应急电源在建筑供配电设计中的运用

应急电源在建筑供配电设计中的运用

孙凯霞【Summary】应急电源是现代建筑供配电设计中应用的主要设备。本文以某商场应急电源的设计案例为依据，在介绍了该类型电源的原理及优势的基础上，从电源的设置方法、容量计算方法与应急照明设计方法等方面，详细阐述了应急电源的应用方法，希望能够为有关建筑供配电设计领域提供参考。【Key】应急电源；供配电设计；互投装置；超负荷随着社会的发展，建筑技术水平的不断提高，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。根据国家标准要求，以中断供电的事故的发生，对社会所造成的损失的大小为划分标准，可将电力负荷分为一级负荷、二级负荷、三级负荷共3个等级。不同等级的负荷，对电源的要求不同。为确保电力中断后能够迅速恢复，将应急电源应用到各级别负荷的电力系统的设计过程中较为关键。1、应急电源的原理及优势应急电源采用单体逆变技术，集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体。系统内部设计了电池检测、分路检测回路，采用后背式运行方式。当电力系统供电中断时，互投装置可首先做出响应，将电力供应来源，切换至逆变电源。逆变电源所供应的电力来源于蓄电池，可承受的供电时间有限。通常情况下，在蓄电池电量耗光之前，电压即可恢复稳定，供电即可正常进行。与传统电源相比，应急电源的优势如下：（1）当电力供应未中断时，应急电源处于静止工作的状态，噪声小，无干扰，且不容易引发火灾，安全性强，对居民生活的影响小。（2）电网来源的电力供应一旦中断，应急电源可自动启动，实现对供电来源的切换，确保电力能够在短时间内迅速恢复。（3）电源负载以动力型EPS为主，性能好，质量高，供电稳定性强。（4）对恶劣环境的适应性强，可将其布置在地下室等区域，节约正常生活空间。2、应急电源在建筑供配电设计中的运用方法以某大型商场为例，对应急电源在建筑供配电设计中的运用方法进行详细的阐述：2.1供配电设计概况某大型商场供配电设计工程。商场共包括5层。1层—4层为服饰及衣帽商贸区，5层为饮食区。商场每日用电量极大，照明设备需长时间开启，极容易发生电压超负荷的事故，断电率高。为解决上述问题，工程决定将应急电源应用到供配电设计过程中，以降低突然断电对商场及顾客所带来的损失。2.2应急电源的应用方法本商场应急电源在建筑供配电设计中的运用方法如下：2.2.1设置方法本工程应急电源的设置方法如下：（1）采用分散设计方法设计，整个商场共设计电源5个，分别分布在不同楼层。（2）单台应急电源的容量为22KW，能够满足国家对应急电源设计的标准要求。（3）应急电源不为消防设备供电。（4）设置应严格按照国家标准要求来完成。2.2.2容量计算当商场5台应急电源均单台启动时，应急电源的容量与各电动机的功率之和相等。但需满足以下条件：（1）每台电动机功率≤应急电源容量*1/7。（2）变频启动的最大单台电动机功率不可超过应急电源的总容量。（3）如上述条件无法满足，可通过调整应急电源容量的方法，提高电源容量与电动机容量的适应性，避免两者发生冲突。2.2.3应急照明应急照明为应急电源的主要应用方向之一，应用方法如下：（1）电源以市电为主，电压在187V—242V之间。采用上述方法设计，能够有效避免应急电源在正常供电时开启。（2）将应急电源的开启时间，确定为供电中断后的5s内。为达到上述目的，应确保应急电源能够在供电中断后的0.25s内立即做出反应。（3）商场面积较大，人流疏散及电压的恢复所需时间均较长。为避免应急电源在电压未恢复之间中断供电，工程增加了电源中电磁组的数量，将有效应急照明时间延长到了1.5h。（4）为确保应急电源能够在一次使用后，快速恢复到待使用的状态。本工程将电源的充电电流控制在了0.04c5A的标准，电源可在24h内快速补充电力，等待使用。（5）以S=P/0.8为参考标准，确定应急电源的输出功率，可有效提高应急电源应用的稳定性。（6）为确保应急灯具与应急電源的功率及电压等相符合，需将灯具的转换时间控制在20ms内。2.2.4自动切换工程应急电源自动切换的设计方法如下：（1）将应急电源的自动切换时间控制在12ms内。（2）严格控制电感性机的负载及电阻性照明负载的比例。（3）将启动电动机时的电流冲击状况作为重要参考指标，对电源的自动切换功能进行优化设计。（4）如启动电机前，无降压等过程。启动时，必须确保电机容量为正常容量的5—10倍。（5）如电动机的启动方式为变频启动，应首先确定电机的容量值，将其容量值提高至原有的2倍左右，提高应急电源的自动切换水平。2.2.5N线布置设置接地，提高电源输出N线过程的稳定性。接地后，需采用反复测试的方法，评估接地效果。如接地效果未达标，应重新接地。本工程设计接地后，对接地效果进行了测试，测试结果表明，接地设计达标，N线的输出过程较为稳定。2.3性能评估采用实验的方法，观察了应急电源的性能及切换速度，得到如下结果：（1）应急电源的切换时间为11ms，能够满足工程设计标准的要求。（2）电源的充电电流控制为0.04c5A.能够满足工程的设计标准。（3）应急电源连续使用时间为24.6h，能够满足电力突然中断后的应急需求。结论：综上，本工程所设计的应急电源，可在电力供应突然中断后，在12ms之内立即接替供电，并连续供电24.6h，应用价值较高。各商场及办公楼等用电量较大的区域，应将应急电源应用到建筑的供配电设计过程中，确保供电突然中断时，应急电源能够立即开启，确保各领域能够正常运行。中