应急电源
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了八篇应急电源范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
应急电源范文第1篇
关键词：应急电源车；EPS系统；消防联动控制；电力工程；电力系统；应急设备 文献标识码：A
中图分类号：U469 文章编号：1009-2374（2016）20-0005-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.20.003
1 概述
随着社会的发展，人们对电力系统的可靠性提出了更高的要求，特别是对于关键负荷，当电力供应系统发生故障时，将会造成严重的政治或经济损失。应急电源车因具备机动性强和便于维护的特点，越来越受到用户的青睐，在接到保供电命令时，应急电源车能第一时间到达现场，为用户设备提供备用的电能。从目前市场需求来看，使用较多的是以发电机组或UPS系统为后备电能的应急电源车，这两种电源车日常维护频繁、效率低，增加使用和维护成本，特别是柴油发电机组的排烟中含有大量的二氧化硫，污染环境，而UPS的输入电流谐波则会对电网造成污染。
2 消防应急电源车的系统组成
随着国家及人们对环保意识的增强，使用消防应急EPS电源系统是必然趋势，从产品性价比来看，由于硬件成本相对于发电机组或UPS而言会稍高一些，但是综合维护成本较发电机组或UPS而言要低。由于人们对消防电源的认识不够，很大程度上给市场前景带来一定的阻碍，但这些情况会随着社会的进步，慢慢被人们所接受，因此消防应急电源车产品具有非常广阔的发展前景。本文着重介绍了消防应急电源车的组成和各组成部分的电路设计。本文所设计的消防应急电源车主要由底盘车、车厢、消防应急EPS电源系统、后备蓄电池、输入输出系统、消防联动系统、车内配电系统、电缆收放系统等组成，系统框图（见图1）：
3 消防应急电源车的具体设计
3.1 消防应急EPS电源系统设计
3.1.1 EPS分类。应急电源按供电负荷的类型主要可分为如下三类：（1）应急照明型：主要是单相输入单相输出EPS，用于应急现场的照明。此类EPS由于在应急时输出为单相电源因此只能供单相照明负载。（2）混合负载型：除了用于应急照明外，还可应用于空调、电梯、消防水泵、卷闸门等电感性负载的三相输入三相输出系列EPS。此类EPS由于使用到三相负载，因此应急输出为380V三相交流电压。但由于没有变频缓启动装置，当连接一些直接启动的电机时需要扩容。（3）变频启动型：此类EPS直接为电动机供电，同时带有变频启动功能。主要是针对单一的电机负荷，考虑到电机启动瞬间产生的大冲击电流，对电网及电机本身的影响，所以加入变频启动以减少对电网的干扰。
3.1.2 EPS选型。综合负载情况及成本考虑，选择混合负载型，满载功率为100kW的EPS，其工作原理框图如图2所示：
工作原理如下：正常工作时DSP检测主电或备电是否正常，同时确定K3的工作状态，若主电正常时，输出主电；主电异常、备电正常，则输出备电；当主、备电都异常时，通过DSP的控制使逆变器启动，将蓄电池能量逆变成纯净的交流电源后供给EPS输出。当主电或备电正常时，充电器同时完成对备用电池组的充电。电池检测电路实时检测单节电池的电压，当出现故障时则给出报警。报警电路检测输出支路及充电回路的故障情况，若故障发生则给出声光报警信号，声信号可以通过面板的消声键消除，光信号保留当前状态，直到故障消除才自动熄灭。浪涌抑制电路能对电网中的有害脉冲给予衰减，以至不损坏系统及用户设备。
3.2 后备蓄电池组设计
根据国家标准的要求，消防设备应急电源所配置的蓄电池需满足市电停电后90分钟的应急后备时间。
3.2.1 电池计算方法。本次设计选用汤浅蓄电池，单节电池容量计算方法为：
Cn=Pload/Einv/A
式中：
Cn――单颗电池需要的放电功率
Pload――负载的平均功率
Einv――EPS逆变器效率
A――配置电池数量
得出Cn后，根据Cn寻找电池的放电特性，在需求的放电时间内，电池恒功率放电的能力要大于等于Cn，才能满足要求。单节电池放电终止电压为10.2V（1.70V/2V）。
3.2.2 本方案电池计算。本方案设计容量为100kW EPS，逆变器效率为0.95，按EPS电池配置为40节1组，则：
Cn=100*1000/0.95/40=2631.5789W
单体2V电池需要提供的功率为2631.5789/6=438.596W，查汤浅电池对照表；NP210-12恒功率放电表90分钟为164.5W（按放电终止电压1.70V），三组并联达到493.5W大于需求438.596W，满足90分钟以上应急时间，因此选用型号为NP210-12的汤浅电池，数量为120只。
3.3 输入输出系统设计
3.3.1 输入系统。满载功率为100kW的EPS，单相电流为100kW/380/1.732=152A，考虑到可能出现三相负载不均衡的情况，选用200A的快速连接器（XP1～XP8），同时可节省操作时间，提高工作效率。其中QF1为主电输入断路器，QF2为备电输入断路器。
3.3.2 输出系统。EPS输出系统配置总输出断路器QF3，分三个输出回路：第一输出回路经QF4和快速连接器XP9～XP12直接与负载相连接；第二输出回路经QF5连至消防联动控制系统；第三输出回路经QF6连至车内配电系统。
3.4 消防联动控制系统设计
消防联动系统主要是指消防设备能在每个火灾时间点依据消防人员的控制指令准确动作，使消防设备的应急作用得到最大发挥。本方案所设计的消防联动控制系统（见图3），K1为消防联动控制继电器，其线圈连至消防联动控制中心，由消防联动控制中心发出控制信号，通过控制K1、KM1，达到控制消防联动输出的目的。
3.5 电源车内配电系统设计
电源车内配电系统电路设计的配电系统输入采用双路输入：一路为市电输入；另一路为EPS第三回路输入。通过KM3和KM4组成双电源自动切换系统，所设计的电源车内用电设备主要有：
3.5.1 照明系统：包括操作间、EPS室及绞盘室的照明。
3.5.2 插座：包括操作间空调及车内插座，车内插座可以保证EPS维护时的用电需求。
3.5.3 升降照明灯：升降照明灯的配置，可以为操作人员提供夜间工作环境下的照明。
3.6 电缆收放系统设计
考虑到消防应急电源车可能处于无市电的情况下工作，因此本方案在电缆收放系统的设计上采用液压动力电缆绞盘。液压电缆绞盘包括：取力器、取力器控制器、油泵、油缸及高压油管、液压马达、绞盘及支架总成。底盘车上装有取力器，带动油泵回油，然后驱动液压马达，液压控制回路连接至液压马达，齿轮泵外接设有开关的取力器及发动机或其他原动机；液压马达通过正、反转或停止驱动绞盘正转、反转或停止，从而实现电缆的收和放。它具有结构紧凑、占用空间较小、节能环保等优点，既方便快捷，又能保证在野外或无外接市电的情况下工作。
3.7 车厢
3.7.1 车厢材料。为保证EPS及蓄电池的工作环境，箱体采用钢骨架加内蒙皮和外蒙皮的结构，外蒙皮采用1.2mm冷轧钢板。内蒙皮和外蒙皮间填充吸音、减振、隔离材料。车架、骨架加工采用可工装定位，二氧化碳保护焊、电弧焊焊接，按照国标焊接工艺执行。保证车厢整体强度高、抗冲击、重量轻、具备防雨、防尘、防盗、防腐蚀功能。
3.7.2 车厢内布局设计。车厢（见图4）分为操作室、EPS室、电缆绞盘室，其中EPS控制屏和车内插座安装在操作室内，操作室同时配置工作门，方便工作人员进出和操作；EPS主机及蓄电池安装在EPS室内，通过配置车载空调保证车厢内设备的工作环境温度和湿度；电缆绞盘室内安装有电缆绞盘；车厢下设置有数个下围厢，输入、输出系统、消防联动控制系统安装在下围箱内；车厢右侧还设置有配电柜，车内配电系统安装在配电柜内。该车厢布局紧凑，结构合理，在保证EPS系统工作环境的前提下，留有足够的维修空间，便于车内设备的维护和保养。所设计的车厢尺寸为7510×2500×3000（长×宽×高，单位：mm）。
3.8 底盘车选型
3.8.1 整车承重计算。本方案所设计的消防应急电源车车厢内设备重量明细（见表2），可依据车厢重量及长度选择合适的底盘车。
3.8.2 底盘车选型。依据车厢重量及长度，选择东风DFL5160XXYBX1A为本次方案的底盘车，通过配备这款底盘车，使本方案所设计的消防应急电源车具有机动行驶、应急、移动能力强的特点，同时可在野外露天工作。经过重量计算，采用东风底盘车：DFL5160XXYBX1A，车辆最大总重16000kg，整备质量5400kg，额定载重10600kg。整车实际总重14605kg，低于车辆最大总重约1395kg。由以上计算可知，所选底盘承重留有较大的富余，可满足实际使用要求。
3.8.3 整车效果图。本方案所设计的底盘车与车厢的配合效果图（见图5）：
4 结语
为了满足国家对消防系统建设的需求，本文基于EPS系统，通过相配套的设备选型，配合相应的电路设计，对消防应急电源车的设计作了详细阐述。所设计消防应急电源在具有传统应急电源车机动性强、便于维护等特点的同时，更适合在消防应急领域的应用，具有广阔的发展前景。
参考文献
[1] 王鹏.EPS应急电源在消防设计中的应用[J].沿海企业与科技，2009，（12）.
