建筑供配电设计中应急电源EPS应用探究

发表时间:2018/10/8   来源:《新材料.新装饰》2018年5月下   作者:杨秀华
[导读] 应急电源供电系统(EPS)是一种可靠的、保障现代工程项目运行的应急供电电源,可以在重要的基建、消防、医院、军事等供电回路末端灵活的运用。目前,水利工程中大多数采用柴油发电应急电源供电系统,研究应急供电系统可以有效保障工程的安全顺利运行,本文简单介绍了应急电源EPS的分类、工作原理及工作特点,探讨了EPS在建筑供配电设计中的应用问题。

(恒大旅游集团,广州市 510620)
摘要:应急电源供电系统(EPS)是一种可靠的、保障现代工程项目运行的应急供电电源,可以在重要的基建、消防、医院、军事等供电回路末端灵活的运用。目前,水利工程中大多数采用柴油发电应急电源供电系统,研究应急供电系统可以有效保障工程的安全顺利运行,本文简单介绍了应急电源EPS的分类、工作原理及工作特点,探讨了EPS在建筑供配电设计中的应用问题。
关键词:供配电设计;应急电源EPS;应用

 
        随着我国国民经济的飞速发展,大型公共建筑、高层建筑、智能建筑日益增多,国家有关民用建筑的供配电系统设计规范、防火设计规范以及智能建筑设计标准等对建筑物用电设备(或场所)的供电可靠性、合理性、安全性均有严格的规定。根据供电负荷等级的要求,正确选用应急电源是民用建筑供配电系统设计中一项重要的工作,EPS作为一种非常重要的应急电源,在供配电设计中起着至关重要的作用。
        1应急电源EPS组成及工作原理
        EPS应急电源主要由输入及馈出回路、主机、蓄电池组、监控显示组成。输入为双电源切换转置,馈出回路包含了设备区强启回路以及公共区配电、疏散指示配电回路,主机是EPS应急电源工作的核心部分,包含整流充电器和逆变器。蓄电池组一般由免维护铅酸蓄电池组成。监控显示主要针对蓄电池组健康状态、馈出分路输出状态进行检测,通过键盘及显示屏进行显示和操作查询。EPS应急电源通过静态转换开关切换市电与蓄电池组供电。当两路市电正常供电或者一路市电故障失电的情况下,由双电源切换装置切换,选择市电接入到EPS应急电源整流充电器,对蓄电池组进行浮充充电,同时输出到馈出回路,此时蓄电池组处于浮充状态,逆变器与输出回路断开,由市电为应急电源馈出回路供电。当两路市电均失电,则通过切断断路器,切断馈出与市电的连接,此时EPS应急电源切换到蓄电池组供电状态,蓄电池组经过逆变器,由直流转换成380V三相交流电,为应急回路供电,同时设备区应急灯具回路全部强启,保证灯具处于点亮状态。
        2EPS特点
        EPS采用了UPS电路成熟的逆变技术,都具备在市电故障时继续向负载提供交流电源的功能。不同之处在于UPS始终由逆变器输出供电,以保障电源品质;而EPS在市电正常时逆变器处于自动关机状态,此时,市电经由EPS的交流旁路和转换开关所组成的供电系统向负载供电。UPS主要是为计算机等紧密设备提供用电保障,EPS则适用于各个行业。UPS切换时间很短(0~10mS),EPS则相对较宽(0~4S)。UPS对环境要求较高,EPS则要求能适应各种环境。UPS主要以维护信息传输畅通为主要目的,EPS以防范重大灾难事故为主要目的。
        3应急电源系统的现状
        EPS应急电源已经有十余年的发展历程,是在UPS电源的基础上发展起来的,相比于过去发展成熟的UPS而言,有诸多相同点,也有很多不同点。相同点在于都具备在电网故障或者中断情况下继续向负载提供交流电源的功能,均采用了IGBT逆变技术和脉宽调制(PWM)技术。


