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

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

2、會的發(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)展隨之而來對建筑的供電要求越來越高，社會的信息化，建筑的現(xiàn)代化，使建筑對供電的依賴也越來越大。所以現(xiàn)行的《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》及《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》就有嚴格規(guī)定：“一級負荷應(yīng)由兩個電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不致同時受到損壞。一級負荷中特別重要的負荷，除上述兩個電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。因此，應(yīng)急電源作為獨立于電網(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)急電源的容量計算主要包括用于火災(zāi)時為消防設(shè)備提供負荷；平時為重要負荷提供備用電源等兩部分。消防設(shè)備負荷包括應(yīng)急疏散照明、消防電梯、消防水泵、消防用正壓送風(fēng)機及排煙風(fēng)機及消防火災(zāi)探測器控制器等設(shè)施設(shè)備的負荷。備用電源一般用于生活泵、客梯、酒店廚房動力、星級客房照明、信息機房等

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

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

6、　　2、不同應(yīng)急電源設(shè)備的特點和設(shè)計要求 </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、EPS電源、UPS電源等。 </p><p>　　2.1 柴油發(fā)電機組 </p><p>　　2.1.1 柴油發(fā)電機是一種小型發(fā)電設(shè)備，系指以柴油等為燃料，以柴油機為原動機帶動發(fā)電機發(fā)電的動力機械。柴油發(fā)電機組一般由柴油機、發(fā)電機、控制箱、燃油箱、起動和控制用蓄

7、電瓶、保護裝置、應(yīng)急柜等部件組成。柴油發(fā)電機組的輸出功率一般在12kw～2000kw范圍內(nèi)。通常單臺柴油發(fā)電機組不大于1600kw。容量較大時可采用多個柴油發(fā)電機組。而僅用于消防負荷且容量小于50kw時，一般不采用柴油發(fā)電機組，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)電機組在緊急狀態(tài)下并且市電失電時能自動啟動，并能在10～15s接帶負荷，具有3次自啟動功能，總計時間在

8、30s內(nèi)。當采用自動啟動有困難時，也可采用手動啟動裝置。當市電恢復(fù)時，機組能延時自動停機，柴油發(fā)電機重新處于停機狀態(tài)。柴油發(fā)電機在燃料充足的情況下可保證相對較長時間使用。在柴油發(fā)電機房內(nèi)一般設(shè)有總儲存量3～8小時的需要量，并且可以根據(jù)實際情況對儲油間進行燃料補給。 </p><p>　　2.1.3 柴油發(fā)電機組的機房設(shè)備布置應(yīng)符合機組運行工藝要求，力求緊湊、保證安全及便于維護、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)計中應(yīng)提前考慮發(fā)電機組的運輸和安裝。機組布置時宜橫向布置，當受建筑場地限制時，也可縱向布置；發(fā)電機出線端與電纜溝宜布置在靠控制室、配電室側(cè)；機組之間、機組外廊至墻的凈距應(yīng)滿足設(shè)備運輸、就地操作、維護檢修或布置輔助設(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、儲能裝置（蓄電池）和轉(zhuǎn)換開關(guān)（電子

10、式或機械式）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，交流輸入電源通過轉(zhuǎn)換開關(guān)直接輸出。交流輸入電源同時通過充電器對蓄電池組進行充電。發(fā)生中斷時（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)向負荷供電。一般采用后備式運行方式。 </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荷宜選用交流制

11、式；純阻性及交、直流共用的照明負荷宜選用直流制式。 EPS的額定輸出功率不應(yīng)小于所連接的應(yīng)急照明負荷總?cè)萘康?.3倍。EPS的蓄電池初裝容量應(yīng)保證備用時間不小于90min。EPS電源用作安全照明電源裝置時，切換時間不應(yīng)大于0.25s；用作疏散照明電源裝置時，切換時間不應(yīng)大于5s；用作備用照明電源裝置時，切換時間不應(yīng)大于5s；金融、商業(yè)交易場所不應(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)工作時間往往較短，功率相對較小。多用于應(yīng)急照明和事故照明的照明負載。當建筑條件無法安裝柴油發(fā)電機組時，也可以用EPS電源作為消防電梯、卷簾門、風(fēng)機、水泵、淋浴泵、供水泵等電感性負載以及用于高層建筑的電梯、中央空調(diào)、消防水泵等電機負載，此時需要增加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、儲能裝置（蓄電池）和切換開關(guān)（電子式或機械式）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、頻率波形等不符合供電要求）時，保證負荷供電的電源質(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荷不允許中斷供電的場所以及允許中斷供電時間為毫秒級的重要場所的應(yīng)急備用電源。在民用建筑電氣設(shè)計中，UPS多數(shù)用于實時性電子數(shù)據(jù)處理裝置系

14、統(tǒng)的計算機設(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的負荷都需要長期連續(xù)運行。不間斷電源裝置UPS與快速自動啟動的備用發(fā)電機配合使用時，其工作時間應(yīng)按不少于1h或按工藝設(shè)置安全停車時間考慮。 </p><p>　　2.3.3 在TN-S供電系統(tǒng)中，為滿足負荷對于UPS輸出接地形式的要求，必要時應(yīng)該配置隔離變壓器。這是因為UPS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)體必須是同一個系統(tǒng)。但是，在一些應(yīng)用中UPS的負荷對于中性導(dǎo)體系統(tǒng)有特別的要求，這時有可能在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產(chǎn)安全，重要生產(chǎn)工作正常進行的作用。在設(shè)計時，應(yīng)仔細分析建筑物的用電需求、使用特點及供電條件等多方面因素，嚴格遵守相關(guān)設(shè)計規(guī)范，設(shè)計和選擇合理的應(yīng)急電源系統(tǒng)。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》 </p><p>