[2] 于立东，齐福建.EPS消防应急电源的应用研究[J].枣庄学院学报，2006，（2）.
[3] 刘晓亮，李永香.多功能应急电源设备设计[J].移动电源与车辆，2010，（3）.
[4] 吴杰，王志新.移动应急电源变流器技术及其仿真研究[J].自动化仪表，2011，32（11）.
[5] 陈伟明，徐云德，庄贤平.低噪声应急电源车的开发运用[J].供用电，2008，（2）.
应急电源范文第2篇
关键词：应急电源优化设计运行特点
1高层、大型建筑的特点及其对消防用电设备供电系统的要求
大型公共建筑相比一般民用建筑，具有以下特点：（1）功能多―一现代公共建筑往往把居住、娱乐、商业、办公等功能集于一体，形成多元化功能;（2）人员密度高―一建筑物内居留着大批人员，尤其是文化、娱乐、商业场所的人员密度更高;（3）保安要求高――这类建筑内居留着大批人员并拥有众多的贵重设备，所以必须保证高度安全;（4）内部配套设备多――由于这类建筑的功能多、标准高、要求舒适的生活环境，以及现代化的办公、管理、娱乐、生活等功能，因此内部与各专业配套的设备相当多;（5）设有地下室――此类建筑一般均设有若干地下层，其中设置有变配电室、中水处理设备间、生活与消防水泵间、制冷机房、空调机房、汽车库、防排烟设备、地下室有压排水设备等;（6）装修标准及工程造价高。
由于大型公共建筑具有功能广、人员多、要求高的特点，决定了消防设计的重要性。所以现行的《高层民用建筑设计防火规范》及《民用建筑电气设计规范》就有严格规定：“一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不致同时受到损坏。一级负荷别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源以策安全。其中消防用电设施大致可分成以下几类：（1）报警设施：手动和自动报警器、探测器、水流指示器、压力开关等;（2）防火设施：电动卷帘门、防火门、防排烟设施等;（3）灭火设施：消防水泵、自动灭火装置等（4）安全、疏散设施：紧急广播、应急照明、消防电梯等;（5）通讯、信号及联动指令等设施：火警电话、消防广播、报警和显示装置、联动控制装置等。
这些消防用电设施对供电系统的要求，可归纳为以下几点：
(1)保证供电电源的高度可靠性：大型公共建筑造价高，人员集中，供电的可靠性直接关系到企业的运作和人员设备的安全。发生火灾时，能及时地报警、灭火，有效地疏散人员、物资和控制火势的蔓延。因此，合理地确定电力负荷等级，保障高层民用建筑用电设施的供电可靠性是非常重要的。
(2)供配电系统的网络设计需合理布置:为防止火灾时火势沿电气线路、设施蔓延扩大火灾区域，或威胁消防人员的安全，将根据火灾的具体情况，既要保证消防设施供电，又能灵活地、有选择性地及时切除非消防电源。
(3)消防供电系统力求简单可靠，便于电源切换：正常工作电源和应急电源应自成系统，独立配电。当电力与照明分开供电时，则电力与照明应分别设有正常工作电源配电系统与事故时的应急电源配电系统。消防用电等一类负荷在火灾情况下，由应急电源系统保证连续供电，二类负荷应保证两回路切换供电，以保证发生火灾时各项救灾工作能顺利进行。
2 大型高层建筑的应急电源的组织方案
由于建筑面积广，设备多，因此所需的应急负荷也很大，需要配置容量较大和类型较多的应急电源、目前应急电源供电方式主要有：
(1)自容方式：供电装置（蓄电池等）置于设备内；
(2)中心供电方式：独立发电机组、蓄电池组（集中设置）；
(3)电力网中有效地独立于正常电源的馈电线路;这种方式受电网限制应用比较少。
在进行消防供电设计时，应根据建筑物的性质特点，确定其负荷等级，了解供电部门提供的电源情况，合理地选择消防用电设备的供电系统，以确保消防供电的安全和可靠性。在实际大楼建筑工程中，通常都是以上几种的电源组合。以某大楼为例，建筑面积约30万平方米，占地面积也在10万平方米以上，在平面布置上采用了主楼、连廊和指廊的结构形式扩展空间。东西指廊最远直线距离有1.4公里。根据国家规范需配置的应急负荷量大，配置的应急变压器达到7600kVA.为达到科学有效，投资合理的效果，应急电源采取了多种电源方式组合的方案。
应急电源系统的主接线方式见图一：
1.自容电力：在EPS电源难以覆盖的范围，这部分紧急疏散知识标志灯和安全照明采用自容式电源，这些设备平时依靠外接电源提供电力，并给内置的蓄电池充电，紧急情况下内置的蓄电池就自动提供电力，这种情况用于容量比较小，允许停电时间极短的场合。在这种分布式的电力供应情况下电源就由自身提供，最大限度地减少了供电中间环节，减少了对外部电源的影响。可靠性好，但是维护量大。
对于容量比较大，特别重要的消防负荷（如消防用微机等）使用不停电电源装置（UPS）实现自容电力供应。这种接线方式不论系统电源出现任何情况，都能保证火灾报警和通讯系统可靠供电。
2．EPS：应急照明负荷电源来自EPS蓄电池组。在区域的配电间都根据负荷的大小配置由蓄电池提供电力的EPS。EPS可以作为一种可靠的绿色应急供电电源，在电网有电时，处于静态，电力通过EPS直接向负荷供电，在应急情况下由蓄电池经过DC/AC换流后向负荷提供电力。它的特点是电源切换时间短，采用静态开关的低下1ms,可用于转换要求高的安全照明应用场合。采用动态开关的也能达到小于0.3s，能很好的满足一般的消防动力和照明供电要求。并且体积小，运行基本无噪音，管理也很方便，对环境适应性好。缺点是容量不能做到很大，否则成本太高。因此本工程中EPS适用于应急照明，以节约投资。
3.柴油机组：它具有容量大，持续运行时间长，可以并网扩大容量等优点。随着技术进步，现在已经生产出快速自动起动装置及电源切换装置的柴油发电机组，使柴油发电机组经常处于准备起动状态。当工作电源中断供电时，应能立即起动柴油发动机组，向应急负荷供电，有10kV和380V电压选择。缺点是只能用于疏散照明、备用照明（转换时间小于或等于15秒）和其它对转换时间要求不高的消防用电设备;而不能用于安全照明和那些对转换时间要求较高的场所的备用照明。在电压等级和平面布置上，不同的组合方式有不同的优缺点：
第一种方案是采用集中式的平面布置，选用低压400V的发电机组，即把所有的柴油机组集中到一起，通过星型电网络将电力送到各个低压负荷处。这种方案的优点是设备集中放置，便于维护管理，占地面积少。缺点就比较明显：受供电半径影响，通常推荐380V供电半径为500m,显然在这种情况下供电质量受到影响。而且将至少要安装8台发电机组，以及复杂的低压配电系统，加上控制系统和电力采样（供启动信号）等。无论从经济还是可靠性方面都是不合适的。
第二种方案就是采用分布式的400V发电机组。即在各主楼和连廊设立独立的发电机房，每个发电机都负责向本区域的附近应急负荷供电。这能很好的解决供电质量和供电可靠性的问题，经济上也比较节约。技术上也容以实现。但是它的缺点是设备分散到多个地方，给运行带来较大的困难，需要配置较多的人手去保证设备的运行。同时会占用较多的建筑面积。而且发电机组需要排烟、排风、油料储存等配套设施，在该大楼这些条件不易满足。
第三种方案就是结合集中式的平面布置节约的优点和分散供电可靠性的有点，即：采用10kV高压发电机组，按照集中式的布置方式布置发电机组，通过10kV电缆将电力输送到每一个变电站，在每一个变电站附设一个专门的10kV/380V应急变压器来向附近的应急负荷供电。这样的优点在于：设备集中放置便于维护管理，占地面积少，运行管理比较方便，10kV的供电半径达15公里，供电质量可靠。缺点是需配置10kV/380V应急变压器。增加了一级中间环节。
第四种方案就是采用分布式的10kV高压发电机组，这个方案就是缺点比较多：除了第二种方案的全部缺点外，还需要配置额外的10 kV/380V变压器。增加了一级中间环节，而且在容量方面不好配置。
3合理有效配置发电机组，保证应急电源的可靠性
