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EPS在消防工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：

2016-09-29

EPS依托其占地面積較小、響應(yīng)速度較快等優(yōu)勢，被廣泛用作消防設(shè)備供電的應(yīng)急電源?，F(xiàn)總結(jié)EPS的工作原理、特點(diǎn)、分類及選擇條件，通過兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例說明如何結(jié)合具體工程實(shí)際需求，合理選擇EPS設(shè)備。0引言近年來，建筑物火災(zāi)事故頻發(fā)，給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了重大損失。GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的出臺使得對消防配電系統(tǒng)的要求越來越嚴(yán)格，保證消防配電系統(tǒng)能正常安全運(yùn)行的消防應(yīng)急電源也越來

0 引言

近年來，建筑物火災(zāi)事故頻發(fā)，給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了重大損失。GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的出臺使得對消防配電系統(tǒng)的要求越來越嚴(yán)格，保證消防配電系統(tǒng)能正常安全運(yùn)行的消防應(yīng)急電源也越來越引起人們的高度重視。

GB 50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》指出以下電源可作為應(yīng)急電源：獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組、供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路、蓄電池及干電池。

在民用建筑及一些中小型工業(yè)建筑中，由于從市政供電網(wǎng)絡(luò)中取得獨(dú)立于正常電源的專用的饋電線路難度大且費(fèi)用高，因此一般會采用自備應(yīng)急電源作為消防應(yīng)急電源，目前較為常見的是獨(dú)立于正常電源的柴油發(fā)電機(jī)組和EPS（Emergency PowerSupply）。EPS具有占地面積較小、響應(yīng)速度較快、沒有可燃油料、不排氣、不排煙、無振動(dòng)、噪音小等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于消防設(shè)備的應(yīng)急電源。

1 EPS概述

1.1 EPS系統(tǒng)組成及工作原理

EPS是滿足消防行業(yè)特殊要求的應(yīng)急電源，由充電器、逆變器、蓄電池、隔離變壓器、切換開關(guān)、監(jiān)控器和顯示、保護(hù)裝置及機(jī)箱等組成。它是一種能夠把蓄電池的直流電逆變成交流電的應(yīng)急電源，適用于為允許中斷供電時(shí)間>0.25s的用電負(fù)荷供電。當(dāng)市電正常時(shí)，由市電經(jīng)過靜態(tài)開關(guān)互投裝置給負(fù)載供電，同時(shí)充電器給備用電池進(jìn)行智能充電；當(dāng)市電斷電或不在設(shè)備要求范圍內(nèi)時(shí)，由控制器提供逆變信號來啟動(dòng)逆變電源，同時(shí)靜態(tài)開關(guān)互投裝置將立即投切至逆變器輸出從而繼續(xù)提供正弦波交流電，市電電壓正常后恢復(fù)市電供電。

1.2 EPS的特點(diǎn)

EPS是一種靜態(tài)應(yīng)急電源，它具備以下特點(diǎn)：

1）消防聯(lián)動(dòng)控制功能：當(dāng)接收到消防聯(lián)動(dòng)控制信號時(shí)，轉(zhuǎn)預(yù)先設(shè)定的聯(lián)動(dòng)控制功能。

2）手動(dòng)和自動(dòng)應(yīng)急轉(zhuǎn)換功能：自動(dòng)狀態(tài)時(shí)主電源運(yùn)行，主電源異常時(shí)轉(zhuǎn)為應(yīng)急逆變電源供電；手動(dòng)應(yīng)急時(shí)切換到應(yīng)急電源供電且不受主電源的影響。正常運(yùn)行時(shí)設(shè)定為自動(dòng)狀態(tài)。

3）強(qiáng)制運(yùn)行啟動(dòng)開關(guān)功能：在緊急情況下，打開強(qiáng)制運(yùn)行啟動(dòng)開關(guān)后由應(yīng)急電源提供供電，并取消電池低電壓保護(hù)功能直至蓄電池能量耗盡。

4）智能數(shù)字化控制技術(shù)：采用高速微控制器和可編程邏輯器件來實(shí)現(xiàn)電路控制、參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行管理，先進(jìn)的自檢和自偵測功能，可對電路板上所有獨(dú)立電路的連接進(jìn)行故障分析，經(jīng)數(shù)碼轉(zhuǎn)換后的純正弦波電壓可確保系統(tǒng)超穩(wěn)定運(yùn)行。

5）優(yōu)越的負(fù)載特性：能承受0%~100%的負(fù)載躍變，保護(hù)輸出穩(wěn)定可靠。

6）完善的保護(hù)功能：具備輸入/輸出過欠壓保護(hù)、輸入浪涌保護(hù)、相序保護(hù)、電池過充放保護(hù)、輸出過載短路保護(hù)、高溫保護(hù)等多種系統(tǒng)保護(hù)和報(bào)警功能。

7）高性能的動(dòng)態(tài)特性：采用瞬時(shí)控制方式和有效值反饋等多種反饋控制，既實(shí)現(xiàn)了高動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，又減小了輸出電壓失真度。

8）采用獨(dú)立整流充電器，具備智能化的電池管理：可根據(jù)用戶的電池配置自動(dòng)調(diào)整電池的充電參數(shù)，并根據(jù)供電環(huán)境對電池進(jìn)行均充/浮充轉(zhuǎn)換、溫度補(bǔ)償充電及放電管理，延長了電池的使用壽命且減小管理負(fù)擔(dān)。

