�(yīng)�電源系統(tǒng)是滿足消防行�(yè)等特殊要求的�(yīng)急電源。應(yīng)急電源作為獨(dú)立于電網(wǎng)之外的備用電�,被廣泛�(yīng)用于各種建筑工程之中,目前應(yīng)急電源包括柴油發(fā)電機(jī)組和�電池,近年來(lái)�蓄電�的EPS作為�(yīng)急電�,被廣泛�(yīng)�,尤其是被用�消防�(yīng)急電�。它的工作原理就是采用單體逆變技�(shù)雙路供電以備�(yīng)急,�(yōu)�(diǎn)是自�(dòng)切換、帶載能力強(qiáng)�
隨著社會(huì)的發(fā)�,建筑技�(shù)水平的不斷提�,城市的建筑趨向于大�(guī)模,高層化發(fā)展隨之而來(lái)�(duì)建筑的供電要求越�(lái)越高,社�(huì)的信息化,建筑的�(xiàn)代化,使建筑�(duì)供電的依�(lài)也越�(lái)越大,尤其是一些重要的公共建筑,一旦中斷供�,將造成重大的政治影響或�(jīng)�(jì)損失,如果是�(fā)生火�(zāi),后果就更不堪設(shè)�.所以現(xiàn)行的《高層民用建筑設(shè)�(jì)防火�(guī)范》及《民用建筑電氣設(shè)�(jì)�(guī)范》就有嚴(yán)格規(guī)�:“一�(jí)�(fù)荷應(yīng)由兩�(gè)電源供電,當(dāng)一�(gè)電源�(fā)生故障時(shí),另一�(gè)電源不致同時(shí)受到損壞.一�(jí)�(fù)荷中特別重要的負(fù)�,除上述兩�(gè)電源�,還必須增設(shè)�(yīng)急電�,常用的�(yīng)急電源有:(1)�(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)�;(2)供電�(wǎng)�(luò)中有效地�(dú)立于正常電源的專(zhuān)門(mén)供電線路;(3)蓄電�.”多年來(lái),運(yùn)行經(jīng)�(yàn)表明,電�(wǎng)供電�(shí)采用兩路�(dú)立的電源.若主供電線路停�,則由備用才路供�,采用這種方式雖然�(jiǎn)單、可�,但供電線路�(fù)�.�(dāng)�(fā)生大面積停電事故�(shí),兩路電源均可能�(fā)生停電事��
�(yīng)急電源采用單體逆變技�(shù)� 集充電器、蓄電池、逆變器及控制器于一�.系統(tǒng)�(nèi)部設(shè)�(jì)了電池檢�(cè)、分路檢�(cè)回路,采用后備式�(yùn)行方�.
� �(dāng)市電正常�(shí),由市電�(jīng)�(guò)互投裝置給重要負(fù)載供�,同�(shí)�(jìn)行市電檢�(cè)及蓄電池充電管理,然后再由電池組向逆變器提供直流能�.在這里,充電器是一�(gè)僅需向蓄電池組提供相�(dāng)�10%蓄電池組容量(Ah)的充電電流的小功率直流電�,它并不具備直接向逆變器提供直流電源的能力.此時(shí),市電經(jīng)由EPS的交流旁路和�(zhuǎn)換開(kāi)�(guān)所組成的供電系�(tǒng)向用戶的各種�(yīng)急負(fù)載供�.與此同時(shí),在EPS的邏輯控制板的調(diào)控下,逆變器停止工作處于自�(dòng)�(guān)�(jī)狀�(tài).在此條件�,用戶負(fù)載實(shí)際使用的電源是來(lái)自電�(wǎng)的市�,因此,EPS�(yīng)急電源也是通常�(shuō)的一直工作在睡眠狀�(tài),可以有效的�(dá)到節(jié)能的效果.
� �(dāng)市電供電中斷或市電電壓超�(±15%或�20%額定輸入電壓)�(shí),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�,此�(shí),用戶負(fù)載所使用的電源是通過(guò)EPS的逆變器轉(zhuǎn)換的交流電源,而不是來(lái)自市�.