在实际工程实例中，采用就是以上三个方案。发电机房是设置在大楼的设备机房内，这样就可以节约宝贵的大楼资源，同时布置起来也比较简单。这次总共使用了4台10kV2500kW发电机组，分成两组。10kV的应急母线也采用了单母线分段的形式，两组发电机组分别接到不同的母线段上。在不同的母线上还接有市电电源，这样平时就可以利用市电供应应急系统电源，一方面便于检查维护应急系统，另一方面减少应急系统的启动次数。
系统的主接线如图二：
应急电源范文第3篇
关键词：防空地下室；应急电源；电气设计
目前我国正处于经济建设高速发展期，随着城市化进程的不断深入，各地建设规模日新月异。即使是在和平环境下，仍然不能放松对战争的警惕，为积极应对未来可能出现的战争局面，最大限度的保证人民生命和财产安全，我国制定了《中华人民共和国人防法》，结合城市建设修建人民防空地下室工程成为我国长期坚持的一项重要国策。
人民防空地下室工程，是指新建、改建的甲、乙类防空地下室工程，以及结合民用建筑附建或者易地单建的掘开式人防工程。防空地下室的战时使用功能，主要在城市受到攻击时为留城人员提供掩蔽的场所，另有一些是作为物质储备、医疗救护等相关的辅助配套设施。
现代战争的特点，是在核武器威胁下的以高技术兵器为主的常规战争，对重点目标精确打击是现代战争极为常见的攻击手段。城市地面电站作为重点目标，往往都是敌方首先打击的对象。防空地下室作为保护战时留城人员、车辆、及物资安全的重要场所，要想在失去市电电源时仍能够正常发挥功能，设置高效可靠的应急电源是非常必要的保障措施。
一、防空地下室战时供电要求
防空地下室内的战时用电设备，绝大部分是为了满足防护功能和人员基本生存需要而设置的，如果失去电力无法工作，在遇到攻击时地下室的防护、防化功能将直接受到影响，甚至可能危及到内部掩蔽人员的生命安全。因此，人防设备供电负荷等级普遍较高，多为一、二级负荷，对于供电系统可靠性的要求也更高，需要以防护单元为对象采用双电源供电模式。
二、防空地下室应急电源分类
简单的说，战时应急电源就是其自身具有一定的防护措施，能够抵相应级别的冲击波、核辐射、电磁脉冲以及生化武器侵袭，在遇到攻击时仍可以保障供电的电源设备，应急电源的防护等级，不得低于其供电对象的最高防护等级要求。
人民防空地下室工程的战时应急电源，供电对象为防空地下室内战时一、二级负荷，电源型式通常为以下三种：
（一）区域电源
区域电源一般是由各地区民防部门统一规划设置，具有相应防护和防化能力的独立电站，战时为所在供电半径内自身未设置内部应急电源的防空地下室工程提供备用电源。条件允许时，区域电站可以也可和防空地下室内部应急电站结合建设。
（二）内部柴油发电站
柴油发电站附设在防空地下室内部，结合主体建筑同时修建，具有相应的防护和防化措施。柴油发电机组在市电故障时启动，对本工程内所有战时一、二级负荷供电。人防工程严禁使用汽油发电机组。
（三）蓄电池组
仅有少量战时一、二级用电负荷的小型防空地下室，可以采用蓄电池组作为内部备用电源，其持续供电时间不应小于防空地下室密闭隔绝时间。内部电源的蓄电池组不得采用非封闭型的蓄电池组。
三种电源型式之间并不是相互孤立的。引接区域电源的人防工程，其内部也应设置蓄电池组，以保证重要的战时一级负荷供电安全；区域电源可以和内部柴油发电站结合，有条件的柴发电站在满足自身供电的同时，还可作为区域电源向周边的小型防空地下室供电，这种配置方式可以缓解由于用地紧张造成的单独设置区域电站的困难。
三、内部柴油发电站的设计要求
随着城市建设规模的逐渐扩大，大中型建设项目越来越多，配套建设的防空地下室规模也越来越大。这些工程的电源往往自成体系配套完备，都设置有保障自身用电可靠性的柴油发电机组。采用内部柴油发电站作为防空地下室战时备用电源，建设成本经济、供电可靠性高，条件允许时还可以和平时柴油发电站结合建设，是目前设计中采用最为广泛的型式。以下针对战时柴油发电站设计的一些特点作简要说明。
（一）内部柴油发电站设置要求
根据《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）相关规定，对于战时中心医院、急救医院、救护站、防空专业队工程，人员掩蔽工程、配套工程等防空地下室单个规模超过5000平方米的应在工程内部设置柴油发电站。同一小区内或供电半径范围内总建筑面积之和超过5000平方米的多个防空地下室工程，则需要在负荷中心处防空地下室内部设置内部电站或者区域电站。
对于大型防空地下室工程，设计人员一般都会依据规范要求设置战时内部柴发电站，而对于一些小型零散的工程集合体，却往往会产生疏漏。大型的住宅小区面积动辄几十甚至几百万平方米，从方案报建到设计实施往往都会分成多期进行，具体到某一期时可能配套建设的防空地下室面积较小，设计时不应只单纯考虑本期建设的需要，更应该通盘考虑。
如果周边地块的配套人防建设规模都比较小，而本期又处于供电负荷中心，即使建设面积小于5000平方米仍应考虑在工程内设置战时电站；相邻地块有面积较大的防空地下室时，则应优先考虑将该工程内的柴发电站作为区域电源设计。项目方案设计时，有必要对整个项目的配套防空地下室进行整体规划，预估各期人防工程战时用电负荷，即时与土建专业沟通做好战时柴发电站的预设置。
柴发电站应设置在防空地下室内靠近负荷中心，交通运输、取水、输油都比较方便的位置。一个工程内既有人员掩蔽单元又有物质储备库时，战时柴发电站应贴邻人员掩蔽单元设置，各防护单元等级不同时，应贴邻最高防护等级的单元设置。
（二）内部柴油发电站的模式
内部柴油发电站的设置主要有两种模式：移动电站和固定电站，设计时应根据工程具体情况合理选择。
1．移动电站
移动电站多用于规模适中但根据规范要求需要设置内部电站的防空地下室工程，容量宜小于120KW。电站的设备配置和操作维护比较简单，可以只设置一台柴油发电机组，机组及其附属设备均可采用就地操作的控制方式，不用设专门的控制室。
移动电站应具备一定的灵活性，当柴发机组发生故障时可通过直接更换设备来恢复供电，所以机组尺寸及重量不宜过大。应有直通室外的设备搬运通道，可优先考虑结合口部车行道设置，设备搬运口直接设在车行道上。如果条件不允许只能设在内部较深位置时，该工程的车行道入口不应采用战时封堵的方式，而应安装可开启的防护密闭门，并保留内部运输通道。
2．固定电站
固定电站用于中心医院、急救医院，以及规模较大的防空地下室工程。该类工程的防护单元数量多，战时用电设备容量大，对战时供电保障的要求也更高。如确实无条件修建固定电站时，可分散设置两个及以上移动电站。
固定电站应设置两台及以上发电机组，采用并列或者一用一备的运行方式，其中一台机组故障时，另一台机组容量应能保证该电站服务范围内所有战时一级负荷的供电。固定电站需设置独立的控制室，控制室设置在清洁区内与柴发机房贴邻，通过防毒通道与柴发机房相连。
固定电站采用隔室操作，机组控制装置及配电设备设在控制室内，工作人员可通过密闭观察窗对柴发机组及其附属设备进行监控，必要时也可以身穿防护服进入机房检修，电站控制室与机房之间应设置能反映机组起、停和运行状况的信号联络装置。
内部柴发电站作为区域电源使用时，应按照固定电站模式设计。机组容量除了满足自身用电需求外，还要尽可能的覆盖低压供电半径内其他未设置内部电源的防空地下室工程，设计时需预留管线进出通道，并设置电缆防爆波井。
（三）内部柴油发电站的电气系统
柴油发电机组的总容量应有10％～15％的余量。配电系统满足一、二级负荷的供电要求，室内低压配电级数不宜超过三级。在各防护单元内设置市电及内部应急电源进线总开关和双电源转换开关。
采用TN-S、TN-C-S系统，柴发机房、电站控制室、储油间等部位均需设置接地装置。
柴发机房、电站控制室内应设置电话，以及清洁式、滤毒式、隔绝式三种通风方式声光显示装置。
（四）内部柴油发电站的防护
内部柴油发电站主体结构设计必须满足抗冲击波的强度要求，各进排风口均设置扩散室和悬摆活门。由于柴油发电机工作时需要从外界吸入空气燃烧，发电机房内部在战争期间被认为是可能染毒的区域。发电机房与工程内部清洁区、控制室间通过防毒通道相连，密闭隔绝期间工作人员必须身穿防护服并经过洗消环节才能进出机房。
