免維護蓄電池，鉛酸電池對使用環境溫度比較敏感，在環境溫度為20～25℃時，使用壽命更長。因此一般要求UPS機房和蓄電池間的溫度保持在20～25℃。按照相關規范要求，UPS機房應設置應急照明和外部防火門窗，房間內層高不應小于2.5米。設置UPS機房時，應考慮到線路接入和日常維護的便利，設置一定寬度的通道。蓄電池間應設置必要的通風排風設施裝置。在設計校核UPS機房和蓄電池間樓板的承載能力時，應重點計算鉛酸蓄電池、蓄電池柜(架)和承重支架的荷載重量。蓄電池間如布置在樓上，最好布置在承重梁上方，如空間允許，最好布置在大樓平面一層。結語為了更好地保障數據安全和重要負載的可靠運行，UPS的使用必不可少。如何合理的選用和配置UPS電源系統，保證和提高UPS電源供電系統的穩定可靠性，也是我們目前需要重點關注和研究的內容。

參考文獻

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[2]白雪婧,薛海龍.智能化系統設計中常見的不間斷電源配置問題探討[J].智能建筑電氣技術,2019,013(002):72-75.

[3]張瑋芳.大功率UPS電源應用于廣播電視系統中的常見問題及維護手段[J].數字化用戶,2019,000(018):175.

篇10

關鍵詞：特別重要負荷；供電方案；綜合比較

【分類號】：TU855

引言

隨著我國社會經濟的快速發展，人們的日常生活越來越依靠穩定可靠的電力，電力不僅與廣大人民群眾的日常生活有著緊密的關聯，而且對于一些重要的生產活動等特別重要的負荷，也有著極為重要的意義，一旦發生斷電情況，則勢必會干擾正常的經濟活動，干擾生產的正常運行，造成不可挽回的重大經濟損失，但是電力故障的發生具有隨機性的特點，一般情況下為突發性，因此無論電力設施配備如何先進，仍然不可避免的會遇到突發性的電力危機。

一、工程供電系統存在的問題

我國工程供電系統目前來看仍然存在諸多的問題，通過對設計之初的設計圖紙與實際的現場施工狀況仔細比對勘察研究，諸多工程存在著不少問題，工程的所有重要電氣負荷均為消防負荷，但是所設計的工程配電一般為低壓380V 電源，倘若在電源正常工作中，會突然發生火災等一些突發狀況，一些用來滅火的設備以及逃生通道則無法有效發揮其正常的作用，而且會給廣大人民群眾的財產安全以及生命安全造成極大的威脅，正因為如此，才更應該著手準備相應的第二方案進行及時的補救措施，盡量做好充分的準備工作，避免突然的斷電現象造成的不可挽回的經濟損失。

一般情況下，對于一般的供電系統多采用并網供電模式，但是就目前的企業、工業、日常生活的用電情況來看，單單依靠公用電網來實現大范圍的供電是不夠的，因此必須準備相應的第二備選電源方案，該方案的備選可以避免第一方案造成大規模的電力損壞事故，并對其采取相關的措施進行及時的應急補救工作，以下，筆者簡要就建設部門如何能夠在經濟、安全、高效的情況下對備選第二方案加以合理的設計和篩選。

二、三種第二電源供電方案的對比分析

為了有效保障特別重要負荷下工程供電的可靠性和穩定性，需要選擇第二電源備選方案，進而有效對第一電源發生意外的情況下作出及時的補救措施。以下，筆者簡要就三種第二電源的方案對其進行合理的篩選和比對。

（一）第二電源取自公共電網

第二電源取自公共電網，該方案的原理較容易被理解，其原理即是借助公共網絡提供的380V低壓電源，但是所選用的這路低壓電源必須保證以下幾個方面的要求，第一個方面即是對于這一路電壓的選取必須保證不與第一電源在同一個變壓器中，最好的配電母線比較傾向于10KV 的配電母線；第二個方面就是電網要保證足夠的預留容量。一幫情況下，一路、二路電源均應有電并互為熱備、火災發生時由工作電源供電，這樣當供電電源或者供電線路發生突出故障無法正常運行時，備用的第二電源方案可以通過雙電源自動切滑開關自行轉換成為工作電源，提供穩定、可靠的電源保證，這就極大的保證了防護設備工作的正常運轉。

（二）第二電源取自柴油發電機組

第二電源取自柴油發電機組的工作原理為，在其設備正常運行時，外部電源為其工作時候的電源，柴油發電機組作為備用方案進入意外發生的補救電源工作，在其自動狀態下，通過對其開關的控制和操作，進而對其市電的狀態加以識別和檢測。倘若在正常工作時候會遇到火災等意外情況，啟動柜將會自動啟動柴油機發電組，向正在正常運行的設備提供穩定的電源保證，此外，柴油機發電組的啟用還可以為其提供持續的電力資源，進而有效對設備的正常運轉提供保障。柴油機發電組具有啟動速度快，以及占地面積較小的特點，而且柴油機發電組自身具有供電體系，受公共電網的制約和影響較小，但是柴油機發電組自身的郵箱為易燃物品，不是標準設備，因此在該備用方案的選用中會存在諸多的不足之處，一方面，該方案涉及的專業知識較多，而且各個廠家對于產品的技術參數統計不盡一致，這一定程度上增加了設計的復雜性。另一方面，柴油發電機只限于地下使用，因此這也就需要對其地下通風、防潮條件等擁有較高的要求和標準，即柴油機發電組的運行需要較高的環境要求。比如柴油機發電組應該放置在單獨的發電機室之中，提高其運行環境的防火指數，此外，還要考慮柴油機發電組的運輸與安裝通道。

（三）第二電源取自應急電源裝置（ EPS）

“EPS”指的是最近幾年來新興的應急電源，現已多應用于我國的建筑電氣領域等一些特別重要負荷領域，其主要的工作原理是在市電突然發生斷電現象時，應急電源裝置的存在可以為突然斷電的市電提供安全、穩定、可靠的應急電力供應，避免突然的意外事故可能會造成的巨大的物質損失，應急電源裝置可以提供消防設施、應急照明、一級負荷一級或者其他負荷下的各種380V AC 用電電器的用電保障。應急電源裝置也可以適用于高層建筑的電梯、空調等日常必備的電器運行。

結語

特別重要負荷下供電方案的合理選擇和使用對于有效保障我國居民的日常生活權益等具有十分重要的意義和作用，筆者衷心希望，以上關于對我國特別重要負荷供電方案的選擇的探究能夠被相關負責人合理的吸收和采納，進而更好的為我國電力企業的正常運行保駕護航，避免突然的斷電等現象為廣大人民群眾造成的困擾，減少企業運行中不必要的物質損失。

參考文獻

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