eps应急电源范文
时间：2023-03-28 14:03:41
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关键词：应急电源；eps；工作原理
中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：
1 概述
应急电源EPS(Emergency Power Supply)是按消防设施、应急照明、事故照明等一级负荷供电设备需要而设计的电源设备，主要包括：整流充电器、蓄电池组、逆变器、互投装置和系统控制器等部分。逆变器是核心，通常采用DSP或单片CPU对逆变部分进行SPWM调制控制，使之获得良好的交流波形输出。整流充电器的作用是在市电输入正常时，实现对蓄电池组适时充电。逆变器的作用则是在市电非正常时，将蓄电池组存储的直流电能变换成交流电输出，向负载设备持续提供稳定的电力。互投装置保证负载在市电及逆变器两种输出之间的顺利切换。系统控制器对整个系统进行实时控制，可以发出故障告警信号和接收远程联动控制信号，并可通过标准通讯接口由上位机实现EPS系统的远程监控。
EPS应急电源能在不同场合为各种用电设备供电。它适用范围广、负载适应性强、安装方便、效率高。采用集中供电的应急电源可克服其他供电方式的诸多缺点，减少不必要的电能浪费，在应急事故、照明等用电场所。
2 EPS应急电池工作原理
EPS应急电源主要采用单体逆变技术，集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体，系统内部设计了电池检测、分路检测回路，其他主要部件的工作原理如图所示，智能化应急电源，采用后备式运行方式。
（1）当市电正常时，由市电经过互投装置给重要负载供电，同时进行市电检测及蓄电池充电管理,然后再由电池组向逆变器提供直流能源，市电经由EPS的交流旁路和转换开关所组成的供电系统向用户的各种应急负载供电，逆变器在EPS的逻辑控制板的调控下处于自动关机状态，也就是说用户使用的实际电源是来自电网的市电。
（2）当市电供电中断或市电电压超限(±15%或±20%额定输入电压)时，互投装置将立即投切至逆变器供电，在电池组所提供的直流能源的支持下，此时，用户负载所使用的电源是通过EPS的逆变器转换的交流电源，而不是来自市电。
（3）当市电电压恢复正常工作时，EPS的控制中心发出信号对逆变器执行自动关机操作，同时还通过它的转换开关执行从逆变器供电向交流旁路供电的切换操作。此后，EPS在经交流旁路供电通路负
载提供市电的同时，还通过充电器向电池组充电。
3 EPS应急电源的种类
(1)按照输出方式划分可分为：直流输出型、交直流混合输出型和交流输出型。
(2)按照运行方式划分可分为：冷后备式、热后备式、在线式。
(3)按照负载特性划分可分为：应急照明电源和(消防)设备应急电源。
4 EPS应急电源特点
EPS应急电源，具有一定先进性和实用性，可以实现微机监控和处理，对消防应急照明、卷帘门、消防电梯、水泵、排烟风机等消防设施实现自动控制。该产品多用于高层建筑、机场、电信网络机房、医院、重要场馆等，具有以下特点：
(1)电网有电时处于静态，无噪音，小于60dB，不需排烟、防震处理；
(2)自动切换，可实现无人值守，电网与EPS电源相互切换时间为0.1s一0.25s；
(3)带载能力强，EPS适合电感性、电容性及综合性负载的设备，如消防电梯、水泵、风机、应急照明等；
(4)性能稳定，使用可靠，在重要场合可以采用双机热备方式，确保事故和火灾情况下供电可靠，主机寿命可达20年以上，电池5年―lO年以上；
(5)适应恶劣环境，可放置地下室或配电室，可以紧急应对负载使用场所，减少供电线路；
(6)大功率用电设施，可直接与电机相联变频启动后，再进入正常运行状态；
(7)应急备用时间，标准型为60min(有延时接口)。
5 EPS应急电源与同类产品的比较
5．1 UPS应急电源与EPS电源的区别及比较
UPS为不间断电源(Uninterruptible Power System)的英文缩写，其注重的是供电参数中的“不间断”。实现方式为整流一逆变在线运行，蓄电池与逆变器直流母线无断点，从而保证了输出电源的连续性，其工作原理为当网电正常时，将网电整流为直流，为逆变器供电，逆变器在线长期运行为负载提供电源，当网电故障时，虽然网电整流的直流电源消失，但蓄电池仍然继续为逆变器供电。UPS是靠在线运行是实现不间断供电的，其整流以及逆变环节的损耗为10％一15％，以热量的形式散发。
UPS的特点是输出精度高、转换时间快，同时造价较高，平时能耗大，主机寿命约为8-10年，主要使用于计算机、程控交换机、数控处理系统等精密电子仪器等领域。而EPS有点类似于后备式的UPS，平时逆变器不工作，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。通常采用接触器转换，切换时间均为0.1～0.25S。其优点是结构较简单，造价较低，工作能耗小无噪音，主机寿命长（15-20年），适用于消防、应急照明、动力等应急场所。
5．2 柴油发电机与EPS的区别与比较
柴油发电机是以柴油为原料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。柴油发电机一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、启动和控制使用的蓄电瓶、保护装置以及应急柜等部件组成。柴油发电机一般输出功率为12-2000kW的范围。
柴油发电机是以柴油作为原料，发电机一般储存3-8h的燃料，并可以根据实际情况进行补给，因此柴油发电机的持续供电时间很长。柴油发电机是相当可靠的，一般在市电断电后10-15S内，机组可以自动启动，紧急情况下也可以采取手动启动。
相对而言，柴油发电机主要优势在于主机使用时间长，不需要对设备进行二次更换，且持续供电时间长。而EPS应急电源主要优势在于其应急反应时间短，运行成本低，且无排放、无噪音。
6 EPS应急电源的应用
（1）EPS应急电源系统一般的备用供电时间为30min-120min（增加供电时间须增加蓄电池容量，同时也增加体积，增加造价），因此，应强调EPS是一种应急电源产品，不是长时间性质的备用电源，它只用于当正常电源故障时，维持重要负载的供电可靠性，保证重要负荷在一段时间内或规定范围内供电的连续性。所以，对正常电源供电可靠性较差的场所，EPS应急电源不能用作设备的备用电源。而应选用柴油发电机组成或UPS作为备用电源。由此可见，EPS应急电源最适合用于消防用电设备的备用电源。
（3）当一级负荷容量不大仅为照明或电话站负荷，又难于从电力系统或临近单位取得第二低压电源，且要求连续供电时间低于时，可设EPS作为应急备用电源。
（4）一级负荷中的特别重要负荷允许中断时间大于0.2S时，可设EPS作为应急电源。
（5）分散的小容量一、二级消防负荷，如消防水泵、防排烟风机、应急照明等，可采用一路市电加EPS或采用一路电源与设备自带的蓄（干）电池（组）在设备处自动切换。
（6）由于EPS无排气、排烟、无噪音、无振动、对环境无污染，所以对于有环保要求而不宜选用柴油发电机组的场所，可选用EPS应急电源。
（7）对于改造工程，柴油发电机组无法设置场所，可选用EPS应急电源。
7EPS应急电源的应用前景与展望
随着社会的进步和发展，环境要求的不断提高，消防安全也越来越被人们重视。EPS以其特有的优越性将被越来越多的人们认识，EPS消防应急电源作为一种可靠的应急供电源，可以灵活的运用在消防供电回路末端、个别重要场合等。EPS应急电源的使用，为消防安全提供了更有力的保障。