为保证清洁区人员的安全，各设备专业的管道跨越清洁区和柴发机房交界处的墙、板时，必须严格按照人防防护要求进行转换和封堵。以电气专业为例，所有配电、动力、照明及信号线路在穿墙时，无论明装暗装均需穿钢管敷设，并在穿墙、板处作防护封堵，土建施工时预埋相应规格的密闭封堵构件。电缆桥架、线槽、电缆沟不得直接跨越密闭隔墙，需要穿墙时全部转换为穿钢管敷设，平时电气设计中经常采用的在墙、板上开孔穿线的方式在上述位置是严禁使用的。战时电站馈电用母线槽应采用人防工程专用的防护型密闭母线槽。
（五）柴油发电站的平战转换
为了节约人防工程建设成本，更好的实现“平战结合”的原则，战时柴油发电站的设置应充分利用平时已有的设备设施，对于平时建筑功能需要而设置的柴油发电站，条件允许时可按照战时电站的防护要求进行建设，从而实现资源的合理利用。
1．平战结合的柴发电站设计要点：
（1）柴发电站应设在防空地下室内部，建筑布局按照战时电站要求进行设计。机组容量大于120KW或有区域电源设置要求时，电站应按战时固定电站要求进行设计。
（2）战时电站所需的防护设备如：防护密闭门、密闭门、通风悬摆活门、密闭穿墙套管、防爆波地漏等防护设备应设计安装到位。
（3）电站所涉及的各设备专业管线，无论是平时还是战时使用的，在穿越机房与清洁区以及到防护区内外的交界处，均需采取相应的防护密闭封堵措施。电气线路密闭穿墙管采用管壁厚度不小于2.5mm的热镀锌钢管，敷设要求还应同时满足《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）相关条文的规定。
2．设计限制条件
目前柴发电站的平战结合设计仍存在一些限制因素。由于防空地下室在民用建筑总体量中所占的比例不高，平时和战时用电负荷之间可能会有较大差距，此时如果直接利用平时机组作为战时备用电源，就会产生一系列不匹配的问题。
目前民用建筑电气设计中，柴发机组普遍为单台配置容量较大，内部储油量要求为不小于8小时的日用耗油量。而防空地下室内部柴发电站不宜大于300KW，容量大于120KW的宜设置两台以上机组，且战时内部储油量为7～10天。平时和战时容量需求如果差别过大，结合利用既不节能，配电系统转换也比较复杂，还会导致机房、储油间等建设面积太大不够经济。另外由于平时机组多采用风冷却方式，当容量大到一定程度时，就会因为进排风口面积超标无法实现有效的防护。遇到上述情况时，设计人员应进行综合评估，或者将平时用机组化整为零再结合利用，或者单独设置防空地下室内部柴发电站。
应急电源范文第4篇
关键词：柴油发电机；应急电源；电气设计
引言
在有色冶金企业，广泛应用着各种中温、高温炉窑，为了强化工艺过程，回收余热节能降耗，均采取了相应技术措施。当电网突然停电时，须有应急供电（有的也称为保安供电），确保上述措施的安全。
1.柴油发电机的应用
传统的应急供电方案，是用大型蓄电池组转换和外接保安供电回路，实践表明，在多数情况下，柴油发电机组有更高的功能价格比，优点与不足分述如下：
1.1工作可靠，性能良好。智能化控制，机电系统保护完善，故障率低。
1.2操作简单，转换灵活。自动投入功能可在12s内启动机组，同时带1/4额定容量的负荷，启动后转入满负荷工作，瞬时和稳态的电压波动率，均满足要求。
1.3机组紧凑，机组与底座之间有减震装置，正常工作噪音较低，有配套的专用消声器。燃油燃烧充分，有害排放物少，对周围空间影响不大。
1.4柴油作燃料，价格较低，机组效率高，曾做过测算，发电的单位成本，约为地区电网供电成本的5倍左右。
1.5发电机额定电压：400/230V，三相四线制。有多种容量规格供选择。为了靠近负荷，又便于使用管理，可在关键工序，设置相应规格的发电机组，以适应地域广阔的厂区。
1.6发电机组启动时，先由蓄电池供电的直流电机驱动，制造厂家规定，连续启动时间不超过30s，若前30s没有成功，继续启动须间隔1～2min。
1.7制造厂家承诺，发电机组可以实行无人值守。但日常的保养管理不能疏漏，还要定期进行启动及试运行。
2.应急负荷的特点和确定
2.1应急负荷的特点
①在应急负荷中，有稳定负荷，更多的是电动机启动冲击负荷，且开停比较频繁；②应急工作时，普遍负荷率低。因主工艺从正常生产转入待产保温，应急工作的水泵、风机等设备，负荷率均明显降低；③应急设备的工作同时率相对较高。与现行设计手册上推荐的同时系数计算的结果有很大出入；④企业的常用电突然消失后，一般要经过15～60s的确认时间，才能决定开起发电机组，按既定程序恢复应急供电，而回转式冶金炉需直接启动发电机组，立即倾转炉体。
2.2应急供电的确定
①因缺少可供借鉴的参数，简捷的做法是采用工况分析、数理统计法。把每台主要应急设备在30min内的负荷变化，绘成负荷曲线或负荷运行表，再汇总成应急负荷工作曲线，从中选取最大应急负荷值，作为选择发电机容量的基础数据；②在计算应急负荷时，会遇到容量较大的单相负荷，应均衡地分配在三相系统上，还要注意可能会有线电压或相电压的不同要求；③计算机实时监控系统应首选不间断电源（UPS）作为应急供电；大型回转式冶金炉（如粗炼转炉、阳极精炼炉）不能用单台柴油发电机作为唯一的应急供电；其它工艺装备均可以选用柴油发电机组作为应急供电。
3.柴油发电机的负荷性能
3.1发电机功率
为有功功率，有两种表征方式：①常用功率，能连续工作12h的稳定输出；②备用功率，在常用功率状态下，每12h内允许超负荷10%，其运行时间不超过1h。
3.2允许冲击电流
发电机绝缘等级为H级，智能化调节控制，能承受3倍额定电流，历时10s的冲击。因考虑匹配的柴油发动机，制造厂家在出厂时设定：过电流保护为1.5倍发电机额定电流值，允许时间10s，超过时间将切断发动机的燃油停机；过负荷保护为1.2倍发电机额定电流，延时60s发出报警信号。
3.3环境因素影响
①海拔影响，设计的工作条件，是海拔在2000m以下，若海拔在2000m以上，每增加300m，输出功率将降低3.5%；②环境温度影响，工作环境温度：-40℃～+70℃。超过上述条件，制造厂提供功率修正曲线。低于-4℃时启动，须投用配套的加热装置。
3.4主要电气参数及调节
①电压，发电机额定电压400/230V；②频率，额定频率50Hz；③功率因数，额定功率因数0.8（滞后）。
3.5其它参数及性能
①发电机电抗，一般瞬态电抗（x'd）：0.20；次瞬态电抗（xnd）：0.15，准确值可向制造厂家索取；②发电机组防护等级一般为IP23，特殊要求在订货时商定；③启动方式，自动启动和人工控制启动，负荷率在20%左右，允许带负荷直接启动。
4.柴油发电机的附属设计
4.1发电机输出联接和转换母线
由于应急负荷的要求、分布及功率大小等不同，发电机输出与常用电系统的联接主母线及转换形式有两种：①集中转换，用于应急负荷分布相对集中，又靠近发电机组的大宗分路；②单独转换，靠近常用电的单一分路，在应急设备附近转换。
4.2自用电系统
①较大发电机组的安装场地设有机房、燃油库（装分体油箱）等单间，若无特殊要求，通常机房的照明灯具、开关等可用通用型，燃油库内若装灯具、开关，应考虑防火防爆要求；②发电机组启动用的蓄电池，经常在浮充电状态下。发电机组的冷却水在冬季低温时需要通电加热，均用220V供电，要向制造厂家咨询用电功率，机房的照明、检修等用电也要一起安排。
4.3接地系统
①发电机的输出为四线制，为确保单相负荷（220V）的电压稳定和用电安全，N相要可靠接地，固定中点电位，不能接错；②发电机组N相接地已联接在机座上，外部宜设专用的接地装置，接地电阻在4Ω左右。用绝缘铜绞线联接，导线截面一般不应
5.结束语
结合有色冶金企业的生产工艺，尤其是铜铅锌火法粗炼工厂的实际，论述和探讨采用柴油发电机作应急电源的工程应用和计算，并在确保安全经济运行的基础上，努力提高功能性价比。
参考文献：
[1]航空工业部第四规划设计研究院.工厂配电设计手册[M].北京：水利电力出版社，1989.