9）具有標(biāo)配件電池巡檢模塊：可對單節(jié)電池的參數(shù)進(jìn)行測量，并顯示在顯示板上。若電池發(fā)生故障立即報(bào)警并通知管理員。

10）智能偵測功能：該系統(tǒng)的微處理器實(shí)時(shí)對所有的電源、斷路器、熔斷器及所有的電路工作狀態(tài)進(jìn)行在線偵測，如有故障立即保護(hù)并通知管理員。

11）智能通訊：采用的RS485通訊接口能真正實(shí)現(xiàn)多用途通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)視。對可選的干接點(diǎn)接口采用無源接點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)對EPS的狀態(tài)監(jiān)控。

1.3 EPS的分類

根據(jù)所帶負(fù)載的種類可將EPS大致歸納為以下三種：

1）單相EPS應(yīng)急電源

如圖1所示的單項(xiàng)EPS應(yīng)急電源是專門為照明系統(tǒng)用電而設(shè)計(jì)的，它是為消防應(yīng)急照明、消防疏散照明提供集中供電的電源設(shè)備。

圖1 單相EPS應(yīng)急電源原理圖

2）三相EPS應(yīng)急電源

如圖2所示的三相EPS應(yīng)急電源是專門為消防應(yīng)急照明、消防疏散照明、小型消防水泵、電機(jī)、空調(diào)等設(shè)備提供供電的電源設(shè)備。

圖2 三相EPS應(yīng)急電源原理圖

3）混合型EPS應(yīng)急電源

如圖3所示的混合型EPS應(yīng)急電源是專門為各種混合用電系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，它是為消防應(yīng)急照明、消防疏散照明、消防電梯、消防水泵等設(shè)備提供集中供電的電源設(shè)備。適用于照明、動(dòng)力供電設(shè)施或一級負(fù)荷其他應(yīng)急供電設(shè)備，可解決照明系統(tǒng)與電機(jī)負(fù)載的應(yīng)急供電及啟動(dòng)過程對設(shè)備的沖擊。

圖3 混合型EPS應(yīng)急電源原理圖

1.4 EPS的選擇

1）選擇供電時(shí)間

EPS的應(yīng)急供電時(shí)間一般為60、90、120min三種規(guī)格，在選用時(shí)需符合《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 16-2008）[3]中規(guī)定的各類消防用電設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間最少持續(xù)供電時(shí)間的要求。

2）選擇容量

依據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》[4]可知，選用EPS的容量必須同時(shí)滿足以下條件：

（1）負(fù)載中最大的單臺直接起動(dòng)的電機(jī)容量，只占EPS容量的1/7以下。

（2）EPS容量應(yīng)是所供負(fù)載中同時(shí)工作容量總和的1.1倍以上。

（3）直接起動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵時(shí)，EPS容量應(yīng)為同時(shí)工作的風(fēng)機(jī)、水泵容量的5倍以上。

（4）若風(fēng)機(jī)、水泵為變頻起動(dòng)，則EPS的容量為同時(shí)工作的電機(jī)總?cè)萘康?.1倍。

（5）若風(fēng)機(jī)、水泵采用星-三角降壓起動(dòng)，則EPS容量應(yīng)為同時(shí)工作的電機(jī)總?cè)萘康?倍以上。

2 EPS應(yīng)用實(shí)例

2.1 單相EPS應(yīng)用實(shí)例

以某建筑物的照明系統(tǒng)為例，該建筑物內(nèi)為走廊、配電間等消防應(yīng)急照明供電的工作電源引自廠區(qū)內(nèi)一臺變壓器的低壓配電屏，備用電源來自安裝在本照明配電箱內(nèi)的EPS。根據(jù)相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)手冊要求，備用照明在火災(zāi)時(shí)繼續(xù)工作的最小持續(xù)供電時(shí)間為180min，故選用容量為0.5kW且持續(xù)供電時(shí)間≥180min的EPS。其應(yīng)急照明配電箱系統(tǒng)圖見圖4。

圖4 某建筑物應(yīng)急照明配電箱系統(tǒng)圖

2.2 混合型EPS應(yīng)用實(shí)例

以某建筑物為例，該建筑物由市政引來一路工作電源，建筑物內(nèi)消防應(yīng)急照明、排煙風(fēng)機(jī)、電動(dòng)排煙窗等消防設(shè)備的備用電源由EPS提供。根據(jù)實(shí)際情況及規(guī)范要求，選用容量為80kW且持續(xù)供電時(shí)間≥180min的EPS。其配電箱系統(tǒng)圖見圖5。

圖5 某建筑物EPS配電箱系統(tǒng)圖

3 結(jié)束語

EPS具有運(yùn)行靈活、供電可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，既可以根據(jù)需要在工程中進(jìn)行集中設(shè)置，也可以分散就地設(shè)置，適用于容量不大的消防設(shè)備，因此在工程設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。在具體設(shè)計(jì)中，需要結(jié)合具體工程實(shí)際需求，擬定多個(gè)可選擇的方案，并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定合理的EPS建設(shè)方案。

--來源于《智能建筑電氣技術(shù)》

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