参考文献：
[1]白进存.浅谈应急电源EPS的工作原理[J]．价值工程，2010
[2]牛彩霞.EPS应急电源及应用选配[J]．科技信息，2009
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关键词：应急电源；EPS；应急电源工作原理
中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 16-0000-01
一、概述
随着科学技术与经济的快速的发展，社会对电力的依赖程度越来越高，特别是高层建筑的对供电要求依赖越来越大。所以有关电气规程和国家标准规定，一类高层建筑应按一级负荷供电。一级负荷供电的一般为：电视台、广播电台、民用机场、火车站、银行、县（区）级以上医院、市（地区）及以上气象台、重要办公建筑、高等院校和科学院的重要实验室，大型博物馆以及计算中心等。常用的应急电源有：（1）独立于正常电源的发电机组；（2）供电网络中有效地独立于正常电源的专门供电线路；（3）蓄电池。”在现行的电网供电网络中，采用主备路供电的，当发生大面积停电事故时，两路电源均不能供电。因此近年来，含蓄电池的EPS应急电源作为独立于电网之外的备用电源，被广泛应用。
二、EPS的工作原理
EPS应急电源广泛意义上是指正常供电电源中断时，可以向用户的重要负载进行短时供电的独立应急电源装置（EPS：Emergency Power Supply）。EPS应急电源采用单体逆变技术，集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体。其中逆变器是核心，通常采用DSP或单片CPU对逆变部分进行SPWM调制控制，使之获得良好的交流波形输出；整流充电器的作用是在市电输入正常时，实现对蓄电池组适时充电；逆变器的作用则是在市电非正常时，将蓄电池组存储的直流电能变换成交流电输出，供给负载设备稳定持续的电力，持续供电时间的长短取决于蓄电池容量的大小；互投装置保证负载在市电及逆变器输出间的顺利切换；系统控制器对整个系统进行实时控制，并可以发出故障告警信号和接收远程联动控制信号，并可通过标准通讯接口由上位机实现EPS系统的远程监控。系统内部设计了电池检测、分路检测回路。
EPS应急电源的主要设计思想是在市电突然中断时提供安全可靠的应急电力供应，有效避免发生灾害时的人身伤亡和财产损失为原则。因此，在设计EPS时应着重考虑其安全性、可靠性、适用性及合理性。（1）当市电正常时，由市电经过互投装置给重要负载供电，同时进行市电检测及蓄电池充电管理，然后再由电池组向逆变器提供直流能源。在这里，充电器是一个仅需向蓄电池组提供相当于10%蓄电池组容量（Ah）的充电电流的小功率直流电源，它并不具备直接向逆变器提供直流电源的能力。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用户的各种应急负载供电。与此同时，在EPS的逻辑控制板的调控下，逆变器停止工作处于自动关机状态。在此条件下，用户负载实际使用的电源是来自电网的市电，因此，EPS应急电源也是通常说的一直工作在睡眠状态，可以有效的达到节能的效果。这一点明显有别于UPS。（2）当市电供电中断或市电电压超限（±15%或±20%额定输入电压）时，互投装置将立即投切至逆变器供电，在电池组所提供的直流能源的支持下，此时，用户负载所使用的电源是通过EPS的逆变器转换的交流电源，而不是来自市电。（3）当市电电压恢复正常工作时，EPS的控制中心发出信号对逆变器执行自动关机操作，同时还通过它的转换开关执行从逆变器供电向交流旁路供电的切换操作。此后，EPS在经交流旁路供电通路向负载提供市电的同时，还通过充电器向电池组充电。
三、EPS应急电源的分类
按照输出方式划分为：直流输出型、交直流混合输出型和交流输出型；
按照运行方式划分为：冷后备式、热后备式、在线式；
按照负载特性划分为：应急照明电源和（消防）设备应急电源；
四、EPS应急电源的选择
EPS的选型应按负载特征、负荷大小、允许中断供电时间及相关国家标准确定。为应急照明负载选择EPS时，应根据国家消防应急照明标准，满足以下要求：（1）向普通应急照明灯供电EPS的供电中断时间
普通照明灯具负载选择EPS输出功率时应按实际总功率1：1选择；有日光灯或高压气体灯具负载，考虑到启动冲击电流的因素选择EPS容量时应适当加大，一般按1.3～1.5倍实际功率选择。
应急照明/动力混合型负载或应急动力型负载选择EPS时，选用EPS的容量必须同时满足下列条件：第一，负载中最大的单台直接启动的电机容量，只占EPS容量的1/7以下。第二，EPS容量应是所供负载中同时工作容量总和的1.1倍以上。第三，直接启动风机、水泵时，EPS的容量应为同时工作的风机、水泵容量的5倍以上。第四，若风机、水泵为变频启动，则EPS的容量为同时工作的电机总容量的1.1倍。第五若风机、水泵采用星―三角降压启动，则EPS的容量为同时工作的电机总容量的3倍以上。
五、结束语
随着社会的进步和发展，消防意识也越来越被人们重视。EPS以其特有的优越性将被人们认识和采用，伴随科学技术的进步，EPS产品也会日益完善，尽可能的满足各种运行要求，适应更加广泛的负载及使用场所。在工程中，它可以灵活的运用在消防供电回路末端、个别重要场合等多种情况。在选择应急电源上，不再只局限于柴油发电机、UPS等，因为它们各自的特点分别适用于不同的工程，这将为整个社会的安全提供更有力的电力保障。
参考文献：
[1]GB17945-2000国家标准（消防应急灯具）.
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随着全国各高校的扩大招生，学生公寓的建设也如雨后春笋，做为人员密集场所的学生公寓，一旦发生火灾事故，将造成重大的人员伤亡、经济损失及政治影响。而在火灾事故中，照明系统断电的紧急状况下人员疏散是一个很现实和重要的问题，由于火灾应急照明系统涉及到人身安全的问题，所以选择安全、可靠、经久、耐用的应急照明电源是至关重要的。
1 应急照明的种类及通常作法
1.1 应急照明的种类
所谓应急照明，是指在正常照明系统因电源发生故障，不再提供正常照明的情况下，供人员疏散、保障安全或继续工作的照明，包括：备用照明、疏散照明、安全照明。
备用照明：在正常照明电源发生故障时，为确保正常活动继续进行而设置的应急照明。
疏散照明：在正常照明电源发生故障时，为使人员在火灾情况下，能从室内安全撤离至室外（或某一安全地区）而设置的应急照明。
安全照明：在正常照明电源发生故障时，为确保处于潜在危险的人员安全而设置的应急照明。
1.2 应急照明的通常作法
实践中火灾应急照明系统作法比较普遍的有三种：
采用浮充蓄电池灯作为应急照明灯；
采用双电源切换箱作为应急照明供电电源；
采用带蓄电池的集中浮充应急照明箱（EPS电源）。
2 应急照明系统三种通常作法的比较分析
2.1 浮充蓄电池灯
供电可靠性高、转换迅速、增减方便、电池损坏影响面小；初投资费用较高每年都需要重复投资、由于质量及管理原因，一般寿命在一年左右、需要人工定期逐个充放电、无故障监视报警、损坏不能及时发现、不能保证急时急用、持续照明时间一般在45分钟左右、运行管理及维护要求高。
2.2 双电源切换箱
成本较低、寿命较长、单箱控制面积较大，供电时间足够长、系统易用性强；对供电电源和线路的可靠性要求较高，如果两路电源均出现问题就不能保证应急照明的要求。
2.3 带蓄电池的应急照明箱