应急电源范文第5篇
关键词： PWM整流器 EPS应急电源 工作原理
1.引言
GB50045―95（2001年版）规定：“一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。”常用的应急电源有下列几种：（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馈电线路；（3）蓄电池。应急电源包括柴油发电机组、EPS和UPS。EPS尤其适用于当高层建筑消防设施没有第二路市电，又不便于使用柴油发电机组的场合。PWM整流器具有功率因数可为“1”，交流侧电流为正弦波和电能可以双向传输等优点。下面先介绍PWM整流器的工作原理，再提出把充电电路与逆变电路集为一体的新型EPS电源。
2.PWM整流器工作原理
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斩控整流取代了相近整流或不控整流，具有以下几大优良性能：
（1）交流侧电流这正弦波。
（2）交流侧功率因数可控（如单位功率因数控制）。
（3）电能双向传输。
（4）较快的动态控制响应。
显然，由于电能的双向传输，PWM整流器不是传统意义上的AC/DC变换器。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（1）所示：
图（1） PWM整流器模型电路图
其中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为整流桥交流侧电压)
在稳态条件下，各电压的矢量关系如图（2）所示：
图（2） 电压矢量关系
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I*E*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I*E*cosφ＜0，PWM整流器则向电网提供有功功率，此时，PWM整流器则是逆变器。只要控制电流I的大小和φ，就可以控制PWM整流器的工作状态（整流/逆变）和功率因数。电流|I|一定时，|VL|也一定，忽略R的影响，电压矢量关系如图（3）所示：
图（3） Φ=0（整流）；φ=π（逆变）
3.传统的EPS应急电源
3.1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和UPS。柴油发电机组作为传统的备用应急电源，输出功率大，供电时间长，但切换时间相对较长，有噪音干扰，供电质量不高，成本高，广泛应用于宾馆、饭店及其它重要负荷的供电场所。UPS是在电网正常供电时，电网经过整流电路给蓄电池浮充，同时，逆变电路工作，给负载提供电能，当电网异常时，逆变电路继续工作，切换时间小于10ms，由于UPS一直处于工作状态，效率约为80%―90%，成本比较高，主要应用于银行、证券和电信等重要场合。
3.2EPS
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，采用高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。它采用智能芯片控制，维护简单，自动操作，市电异常时，即市电小于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。它主要适用于电梯、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（4）所示：
图（4） 传统EPS工作原理
从图中可以看出，充电电路与放电电路是分开的，当市电正常供电，切换开关Ks接通市电，应急电源处于整流状态，蓄电池浮充，逆变电路不工作。当市电异常时，切换开关接通逆变电路，应急电源进入逆变状态，并停业充电；同时，检测蓄电池组端电压，当端电压小于放电终止电压时，蓄电池放电完毕，停业放电。再加上蓄电池组过压、欠压保护；输出交流过压、过流、高温、短路保护等功能就组成了传统EPS应急电源的全部功能。
4.新型EPS应急电源工作原理
根据传统的EPS应急电源，任何时候充电电路与逆变电路都只有一个电路工作，是一种互斥关系，而且需要配置两套驱动电路，分别驱动整流桥和逆变桥。在结构上有一定的臃肿，控制复杂，功耗高，成本高。充电电路与放电电路都是由IGBT及二极管组成的桥路，它们的驱动电路都是由IGBT驱动芯片及其一些电路组成，结构完全相同。如果可以把充电、放电两部分电路合为一体，则结构简化，控制简单化，系统可靠性也相对提高，更重要的是产品成本低，功耗也相对减少一半。而PWM整流器则提供了理论依据，这两者都就是设计新型EPS应急电源的出发点。
4.1新型EPS工作原理
新型的EPS应急电源工作原理如图（5）所示：
图（5） 新型EPS工作原理
从图中可以看出，它也是后备式电源。只是在结构上“充电电路”与“逆变电路”合并为一个“整流/逆变桥”，比传统的EPS应急电源简单。其中，整流逆变桥是PWM整流器。具体的工作原理是这样的：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，为了防止电能回馈电网，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。重新充电才能重新使用。由于PWM整流器能够控制功率因数，因此给定电流信号应与电网电压同相（整流），或者反向（逆变），可以单位功率因数控制，净化电网，提高效率。
4.2系统结构
新型EPS具有传统EPS应急电源的功能，各种报警、参数设置与显示和通讯功能等。新型EPS还可以对蓄电池进行更全面的监控，如单节电池电压检测，容量检测，更理想的充电过程等。系统结构框图如图（6）所示：
图（6） 系统结构框图
4.2.1辅助电源
PWM整流器担任了两重任务，给蓄电池充电与放电，为了能够持续工作，驱动电路绝不能出现断电现象。开机时，首先“辅助电源1”给驱动电路供电，蓄电池充满电后，“辅助电源2”同时给驱动电路供电，以防电网突然停电。市电异常时，“辅助电源1”自然也断电，但是“辅助电源2”照常供电，不会影响PWM整流器的工作。
4.2.2电量检测
在EPS工作期间，我们应同时检测以下几个电量（电流或电压）：
（1）市电电压E，以便决定PWM的工作状态。
（2）PWM整流器交流侧电压V，作为逆变时输出电压的反馈信息。
（3）PWM整流器交流侧电流I，用于功率因数控制，以及作为整流时电流内环的反馈信息。
（4）蓄电池端电压Vdc，作为整流时电压环外环的反馈作息，也对蓄电池进行各种操作的依据（恒流充电，恒压充电，浮充，停止放电）。
（5）PWM整流器直流侧电流I′，蓄电池容量检测的主要参数，蓄电池容量为放电电流与放电时间的乘积。
4.2.3容量检测
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。若没有发现失效电池而继续使用，将埋下安全隐患。可见电池容量是很重要的一个参数，应不定期检测。进行容量检测时，控制放电电流I′为一指定的恒定值，并计时，当电蓄电池电压下降到放电终止电压时，即放电完毕，停止放电和计时，并立刻对蓄电池充电。
4.2.4工作状态切换
由于该EPS电源添加了蓄电池容量检测功能，此时，PWM整流器工作于有源逆变状态，那么PWM整流器就有三个工作状态：整流，有源逆变和无源逆变，它们之间的关系如下：
（1）市电正常时
整流：依次给蓄电池恒流充电、恒压充电和浮充，控制对象是PWM整流器直流侧电压和交流侧电流波形。
有源逆变：容量检测时间到，控制对象是PWM整流器直流侧电流和交流侧电流波形。
（2）市电异常时
无源逆变：断开开关Ks，控制PWM整流器交流侧电压为220V，电流为正弦波，频率为50HZ。
4.2.5控制电路
这是EPS应急电源的控制核心部分，实现各种工作状态的切换控制，以及各种控制算法。对各种采样进行转换和存储，键盘输入信息能够修改程序中的参数，并把一些重要变量的实时值送给显示单元，还能进行各种必要声光报警，有需要时，还得与上位机进行通信，实现更为友好的人机交互界面，或者远程通讯，实现远程监控与管理。
5.结语
根据PWM整流器能够双向传输能量并且同时进行功率因数校正，把传统EPS充电功能与逆变功能统一由一个PWM整流器完成，控制还是由一片智能芯片完成，同时增加了单位功率因数控制和电池容量检测功能，降低了系统的功耗和成本，功能却更加强大。因此，新型EPS应急电源具有更广泛的应用前景，是应急电源研究和开发的一个重要方向。
参考文献：
［1］伍永华.阀控式铅酸蓄电池运行维护分析.安全用电，2005，5：35-36.
