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EPS消防应急电源的应用研究

随着社会的发展，建筑技术水平的不断提升，城市的建筑趋向于大规模，高层化发展随之而来对建筑的供电要求越来越高，社会的信息化，建筑的现代化，使建筑对供电的依赖也越来越大，尤其是一些重要的公共建筑，一旦中断供电，将造成重大的政治影响或经济损失，如果是发生火灾，後果就更不堪设想。所以现行的《高层民用建筑制定防火规范》及《民用建筑电气制定规范》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。一级负荷中特别重要的负荷，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：(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供电线路；(3)蓄电池。〞多年来，运行经验说明，电网供电时采纳两路独立的电源．假设主供电钱路停电，则由备用才路供电，采纳这种方式虽然简单、可靠，但供电线路复杂。当发生大面积停电事故时，两路电源均可能发生停电事故。因此，应急电源作为独立于电网之外的备用电源．被广泛应用于各种建筑工程之中。目前，应急电源包括柴油发电机组和蓄电池，近年来，EPS蓄电池作为应急电源，被广泛应用，尤其是被用做消防应急电源，下面就相关问题作一些探讨：   
    1．1EPS应急电源的工作原理；

    EPS应急电源是同意短时电源中断的应急电源装置  (EPSEmergency Power Supply)。做为消防应急电源系统，当建筑物发生火灾时，其做为疏散照明和其它重要的一级供电负荷提供集中供电，其工作原理如图所示：
    在交流市电正常时，由交流市电经过互投装置给重要负载供电，当交流市电断电後，互投装置将马上投切至逆变器供电，供电时间由蓄电池的容量决定，当市电电压恢复时，应急电源将恢复为市电供电。
    1．2EPS应急电源的系统组成
    EPS应急电源主要采纳SPWM(交流脉带调制)技术，其具体组成如上图所示，主要包括整流充电器、蓄电池组、逆变器，互投装置等部分组成，其中逆变器是核心，整流器的作用是将交流电变成直流电，实现对蓄电池及向逆变器模块供电；逆变器的作用则是将直流电变幻成交流电，供给负载设备稳定继续的电力，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监控，可以发出告警信号，同时可通过串行口与计算机或Modem连接，实现对供电系统的微机监控和远程监控。
2、EPS应急电源在消防领域的应用及特性   
    目前一些企业专门为消防应急措施而制定研制的EPS消防应急电源，具有一定的先进性和有用性，它可以完全实现微机监控、微机处理，全部为自动化、模块化，对消防应急照明、卷帘门，消防电梯、水泵、排烟风机等消防设施实现自动控制。目前，该产品多为一些大型的高层建筑，机场、电信办公楼字、重要场馆等工程采纳，其具体有以下特性：
    2．1电网有电时，处于静态，无噪音，小于60db，不需排烟、防震处理，而且具有无公害、无火灾隐患的特点。
   —0.25S。
    2．3带载能力强，EPS适应于电感性，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，尤其在事故或火灾强切时，电源可以在120％过载状况下工作，一直到电池完全耗尽。
   2．4使用可靠，在重要场合可以采纳双机热备方式，保证事故和火灾状况下供电可靠，同时主机寿命可长达20年以上，电池5—10年以上。
   2．5适应恶劣环境，可放置于地下室或配电室，甚至建筑竖井裹，可以紧靠应急负荷使用场所就地设置，减少供电线路。可就地控制，也可以由消防联动控制。
   2．6关于某些功率较大的用电设施，如：消防水泵、风机，EPS还可直接与电机相连变频启动後，再进入正常运行状态，可省去电机的软启动和控制箱等设置。
   2．7应急备用时间：标准型为60分钟(有延时接口)，可长可短。