节省初次投资，避免重复投资、成本较低、免维护，性能非常可靠、维修维护工作量少、集中故障监视报警、保证及时可靠投入使用、电池寿命较长，一般在5年以上，循环充放电至少500次，主机寿命在20年以上、产品安装调试后能在火灾恶劣环境下或其它应急场所连续工作90分钟、单箱控制面积较大、供电时间可根据实际负荷来改变电池组的容量、电源部分设计灵活、使用用途可以延伸。
根据《民用建筑电气设计规范》相关条款要求，应急照明即可满足做为照明的一般要求，又要满足应急作用的特殊要求；即要在紧急状态下照明，同时又要保证常年安装在建筑物内安全、可靠地处于良好的应急状态。综合以上分析，可以看出选择EPS应急电源作为学生公寓火灾应急照明电源在安全性和可靠性等方面所特有的优越性。
3 EPS应急电源的工作原理及技术参数
3.1 EPS应急电源的工作原理
应急电源是采用最新电力电子产品及应用技术,以单片机系统及专用控制芯片为核心的智能化集中供电电源。后备式运行方式及智能化检测保证了逆变主机和蓄电池组可靠运行。特有的阶越处理单元能够有效识别阶越冲击，避免了在全负载强切及联动控制时的保护误动作。配备标准控制反馈接口，与用户通讯更加便捷。人性化联动控制功能使用户从现场维护控制中彻底解放。应急电源可根据情况单/双路、单/三相电源输入，提供单、三相应急输出。在市电正常时，EPS通过它的交流旁路向负载供电，在市电供电中断或市电电压或频率超限时，则是由EPS中的逆变器来供电。
EPS应急电源原理框图
3.2 EPS技术参数
名称 应 急 电 源
输
入 电压 AC380／220V±25％或AC220V±20％
相数 单相或三相四线＋PE
频率 50HZ±5％
输
出 功率 0.5KW～400KW
电压 AC380／220V±5％或AC220V±5％
波形 正弦波
频率 50HZ±0.5 HZ
过载能力 120％正常运行，强启状态为150％
转换时间 0.02S―0.5S（可整定，特殊需要≤15ms）
电池 免维护密封铅酸蓄电池
应急时间 ≥90分钟
保护 短路、过载、欠过压、超温保护
效率 应急供电时：≥95％
噪音 小于55dB
运行环境 温度：－20℃～＋40℃；相对湿度：≤90％
适应负载 阻性、容性、感性、混合
4 照明系统EPS应急电源接线举例
4.1 双电源输入常明供电方式
4.2 单电源输入常明供电方式一
4.3 单电源输入常明供电方式二
随着社会的进步和发展以及消防要求的提高，消防安全也越来越被人们重视，同时对学生公寓这类人员密集场所提高应急保障能力的要求也越来越高，EPS应急电源以其特有的寿命较长、性能可靠、火灾恶劣环境下连续照明时间长、安装灵活等优点将被人们认识和采用，将为广大学生以及整个社会的消防安全提供强有力的保障。
参考文献：
〔1〕JGJ／16―2008.《民用建筑电气设计规范》
〔2〕GB50034-2004.《建筑照明设计标准》
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关键词：EPS、应急电源、工作原理
中图分类号：TN86文献标识码： A
随着科学技术与经济的进步和发展，社会对电力的依赖程度越来越高，特别是对那些重要、关键的电力负荷，一旦中断供电，往往会导致非常严重的甚至灾难性的后果。同时，人们的安全意识和对突发事件的防范意识也在迅速提高，应急供电系统越来越受到人们的重视，近年来，含蓄电池的EPS应急电源作为独立于电网之外的备用电源被广泛应用于各种工程之中。
1.EPS的发展
EPS应急电源系统是Emergency Power Supply的缩写，是满足消防行业的特殊要求的应急电源。我国EPS的发展是起源于火灾报警及电网突发故障时，为确保消防联动和电力保障的需要，它能及时提供逃生照明和消防应急，保护用户生命或财产安全，其产品技术要求受公安部消防认证监督(GB17945-2000)，并接受安装现场消防验收。
2.EPS的工作原理
EPS应急电源由充电器、逆变器、蓄电池、隔离变压器、切换开关、监控器和显示、保护等装置及机箱组成。
图1EPS工作原理图
(1)当市电正常时，由市电经过互投装置给重要负载供电，同时进行市电检测及蓄电池充电管理，然后再由电池组向逆变器提供直流能源。在这里，充电器是一个仅需向蓄电池组提供充电电流的小功率直流电源，它并不具备直接向逆变器提供直流电源的能力。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用户的各种应急负载供电。与此同时，在EPS的逻辑控制板的调控下，逆变器停止工作处于自动关机状态。在此条件下，用户负载实际使用的电源是来自电网的市电，因此，EPS应急电源也是通常说的一直工作在睡眠状态，可以有效的达到节能的效果。
(2)当市电供电中断或市电电压超限时，互投装置将立即投切至逆变器供电，在电池组所提供的直流电源的支持下工作，此时，用户负载所使用的电源是通过EPS的逆变器转换的交流电源，而不是来自市电。
(3)当市电电压恢复正常工作时，EPS的控制中心发出信号对逆变器执行自动关机操作，同时还通过它的转换开关执行从逆变器供电向交流旁路供电的切换操作。此后，EPS在经交流旁路供电通路向负载提供市电的同时，还通过充电器向电池组充电。
(4)除用于应急照明系统的EPS外，三相智能化变频EPS应急电源能为一级负荷中的电动机提供一种可变频的应急电源，方便解决了电动机的应急供电及其启动过程中对供电设备的冲击影响。其原理如下图2所示。市电正常时，经逆变/变频器直接驱动电动机负荷。市电不正常时，由控制回路检测并控制K闭合，切换到蓄电池组供电，经逆变/变频器驱动电动机。
图2 变频输出EPS原理图
3.EPS产品的特点
市电有电时，处于等待状态，无噪音；无市电时，逆变器工作，噪音小于60dB，不需排烟、防震处理， 而且具有无公害、无火灾隐患等特点。
(1)自动切换。市电供电与EPS电源供电相互切换时间均为0.1～0.25s，高端机可实现无人值守，网上监控；
(2)带载能力强。EPS适应于混合性负载的设备,如电梯、水泵、风机、应急照明等。使用可靠、一般主机寿命长达20年以上;
(3)适应恶劣环境。可放置于地下室或配电室，甚至建筑竖井里。可以紧邻应急负荷使用场所就地设置，减少供电线路，做到最有效的末端切换；
(4)对于某些功率较大的用电设施，如消防水泵、风机，EPS可以直接与电机相连做成动力控制型应急电源，可省去电机的软启动和控制箱等设置，同时可选用最经济的功率因数，从而体现较好的经济性；
(5)应急备用时间：标准型为照明：90min，动力：120min；有延时接口，可长可短。
4.EPS容量的选择
选用EPS的容量必须同时满足以下条件：
（1）负载中最大的单台直接启动的电机容量，只占EPS容量的1/7以下。
（2）EPS容量应是所供负载中同时工作容量总和的1.1倍以上。
（3）直接起动风机、水泵时，EPS的容量应为同时工作的风机、水泵容量的5倍以上。
（4）若风机、水泵为变频起动，则EPS的容量为同时工作的电机总容量的1.1倍。
（5）若风机、水泵采用星-三角降压起动，则EPS的容量应为同时工作的电机总容量的3倍以上。
5.EPS订货时需注意问题
由于EPS产品是随设计的不同需求而变化的产品，所以在定货时对每个规格品种应做如下说明：
(1)输入路数：是双路进电还是单路进电；
(2)输入相数：是单相还是三相；
(3)负载总容量及安装方式：指一台EPS的负载总容量，小功率EPS是暗装镶嵌式、明装壁挂式还是明装落地式；
(4)负载种类：是做照明用还是做动力用，即负载特征；
(5)应急备用时间：要求EPS应急供电的时间；
(6)输出支路数及种类：指要求输出多少回路，是持续性输出还是非持续性输出；
(7)是否要求有消防联动及支路数；
(8)进出线位置与方式及进出线孔尺寸；
