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建筑电气设计|建筑电气EPS电源在消防中的作用探讨

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1、前言

随着经济的飞速发展,各种功能复杂、形式多样的建筑日益增加,各种消防设施的正常运行便成了保护建筑、人员生命和财产安全的重要保证,而消防电源又是大多数消防设施的动力来源,地位非常重要。完善的电力保障系统是维护消防安全的重中之重,比如,对于一些重要的公共建筑,一旦发生断电故障,将会造成重大的政治影响或者经济损失,如果发生火灾,消防设施不能动作,后果更是不堪设想。EPS(E-mergencyPowerSupply)应急电源供电系统,是消防应急措施的一种独立性电源,在主要供电系统断电后,能够提供建筑内消防过程中的所有供电,其实时性、可靠性都达到了相当高的性能,能够很好的满足消防需要。本文着重从EPS电源的原理出发,介绍了EPS电源在消防中的应用。点击了解建筑电气设计培训班详情

2、EPS

建筑电气设计|建筑电气EPS电源在消防中的作用探讨

如图1所示,EPS的工作原理为:当市政供电正常时,EPS处于充电待命状态;当市政断电时,互投设备自动切换至EPS工作状态,EPS将蓄电池的直流电逆变成三相交流电,供给建筑内的消防设备;当市政供电恢复时,EPS将由互投设备自动切换,重新恢复充电待命状态。

3、EPS的硬件组成和分类

EPS电源的具体组成为:整流模块、蓄电模块、逆变模块和互投模块。整流模块的作用是将三相交流电整流成直流电,直流电向蓄电模块充电;逆变模块则将蓄电模块的电能重新逆变成频率可调的交流电供消防负载使用;互投模块的作用是,当消防需要或是市政电网断电时,能及时将EPS的电能转供给负载。

EPS根据所带负载的种类大致可以分三种:一是主要用于应急照明的EPS;二是应用于空调、电梯、卷帘门、水泵和防排烟风机等电感性负载或者兼而有之的混合供电的三项系列EPS;三是直接给电动机供电的变频系列EPS。

4、EPS应急电源的特点

EPS作为一种应急电源系统,被广泛的应用于消防领域。当建筑物发生火灾时,它为应急照明及其它重要的一级供电负荷提供集中供电。鉴于EPS在消防上的重要作用,一些企业精心研制了供应急状态下使用的EPS消防应急电源,具有一定的先进性和实用性,它可以实现微机监控和微机处理,并且产品完全自动化、模块化,为消防应急照明、防火卷帘、防排烟风机、水泵、消防电梯等重要消防设施提供后备电源保障,达到建筑有效防灾减灾和灭火的目的。目前的消防用EPS电源具有以下优点:

(1)市政电网供电良好时,EPS电源处于静态,无噪音,本身无火灾隐患。

(2)使用可靠,在重要场合采用双机热备方案,确保事故和火灾情况下供电可靠。自身使用寿命长。

(3)自动切换,可以实现无人值守,不额外耗费电能,主电网和EPS电源间切换时间很短,为0.1~0.25S。

(4)电源故障率低,总容量较大,且易于实施全面管理、维护。

(5)能够带载诸如电感性、电容性及综合性的消防设备,使用面广。

(6)设置环境要求低,可放置于配电室或地下室,可在应急负载使用场所就地设置,减少了管线布置。

因为EPS的上述优势,可以说它是一种可靠的绿色应急供电电源,它尤其适用于当重要建筑的消防设施除了市政主电网外没有第二路市电,又不便于使用柴油发电机组的场合。EPS电源主要应用在各类建筑的工作供电和消防供电,许多高层建筑、人员密集场所、机场、电信网络机房、医院、重要场馆等重要建筑设施的后备电源。

5、EPS的应用领域

根据《民用建筑电气设计规范》的规定:3.1.9一级负荷的供电电源应符合下列要求:3.1.9.1一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。

3.1.9.2一级负荷中特别重要负荷,除上述两个电源外,还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电,严禁将其他负荷接入应急供电系统。点击了解建筑电气设计培训班详情