� �(dāng)市電電壓恢復(fù)正常工作�(shí),EPS的控制中心發(fā)出信�(hào)�(duì)逆變器執(zhí)行自�(dòng)�(guān)�(jī)操作,同�(shí)還通過(guò)它的�(zhuǎn)換開(kāi)�(guān)�(zhí)行從逆變器供電向交流旁路供電的切換操�.此后,EPS在經(jīng)交流旁路供電通路向負(fù)載提供市電的同時(shí),還通過(guò)充電器向電池組充�.
2� 如何選配EPS
EPS通常�(chǎn)品特征分為以下三�(lèi)�(chǎn)�
� EPS功率�0.5~10KW
由單�、雙路供電輸入二�(lèi)�(chǎn)品組�(輸入電壓220Vac �380Vac,輸出電�220Vac),適�(yīng)于應(yīng)急照明和事故照明的照明負(fù)�.
(2) EPS功率�2.2~400KW
由單�、雙路供電輸入二�(lèi)�(chǎn)品組�(輸入電壓380Vac,輸出電�380Vac),除可用于應(yīng)急照�、事故照明,同時(shí)也適�(yīng)于消防電�、卷簾門(mén)、風(fēng)�(jī)、水�、淋浴泵、供水泵等電感性負(fù)載或混合供電.
(3) EPS功率�2.2~400KW
由單逆變單臺(tái)�(fù)載、單逆變單臺(tái)�(fù)載一用一備用、雙逆變單臺(tái)�(fù)載一用一備用三類(lèi)�(chǎn)品組�(輸入電壓3800Vac,輸出電�380Vac),僅為只有一路電源的消防�(shè)施或一�(jí)�(fù)荷中的電�(dòng)�(jī)提供一種可變頻的三相應(yīng)急電源系�(tǒng),在電源和電�(jī)之間�(wú)需任何啟動(dòng)裝置就可以解決電�(dòng)�(jī)的應(yīng)急供電及其啟�(dòng)�(guò)程中�(duì)供電�(shè)備的沖擊.適應(yīng)于高層建筑的電梯、中央空�(diào)、消防水泵等電機(jī)�(fù)�.
根據(jù)�(chǎn)品所帶負(fù)載特征如何選用您所需求的EPS及其注意的要�(diǎn):
2.1�(yīng)急照明或事故照明用EPS(1~50KVA)
按GB17945-2000�(guó)家標(biāo)�(zhǔn)(消防�(yīng)急燈�),為確保大樓的應(yīng)急照明系�(tǒng)能正常運(yùn)�,對(duì)EPS提出如下基本要求:
(1) 要求�(fù)�(zé)向普通應(yīng)急照明燈供電EPS的供電中斷時(shí)�<5s.但對(duì)于高危險(xiǎn)工作區(qū)及關(guān)鍵工作區(qū)的應(yīng)急照明而言,則要求EPS的供電中斷時(shí)�<0.25s.
(2) 為盡可能的利用市�,當(dāng)市電電壓�187~242V(220V�-15%�+10%)的范圍內(nèi)不允許EPS�(jìn)入逆變器供電狀�(tài).
(3) 要求EPS配置足夠容量的電池組,以便在市電供電中斷�(shí),至少確保應(yīng)急照明燈可以繼續(xù)工作90min以上.
(4) EPS中的充電器對(duì)電池組的最�(zhǎng)充電�(shí)間小�24H,充電電流小�0.4C(A)
在市電供電正常時(shí),EPS是通過(guò)它的交流旁路向負(fù)載供�.原則�,它可以帶具有各種不同功率因�(shù)的負(fù)�.然�.在市電供電中斷或市電電壓或頻率超限時(shí),則是有EPS中的逆變器來(lái)供電�.在此條件�,EPS的帶載能力不僅需要考慮逆變器在不同功率因數(shù)值負(fù)載時(shí)的降額度輸出特�.而且,還需要根�(jù)所使用的應(yīng)急照明燈具的不同�(lái)選配EPS的輸出功率和�(jī)�.在選配EPS�(shí)�(yīng)注意以下幾�(gè)�(wèn)�:
(1) 普通的�(yīng)急照明燈�.由于�(yīng)急照明的功耗是用有功功率P(KW)�(lái)�(biāo)注的,而EPS逆變器的輸出功率是用功率因數(shù)cosφ=0.8(滯后)�(shí)的視在功率S(KVA)�(lái)�(biāo)注的.所�,實(shí)際選用EPS的滿載輸出功率應(yīng)�:S=P/0.8.