(9)机箱颜色；
(10)其它要求：上述要求之外还有何要求。
6.结 论
随着社会的进步和发展，环境要求的不断提高，安全也越来越被人们重视。EPS以其特有的优越性将被越来越多的人们认识，EPS应急电源作为一种可靠的应急供电源，可以灵活的运用在供电回路末端、个别重要场合等。EPS应急电源的使用，为紧急状态下人们的生命和财产安全提供了更有力的保障。
7参考文献
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关键词:EPS;PWM整流器;蓄电池;电源;MATLAB
中图分类号:TP15文献标识码:A
1 EPS应急电源
工程供电设计中对于一､二类重要负荷需要考虑供电连续性的措施｡除了双电源,双回路供电外,还需配有应急电源｡应急电源是与电网在电气上独立的各种电源,包括柴油发电机组和蓄电池,其中蓄电池又分为EPS(Emergency Power Supply)和UPS(Un-interruptablePower System)｡
EPS应急电源是以CPU为核心,加上整流充电模块､逆变放电模块､旁路切换模块和蓄电池组成的智能供电模块,采用电子集成模块化结构的强弱电一体化系统,是一种高科技环保产品｡它在紧急的情况下作为重要负荷的第二或第三电源供给,可望替代不少场合的柴油发电机组和UPS｡其特点是,采用智能芯片控制,维护简单,自动操作,市电异常时,一般指市电小于187V或高于242V,自动切换,切换时间小于0.5S,可无人值守;采用IGBT逆变桥PWM控制,供电电压稳定,逆变频率稳定,波形好;平时处于睡眠状态(浮充),逆变桥不工作,电能损耗小,放电效率高｡主要适用于电梯､消防､安防､应急照明､医院手术室和实验室等重要场合｡传统的EPS采用后备式结构,如图1所示:
计算技术与自动化2007年6月第26卷第2期王坤林等:基于高频整流模式新型EPS及工作原理分析随着现代电力电子技术的发展,高频技术的不断成熟,新型EPS应急电源悄然落地｡图2是新型EPS应急电源的原理图｡可以看出,它也是后备式电源｡在结构上“充电电路”与“逆变电路”合并为一个整流/逆变电路,即PWM整流器｡它能够实现传统的EPS充/放电的功能,具体的工作过程是这样的:当市电正常时,Ks合并,即市电同时给负载和电池供电,PWM整流器工作于整流状态,蓄电池浮充｡当市电异常时, Ks断开,由电池给负载供电,PWM整流器工作于逆变状态,蓄电池放电｡同时,检测蓄电池端电压,直到端电压下降到放电终止电压时,即蓄电池放电完毕,自动关闭PWM整流器｡
2 新型EPS应急电源理论基础
新型EPS应急电源是以IGBT变换器为基础,高频整流技术为理论根据发展起来的｡高频整流技术,即PWM整流器,采用全控型开关管取代传统的半控型开关管或二极管,以PWM斩控整流取代了相控整流或不控整流,具有以下几大优点:
1) 电能双向传输｡
2) 交流侧电流为正弦波｡
3) 整流时,交流侧功率因数可控(如单位功率因数控制)｡
4) 较快的动态控制响应｡
显然,由于电能的双向传输,PWM整流器就已经不是传统意义上的AC/DC或DC/AC变换器了,当PWM整流器从电网吸收电能时,其运行于整流工作状态,作为整流器工作;而当PWM整流器向电网传输电能时,其运行于逆变状态,作为逆变器工作,所以PWM整流器是集整流与逆变于一身的新型变换器｡PWM整流器模型电路图如图3所示:
中E为电网电压,L是网侧电感,R是网侧等效电阻｡交流侧电压具有如下关系
E=VL+RI+V (V为变换器交流侧电压)
在稳态条件下,各电压的矢量关系如图4所示｡电网电压E作为实轴坐标系,即有功分量｡从图上可知,RI,VL都是由电流I决定的｡控制电流矢量I与E的夹角φ就可以进行网侧功率因数控制,当电流矢量I在第一､四相限时,有IE唱cosφ>0,PWM整流器吸收电网有功功率,此时PWM整流器是真正意义的整流器;当电流矢量I在第二､三相限时,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的功能应该满足传统EPS的全部功能和蓄电池的充电要求｡蓄电池理想充电电流是指数下降的[1],这里所说的蓄电池是指应用在消防电源中的阀控铅酸蓄电池｡一般情况下,蓄电池的充电过程可分恒流充电,恒压充电和浮充三个过程｡当市电异常时,蓄电池放电给负载供电,PWM整流器进入逆变放电状态,即无源逆变过程｡
蓄电池在使用过程中,容量是不断下降的,当电池容量衰减至初始值的80%时,进入快速失效期,容量衰减加快,普遍认为容量低于初始值的80%的蓄电池为失效电池[2]｡所以电池容量检测是至关重要的｡根据PWM整流器能量双向传输的优点,可以采用放电法进行容量检测,并把所放出来的电放回电网,既安全,又高效｡具体的过程是这样的:
当系统工作过程转入容量检测过程后,控制放电电流为一恒定负值I唱(充电方向为正)｡此时,蓄电池作为电源,电网作为负载,PWM整流器工作在有源逆变状态｡当电流稳定到给定值I唱后,开始计时｡同时,循环检测各单节电池电压,有任一个单节电池电压低于规定值时,放电完毕,读取放电时间T｡那么电池容量就是I*T(安时)｡当测量完成后,马上对蓄电池进行充电,减少电网突然断电的危险性｡
可见,新型EPS的工作过程可分为如下五种:恒流充电过程､恒压充电过程､浮充过程､无源逆变过程和有源逆变过程｡
3.2 工作原理仿真分析
根据新型EPS五个工作过程的特点,下面采用直接电流双环PID控制方案,利用MATLAB的Simulink强大的仿真功能,对各个工作过程进行仿真研究,给出PWM整流器直流侧与交流侧的电压/电流仿真波形图,并进行简单分析｡
3.2.1 恒压充电与浮充仿真分析
恒压充电与浮充的控制方案都是交流电流内环和直流电压外环的双环结构,只是参数不一样,结构完全一样,在此,就不分开讨论｡图6是仿真结构图｡蓄电池在充电过程中,对电网来说,蓄电池是一个负载,位功率因数控制时,PWM整流器网侧电流跟踪电压信号｡从图7和图8中可以看出,蓄电池充电初期,电流幅值较大,当t=0.1s时,电流幅值减少,蓄电池端电压达到稳态值;当蓄电池由恒压充电到浮充电(电压稍降)时,蓄电池有短暂的放电过程,即t=0.25s处电流与电压反相;蓄电池进入浮充状态后,充电电流明显降低｡
3.2.2 恒流充电与有源逆变仿真分析
恒流充电与有源逆变的控制方案都是交流电流内环和直流电流外环的由双环结构,也一起讨论｡图9是仿真结构图｡图10和图11是40A的恒流充电到40A放电的仿真电压/电流波形｡在恒流充电过程中,交流侧电压与电流同相,蓄电池吸收电网能量;在有源逆变过程,交流侧电压与电流反相,蓄电池给电网供电,控制放电电流为一给定值,可以进行蓄电池容量测量｡
3.2.3 无源逆变仿真分析
无源逆变即电网异常时蓄电池给负载的供电过程,跟其它一般逆变控制方案相同,控制输出交流电压的频率与幅值稳定｡图12是无源逆变仿真结构图,图13是无源逆变时逆变输出的电压/电流波型｡从图中可以看出,当t=0.2s时,并联一个电阻负载,模拟负载的扰动,逆变电压的波形也基本不变,可见逆变电源有一定的带负载能力,鲁棒性较好,达到理想的控制效果｡
图12 无源逆变仿真结构图[JZ)]
图13 无源逆变输出电压/电流波形[JZ)]
4 结束语
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关键词：公路隧道；消防负荷；供配电；方案设计；配电线路；二级负荷 文献标识码：A
中图分类号：U453 文章编号：1009-2374（2017）11-0190-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.096