不同点是UPS除了供电外还可以为市电提供稳定的功能,而EPS应急电源则比较单一,仅仅是解决市电故障时的应急供电问题;UPS主要是为小型工程、精密行业提供用电保障,例如IT行业、科研机构等,EPS则适用于几乎各种行业,比如大型水利水电、工程机械等;UPS的供电模式切换时间要求很苛刻,只有2~10mm,而EPS应急电源要求相对较低,在0.1~0.25s;UPS主要用电设备为小型仪器和元器件,例如计算机、服务器、特种冰箱等,而EPS应急电源用电设备可以小到灯泡、大到大型机械、电机等;UPS对于运行环境要求较高,EPS应急电源则要求能适应各种环境;UPS控制人可以是一般用户,EPS应急电源要求专业人员操作;UPS以维护信息传输畅通为主要目的,EPS应急电源以防范重大灾难事故为主要目的,一般情况下EPS功率通常较大,设备内部的逆变器处于紧急备用状态,以防万一。
        4具体的应用情况分析
        (l)在应急照明系统的备用电源中应用,通常对上述的EPS进行选择使用。为了保证能够正常的运行应急照明系统,按照相关技术规定中对它持续工作时间和切换时间所提出的要求去做:首先,供电的中断时间应该低于5秒。然而,就关键工作区和高风险的工作区来讲,应该在位52秒以内控制应急照明供电中断时间;其次,最好选择市电,当在187一242v范围内存在着市电电压时,这样防止逆变器向着工作状态中进入;再次,将通量充足的电磁组为EPS配备出来,这样确保在中断市电供电时,保证应急照明灯能够进行1个小时以上的工作。第四,应该在24小时以内控制EPS中蓄电池的最大充电时间,在位505cA之内控制最大连续过充电电流。
        同时,还应该按照所要应用的应急照明灯具类型对EPS的输出功率进行选配:首先,一般的应急照明灯具。因为会通过有用功率来标注应急照明功率。对应的又有功率因素来标注EPS逆变器的输出功率,这样就应该用S=P/位8来表示具体选用的EPS满载输出功率。其次,当为高压气体型的应急照明灯具时,应该对低于0.2ms的EPS产品进行选择,并且其转换时间应该控制在0.2ms之内。这是由于一旦在0.2ms以上控制了高压气体等的供电中断时间之后,这样就极有可能中断或者熄灭了气体等内的放电电弧,这样一旦需要再次进行点燃,就会花费较长的时间。
        (2)就混合负荷而言,应该在12ms之内控制切换时间。并且对电阻性照明负载和电感性机电负载的比例,应该首先分别统计出来,就电感性机电负载而言,对启动电动机时的电流冲击情况要率先去考虑。对于电动机启动过程中的电流冲击,在电感性机电负载情况下要充分的进行考虑:在混合负载供电或者EPS用于电动机负载时的输出功率等于或者大于负荷总计算功率的时候,这样对最大电动机的启动需要应该有效的给予满足。
        如果电机是在没有任何降压或者变频的基础上被启动的,这样根据电机容量的5-10倍进行计算;就三角或者有星的降压启动电动机来讲,应该根据电机容量的三倍计算容量;一些电机系统属于软启动,这样需要在电机容量的两倍以上完成容量计算;就存在变频启动的电机而言,应该依据电机容量的1.2-1.4倍对容量进行计算。
        (3)输出切换应采用高可靠的自动切换输出开关(STS),使市电-逆变器能达到快速可靠的转换(转换时间<10mS)。而双路输入电源互投装置可采用电磁式自动/手动转换开关(ATS),使整个系统的技术指标分配合理化。
        5结语
        综上所述,进入21世纪以来,在经济和技术发展的推动下,为我国建筑行业的发展带来了极大的推动作用。在整个建筑结构,输配电装置在其中发挥着重要的作用。但是,因为输配电系统是一项技术性极强的工作,一旦其中出现问题,极易导致有一定的灾害出现。因此,将相应的应急电源应用到其中是非常必要的,也为促进我国建筑行业能够长久的发展打下良好的基础。
参考文献
[1]王伯荣.EPS应急电源的工程应用浅谈[J].建筑工程技术与设计,2014(24):711.
[2]吴晓雪.EPS应急电源装置改造[J].电气自动化,2015,37(2):111-114.
[3]王永法.应急电源(EPS)的基本原理及应用田[J].黑龙江科技信息,2007(085).
[4]呼小亮,王雁,杜贵府.大功率应急电源担(EPS)关键技术研究田[J].现代商贸工业,2011(11).
 

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