(1)常用的应急电源有以下几种:独立于正常电源的发电机组;供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路;蓄电池。

(2)根据允许的中断供电时间可分别选择下列应急电源:

a.静态交流不间断电源装置适用于允许中断供电时间为毫秒级的供电。

b.带有自动投入装置的独立于正常电源的专门馈电线路,适用于允许中断时间为1.5s以上的供电。

c.快速自启动的柴油发电机组,适用于允许中断时间为15s以上的供电。

根据以上规定和EPS的特点,它的应用范围可归结如下:

(1)EPS应急电源一般的备用供电时间为30~120min,为应急性电源,保证重要负荷在一定时间内供电的连续性。所以在正常电源供电可靠性较差的地方它不能用于常用设备的备用电源,而应选用柴油发电机组做后备电源。EPS只适用于火灾条件下需持续工作2~3小时的消防用电设备的备用电源。

(2)允许中断供电时间为毫秒级的设备不可选用EPS作备用电源,应选择UPS电源。

(3)当一级负荷容量不大(100kw及以下),又难于取得第二低压电源,且要连续供电时间低于120min时,可以采用EPS作为备用电源。

(4)一级负荷中的特别重要负荷(允许中断时间大于0.2s时),可采用EPS作备用电源。

(5)二级负荷用电宜由两个回路供电,其第二回路可用EPS电源。

(6)分散的小容量一、二级负荷,如通信系统设备、消防水泵、应急照明等,可采用一路市电配合EPS的供配电方式。

(7)由于EPS无排气、排烟、无噪声和振动、环保等优点,对于不能有污染且不易选用柴油发电机组的场所,可选用EPS应急电源。

(8)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。

建筑电气设计|建筑电气EPS电源在消防中的作用探讨

6、EPS的技术发展前景

由于缺乏相应的国家标准或行业标准,EPS的发展还不够规范,无论是规格系列还是技术性能、外形尺寸,都具有多样性,还不统一,标准化程度较差。EPS所带的负载类型较为复杂,不同的负载和环境对EPS的要求也不一样,所以我们可以针对不同的场合和不同的负载类型,通过技术方面的改进,使得它的性能更适应实际的需要。

(1)结构组成

一般的EPS电源往往采用“多合一”的结构设计形式来满足现实中多负载的电能需求,但是由于负载及环境的复杂性,在设备选型和生产加工的过程中就会带来许多困难。比如,在已经加装了EPS电源的场所又新增了大容量电能需求的消防设施,这样势必要对电源进行更新以满足实际需要。对于这个问题,可以采用模块化设计思路,将主机和输入或输出配电分离出来。各个模块有其独立的功能,可以连接又不相互制约。主机模块完成主要的能量转换及通讯控制功能;配电模块完成复杂的负载配电管理功能。主机模块通过标准控制接口实现对配电模块的管理。点击了解建筑电气设计培训班详情

(2)配电模块

EPS在紧急供电情况下的负载通常为非单一的负载,这些负载的关键程度不尽相同,因此特殊情况下EPS的配电管理功能非常重要,需要进行这方面的改进。①顺序启动功能。EPS负载很多是感性冲击负载,具有较大的启动电流,在EPS容量一定的情况下需要顺序启动设备,以保证消防设施的正常启动运行;②部分负载卸载功能。当发生过载时,需要能够通过配电管理接口卸除次要负载。点击了解建筑电气设计培训班详情

(3)变频启动功能

变频启动型EPS主要是为了解决较大电动机的启动冲击问题,但更为合理的设计应该是在线式UPS与变频器技术的完美结合。在线式UPS具有成熟的整流、电池管理技术,变频器既有成熟的变频控制技术,这两者成熟技术的融合会是电源变频启动技术的新革新。

应急电源EPS作为一种可靠的绿色应急供电电源,得到了越来越广泛的应用,相信不久的将来它会有更新型的产品,性能也会更加成熟可靠。认真的学习和了解EPS电源,灵活的将其运用于消防领域会给我们营造一个良好的消防安全环境。

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