公路隧道是在山体下面或者地表下层的重要交通道路，由于其位置的特殊性，因此在施工建设过程中，对供配电的要求标准也越来越高。随着公路隧道内各种功能的不断完善，其涉及到的电气部分内容也变得复杂多样。考虑到公路隧道的消防安全问题，一般公路隧道内部都使用消防设备。消防设备的正常使用，需要一套设计合理运行平稳的供配电系统。基于此，在本文的研究过程中，对公路隧道供配电设计中的消防类负荷的设计方案进行深入研究，提出了一些合理的解决方案和措施，希望可以对提升公路隧道消防类负荷的安全用电，起到一定的参考借鉴作用。
1 公路隧道中的消防类负荷
公路隧道中的消防类负荷较多，如应急照明、排烟风机、消防管道电伴热带、消防补水水泵、车型横洞防火卷帘、火灾自动报警系统、紧急电话与广播、交通监控系统等。其中除了消防管道电伴热带属于一级负荷，消防补水泵属于二级负荷，其他都属于一级负荷中的特别重要负荷。
2 各级负荷的供电要求
根据用电设计施工规范，对消防类电源的要求标准，不同级别的负荷供电如下面几种：具体负荷分级需要根据《供配电系统设计规范》《火灾自动报警系统设计规范》《公路隧道设计规范第二册交通工程及附属设施》等确定。
2.1 一级负荷设备的供配电做法
隧道一级负荷应采用双电源供电模式，当一个电源发生故障时，另一个电源应不至于同时受到损坏。一级负荷容量不大时应优先采用从邻近的电力系统取得第二低压电源，亦可采用应急发电机组作为备用电源。对于隧道一级负荷别重要负荷，除上述两个电源外，还必须设置不间断电源装置，作为应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。
2.2 二级负荷的供电系统
二级负荷类消防设备，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。
3 备用电源和应急电源的设计
第一，有一级负荷的变电站，在供配电方案设计时，必须要使用双电源，使用的双电源最好是直接从电网获取，如果在电网中只可以获得一路市电，则另一路可以使用柴油发电机满足。
第二，针对一级负荷中的重要负荷，在供配电设计方案时，要在负荷前短设置UPS或者EPS。
第三，在实际公路隧道中，对于消防类负荷的供配电设计，要遵从如下三个方面的设计细则：（1）对于500m以下的隧道，可以不用设置应急照明，如果没有隧道监控、电光标志等负荷，就说明没有一级负荷的供电需求，在这种情况下，无需配备柴油发电机；（2）如果是公路隧道内部有排烟风机、消防加压水泵、应急照明、火灾报警、隧道监控等任意一项设备，则说明隧道内的变电站需要两路电源。对于消防补水泵，在实际隧道中，要灵活掌握其用电情况，设置柴油发电机；（3）公路隧道内的应急照明、电光标志、火灾报警、隧道监控等一级负荷中的特别重要负荷，在设计供配电方案时一定要设置应急电源。应急电源的方式主要是EPS和UPS两种。
其中，应急电源在设置时，要遵循如下设置原则：公路隧道内的应急照明应该优先采用EPS作为其应急电源，在出现意外情况时，进行电源切换，时间不能超过3ms操作的电源，只可使用UPS作为电源，另外，还可以从电压互感器进行引电。对于那些要求不能中断的供电要求，例如监控、通信的负荷用电，需要使用UPS作为其应急电源。
4 EPS与UPS设置的区别
公路隧道中的电源设置，需要根据其不同的特点，进行合理分析，并做好其各自供负荷的设置。UPS是一种不间断供电，而EPS是一种非在线式电源，不过这种电源允许有一定的切换时间。这两种电源方式都能作为应急电源使用，不过在具体使用方面还是存在一定区别的。
对于隧道的应急照明来说，更加适合的就是EPS，根据相关规定，对于隧道中的应急照明中断时间，不可以超过3s。在这种情况下，为了使得隧道内的各种灯光不熄灭，对于电源切换时间的要求控制在3～5ms。
如果公路隧道中的用电负荷不允许中断供电或者对中断供电时间的要求控制在毫秒级别时，就需要使用在线式的UPS供电。如果是需要保护电压的，根据有关供电要求，就需要使用互感器作为操作电源，并且要使用UPS作为分闸操作电源。不过一般情况下，使用UPS也可以作为合、分闸操作电源。
5 配电方式
5.1 树干式配电方式
公路隧道中的消防负荷供配电方式，需要根据防火分区的划分，对配电系统进行合理的规划。
篇7
日前，神舟号系列飞船指定UPS电源供应商、中国大型电源生产基地――易事特公司，在天津召开了主题为“航天品质，引领动力”的易事特绿色电源供电系统暨新产品巡展活动。旨在推广易事特高品质节能、环保绿色电源产品和解决方案，研讨用户电源系统的可靠性，将对国内各行业用户电源系统安全性提升产生深远的影响，拉动国内电源行业向节能、环保、技术创新方向发展。
易事特公司近年来将企业国际化战略发展、产品技术创新、电源产品可用性和提高用户电源系统的安全性、稳定性、可靠性作为重点，先后建起省级企业技术中心，东莞、深圳两个电源科技研发中心和国家人事部批准设立的博士后科研工作站，其中东莞智能化UPS和节能型变频电源工程技术研究开发中心被列为东莞十大工程研发中心之一。易事特公司还是国内UPS电源行业唯一一家拥有电源研发中心和博士后科研工作站的企业，因此，凭借产品技术领先、可靠品质和遍布全国二三级城市的136个办事处服务优势，易事特研发的全系列UPS电源被国家质量监督总局授予国家免检产品称号，并被评选为广东省著名商标和知名品牌。易事特公司被酒泉卫星发射中心指定为电源供应商，UPS电源被中国第九届、第十届运动会，青藏铁路、重庆亚太市长峰会指定为专用产品。同时易事特连续四年被评选为中国信息产业行业采购UPS电源首选品牌，并荣膺2006年度中国信息产业UPS电源产品用户量领先企业、政府采购10K机以下用户占有率最高企业，EPS应急电源被评选为中国信息产业节能产品。易事特在国内拥有近千万用户，同时出口东南亚、美洲、欧洲及非洲等80多个国家和地区，成为国际知名电源企业有力的竞争对手。
各行业和中小企业用户电源系统安全对UPS的需求是国内电源市场的增长点，易事特此次巡展中主要向各行业用户、系统集成商、分销商、中小企业及个人用户等重点推介该公司发展策略、服务理念及新研发并已成功服务众多用户的EPS节能型应急电源系统、神舟系列机柜集成系统、PC工作伴侣GP系列小功率UPS及500VA~800KVA全系列UPS电源应用解决方案。这些产品都是针对国内用户电源环境和用户系统安全量身打造的专业级电源产品。绿色节能型产品不仅填补了国内安全应急电源市场的空白，而且在供电系统解决方案和电源应用理念方面都领先国内电源企业，彰显其电源研发技术和企业综合实力。
EPS节能型应急电源系统是一种绿色、节能、环保型应急电源系统，它的最大特点是应急保障动力供电系统安全和低能耗的节能环保设计。
9.11事件，以及近年来相继发生的纽约、东京、莫斯科等大都市大面积停电事故过后，给人们敲响了警钟，也留下了许多沉重的思考，其中应急状态下如何保障供电、保障人身安全也成为人们思考的问题。因此，在当前城市建设中的高层建筑、大型消费场所和公共设施都把应急状态下的供电系统建设当作首要规划任务。针对如此大的市场需求，易事特组织研发人员研制出一种在应急状态下专为消防设施、大型体育场馆、高速公路、桥梁、交通遂道、高层建筑、核心交通、通讯枢纽、高空乐园、大型购物中心、商场超市等场所供电的应急电源系统，该系列产品独特设计的应急供电功能不仅能有效解决这些场所在电力不安全情况下的应急供电，保障人身安全，而且增加了绿色环保、耗能低等专业设计，能为用户节约用电成本，因此一经推出就相继被重庆亚太地区市长峰会一号工程和多个省级以上高速公路项目应用，具有极大的社会应用推广价值。