［2］李立伟.邹积岩.蓄电池在线监测系统的设计与实现.电工技术杂志，2002，11：7-9.
［3］卢其威等.一种新型三相应急电源（EPS）的研制.电气应用，2005，24（7）：74-76.
［4］陈志萍.应急电源.科技情报开发与经济，2004，14（11）：323-324.
［5］任红.EPS智能应急电源系统的应用.建筑电气，2003，2：18-19.
应急电源范文第6篇
关键词：电能质量，供电系统设计
1.老问题需要再认识
供电系统设计是个老问题，长期以来，一直是先寻找电源，根据负荷的重要等级，有可能要求几个电源，在解决电源的有或无的同时，再关注电源的质量。
1．1定义[11]
①电压暂降一一电气系统某一点的电压突然下降，经历几周到数秒的短暂持续期后，又恢复正常。
很明显，标准[l]没有规定电压下降到什么程度。②(供电电压的)短时中断供电电压消失一段时间，其中断时间在规定的时限内。注：供电电压降低到低于额电电压的l％，且其(降低的)持续时间的下限为十分之几秒，上限为lmin(有些情况下可达3min)时，可以认为是短时中断。用电设备允许的电源中断时间的长短决定选用什么样的补救措施：UPS(不停电电源)、EPS应急电源系统、后备电源系统(第二电源等)或它们的某种组合。
1．2中断或暂降的原因
由上节可知，电压暂降和短时中断是一类现象中的两小类，即电压降至很低或完全消失但很快又能恢复，电压异常持续时间很短的叫电压暂降，略长一点的叫短时中断。产生的原因多数是系统发生短路后断路器断开或重合闸。至于停电，正常电源故障，一时难以修复，断电时间更长，为了维持生产，需要后备电源，这是性质不同的另一类问题。
2.现行GB 规定
2．1负荷分为三级
一级负荷中断供电将有下列后果之一时：1)造成人身伤亡时；2)在政治、经济上造成重大损失时；例如……3)对有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作有影响；例如：(略)；4)发生中毒、爆炸和火灾等情况，则为一级负荷别重要的负荷。二级负荷中断供电将有下列后果之一时：1)在政治上、经济上有较大损失；例如：(略)。2)对重要用电单位的正常工作有影响；例如：(略)。三级负荷不属于上述一级、二级负荷者。
2．2各级负荷对电源的要求
2．2．1一级负荷。。1)不会同时损坏的两个电源；2)特别重要的一级负荷，尚应增设应急电源。
应急电源选择，按允许中断供电时间分：15s时—快速自启动的发电机组； BZT(备自投)动作时间一专用馈电线的独立电源；3)毫秒级一UPS或UPS与其它(如发电机)装置的组合。
2．2．2二级负荷宜由二回线供电，一回也可以。
2．2．3三级负荷无规定，有电就行。。
2．3电能质量
该GB[4]在第4章中关于电能质量谈到了电压波动和电压闪变(4．0．10条)，没有定量规定指标，却有限制骚扰的措施。。
3.IEC标准规定
IEC标准关于电源系统的规定如下：
3．1关于电源系统分类规定
电源有三类：主电源、应急电源、后备电源。对这三类都应明确其频率、电压、受电点予期短路电流，包括适应用户装置要求如最大需量。
3．2对应急电薄的要求
3．2．1性能要求。对应急电源及其性能的要求，常由法定权力当局所规定，必须遵守其要求。认可下列电源作为应急电源：蓄电池、一次电池、与正常电源无关系的发电机组、有效独立于正常馈电线的单独馈电线。
3．2．2应急电源分类。非自动一由人员切换操作 ；自动～不依靠人员启动
4.UPS及应用
UPS现已成为产品名称的缩写，并已写入了产品标准中即《GB／T7260(IEC62043)不间断电源设备(UPs)>[6]，其基本功能是确保交流电源的连续供电，可用于改善电源的质量使其保持在预定的特性范围之内，其大多数用途都与信息技术设备(ITE)相关。既然有了产品标准，所称的连续供电，也就有确定的性能规定指标，根据UPS产品标准[6]，按动态输出性能将UPS分成3类，一类性能最好，输出中没有电压为0的瞬间，电压羞为±30％的时间只有5ms，经lOOms后减小到±10％；二类性能居中，有lms电压为O，经10ms差值到±10％，三类性能最低，输出电压为O的瞬间最长可达10ms，经过lOOms后偏差缩小为一20％和+10％成为稳态值。
5.EPS
EPS没有产品标准GB。由于没有产品标准，现根据一些厂家产品的技术参数来作分析比较，其最关键的一点，EPS的切换时间为0．1-0．25秒，主要用途为火灾时消防用或其它场合的应急电源，而UPS中断供电时间最长的一类也只有0．01秒，主要用途为供信息技术设备等应用，按自动应急电源的正C标准的分类，UPS自然也是应急电源中的一种，但它是和EPS的指标完全不同的一种，文[8]在概述中提到“……EPS作为自备不间断电源”，这种提法是有问题的，因“EPS”并不是“不间断电源”。“安全电源Safety Electric Source”译为“应急电源”。
6.如何处理供电电源与负荷性质的关系
供电电源的性能指标要尽可能满足负荷的要求，无论是国家标准[4J或是IEC的系列标准[5]也都是这么做的，将二者加以比较，有下列特点。
6．1 IEC标准的办法
IEC标准将电源按其功能分为三大类即主电源(正常电源)、应急电源和后备电源，且都有明确的定义。对主电源的技术性能有一般的要求如频率、电压、系统容量等，对后备电源有相同的一般要求，但正IEC标准对后备电源不提出特别要求，而对自动应急电源按切换时间分成5类，对应急电源和应急供电的要求都作了严格而详细的规定[5][9]。可以看出，IEC标准的原则是：规定了什么场合应设置应急电源及对应急电源的要求：如果涉及人身安全、健康、对环境和设备的重大损坏，一般都有国家权力机构的法定要求，当然，当设备的重大损坏只是经济上的损失时，业主不论公私，都可提出要求，而对维持继续生产或工作的后备电源则不作特别规定，因为设置后备电源，主要是经济上的得失平衡问题，虽然能够继续生产或工作，但设置后备电源要增加投资，是否合算，应由业主自己来确定，不是标准能加以规定的。
6．2 GB[4]的办法：
《GB 50052-95供配电系统设计规范》[4]的办法不同，如本文前第2节所简介，它有许多疑点：
6．2．1 GB先将负荷按重要性分成三级，但对一级与二级如何具体划分只有原则上的说明并没有把握的尺度，例如该如何区分经济上的“重大”损失和“较大”损失，这个“重大”和“较大”就能够决定应该是一个还是两个独立电源吗?如果指政治上的损失，具体是什么含义?又如，该如何区分“有重大政治经济意义的用电单位”或“重要用电单位”?如何评估“影响”的程度?如果“标准”本身不具体，那该由谁来解释呢?在标准的条文解释中，虽然有说明“具体划分须由中央各部委分别在部委标准中规定”，现实是中央各部委并不能代表所有各种企业作出决定。
6．2．2特别重要的负荷
这类负荷似相当于mc标准中所定义的应急设备负荷，按GB[4]规定，这类负荷一定是从一级负荷中划分出来的，这就要求该单位有二个独立电源加上一个应急电源共三个电源。
7.供配电系统设计规范[4]对于电能质量应单独作出规定
工厂企业电网有不同于公用电网。电能质量的国家标准，我国有两套，第一套由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会归口、由电力部门有关单位为主负责起草的共7项标准如GB／T]4549-93电能质量公用电网谐波等，这一套不论标准名称或适应范围是否明确，理解为公用电网，即由国家电力公司管制的电网，第二套由mc标准转化而来，没有标明电能质量而是包含在电磁兼容标准中的，如《=GB／T18039．4-2003工厂低频传导骚扰的兼容水平》就是其中一项，它也有关于公用网(Public System)的电磁兼容标准，因此很明确的一点是工厂网的标准可以不同于也应该有所不同于公用网的内容，原因有：1．工厂网内的用电设备的骚扰发射水平和抗扰水平是各种各样的，因此，IEC按兼容水平可将电气环境粗分为三类，第一类要求严格，例如试验室的电气仪器，某些自动化和保护设备，某些计算机等，第三类宽松，只适用于工业设备，如有众多的变流器、电焊机等；第二类居中，其标准等同于公用网的要求。2．I厂用电设备的业主属于一家，他有权决定对企业内的兼容水平作适当调整，也有权对各用电设备骚扰发射量作出分配。
应急电源范文第7篇
关键词：应急电源；EPS；工作原理；应用；
Abstract: This paper introduces the development of the emergency power supply system, an overview of the classification of the EPS system and working principle, advantages and applications, EPS maintenance points and looking forward to the prospects for the development of EPS.