(2) �(yīng)急照明燈具為熒光燈時(shí),所選用的EPS滿載輸出功率�(yīng)為S=(1.3~1.5)P/0.8.其原因是熒光燈啟�(dòng)�(shí)存在較大的”啟�(dòng)浪涌”電�.
(3) �(yīng)急照明燈具為高壓氣體燈時(shí)(�:高壓鈉燈,高壓鈀燈等),宜選用切換�(shí)間小�20ms的EPS�(chǎn)�.這是�?yàn)?如果�(duì)高壓氣體燈的供電中斷�(shí)間超�(guò)20ms�(shí),就有可能致使氣體燈中的放電電弧”熄滅或中斷�.一旦發(fā)生放電電弧中斷現(xiàn)�,即使馬上恢�(fù)供電也可能導(dǎo)致長(zhǎng)�(dá)�(shù)分鐘的燈具熄滅現(xiàn)象發(fā)�.這因?yàn)樗枰銐蜷L(zhǎng)�(shí)間來(lái)重新�(yù)熱高壓氣體燈中燈絲的緣故.顯然,對(duì)于大型體育館和演出場(chǎng)地的照明系統(tǒng)�(lái)�(shuō),是不允許出�(xiàn)這種故障�.
2.2 �(yīng)急照�+電動(dòng)�(jī)混合型負(fù)載用EPS (三相�5~400KVA )
為了正確的選用EPS的輸出功�,應(yīng)首先分別�(tǒng)�(jì)電阻性照明負(fù)載與電感性機(jī)電負(fù)載的比例.�(duì)于電�(jī)�(fù)載而言,因用戶所選的�(jī)型及工作方式的不�,它的啟�(dòng)電流可能高達(dá)5~10倍額定工作電�.為確保電�(jī)及EPS本身的安全運(yùn)�,對(duì)這部分電�(jī)�(fù)載而言,不僅要求所選的EPS輸出功率�(yīng)�6倍以上的電機(jī)�(biāo)�(chēng)功率.而且,還宜選用其切換�(shí)間小�15ms的EPS�(jī)�.
2.3 帶電�(jī)�(fù)載的EPS
(1) 采用電機(jī)”硬啟動(dòng):工作方式,對(duì)于這種EPS輸出功率的選用方案同22所�.采用這種方案的優(yōu)�(diǎn)�:不管在市電供電中斷時(shí)還是在市電恢�(fù)正常工作�(shí),EPS均可確保電機(jī)的連續(xù)�(yùn)�.其缺�(diǎn)�:需選用大功率的EPS,成本較�.
(2) 選用帶變頻啟�(dòng)功能的電�(jī)�(zhuān)用型EPS
市電供電正常�(shí),經(jīng)交流旁路和轉(zhuǎn)換開(kāi)�(guān)向電�(jī)�(fù)載供�.與此同時(shí),市電還�(jīng)充電器向電池組充�.�(dāng)市電供電中斷�(shí),為確保EPS的安全運(yùn)�,希望他�(zhí)行”延�(shí)切換”操作,以便讓電�(jī)徹底停止�(zhuǎn)�(dòng)后再啟動(dòng)變頻�,由它對(duì)后接電機(jī)�(zhí)行從0~220Hz的頻率逐漸增高的變頻啟�(dòng)的操�(啟動(dòng)�(shí)間為幾秒�).采用變頻啟動(dòng)方案帶來(lái)的好處是:
� 防止在EPS與處于”慣性運(yùn)�(dòng)狀�(tài)”下的電�(jī)所�(chǎn)生的自激�(lì)電源處于互相”非同步入鎖”狀�(tài)而產(chǎn)生的鼓掌隱患;
� 可以降低EPS的輸出功率和降低投資成本.此時(shí),EPS的輸出功率只需選取1.2~1.4倍電�(jī)的額定功率就可滿足要�.