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关键词：民用建筑 应急 照明
中图分类号：TU2文献标识码： A
人民生活质量日益提高，民用建筑日益追求人性和舒适设计，建筑构造越来越趋于高层化、大型化、复杂化，一座建筑里面包含的水平和垂直交通流量越来越大。然而，当面对地震、火灾、爆炸等这些灾害时，民用建筑中的正常电源却往往发生故障或者自动断开，正常照明无法使用。
1.应急照明的定义及分类
建筑照明设计标准第 3.1.2 条规定“：照明种类可以分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明。应急照明包括备用照明、疏散照明和安全照明。”备用照明是指在正常照明失效时，用作进行正常工作或者活动而设置的照明。备用照明通常在正常照明熄灭将造成贵重物品丢失的商场或者正常照明熄灭就无法进行正常工作和活动的建筑物中应用。疏散照明是指在正常照明失效时，用作安全引导人员找到安全出口或者报警处设置的指示性照明，它又可分为安全出口标志灯、疏散指示标志灯和疏散照明灯。疏散照明通常在公共建筑的疏散楼梯间、人员密集的办公大厅或者会客大厅中应用。安全照明是指在正常照明失效时，为保证处于潜在安全中人和物的安全而设置的照明。安全照明通常在医院的手术室、抢救室等正常照明无法使用时是抢救工作不能进行的场所使用，同时也在众多人员聚集易引起人员伤亡的场所使用，如电梯内。
2. 应急照明的供电方式
2.1 分散式供电系统即每个应急灯上自带备用电源，正常电源切断后，备用电源自动启用，该系统可与正常照明系统直接接入，平时还可通过正常电源进行充电。
2.2 集中供电系统即应急灯本身不带电源，而是设置独立的供电线路和配电设备。专用集中应急电源又分为两种：集中或分区设置蓄电池组，电网独立电源供电或柴油发电机组。因为应急电源受电源切换时间和供电时间的影响，在实际设计中，建议采用两种或三种电源的组合供电方式，会更加合理、可靠。
《工业与民用配电设计手册》（第三版）根据允许中断供电时间给出了应急电源的种类，分别是：(1)独立于正常电源的发电机组，适用于允许中断供电时间为 15s 以上的供电。(2)UPS 不间断电源，适用于允许中断供电时间为毫秒级的负荷。(3)EPS 应急电源，适用于允许中断供电时间为 0.25s 以上的负荷。(4)有自动投入装置的有效地独立于正常电源的专用馈电线路，适用于允许中断供电时间 1.5s 或 0.6s 以上的负荷。(5)蓄电池，适用于容量不大的特别重要负荷。发电机组属于旋转型后备电源，UPS 和 EPS 属于静止型后备电源。静止型后备电源启动时间快、体积小、维护简单、过载能力强、保护功能完善、环保，随着成本的下降和智能化水平的提高，优势愈加明显。
民用建筑应急照明系统电源采用静止型后备电源。UPS 和 EPS 的电路结构和工作原理基本一致，但应用对象不同。UPS 主要致力于为计算机类和精密仪器等敏感类电子设备提供高品质的不间断电源（允许中断供电时间为毫秒级），用来保护用户设备或业务免受经济损失，其产品技术要求受信息产业部认证。EPS 主要致力于电网突发故障时，为确保电力保障和消防联动的需要，为消防救灾的用电设备和照明设备提供应急或者不间断电源（允许中断供电时间为 0.25s以上），保护用户生命或身体免受伤害，其产品技术要求受公安部消防认证监督，并接受安装现场消防验收。UPS 对电源的品质和零中断具有较高的要求，EPS 对电源的可靠性和过载能力、后备时间和工作环境的适应能力要求较高。民用建筑要求应急电源持续供电时间长（一般满足 90min 的供电需要）,但对供电品质、转换时间要求一般,所以应急照明系统电源选用 EPS。
民用建筑的应急照明一般包括疏散照明、备用照明。备用照明是在正常照明电源发生故障时,为确保正常工作或活动继续进行而设置的照明。《民用建筑电气设计规范》（JGJ16―2008）给出了民用建筑的备用照明及疏散照明的最低照度，要求消防工作区域备用照明的照度不低于正常照明照度。《建筑照明设计标准》(GB50034―2004)第 5.4.2 条规定：备用照明的照度不低于该场所一般照明照度值的 10%。
3. 应急照明的发展特点
3.1 低位应急照明安装技术的发展低位应急照明安装技术，不仅具有低维护、低成本和经济有效的优点，更重要的是他的安全可靠性。在相对低得天棚走廊里面，地位照明应急系统往往优于高位照明应急系统，因为着火时，靠近地面的地方烟少，氧气多，匍匐行动更易逃生。同时，低位照明应急系统采用能穿透烟的发光二极管光源、标准的白炽灯模块和高强度模块，使疏散人员更容易找到疏散通道，迅速的找到安全出口。
3.2 应急照明系统自动监测技术的广泛应用传统的手动监测方法费事费力，效率低，现在大型建筑物中大多采用自动监测技术，检查应急电源的充放电情况、灯管情况等，同时还能将建筑系统与网络系统相连，直接对得到监测结果进行分析。
3.3 集中控制型应急照明灯集中控制型应急照明灯越来越受到欢迎，在市场上占的份额越来越大。集中控制型应急灯具包括自带电源集中控制型、集中电源集中控制型和子母电源集中控制型，具有便于集中便于管理、用户自查、消防监督检查、延长灯具寿命等特点，在追求高智能化的今天，越来越受到欢迎。
4. 民用建筑中应急照明的设计要点
4.1 疏散照明的设置疏散照明的设置要全面考虑建筑物的层数、规模大小、人员多少、建筑物的功能、复杂程度等因素。遵守相关规定，要根据观察距离，确定等面的图形尺寸；安全照明往往是为某个工作区域某个设备设置，一般不要求均匀照明，而是重点照亮某几个区域或者设备，设计时应综合考虑，高效节省；备用照明应该与正常照明统一布置，断电后要继续坚持工作的场所，要将备用照明布置在重要显眼的部位。
4.2 色彩与亮度的选择要注意色彩与亮度的确定，同一种类型的照明灯，要采用统一颜色，不允许使用其他杂乱颜色；应急照明的表面照度要考虑其用途及标志的具体内容、材料透光性、灯具四周的背景色彩，要保证应急灯的亮度均匀。
4.3 应急照明设备的位置要注意应急照明设备的装设位置，什么地方要安装疏散照明装置，什么地方要安装安全照明设备，什么地方要安装备用照明设备，以及该如何安装，这些必须严格按照有关规定来，同时还要坚持灵活高效，便于操作的原则。
5. 民用建筑中应急照明的供电及控制方式
供电方式主要有：
（1）当设有 2 台以上的电力变压器时，应该与正常照明设备接入不同的变压器；
（2）仅设有一台电力变压器时，也应与正常照明设备在低压配电屏上分开；
（3）未设变压器时，应在电源进户线处与正常照明设备分开，并且不能与正常照明设备共用一个开关。在正常电源断开后，备用电源要确保能自动投入使用，并且持续供电时间不能小于 20 分钟，最好能在 30 分钟以上；应急照明必须采用瞬时点燃光源，应采用白炽灯或荧光灯作为应急电源。
应急照明一般采用三种控制方式：
（1）应急照明长明，此种方式可以在火灾发生时最大程度的不影响人员疏散，不必启动消防控制，但是耗费电量；
（2）应急照明全部采用自动蓄电池，采用这种方式照明，在发生火灾时由消防控制中心统一启动，可以节省部分电量，但是一次性投资大、维护量大；
（3）应急照明作为正常照明的一部分使用，正常照明断电后，应急照明自动启动，这是目前比较理想的方式。
总结
民用建筑的安全性能直接关乎人民的生命安全，应急照明的作为民用建筑安全性的重要组成部分，必须引起设计人员及有关部门的高度重视。在建筑物整体设计阶段，就应该将其作为重要的部分加以考虑，做到规范灵活，发挥其应有的作用。
参考文献：
[1] 呼天星. 浅谈楼房火灾应急照明设计[J].安徽建筑.2011(4).