Keywords: emergency power supply; EPS; works;
中图分类号： U231+.3文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1.应急电源的发展
随着科学技术的飞速发展，人们对于电源技术的不断深入研究，产生了由集中设置的蓄电池组作为储能单元的应急供电装置——应急电源（Emergency Power Supply），简称EPS。EPS广泛应用于建筑、消防、医疗、化工、国防、地铁等领域的供电， 它成为了各个场所别重要负荷所必配的应急电源，被当作第二电源使用。下面以在地铁领域的应用为例对EPS进行介绍。
2. EPS系统的概述
EPS是根据消防设施、应急照明、事故照明等一级负荷供电设备需要而组成的电源设备，在地铁中EPS主要作为事故照明及疏散指示的供电设备。
EPS主要由逆变器、充电机、互投装置、系统控制器及蓄电池组等组成。其中逆变器是核心，其作用是在市电异常时，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；充电机的作用是在市电输入正常时，实现对蓄电池组适时充电；互投装置的作用是保证负载在市电及逆变器输出间的顺利切换；系统控制器的作业是对整个系统进行实时控制，并可以发出故障报警信号和接收消防远程联动控制信号，并可通过标准通讯接口由上位机实现EPS系统的远程监控。
在交流电网正常时，系统经过互投装置由市电给事故照明及疏散指示（重要负载）供电；当交流电网断电后，互投装置将会立即投切至逆变电源供电；当电网电压恢复时，系统经互投装置投切至市电供电。
3. EPS的分类及工作原理
3.1 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。
直流输出型基本工作原理为：市电电源正常时，将市电整流滤波后向负载提供一定电压等级的直流输出，当市电电源出现故障时，由蓄电池组向负载提供同样电压等级的直流输出。
交、直流混合输出型基本工作原理：市电电源正常时，将市电直接投向负载，提供市电交流输出，当市电出现电源故障时，由蓄电池组向负载提同供样电压等级的直流输出。
交流输出型基本工作原理：市电电源正常时，将市电直接投向负载，提供市电交流输出，当市电电源出现故障时，由蓄电池组向逆变器提供电源，由逆变器将直流电变换为交流电向负载提供交流输出。
3.2 按照运行方式划分可分为：冷后备式、热后备式、在线式。
冷后备运行方式工作原理：在市电正常时，向负载转送市电，逆变器处于冷态（待机不工作），充电器为蓄电池进行充电管理。网电故障时，逆变器启动输出向负载供电。
热后备运行方式工作原理：在市电正常时，向负载转送网电，逆变器处于热待机状态（空载逆变），同时跟踪监测网电，充电器为蓄电池进行充电管理。市电故障时，输出单元将负载切换到处于热待机状态的逆变器输出端，向负载供电。
在线运行方式工作原理：在市电正常时，将市电经过整流变换为直流，再送入逆变器逆变后输出向负载供电，同时给蓄电池充电，网电故障时，市电整流的直流消失，由蓄电池投入，从而保证输出端不断电。
3.3 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。
应急照明电源主要用于疏散指示、标识牌、事故照明等负载，这些灯具内部无需设置电池、充电器、逆变器等部件，与普通灯具基本相同。负荷性质可为阻性（如白炽灯）、感性（如电感荧光灯、卤素灯）、容性（如电子荧光灯、电子场致发光板）。
（消防）设备应急电源主要针对动力设备、电机等负载，如消防水泵、稳压泵、排污泵、排烟风机、电梯、生产用动力设备等。应急电源需根据负载的启动特性预留启动余量或增加启动功能。根据设备的控制特性，增加控制功能如一用一备自投、两用一备自投、双速或多速控制、电参数外部控制功能等。
3.4 目前地铁使用的EPS多为交流输出型，采用热后备运行方式，逆变器处于热待机状态（空载逆变），对车站及区间的事故照明、疏散指示及重要导向牌进行供电。其工作原理图如图一、二所示：
图一EPS接线原理图
图二EPS基本工作原理图
当1号和2号交流电源正常时，逆变器处于热待机状态（空载逆变），事故照明及疏散指示等负载由市电供电；当1号和2号交流电源异常时，逆变器投入，事故照明及疏散指示等负载转由蓄电池经逆变转换成交流电后进行供电；当1号和2号交流电源恢复正常时，逆变器不输出，恢复由市电正常供电。
4. EPS的特点及优势
（1）适应恶劣环境，核下部件采用二次封装，防尘防潮，可放置于地下室或配电室，可以在应急负载使用场所就地设置，减少供电线路。
（2）可以与消防系统中的所设备实现信号传输、联动控制；火灾发生，应急电源放电终止后，仍可通过强启开关，启动系统并将所有保护功能屏蔽，直至蓄电池能量耗尽。
（3）价格方面。EPS约为同容量UPS主机价格的60%。
（4）自动切换，可实现无人值守。
（5）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。
5.EPS的应用情况
（1）要求中断供电时间为毫秒级的设备如计算机、程控交换机、数据处理系统、精密电子仪器等不可选用EPS作为备用电源，而应选用UPS电源。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
（5）对于改造工程，柴油发电机组无法设置的场所，可选用EPS应急电源。
6.EPS的维护
EPS应急电源应建立维护保养制度，由专业人员进行设备巡查、日常维护及年度维护。
6.1 设备巡视
用户应定期对设备运行情况进行巡查，时间间隔一般为1-2天，具体内容如下：
（1）外观检查，是否存在自然破损、人为破坏、异响、异味、高温等不正常现象；
（2）指示灯、人机界面、远程通讯是否有连续的未解除的报警信号或历史记录；
（3）开关、保险是否存在跳闸、熔断等情况。
6.2 日常维护
EPS应急电源的日常维护工作应定期进行，时间间隔一般为1-3个月，具体工作包括：
（1）柜内及进出线线槽等位置的清洁、除尘、除异物；
（2）电气参数的测量和记录（包括网电参数、逆变参数、电池参数和状态参数等）；
（3）蓄电池开路、放电参数的测量和记录；
（4）模拟切换试验。
6.3 年度维护
应急电源至少每年进行一次年度维护和测试，具体内容除日常维护外还应包括：
（1）紧固主回路接线端子螺钉；
（2）检查单体电池外观及是否发生漏液；
（3）测试绝缘电阻情况；
（4）电池组核对性放电试验。
应急电源范文第8篇
【关键词】消防用电设备；配电系统；电源转换；断电区分
高层建筑是指十层及十层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）和建筑高度超过24米且为两层以上的公共建筑和高度超过24米的两层及两层以上的厂房、库房。随着我国市场经济的的迅猛发展，现代化城市建设步伐加快，高层建筑越来越多，对消防设施的要求也是更加严格，有关这一点已经引起广大建筑电气设计人员的高度重视，尤其是对高层建筑的消防用电设备的供电设计。
1 高层建筑与一般建筑比较具有以下特点：
1.1人员密集，高层建筑高度高，建筑面积大，建筑物内居留大批人员。
1.2 功能多，现代高层建筑往往把办公、旅游、金融、商业、文化娱乐集于一体，形成多元化功能。
1.3 配套设备多，由于此类建筑具有多种功能，因此建筑物内安装着大量功能复杂，技术先进，造价昂贵的配套设备及重要的金融通讯设施，设有地下室；此类建筑一般设有若干地下层，其中设置变配电室、生活与消防水泵房、制冷 机房、空调机房、汽车库等。
1.4 内部装饰复杂，这类建筑往往要营造出合适的生活环境，因此建筑装修标准高，装饰复杂。
1.5 强调“消防”，这类建筑人员密集、设备繁多、业务活动频繁、火灾隐患多，因此必须符合消防要求。
2 现代高层建筑的特点决定了该类建筑的供电设计，必须满足以下要求：