3、EPS消防应急与柴油发电机的比较
    柴油发电机组是目前大部分工程所采纳的，由于柴油发电机的容量较大，可并机运行且连续供电时间长，所以至今已经有五、六十年的历史了，然而，随着社会的进步，需求的提升，这种传统的做法也暴露出许多问题，主要有：
 3．1柴油发电机噪音大，产生公害。
 3．2排烟中有大量的二氧化硫，污染大气，严重影响环保。
 3．3在高层建筑中，柴油发电机组—般放在地下室，制定难度大，造价高，进风、冷却、排烟、减震，消音等设施都需要充分合计。
 3．4日常维护必须到位，工作量大。
 3．5存在火灾隐患。因为油罐象一个极为危险的“炸弹〞，万一失火，後果难以设想，而使用C02灭火，费用则越来越高。EPS消防应急电源则不存在以上的问题。
4、EPS消防应急电源与UPS电源的比较
    采纳不间断电源(UPS)供电方式，可使负载“万无一失〞，但UPS造价昂贵，特别是在绕式UPS，其转换效率较低，长期连续运行，必定造成电能浪费，事实上，UPS广泛应用于信息类负荷，在应急，事故照明场合使用UPS无疑是“大材小用〞。
具体对比如下列图：

5、EPS消防应急电源与分散式的应急电源比较
    分散的应急电源方式在目前的消防安全中应用最为广泛，但只能局限于应急照明，随着楼宇智能化的普及及消防安全设施的完善，除了照明外，需要给供水、通风、监控等各种应急设备供电，此时分散的应急电源已显得无能马力了。EPS则完全可以胜任以上的工作。
6、举例与价格比较
    某工程采纳二路高压IOKV进线，设有4台1250KVA变压器，其中一级负荷有：(1)消防设备包括消防电梯，正压送风机，排烟风机、消防泵、喷淋泵等。(2)应急和疏散照明。(3)变电所用电。消防设备容量共计400KW左右。甲方因为增容费、设备购置费的功能费用问题，引来的二路高压电源是来自同一个变电站，只是同源不同路径而已，电网出问题时，照样要停电，不能做到真正意义上的互为备用关系。由于是改建工程，无设置发电机的位置，为了保证一级负荷供电的万无一失，在变电所内集中设置了一台EPS柜(400KW)，用于对消防设备和变电所的应急供电；关于需要设置应急和疏散照明的地方分别设置小功率EPS柜的供电模式，即在每层的电气管井处，集中设置EPS柜(1KW)。而选用的应急照明灯具本身不带镍镉电池，当正常照明电源出现故障时，有EPS应急供电。关于性能价格方面的问题，现分别就下面二个方面作一经济比较。
    (1)应急照明采纳EPS电源配一般灯具和一般电源配镍镉电池灯二种形式相比，应急照明采纳EPS电源配一般灯具的形式在价格上要低于一般电源配镍镉电池灯的形式，并且与传统应急供电相比，EPS电源故障少，寿命长，可靠性高，集中管理修理量大大减少，又克服了带电池灯具寿命短，即使损坏也无人改换，形同虚设的弊端。
    (2)EPS柜与柴油发电机组价格的比较
    400KW的EPS柜的总价为l，500，000元左右。
    如果将这些400KW的消防设备采纳柴油发电机组作为应急电源，则以美国康明斯柴油发电机为例。需要注意的是，在进行价格比较时，要以负载功率为准。即选用EPS消防应急电源时，其选用的功率与负载功率为1：l 即可，而选用柴油发电机时，其常载功率与负载功率应为1.3～1.5：l方可。所以，400KW的负荷油发电机组则需用KTA-38G2-600KW规格。该机组价格为l,375,519元。但是当使用柴油发电机组时，除机组本身价格之外，还需油罐 (2～5万元)、自启动(3～6万元)、噪音治 理费(1～2万元)、通风、排烟、冷却(2～3万元)、机组本身消防措施、水幕灭火或二氧化碳灭火(5～7万元)、基建房屋费用 (2～5万元)，所以计算使用柴油发电机组 费用时除机组购置价格之外，还需外加其他辅助装置费用约15~28万元，现以18万元计算，即选用柴油发电机组总价为1, 555,519元。所以，二者价格相差不多。   
    在实际工程中，可以得出当EPS容量，小于250KW时其价格要小于进口柴油发电机组的综合造价。当EPS容量介于250KW和400KW之间时，其价格接近于进口柴油发电机组的综合造价。
7结论
    随着社会的进步和发展，环境要求的不断提升，消防安全也越来越被人们重视。EPS以其特有的优越性将被越来越多的人们熟悉和采纳，EPS消防应急电源作为一种可靠的绿色应急供电源，可以灵活的运用在消防供电回路末端、各别重要场合等。在选择应急电源上，不再只限于柴油发电机了，EPS应急电源的使用，为整个社会的消防安全提供了更有力的保证。