[2] 于景霖.应急照明供电及其控制的在分析[J].安防科技.2010(5).
篇9
关键词：UPS；应急电源；建筑电气
随着时代的不断发展，电子计算机和电子通讯设备得到广泛应用，在房屋、楼宇控制、医院诊所、高校等各种工程建筑中已成为标准配置设备，随着新技术的发展，智能系统设备也提高了对供电质量的要求，电子设备的可靠稳定运行是系统安全稳定运行的主要保障，UPS电源可以提供可靠而且不间断的供电保障。因此，在控制室、数据中心，以及一些为消费者重要设备供电的场所，越来越多地安装了UPS（不间断电源）供电系统。
1UPS电源设置场所
参照相关标准和规范后可以得知：对于不允许电源瞬时中断的负荷，应设置UPS不间断电源装置供电。在工程建筑的配电设计中，UPS电源多用于保证实时数据处理系统的机房电子设备、消防安全控制室的图像显示设备（显示屏）、通信设备等重要设备的供电。
2建筑电气领域中应急电源的应用现状
目前在建筑电气领域中应用比较常见的应急电源，主要有：UPS电源、EPS电源、柴油发电机组、市电双电源几种。市电双电源转换开关（ATS）,可以做到自动切换时间为0.3-3秒；柴油发电机组一般配置自启动模块，要求在30秒内自启动成功；EPS电源的转换时间一般＜0.25秒。以上几种均存在一定时长的应急切换时间，无法满足“不允许电源瞬时中断的负荷”重要设备的供电安全保障。在工作实践中，尤其需要认真区分UPS和EPS。EPS（EmergencyPowerSystem）是一种允许短时电源中断的应急电源装置，一般情况是作为消防或生产在紧急情况下使用的电源，例如在人多、出口少、自然光源有限的高层建筑、商场、医院、地下防空工程等场合。UPS(UninterruptiblePowerSystem)不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器、整流器为主要组成部分的恒电压、恒频率的不间断电源。其主要作用是通过UPS系统，对计算机网络系统或其他电力电子设备可靠而不间断地进行供电。UPS和EPS的基本原理基本相同，两者都使用蓄电池作为储能备用电源。但由于负载的特性不同，转换时间和应用场合也不同。EPS供电对象是电力保障及消防安全，负载性质为感性、容性等非线性负载或兼而有之，而且有些负载是停市电后才投入工作的，因而要求EPS能提供很大的冲击电流，要求输出动态特性要好，抗过载能力更强，转换时间要求不高。UPS供电对象是电子计算机及网络设备，负载性质为容性负载和阻性负载。要求UPS可以提供恒电压、恒频率的不间断电源，转换时间要求高，甚至不允许有转换时间。UPS电源可以解决和排除电源断电、电源浪涌、电压波动、频率波动、谐波失真等多种电网缺陷和故障，因此在工程建筑电气领域得到更加广泛的应用。
3UPS电源的分类和特点
3.1按照市电正常时逆变器的工作状态分类
一般可分为后备式UPS电源、在线交互式UPS电源和双转换在线式UPS电源。(1)后备式UPS电源：当市电供电正常时，市电电源向负载直通供电。当市电电压波动幅值超过其工作允许范围或断电时，由机内逆变器电源向负载提供方波稳压电源。后备式是针对逆变器而言的，当市电供电正常时，机内的逆变器电源并没有工作，处于关机待命状态，逆变器仅在市电供电不正常时，才启动运行。后备式UPS的优点是结构比较简单、体积小、成本低，输入电流电压工作范围窄，输出电压精度低；输出功率一般在2000VA以下。转换时间一般为5-10毫秒。(2)在线交互式UPS电源：当市电正常时，市电电源向负载直通供电，当市电电压略低或略高时，在UPS电源的逻辑控制电路作用下，将市电电源经内置稳压器稳压后输出；当市电异常或断电时，逆变器启动工作，转为电池逆变供电输出。市电恢复正常后，UPS逆变器反方向运行工作，切换为整流器为蓄电池充电。在线交互式UPS的优点是允许输入电流和电压幅值范围宽，噪音较低，体积较小。输出波形为正弦波形，但精度较差，也有一定转换时长。(3)双转换在线式UPS：市电正常时，机内整流器将市电交流电源整流转换为直流电源，对蓄电池组进行补充电，同时提供给逆变器，经逆变器转换为交流电源，为负载提供交流电源。工作期间，输入的市电交流电源经整流器转换为直流电源，再经逆变器转换为交流电源输出，经过两次“转换”，也就是所谓的“双转换”。当市电出现异常或断电时，逆变电源由蓄电池组提供直流电源，经逆变器转换为交流电源后输出；系统运行工作期间，逆变器一直在线不间断运行，从而保证输出不间断。双转换在线式UPS的优点是逆变器始终在线运行，无转换时间；具有很宽的输入电流和电压允许幅值范围；输出电压精度较高；适用于供电规范和要求较高的场所，但相比另外两种，总体造价较高。随着科技的发展和电子技术的成熟，现阶段输出功率3000VA以上的UPS应用基本为双转换在线式UPS。
3.2按照UPS电源系统后备时间分类
按照UPS系统后备时间，UPS电源一般分为标准机和长延时机。标准机内置蓄电池组，一般配置小容量电池，后备延时时间一般为5-10分钟，可以满足系统存盘和正常退出。长延时机，需要另外配置蓄电池组，用户可以根据自己需要的后备延时时间来选用不同容量的蓄电池组，比如延时0.5小时、1小时、2小时或者更长时间等等。
4UPS电源容量的确定与输入交流电源系统的要求
一般根据用户需求和设计图纸，明确UPS电源所要供应的用电设备，统计机房内设备总数，分别根据设备铭牌标称功率和经验估算，计算出设备总负载，预留一定比例冗余容量，从而确定UPS电源系统容量。鉴于UPS电源适用于容性负载和阻性负载的特性，在对用电负载进行统计分析时，首先需要明确用电设备的分类，重点要区分容性负载（如计算机类设备）和感性负载（日光灯、机房空调等），感性负载最好不要由UPS电源供电，直接由市电供电。UPS可为机房负载设备提供输出精度高、波形偏差小、电压和频率稳定的优质电源，同时也能在市电异常或断电的情况，保证UPS系统不间断供电，从而保证后端负载设备和系统数据安全。为了保证UPS电源的可靠运行，在输入交流配电时，一般采用两路来自不同变电站或变压器的可靠电源，并选用ATS双电源转换设备将UPS设备连接到交流输入侧，从而确保UPS输入电源可靠性。
5UPS电源及蓄电池容量的计算和配置
UPS电源系统要求：在市电电源断电时，UPS电源系统能够为后接负载和重要设备提供稳定可靠的电源，而且可以持续一段时间。要满足以上要求，电池组的合理选择和配置显得尤其关键，电池组的直流工作电压由UPS电源主机型号决定，这个直流电压同样也是UPS电源中逆变器的工作电压。蓄电池组的放电时间则与后接负载电流大小、使用环境温度、电池组容量和放电终止电压等因素有关，选型时应充分考虑。以表1某小区的消控网络机房为例，展示UPS电源系统的选型和配置情况。该消控机房的设备配置如上表所示，累计功率56000W，拟采用UPS集中供电，充分考虑UPS的余量，按30%冗余计算，UPS系统容量应选用8kW，可选用标称容量为10KVA/8KW的UPS主机。按照相关规范要求和用户需求，UPS后备延时时间确定为4小时。蓄电池组的容量可按照以下公式估算：所需蓄电池组安时（AH）=UPS电源标称功率（VA）×后备延时时间（H）÷UPS电源直流工作电压（V）市场中常见品牌10KVAUPS的直流工作电压为16×12V=192V（1组16节12V蓄电池串联连接）；本项目机房拟选用UPS电源主机的标称功率为10000VA。因此可以按照公式计算出：所需蓄电池组安时（AH）=10000VA×4H÷192V=208AH，可以使用2组12V100AH电池组并联连（共计32节12V100AH蓄电池），可以满足后备延时要求。
6UPS电源对土建专业的要求
UPS电源系统一般由输入配电柜、UPS电源主机、蓄电池组、蓄电池柜（架）和输出配电柜等设备组成。输入配电柜、UPS电源主机和输出配电柜一般布置在配电室，蓄电池组和蓄电池柜（架）则多布置在专门的蓄电池间。现阶段UPS配套蓄电池除了少数项目配置锂电池外，更加常见的配置多为阀控式铅酸免维护蓄电池，铅酸电池对使用环境温度比较敏感，在环境温度为20～25℃时，使用寿命更长。因此一般要求UPS机房和蓄电池间的温度保持在20～25℃。按照相关规范要求，UPS机房应设置应急照明和外部防火门窗，房间内层高不应小于2.5米。设置UPS机房时，应考虑到线路接入和日常维护的便利，设置一定宽度的通道。蓄电池间应设置必要的通风排风设施装置。在设计校核UPS机房和蓄电池间楼板的承载能力时，应重点计算铅酸蓄电池、蓄电池柜(架)和承重支架的荷载重量。蓄电池间如布置在楼上，最好布置在承重梁上方，如空间允许，最好布置在大楼平面一层。结语为了更好地保障数据安全和重要负载的可靠运行，UPS的使用必不可少。如何合理的选用和配置UPS电源系统，保证和提高UPS电源供电系统的稳定可靠性，也是我们目前需要重点关注和研究的内容。
参考文献
[1]阮仁权.双电源转换开关在UPS系统中的应用[J].建筑电气,2020,v.39;No.267(02):37-41.