2.1保证供电电源的高度可靠性
高层建筑造价高，人员集中，供电的可靠性将直接关系到企业的动作和人员设备的安全。高层建筑发生火灾时，主要是利用建筑物自身的消防设施进行灭火和疏散人员、物资。而建筑物的消防设施一般来说都离不开电。因此，如果没有可靠的电源，就不能及时地报警、灭火，不能有效地疏散人员、物资和控制火势的蔓延，势必造成严重的损失。因此，合理的确定电力负荷等级，保障高层建筑消防用电设备的供电可靠性是非常重要的。
根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95 2005年版）第9.1.1条规定：“高层民用建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、自动灭火系统、漏电火灾报警系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防用电，一类高层建筑应按一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。”第9.1.2条规定：“高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。”
根据以上规定，为保证供电的可靠性，一级负荷应由两个电源供电，二级负荷当条件允许时也宜由两个回路供电，特别是属于消防用电的二级负荷，应按二级负荷的两个回路要求供电，并在最末一级配电箱处自动切换。
低压配电级数不宜过多，一般应限制在三级以内，供电可靠性的问题，不仅仅限于供配电的接线方式，而且与设备选型，如高低压开关柜及其内部元器件的选择，都应与供电可靠性的高性能要求相一致。
除上述规范有明确规定的消防设备外，高层建筑中还有一些设备如：消防电梯的底坑排污泵，也应视为消防用电设备，因为消防底坑排污泵本身就是消防电梯的辅助设备，是为消防电梯服务的，确保火灾时，消防电梯的正常使用。
2.2 电源转换的时间性和方式
对电网能够提供两个独立电源的高层建筑,按规定已经满足了一、二级负荷的要求，但是对于特别重要的高层建筑（如超高层建筑）其内部含有特别重要负荷，应考虑电源系统检修或故障时，另一电源系统又发生故障的严重情况，此时，一般应设柴油发电机组做应急电源。对电网只能提供一路电源的高层建筑，应设柴油发电机组提供第二电源。此时发电机组是作为备用电源使用，而不仅仅是应急用。
为了保证发生火灾时各项求救工作的顺利进行，消防用电设施两个电源的切换方式，应急发电设备的启动方式都是消防配电系统应予考虑的问题。其中，两个电源转换的时间能否满足消防设施的要求很重要。
正常工作电源和应急电源转换时间可根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）第13.9.78条规定，当消防用电负荷为一级时，应设自动启动装置，并应在30S内供电；消防用电负荷为二级且采用自动启动有困难时，可采用手动启动装置；主电源与应急电源间，应采用自动切换方式。
应急照明正常工作电源和应急电源转换时间根据《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)第13.8.5条对应急照明设计的规定来确定。
2.2.1 备用照明不应大于5S,金融商业交易场所不应大于1.5S。
2.2.2 疏散照明不应大于5S。
上述转换时间的规定是为了安全所需要的，也是能够达到的，下面分析一下赃官些要求的条件。
在民用建筑中，采用自备发电机组作为应急电源十分普遍。出于管理、维修的社会服务完善，运行可靠等因素，发电机组也是首选的条件。要求自动启动供电时间不应大于30S，是完全可以做到的，而对于消防负荷，除应急照明外不论其负荷等级均能满足要求。
对于应急照明负荷，根据规范规定和应急电源转换时间要求，不能采用柴油发电机组（自启动时间为15S~30S）作为应急照明的备用电源。应采用蓄电池或自电力网对应急照明供电，采用自动转换方式，以达到规范规定的转换时间的要求。
2.3 消防用电设备的控制
2.3.1 《低压配电设计规范》（GB50054-95 ）第4.3.5条 ，突然断电比过负载造成的损失更大的线路， 其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。因此，消防水泵及防烟风机等消防设备的过载保护应为动作于信号，而不动作于切断电路。
2.3.2 应急照明灯的控制。高层建筑的应急照明灯一般采用双回路供电，经互投后，用四根线（正常电源线，消防电源线，N线，PE线）接应急照明灯。 消防电源线是经交流接触器与正常电源线相连接的，用于火灾时强制点亮应急照明灯。在高层住宅楼梯间等处的应急照明灯，根据《住宅建筑规范》（GB50368-2005）第8.5.3条规定，“当应急照明采用节能自熄开关控制时，必须采取应急自动点这的措施。”设计时应注明节能自熄开关采用三触点式开关，才能满足火灾时接通应急照明的要求。
3 断电的区分性
根据《高层民用建筑设计防火规范》第9.1.3条规定：“消防用电设备应采用的供电回路，其配电设备应设有明显标志。”
正常工作电源和应急电源应自成系统，独立配电，当电力与照明应分开供电时，则电力与照明应分别设有正常工作电源配电系统与事故时的应急电源配电系统。为防止火灾时火势沿电气线路、设备蔓延扩大火灾区域，或威胁消防人员安全，将根据火灾的具体情况，切断部分或全部非消防设施的供电电源。为防止火灾情况下误操作，可将应急电源专用配电屏（柜）及回路做出标志来区别正常电源配电屏（柜）及回路。
配电系统设计如何考虑既保证消防设施供电又能有选择的及时切除非消防电源，也是设计需要认真考虑的一个重要因素。
下面就一个实例简单阐述消防用电设备的配电系统。此图为某一类高层建筑低压供配电系统示意图，图中电源1,电源2为市网电源，分别从上级两个不同区域变电站分别引来，两路电源均为常用，互为备用。发电机组做为第三电源给消防负荷及一级负荷别重要负荷供电。变压器低压侧为单母线分段运行，中间设联络开关。平时两台变压器同时运行，母联断路器断开。
根据《民用建筑电气设计规范》第7.2.7.1条规定：“高层公共建筑的低压配电系统，应将照明、电力、消防及其他防灾用电负荷分别自成体系。” 满足计量，维护管理，供电安全及可靠性的要求。
故图中从电源端至负荷端消防用电设备配电系统与非消防用电设备配电系统是截然分开的。照明与电力各自分开供电，且彼此设有正常配电系统与事故时应急电源配电系统。
此类系统多用于高层建筑，它确实保证了两个或三个电源，其电源的可靠性是无可非议的，其次，系统负荷分断比较明确，火灾时不易产生误操作。
正常情况下：电源1与电源2各自独立，分别带动动力变压器和照明变压器，1QF、2QF、4QF皆处于合闸位置。3QF、5QF分闸。
事故情况下：当电源1和电源2其中有一路停电时，可闭合5QF，此时由一路电源暂时供电，但一般负荷应停供（靠失压脱扣器实现）以使变压器不致过分超载。当两路市电源皆失电后，应急柴油发电机组在15~30S内向应急母线段供电，此时在确认2QF、1QF断开后，3QF投入工作，向重要负荷供电。市电恢复后，3QF先断开，之后2QF、1QF闭合投入工作，4QF也闭合投入工作。火灾时可依次将非消防负荷切断。
为保证消防用电的可靠性，对特别重要的消防负荷（如消防用计算机等）可加上不停电电源装置（UPS），此种结线不论系统出现何种情况，都能保证火灾报警和通讯系统得到可靠供电。
4 消防设备供电及控制线路的选择
消防设备供电及控制线路的选择应满足《民用建筑电气设计规范》第13.10.4条规定。对火灾自动报警系统保护对象为特级的建筑物内消防设备的供电应采用矿物绝缘电缆，保护对象分级为一级时，应采用有机绝缘耐火类电缆。消防设备的分支线路和控制线路，宜选用与消防供电干线或分支干线耐火等级降一类的电线或电缆。
参考文献