現(xiàn)代建筑中應(yīng)急電源系統(tǒng)的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)

1、<p>　　現(xiàn)代建筑中應(yīng)急電源系統(tǒng)的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)</p><p>　　【摘 要】對(duì)現(xiàn)代建筑中各種應(yīng)急電源系統(tǒng)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行了闡述和總結(jié)。 旨在為設(shè)計(jì)人員提供參考。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】應(yīng)急電源；柴油發(fā)電機(jī)組；ups eps </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　隨著社

2、會(huì)的發(fā)展，建筑技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)代建筑趨向于大規(guī)模，高層化發(fā)展隨之而來對(duì)建筑的供電要求越來越高，社會(huì)的信息化，建筑的現(xiàn)代化，使建筑對(duì)供電的依賴也越來越大。所以現(xiàn)行的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》就有嚴(yán)格規(guī)定：“一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不致同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除上述兩個(gè)電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。因此，應(yīng)急電源作為獨(dú)立于電網(wǎng)之外的備用電源.被廣泛應(yīng)用于各種建

3、筑工程之中。 </p><p>　　1、應(yīng)急電源的容量及電壓選擇 </p><p>　　1.1 現(xiàn)代一般民用建筑中，應(yīng)急電源的容量計(jì)算主要包括用于火災(zāi)時(shí)為消防設(shè)備提供負(fù)荷；平時(shí)為重要負(fù)荷提供備用電源等兩部分。消防設(shè)備負(fù)荷包括應(yīng)急疏散照明、消防電梯、消防水泵、消防用正壓送風(fēng)機(jī)及排煙風(fēng)機(jī)及消防火災(zāi)探測(cè)器控制器等設(shè)施設(shè)備的負(fù)荷。備用電源一般用于生活泵、客梯、酒店廚房動(dòng)力、星級(jí)客房照明、信息機(jī)房等

4、其他重要用電設(shè)施的負(fù)荷。 </p><p>　　1.2 應(yīng)急電源的容量計(jì)算應(yīng)包括上述兩部分負(fù)荷并以二者計(jì)算負(fù)荷的較大值作為發(fā)電機(jī)容量的初選值。在計(jì)算消防負(fù)荷以確定應(yīng)急電源容量時(shí)，不能盲目地將全樓所有消防用電設(shè)備一股腦同時(shí)計(jì)入。一般僅需考慮一個(gè)著火點(diǎn)，即全樓投運(yùn)消防負(fù)荷最大的某一個(gè)或兩個(gè)相鄰防火分區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)的消防用電設(shè)備負(fù)荷。此時(shí)消防泵作為固定用電負(fù)荷必須計(jì)入；而消防電梯、防排煙風(fēng)機(jī)和應(yīng)急照明等是否計(jì)入及計(jì)入多

5、少則要視該防火分區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，相應(yīng)消防用電設(shè)備是否投運(yùn)及投運(yùn)多少而確定。 </p><p>　　1.3 對(duì)于超高層建筑內(nèi)應(yīng)使用柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源。柴油發(fā)電機(jī)的額定輸出電壓應(yīng)根據(jù)負(fù)荷大小、單臺(tái)電動(dòng)機(jī)最大啟動(dòng)容量、供電半徑等因素確定。當(dāng)需要選用高壓柴油發(fā)電機(jī)時(shí)，宜分別設(shè)置向大樓低區(qū)供電的低壓（0.4kv）發(fā)電機(jī)組和向大樓高區(qū)供電的中壓（6.3～10.5kv）發(fā)電機(jī)組。 </p><p>

6、　　2、不同應(yīng)急電源設(shè)備的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求 </p><p>　　先階段主要應(yīng)急電源設(shè)備主要包括柴油發(fā)電機(jī)、EPS電源、UPS電源等。 </p><p>　　2.1 柴油發(fā)電機(jī)組 </p><p>　　2.1.1 柴油發(fā)電機(jī)是一種小型發(fā)電設(shè)備，系指以柴油等為燃料，以柴油機(jī)為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的動(dòng)力機(jī)械。柴油發(fā)電機(jī)組一般由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制箱、燃油箱、起動(dòng)和控制用蓄

7、電瓶、保護(hù)裝置、應(yīng)急柜等部件組成。柴油發(fā)電機(jī)組的輸出功率一般在12kw～2000kw范圍內(nèi)。通常單臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組不大于1600kw。容量較大時(shí)可采用多個(gè)柴油發(fā)電機(jī)組。而僅用于消防負(fù)荷且容量小于50kw時(shí)，一般不采用柴油發(fā)電機(jī)組，僅使用EPS電源即可。 </p><p>　　2.1.2 根據(jù)使用情況不同，一般柴油發(fā)電機(jī)組在緊急狀態(tài)下并且市電失電時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng)，并能在10～15s接帶負(fù)荷，具有3次自啟動(dòng)功能，總計(jì)時(shí)間在

8、30s內(nèi)。當(dāng)采用自動(dòng)啟動(dòng)有困難時(shí)，也可采用手動(dòng)啟動(dòng)裝置。當(dāng)市電恢復(fù)時(shí)，機(jī)組能延時(shí)自動(dòng)停機(jī)，柴油發(fā)電機(jī)重新處于停機(jī)狀態(tài)。柴油發(fā)電機(jī)在燃料充足的情況下可保證相對(duì)較長時(shí)間使用。在柴油發(fā)電機(jī)房內(nèi)一般設(shè)有總儲(chǔ)存量3～8小時(shí)的需要量，并且可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)儲(chǔ)油間進(jìn)行燃料補(bǔ)給。 </p><p>　　2.1.3 柴油發(fā)電機(jī)組的機(jī)房設(shè)備布置應(yīng)符合機(jī)組運(yùn)行工藝要求，力求緊湊、保證安全及便于維護(hù)、檢修。一般設(shè)置于首層或地下一層，不宜

