应急电源系统
用于建筑工程断电时的发电装置
应急电源系统是一种用于满足消防等行业特殊要求的备用电源系统。该系统能够独立于电网运作,常用于各类建筑工程中。应急电源系统主要包括柴油发电机组和蓄电池,其中含有蓄电池的EPS系统因其自动切换、带载能力强等优点,被广泛用作消防应急电源。
发展现状
随着城市建筑规模不断扩大,高层化趋势日益明显,建筑物的供电需求也随之提高。社会信息化和建筑现代化使得建筑物对电力的依赖程度增加,特别是对于一些重要的公共建筑,一旦发生断电,将会产生重大政治影响或经济损失。在火灾情况下,后果更为严重。因此,《《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95》及《民用建筑电气设计规范》明确规定了一级负荷的供电要求,其中包括应急电源系统的配备。传统上,电网供电时采用两路独立电源,但在大面积停电事故中,两路电源都可能出现停电情况。
工作原理
应急电源系统采用单体逆变技术,集成了充电器、蓄电池、逆变器及控制器。系统内置电池检测和分路检测回路,采用后备式运行方式。具体工作原理包括:
1. 市电正常时,市电通过互投装置为重要负载供电,同时进行市电检测和蓄电池充电管理。电池组向逆变器提供直流能源,充电器则向蓄电池组提供小功率直流电源。市电经由EPS的交流旁路和转换开关供电,逆变器停止工作,EPS处于睡眠状态,有效节能。
2. 市电中断或电压超限时,互投装置立即切换至逆变器供电,由电池组提供的直流能源支持逆变器转换交流电源供负载使用。
3. 市电电压恢复正常时,EPS控制中心指令逆变器关闭,同时通过转换开关从逆变器供电切换至交流旁路供电,并通过充电器为电池组充电。
选择原则
EPS类型
EPS产品可分为三种类型:
1. 功率在0.5~10kW的产品,适用于应急照明和事故照明的照明负载。
2. 功率在2.2~400kW的产品,适用于应急照明、事故照明以及消防电梯、卷帘门、风机、水泵等电感性负载或混合供电。
3. 功率在2.2~400kW的产品,专为消防设施或一级负荷中的电动机提供可变频的三相应急电源系统。
注意事项
应急照明或事故照明用EPS
1. 确保EPS供电中断时间不超过5s,高危险工作区和关键工作区的EPS供电中断时间不超过0.25s。
2. 在市电电压187~242V范围内,EPS不应进入逆变器供电状态。
3. EPS应配置足够的电池组,确保应急照明灯在市电中断时至少持续工作90min。
4. 充电器对电池组的最大充电电流不应超过0.4C(A)。
应急照明+电动机混合型负载用EPS
1. 统计电阻性照明负载与电感性机电负载比例,确定EPS输出功率。
2. 对于电机负载,EPS输出功率应为6倍以上电机标称功率,切换时间小于15ms。
带电机负载的EPS
1. “硬启动”工作方式,EPS输出功率应为6倍以上电机标称功率,确保电机安全运行。
2. 选用带变频启动功能的电机专用型EPS,EPS输出功率只需选取1.2~1.4倍电机额定功率即可。
EPS与UPS的区别
后备式UPS
市电正常时直接由市电供电,市电异常时通过转换开关转为电池逆变供电。结构简单,成本低,但输入电压范围窄,输出电压稳定精度差,有切换时间,输出波形一般为方波。
在线互动式UPS
市电正常时直接由市电供电,市电异常时通过UPS内部稳压线路稳压后供电。输入电压范围较宽,噪音低,体积小,但也有切换时间和输出波形一般为方波。
在线式UPS
市电正常时由市电整流提供直流电压给逆变器工作,市电异常时由电池逆变供电。输入电压范围极宽,无切换时间,输出电压稳定精度高,但成本高。
UPS特点
UPS具有稳压、滤波等功能,可在故障或过载时改由市电旁路供电。后备式UPS切换时间小于10毫秒,输出电压波动较大。在线式UPS始终使用逆变电路工作,切换时间可达微秒级,输出精度高。
EPS特点
EPS类似后备式UPS,市电断电时才投入蓄电池。一般不对电源进行恒流、恒压处理,采用接触器转换,切换时间较长。优点是结构简单,造价低,能耗小,无噪音,主机寿命长,可适应多种负载,但需要变频软启动。
优点
应急电源系统具有以下优点:
1. 电网有电时,系统处于静态,无噪音;供电时,噪音小于60dB,无需排烟和防震处理,具有节能无公害、无火灾隐患的特点。
2. 自动切换,可实现无人值守,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,也可紧靠应急负荷使用场所就地设置以减少供电线路。
目录
概述
发展现状
工作原理
选择原则
EPS类型
注意事项
应急照明或事故照明用EPS
应急照明+电动机混合型负载用EPS
带电机负载的EPS
EPS与UPS的区别
后备式UPS
在线互动式UPS
在线式UPS
UPS特点
EPS特点
优点
参考资料