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�(yīng)急電源系�(tǒng)
閱讀�3086時間�2017-04-17 09:54:03

    �(yīng)�電源系統(tǒng)是滿足消防行�(yè)等特殊要求的�(yīng)急電�。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�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)�,優(yōu)�(diǎn)是自動切�、帶載能力強(qiáng)�

�(fā)�

    隨著社會的發(fā)�,建筑技�(shù)水平的不斷提�,城市的建筑趨向于大�(guī)�,高層化�(fā)展隨之而來對建筑的供電要求越來越高,社會的信息�,建筑的�(xiàn)代化,使建筑對供電的依賴也越來越�,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)�:“一級負(fù)荷應(yīng)由兩個電源供�,當(dāng)一個電源發(fā)生故障時,另一個電源不致同時受到損�.一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷,除上述兩個電源外,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)立于正常電源的專門供電線路;(3)蓄電�.”多年來,運(yùn)行經(jīng)�(yàn)表明,電�(wǎng)供電時采用兩路獨(dú)立的電源.若主供電線路停電,則由備用才路供電,采用這種方式雖然簡單、可�,但供電線路�(fù)�.�(dāng)�(fā)生大面積停電事故�,兩路電源均可能�(fā)生停電事��

工作原理

    �(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)了電池檢測、分路檢測回�,采用后備式�(yùn)行方�.
    � �(dāng)市電正常�,由市電�(jīng)過互投裝置給重要�(fù)載供�,同時�(jìn)行市電檢測及蓄電池充電管�,然后再由電池組向逆變器提供直流能�.在這里,充電器是一個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,市電經(jīng)由EPS的交流旁路和�(zhuǎn)換開�(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,在EPS的邏輯控制板的調(diào)控下,逆變器停止工作處于自動關(guān)�(jī)狀�(tài).在此條件�,用戶負(fù)載實(shí)際使用的電源是來自電�(wǎng)的市�,因此,EPS�(yīng)急電源也是通常說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)�,互投裝置將立即投切至逆變器供�,在電池組所提供的直流能源的支持下,此時,用戶負(fù)載所使用的電源是通過EPS的逆變器轉(zhuǎn)換的交流電源,而不是來自市�.
    � �(dāng)市電電壓恢復(fù)正常工作�,EPS的控制中心發(fā)出信號對逆變器執(zhí)行自動關(guān)�(jī)操作,同時還通過它的�(zhuǎn)換開�(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,還通過充電器向電池組充�.
    2� 如何選配EPS
    EPS通常�(chǎn)品特征分為以下三類產(chǎn)�
    � EPS功率�0.5~10KW
    由單路、雙路供電輸入二類產(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�、雙路供電輸入二類產(chǎn)品組�(輸入電壓380Vac,輸出電�380Vac),除可用于應(yīng)急照�、事故照�,同時也適應(yīng)于消防電�、卷簾門、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�(fù)�、單逆變單臺�(fù)載一用一備用、雙逆變單臺�(fù)載一用一備用三類�(chǎn)品組�(輸入電壓3800Vac,輸出電�380Vac),僅為只有一路電源的消防�(shè)施或一級負(fù)荷中的電動機(jī)提供一種可變頻的三相應(yīng)急電源系�(tǒng),在電源和電�(jī)之間無需任何啟動裝置就可以解決電動機(jī)的應(yīng)急供電及其啟動過程中對供電設(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國家�(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�<5s.但對于高危險(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�<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�,至少確保應(yīng)急照明燈可以繼續(xù)工作90min以上.
    (4) EPS中的充電器對電池組的最長充電時間小�24H,充電電流小�0.4C(A)
    在市電供電正常時,EPS是通過它的交流旁路向負(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,則是有EPS中的逆變器來供電�.在此條件下,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)急照明燈具的不同來選配EPS的輸出功率和�(jī)�.在選配EPS時應(yīng)注意以下幾個問�:
    (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)來標(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)時的視在功率S(KVA)來標(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,所選用的EPS滿載輸出功率�(yīng)為S=(1.3~1.5)P/0.8.其原因是熒光燈啟動時存在較大的”啟動浪涌”電�.