9、設(shè)置于頂層或避難層。土建設(shè)計(jì)中應(yīng)提前考慮發(fā)電機(jī)組的運(yùn)輸和安裝。機(jī)組布置時(shí)宜橫向布置，當(dāng)受建筑場(chǎng)地限制時(shí)，也可縱向布置；發(fā)電機(jī)出線端與電纜溝宜布置在靠控制室、配電室側(cè)；機(jī)組之間、機(jī)組外廊至墻的凈距應(yīng)滿足設(shè)備運(yùn)輸、就地操作、維護(hù)檢修或布置輔助設(shè)備的需要。 </p><p>　　2.2 EPS電源 </p><p>　　2.2.1 EPS電源裝置是由電力變流器、儲(chǔ)能裝置（蓄電池）和轉(zhuǎn)換開關(guān)（電子

10、式或機(jī)械式）等組合而成的一種電源設(shè)備。這種電源設(shè)備在交流輸入電源正常時(shí)，交流輸入電源通過轉(zhuǎn)換開關(guān)直接輸出。交流輸入電源同時(shí)通過充電器對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電。發(fā)生中斷時(shí)（如電力中斷、電壓不符合供電要求），EPS裝置利用蓄電池組的儲(chǔ)能放電經(jīng)過逆變器變換并且經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至應(yīng)急狀態(tài)向負(fù)荷供電。一般采用后備式運(yùn)行方式。 </p><p>　　2.2.2 EPS電源可分為交流制式及直流制式。電感性和混合性的照明負(fù)荷宜選用交流制

11、式；純阻性及交、直流共用的照明負(fù)荷宜選用直流制式。 EPS的額定輸出功率不應(yīng)小于所連接的應(yīng)急照明負(fù)荷總?cè)萘康?.3倍。EPS的蓄電池初裝容量應(yīng)保證備用時(shí)間不小于90min。EPS電源用作安全照明電源裝置時(shí)，切換時(shí)間不應(yīng)大于0.25s；用作疏散照明電源裝置時(shí)，切換時(shí)間不應(yīng)大于5s；用作備用照明電源裝置時(shí)，切換時(shí)間不應(yīng)大于5s；金融、商業(yè)交易場(chǎng)所不應(yīng)大于1.5s。 </p><p>　　2.2.3 一般EPS電源受蓄

12、電池組限制，持續(xù)工作時(shí)間往往較短，功率相對(duì)較小。多用于應(yīng)急照明和事故照明的照明負(fù)載。當(dāng)建筑條件無法安裝柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，也可以用EPS電源作為消防電梯、卷簾門、風(fēng)機(jī)、水泵、淋浴泵、供水泵等電感性負(fù)載以及用于高層建筑的電梯、中央空調(diào)、消防水泵等電機(jī)負(fù)載，此時(shí)需要增加EPS內(nèi)部逆變器規(guī)格或數(shù)量。 </p><p>　　2.3 UPS電源 </p><p>　　2.3.1 UPS不間斷電源裝置是由

13、電力變流器、儲(chǔ)能裝置（蓄電池）和切換開關(guān)（電子式或機(jī)械式）等組合而成的一種電源設(shè)備。這種電源處理設(shè)備能在交流輸入電源發(fā)生故障（如電力中斷、瞬間電壓波動(dòng)、頻率波形等不符合供電要求）時(shí)，保證負(fù)荷供電的電源質(zhì)量和供電的連續(xù)性。 </p><p>　　2.3.2 UPS電源一般作為用電負(fù)荷不允許中斷供電的場(chǎng)所以及允許中斷供電時(shí)間為毫秒級(jí)的重要場(chǎng)所的應(yīng)急備用電源。在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中，UPS多數(shù)用于實(shí)時(shí)性電子數(shù)據(jù)處理裝置系

14、統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備的電源保障方面。正常情況下絕大部分不間斷電源裝置UPS的負(fù)荷都需要長期連續(xù)運(yùn)行。不間斷電源裝置UPS與快速自動(dòng)啟動(dòng)的備用發(fā)電機(jī)配合使用時(shí)，其工作時(shí)間應(yīng)按不少于1h或按工藝設(shè)置安全停車時(shí)間考慮。 </p><p>　　2.3.3 在TN-S供電系統(tǒng)中，為滿足負(fù)荷對(duì)于UPS輸出接地形式的要求，必要時(shí)應(yīng)該配置隔離變壓器。這是因?yàn)閁PS裝置的旁路系統(tǒng)輸入中性導(dǎo)體與輸出中性導(dǎo)體連接在一起，UPS裝置的輸入端與

15、輸出端的中性導(dǎo)體必須是同一個(gè)系統(tǒng)。但是，在一些應(yīng)用中UPS的負(fù)荷對(duì)于中性導(dǎo)體系統(tǒng)有特別的要求，這時(shí)有可能在UPS的旁路輸入側(cè)配置隔離變壓器，通過隔離變壓器使得UPS裝置輸入端與輸出端的中性導(dǎo)體系統(tǒng)是兩個(gè)不同的中性導(dǎo)體系統(tǒng)。 </p><p><b>　　3、結(jié)語 </b></p><p>　　總之，應(yīng)急電源系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中起著十分重要的作用，不論是在火災(zāi)情況下還是在其

16、他原因停電的情況下都應(yīng)該起到保障人員生命財(cái)產(chǎn)安全，重要生產(chǎn)工作正常進(jìn)行的作用。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)仔細(xì)分析建筑物的用電需求、使用特點(diǎn)及供電條件等多方面因素，嚴(yán)格遵守相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)和選擇合理的應(yīng)急電源系統(tǒng)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》 </p><p>