[2]白雪婧,薛海龙.智能化系统设计中常见的不间断电源配置问题探讨[J].智能建筑电气技术,2019,013(002):72-75.
[3]张玮芳.大功率UPS电源应用于广播电视系统中的常见问题及维护手段[J].数字化用户,2019,000(018):175.
篇10
关键词：特别重要负荷；供电方案；综合比较
【分类号】：TU855
引言
随着我国社会经济的快速发展，人们的日常生活越来越依靠稳定可靠的电力，电力不仅与广大人民群众的日常生活有着紧密的关联，而且对于一些重要的生产活动等特别重要的负荷，也有着极为重要的意义，一旦发生断电情况，则势必会干扰正常的经济活动，干扰生产的正常运行，造成不可挽回的重大经济损失，但是电力故障的发生具有随机性的特点，一般情况下为突发性，因此无论电力设施配备如何先进，仍然不可避免的会遇到突发性的电力危机。
一、工程供电系统存在的问题
我国工程供电系统目前来看仍然存在诸多的问题，通过对设计之初的设计图纸与实际的现场施工状况仔细比对勘察研究，诸多工程存在着不少问题，工程的所有重要电气负荷均为消防负荷，但是所设计的工程配电一般为低压380V 电源，倘若在电源正常工作中，会突然发生火灾等一些突发状况，一些用来灭火的设备以及逃生通道则无法有效发挥其正常的作用，而且会给广大人民群众的财产安全以及生命安全造成极大的威胁，正因为如此，才更应该着手准备相应的第二方案进行及时的补救措施，尽量做好充分的准备工作，避免突然的断电现象造成的不可挽回的经济损失。
一般情况下，对于一般的供电系统多采用并网供电模式，但是就目前的企业、工业、日常生活的用电情况来看，单单依靠公用电网来实现大范围的供电是不够的，因此必须准备相应的第二备选电源方案，该方案的备选可以避免第一方案造成大规模的电力损坏事故，并对其采取相关的措施进行及时的应急补救工作，以下，笔者简要就建设部门如何能够在经济、安全、高效的情况下对备选第二方案加以合理的设计和筛选。
二、三种第二电源供电方案的对比分析
为了有效保障特别重要负荷下工程供电的可靠性和稳定性，需要选择第二电源备选方案，进而有效对第一电源发生意外的情况下作出及时的补救措施。以下，笔者简要就三种第二电源的方案对其进行合理的筛选和比对。
（一）第二电源取自公共电网
第二电源取自公共电网，该方案的原理较容易被理解，其原理即是借助公共网络提供的380V低压电源，但是所选用的这路低压电源必须保证以下几个方面的要求，第一个方面即是对于这一路电压的选取必须保证不与第一电源在同一个变压器中，最好的配电母线比较倾向于10KV 的配电母线；第二个方面就是电网要保证足够的预留容量。一帮情况下，一路、二路电源均应有电并互为热备、火灾发生时由工作电源供电，这样当供电电源或者供电线路发生突出故障无法正常运行时，备用的第二电源方案可以通过双电源自动切滑开关自行转换成为工作电源，提供稳定、可靠的电源保证，这就极大的保证了防护设备工作的正常运转。
（二）第二电源取自柴油发电机组
第二电源取自柴油发电机组的工作原理为，在其设备正常运行时，外部电源为其工作时候的电源，柴油发电机组作为备用方案进入意外发生的补救电源工作，在其自动状态下，通过对其开关的控制和操作，进而对其市电的状态加以识别和检测。倘若在正常工作时候会遇到火灾等意外情况，启动柜将会自动启动柴油机发电组，向正在正常运行的设备提供稳定的电源保证，此外，柴油机发电组的启用还可以为其提供持续的电力资源，进而有效对设备的正常运转提供保障。柴油机发电组具有启动速度快，以及占地面积较小的特点，而且柴油机发电组自身具有供电体系，受公共电网的制约和影响较小，但是柴油机发电组自身的邮箱为易燃物品，不是标准设备，因此在该备用方案的选用中会存在诸多的不足之处，一方面，该方案涉及的专业知识较多，而且各个厂家对于产品的技术参数统计不尽一致，这一定程度上增加了设计的复杂性。另一方面，柴油发电机只限于地下使用，因此这也就需要对其地下通风、防潮条件等拥有较高的要求和标准，即柴油机发电组的运行需要较高的环境要求。比如柴油机发电组应该放置在单独的发电机室之中，提高其运行环境的防火指数，此外，还要考虑柴油机发电组的运输与安装通道。
（三）第二电源取自应急电源装置（ EPS）
“EPS”指的是最近几年来新兴的应急电源，现已多应用于我国的建筑电气领域等一些特别重要负荷领域，其主要的工作原理是在市电突然发生断电现象时，应急电源装置的存在可以为突然断电的市电提供安全、稳定、可靠的应急电力供应，避免突然的意外事故可能会造成的巨大的物质损失，应急电源装置可以提供消防设施、应急照明、一级负荷一级或者其他负荷下的各种380V AC 用电电器的用电保障。应急电源装置也可以适用于高层建筑的电梯、空调等日常必备的电器运行。
结语
特别重要负荷下供电方案的合理选择和使用对于有效保障我国居民的日常生活权益等具有十分重要的意义和作用，笔者衷心希望，以上关于对我国特别重要负荷供电方案的选择的探究能够被相关负责人合理的吸收和采纳，进而更好的为我国电力企业的正常运行保驾护航，避免突然的断电等现象为广大人民群众造成的困扰，减少企业运行中不必要的物质损失。
参考文献
[1]杨天义.用电负荷分级及供电电源[J].电气工程应用，2009，02：7-13.
[2]冯文，汤继东.用电负荷分级与相应供电方案诌议[J].电气工程应用，2009，03：13-19.
[3]张家富.对一级负荷供电要求的探讨及供电方案的分析[J].建筑电气，2010，09：32-36.