    (3) �(yīng)急照明燈具為高壓氣體燈時(�:高壓鈉燈,高壓鈀燈等),宜選用切換時間小于20ms的EPS�(chǎn)�.這是�?yàn)?如果對高壓氣體燈的供電中斷時間超�20ms�,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)象,即使馬上恢復(fù)供電也可能導(dǎo)致長�(dá)�(shù)分鐘的燈具熄滅現(xiàn)象發(fā)�.這因?yàn)樗枰銐蜷L時間來重新預(yù)熱高壓氣體燈中燈絲的緣故.顯然,對于大型體育館和演出場地的照明系統(tǒng)來說,是不允許出�(xiàn)這種故障�.
    2.2 �(yīng)急照�+電動�(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.對于電機(jī)�(fù)載而言,因用戶所選的�(jī)型及工作方式的不�,它的啟動電流可能高�(dá)5~10倍額定工作電�.為確保電�(jī)及EPS本身的安全運(yùn)�,對這部分電�(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)稱功�.而且,還宜選用其切換時間小于15ms的EPS�(jī)�.
    2.3 帶電�(jī)�(fù)載的EPS
    (1) 采用電機(jī)”硬啟動:工作方式,對于這種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還是在市電恢�(fù)正常工作時,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) 選用帶變頻啟動功能的電機(jī)專用型EPS
    市電供電正常�,經(jīng)交流旁路和轉(zhuǎn)換開�(guān)向電�(jī)�(fù)載供�.與此同時,市電還�(jīng)充電器向電池組充�.�(dāng)市電供電中斷�,為確保EPS的安全運(yùn)行,希望他執(zhí)行”延時切換”操�,以便讓電機(jī)徹底停止�(zhuǎn)動后再啟動變頻器,由它對后接電機(jī)�(zhí)行從0~220Hz的頻率逐漸增高的變頻啟動的操作(啟動時間為幾秒鐘).采用變頻啟動方案帶來的好處是:
    � 防止在EPS與處于”慣性運(yùn)動狀�(tài)”下的電�(jī)所�(chǎn)生的自激勵電源處于互相”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,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”變頻啟動�,從而造成電機(jī)�(fù)載工作的”不連續(xù)性�
    � 如果后接的幾臺電�(jī)需要在不同的時刻�(jìn)行”分時啟動”操作時,可能會遇到這樣的技�(shù)難題:在啟動處于靜�?fàn)顟B(tài)的電�(jī)時,若EPS的輸出功率足夠大它可能承�5~10倍的電機(jī)啟動浪涌電流的沖�.否則,就會迫使EPS重新�(jìn)入新一輪的”變頻啟動”工作狀�(tài).由此帶來的問題之一�:原來處于正常工作�(zhuǎn)速的電機(jī),會再次�(zhuǎn)入轉(zhuǎn)速由0~50Hz的變速啟動階�,從而給用戶的工作帶來麻�.
    3、EPS與UPS的差�
    3.1、后備式UPS在市電正常時直接由市電向�(fù)載供�,當(dāng)市電超出其工作范圍或停電�,通過�(zhuǎn)換開�(guān)�(zhuǎn)為電池逆變供電。其特點(diǎn)是:�(jié)�(gòu)簡單,體積小,成本低,但輸入電壓范圍�,輸出電壓穩(wěn)定精度差,有切換時間,且輸出波形一般為方波
    3.2、在線互動式UPS在市電正常時直接由市電向�(fù)載供�,當(dāng)市電偏低或偏高時,通過UPS�(nèi)部穩(wěn)壓線路穩(wěn)壓后輸出,當(dāng)市電�?;蛲k姇r,通過�(zhuǎn)換開�(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),但同樣存在切換時間�
    3.3� 在線式UPS在市電正常時,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�,逆變器由電池提供能量,逆變器始終處于工作狀�(tài),保證無間斷輸出。其特點(diǎn)是,有極寬的輸入電壓范圍,基本無切換時間且輸出電壓穩(wěn)定精度高,特別適合對電源要求較高的場�,但是成本較高。目�,功率大�3KVA的UPS幾乎都是在線式UPS�
    UPS同時具備�(wěn)�、濾波等功能,有些UPS可以在故障或過載時改由市電旁路供��
    后備式的電壓輸出有較大的波動,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)�,轉(zhuǎn)換時間小�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),對蓄電池基本不存在�(zhuǎn)換時�;與市電旁路�(zhuǎn)換采用靜�(tài)開關(guān),轉(zhuǎn)換時間可以達(dá)到微秒級�
    UPS輸出精度�、轉(zhuǎn)換時間快,同時造價(jià)較高(約為EPS的兩倍),平時能耗大(在線式�,主�(jī)壽命較短�8-10年)�
    EPS有點(diǎn)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�(jìn)行恒�、恒壓處�。通常采用接觸器轉(zhuǎn)換,切換時間均為0.1�0.25S。其�(yōu)�(diǎn)是結(jié)�(gòu)較簡�,造價(jià)較低,平時能耗小無噪�,主�(jī)壽命長(15-20年),可適應(yīng)于電感性、電容性及綜合性負(fù)�,需要時可實(shí)�(xiàn)變頻軟啟動�
    《應(yīng)急電源用的EPS和UPS� 李成�
    GB17945-2000國家�(biāo)�(zhǔn)(消防�(yīng)急燈�)

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