其缺�(diǎn)�:
� 要求用戶的電�(jī)�(fù)載首先停�(jī),然后在滿速”變頻啟�(dòng)�,從而造成電機(jī)�(fù)載工作的”不連續(xù)性�
� 如果后接的幾�(tái)電機(jī)需要在不同的時(shí)刻�(jìn)行”分�(shí)啟動(dòng)”操作時(shí),可能會(huì)遇到這樣的技�(shù)難題:在啟�(dòng)處于靜止?fàn)顟B(tài)的電�(jī)�(shí),若EPS的輸出功率足夠大它可能承�5~10倍的電機(jī)啟動(dòng)浪涌電流的沖�.否則,就�(huì)迫使EPS重新�(jìn)入新一輪的”變頻啟�(dòng)”工作狀�(tài).由此帶來(lái)的問(wèn)題之一�:原來(lái)處于正常工作�(zhuǎn)速的電機(jī),會(huì)再次�(zhuǎn)入轉(zhuǎn)速由0~50Hz的變速啟�(dòng)階段,從而給用戶的工作帶�(lái)麻煩.
3、EPS與UPS的差�
3.1、后備式UPS在市電正常時(shí)直接由市電向�(fù)載供�,當(dāng)市電超出其工作范圍或停電�(shí),通過(guò)�(zhuǎn)換開(kāi)�(guān)�(zhuǎn)為電池逆變供電。其特點(diǎn)是:�(jié)�(gòu)�(jiǎn)單,體積�,成本低,但輸入電壓范圍�,輸出電壓穩(wěn)定精度差,有切換�(shí)�,且輸出波形一般為方波
3.2、在線互�(dòng)式UPS在市電正常時(shí)直接由市電向�(fù)載供�,當(dāng)市電偏低或偏高時(shí),通過(guò)UPS�(nèi)部穩(wěn)壓線路穩(wěn)壓后輸出,當(dāng)市電異常或停電時(shí),通過(guò)�(zhuǎn)換開(kāi)�(guān)�(zhuǎn)為電池逆變供電。其特點(diǎn)是:有較寬的輸入電壓范圍,噪音低,體積小等特�(diǎn),但同樣存在切換�(shí)��
3.3� 在線式UPS在市電正常時(shí),由市電�(jìn)行整流提供直流電壓給逆變器工作,由逆變器向�(fù)載提供交流電,在市電異常�(shí),逆變器由電池提供能量,逆變器始終處于工作狀�(tài),保證無(wú)間斷輸出。其特點(diǎn)是,有極寬的輸入電壓范圍,基本無(wú)切換�(shí)間且輸出電壓�(wěn)定精度高,特別適合對(duì)電源要求較高的場(chǎng)合,但是成本較高。目�,功率大�3KVA的UPS幾乎都是在線式UPS�
UPS同時(shí)具備�(wěn)�、濾波等功能,有些UPS可以在故障或�(guò)載時(shí)改由市電旁路供電�
后備式的電壓輸出有較大的波動(dòng),在170V-260V之間,采用高速繼電器�(shí)�(xiàn)市電和蓄電池之間的轉(zhuǎn)換,�(zhuǎn)換時(shí)間小�10毫秒。在線式始終使用逆變電路工作,其電壓的穩(wěn)定性高,基本上�220V±5%范圍�(nèi),對(duì)蓄電池基本不存在�(zhuǎn)換時(shí)間;與市電旁路轉(zhuǎn)換采用靜�(tài)�(kāi)�(guān),轉(zhuǎn)換時(shí)間可以達(dá)到微秒級(jí)�
UPS輸出精度�、轉(zhuǎn)換時(shí)間快,同�(shí)造價(jià)較高(約為EPS的兩倍),平�(shí)能耗大(在線式�,主�(jī)壽命較短�8-10年)�
EPS有點(diǎn)�(lèi)似于后備式的UPS,平�(shí)逆變器不工作,市電斷電時(shí)才投入蓄電池。一般不�(duì)電源�(jìn)行恒�、恒壓處�。通常采用接觸器轉(zhuǎn)�,切換時(shí)間均�0.1�0.25S。其�(yōu)�(diǎn)是結(jié)�(gòu)較簡(jiǎn)�,造價(jià)較低,平�(shí)能耗小�(wú)噪音,主�(jī)壽命�(zhǎng)�15-20年),可適應(yīng)于電感�、電容性及綜合性負(fù)�,需要時(shí)可實(shí)�(xiàn)變頻軟啟�(dòng)�
《應(yīng)急電源用的EPS和UPS� 李成�
GB17945-2000�(guó)家標(biāo)�(zhǔn)(消防�(yīng)急燈�)