浅谈EPS应急电源在电气设计中的运用

　　根据国家规范，电力负荷根据其重要性和中断供电在政治、经济上造成的损失或影响的程度，分为一、二、三级负荷。各负荷等级的用电设备对电源的要求各不相同：负荷应由两个独立的电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不会同时受到损坏，以继续供电；二级负荷应由两回线路供电，供电变压器亦应有两台，做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电或中断后能迅速恢复。

　　在深圳地区一般采用的是环网供电，不能满足双电源供电的要求，因此在我们的设计中，经常采用自备柴油发电机组作为第二电源，从而满足各一、二级负荷及重要负荷的要求。但在我们设计柴油发电机房的时候，需要考虑一系列的问题：柴油发电机房的大小，机组的运输通道，进、排风口及烟道的设置，另外还须请环保公司对柴油发电机房进行专门的环保设计，以使其产生噪声及排放的烟气达到要求。而且在做消防设计时，因为柴油发电机组的存在，须增加CO2气体灭火系统。因此下面介绍EPS应急电源的主要特点及笔者运用EPS应急电源的一些体会，供大家参考。

　　一、EPS应急电源的特点

　　EPS是应急电源系统-Emergency Power Supply的英文缩写 EPS应急电源[1]是根据消防设施、应急照明、事故照明等负荷供电设备需要而组成的电源设备。产品由互投装置、自动充电机、逆变器及蓄电池组等组成。在交流电网正常时逆变器不工作，经过互投装置给重要负载供电。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，应急电源又将恢复为电网供电。EPS应急电源为应用逆变技术，采取CPU控制、数字化电路、高集成度电子元件生产出的高科技环保型产品，为一、二级负荷和特别重要用电设备及消防设施、应急照明等提供第二或第三电源。可以消防联动，也可实现远程或楼宇智能监控且其启动时间0.1S，大大小于柴油发电机组的启动时间，总投资与柴油发电机组相近。

　　EPS应急电源系统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。其中逆变器是，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；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。EPS应急电源规格很多，按输入方式可分为单相220V和三相380V；按输出方式可分为单相、三相及单、三相混合输出；安装形式有落地式、壁挂式和嵌墙式三种；容量有从0.5kW到800kW各个级别；按服务对象可分为动力负载和应急照明两种；其备用时间一般有90～120分钟，如有特殊要求还可按设计要求配置备用时间。因此EPS应急电源能满足我们一般工程中的需要。

　　二、EPS应急电源的设置

　　EPS应急电源灵活、方便，一个工程可以根据需要集中设置，或分散就地设置。

　　1.作为第二路电源，就地设置EPS；此种方案适用于小型工程，既不能从市政取得第二电源，单独设置柴油发电机房又不经济，因此采用此方法。本人近设计一栋14层高的住宅，地下室仅为设备房，没有裙房，但有生活泵、消防泵及电梯等，按规范要求这些设备需要双电源供电，且需末端切换。考虑到所需备用容量不大，单独设置一台柴油发电机组不经济。

　　2.作为第二路电源与变电所相连；此种方案适用于较大工程，各风机、水泵、电梯及其他消防设备的数量多，单台设备用电量大，采用此种方案比就地设置经济。

　　在我们设计的每个工程中，可以根据不同情况选择不同的方案，也可以在一个工程中既就地设置EPS应急电源，又在变电所集中设置。另外，EPS应急电源还可提供带变频功能的应急电源系统。总之，EPS应急电源的应用非常方便、灵活，使我们的电气设计有了更多的选择。

　　三、EPS应急电源的容量计算

　　我们在选择EPS应急电源时，容量计算很关键，下面是EPS应急电源的几种容量计算方法。

　　1.当EPS带多台电动机且都同时启动时：

　　EPS容量＝带变频启动电动机功率之和＋带软启动电动机功率之和×2.5＋带星三角启动电动机功率之和×3＋直接启动电动机功率之和×5。

　　2.当EPS带多台电动机且都分别单台启动时（不是同时启动）：

　　EPS容量＝各个电动机功率之和，但必须满足以下条件：

　　①上述电动机中直接启动的的单台电动机功率是EPS容量的1/7；

　　②星三角启动的的单台电动机功率是EPS容量的1/4；

　　③软启动的单台电动机功率是EPS容量的1/3；

　　④变频启动的的单台电动机功率不大于EPS的容量；

　　⑤如果不满足上述条件，则应按上述条件中的数调整EPS的容量，电动机启动时的顺序应为直接启动的在先，其次是星三角启动，再是软启动，是变频启动。

　　3.EPS带混合负载时：

　　EPS容量＝所有负载总功率之和，但必须满足以下条件，若不满足，则按其中的容量来确定EPS的容量。

　　①负载中直接同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/7；

　　②负载中星三角同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/4；

　　③软启动的电动机功率之和是EPS容量的1/3；

　　④变频启动的电动机功率之和不大于EPS的容量；

　　⑤同时启动的电动机当量功率之和不大于EPS的容量。

　　电动机当量功率＝变频且同时启动电动机功率之和＋带软启动且同时启动电动机功率之和×2.5＋星三角且同时启动电动机功率之和×3＋直接且同时启动电动机功率之和×5。

　　若电动机前后启动时间差大于1分钟，可不视为同时启动。

　　⑥同时启动的所有负载当量功率之和不大于EPS的容量；同时启动的所有负载当量功率之和＝同时启动的非电动机负载总功率×功率因数＋电动机当量功率。

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