EPS 在公路隧道消防中的應用探討

康華志

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，隧道建設數(shù)量也不斷增多，隧道安全成為人們首要關注的話題。如何保障隧道安全具有重大的研究意義。文章主要闡述EPS的概念、作用，以及EPS的工作原理及特點，在此基礎上，針對EPS 在公路隧道消防中的應用進行了分析與研究。

關鍵詞：EPS；公路隧道；消防；應用

引言

近年來，隨著我國社會科技和經(jīng)濟的發(fā)展，公路、鐵路等基礎設施建設數(shù)量也越來越多，伴隨著公路、鐵路交通的不斷延伸，各類隧道的建設工作也不斷展開，其中，隧道的消防安全最為矚目。

隧道是公路中的特殊要道，應列為一級負荷。一級負荷指中斷供電在政治和經(jīng)濟上造成重大損失者。對一級負荷，要求供電系統(tǒng)當線路發(fā)生故障停電時，仍保證其連續(xù)供電。

隧道是指在既有的建筑或土石結構中挖出來的較為封閉的通道，突然中斷供電會導致隧道內(nèi)漆黑一片，容易出現(xiàn)連續(xù)追尾碰撞等重大交通事故；其次隧道內(nèi)交控設施、緊急呼叫設施、火災的檢側、報警、控制設施及中央控制設施，乃至消防水泵俱無法運行，監(jiān)控中心無法了解隧道的運行狀況，難以對交通及時進行疏導與控制，當發(fā)生事故時，難以合理啟動應急機制，抑制事態(tài)擴大，搶救生命及財產(chǎn)，造成更嚴重的政治影響和經(jīng)濟損失。

因此，EPS在隧道的消防設計應用中具有重要的研究意義。本文主要就EPS 在公路隧道消防中的應用進行了論述。

1 EPS的概念及作用

EPS（Emergency power supply），是一種高可靠性的動力型大型應急電源，擁有由集中設置的蓄電池組成的儲能單元，其在單機容量、損耗和使用壽命方面都有明顯的優(yōu)勢。隨著EPS所使用的逆變技術的成熟以及成本的下降，EPS得到了廣泛的應用，其應用范圍涉及消防照明、消防動力及控制等許多方面，在隧道消防中發(fā)揮著巨大的作用。

2 EPS的工作原理及特點

2.1 EPS的工作原理

EPS作為隧道的應急電源系統(tǒng)，當市電供電癱瘓時，可繼續(xù)為一級供電負荷提供集中供電，以防止重大事故發(fā)生，其工作原理見圖1。

圖1 EPS的工作原理

當市電正常時，由市電經(jīng)互投裝置給重要負載供電，同時進行市電檢測及蓄電池充電管理，然后再由電池組向逆變器提供直流能源。充電器是一個僅需向蓄電池組提供相當于10%蓄電池組容量（Ah）的充電電流的小功率直流電源，它并不具備直接向逆變器提供直流電源的能力。此時，市電經(jīng)由EPS 的交流旁路和轉換開關所組成的供電系統(tǒng)向用戶的各種應急負載供電。與此同時，在EPS的邏輯控制板的調(diào)控下，逆變器停止工作并處于自動關機狀態(tài)。正常情況下，工程實際用電是來自電網(wǎng)的市電，EPS應急電源在睡眠狀態(tài)，有效地達到節(jié)能的目的。

EPS應急電源主要采用SPWM（交流脈帶調(diào)制）技術，系統(tǒng)主要包括整流充電器、蓄電池組、逆變器、投切裝置等部分，核心是逆變器。整流器的作用是將交流電變成直流電，實現(xiàn)對蓄電池及逆變器模塊供電。逆變器的作用則是將直流電變換成交流電，供給負載，保證負載在市電及逆變器輸出間的順利切換。系統(tǒng)控制器對整個系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，可以發(fā)出報警信號，同時可通過RS232、RS485、CAN總線以及網(wǎng)口等與上位計算機連接，實現(xiàn)對供電系統(tǒng)的微機監(jiān)控和遠程監(jiān)控。

2.2 EPS的特點

EPS應急電源可以實現(xiàn)微機監(jiān)控和處理，對機電工程設施實現(xiàn)自動控制，具有以下特點：

（1）自動切換，可實現(xiàn)無人值守，節(jié)能，電網(wǎng)供電與EPS電源供電相互切換時間一般為0.1s～0.25s；

（2）EPS帶載能力強，適用于電感性、電容性及綜合性負載的設備，如應急照明、水泵、風機、通信自動化設備等；

（3）使用可靠，在重要場合可以采用雙機熱備方式，確保地震后和火災等情況下供電可靠，主機壽命長達20年以上；

（4）適用于惡劣環(huán)境，可放置于地下室或配電室，甚至建筑豎井里，并可以緊靠應急負荷使用場所就地設置，減少供電線路；

（5）對于某些功率較大的用電設施，如消防水泵、風機，EPS還可直接與電機相連變頻啟動后，再進入正常運行狀態(tài)，可省去電機的軟啟動和控制箱等設置；

（6）電網(wǎng)有電時，EPS處于靜態(tài)，無噪聲；有市電時，小于60dB，不需排煙、防震處理，而且具有無公害、無火災隱患的特點。

3 EPS 在公路隧道消防中應用的可能性

EPS的適用于工作環(huán)境受限但不極端要求應急電源備用轉換速度的情況。EPS作為隧道供電的應急電源，與常用的應急供電設備相比（以UPS、柴油發(fā)電機組為例），具有明顯的優(yōu)點。

3.1 EPS和柴油發(fā)電機組在公路隧道消防應用的比較

按照工頻柴油發(fā)電機組通用技術條件的設計文件要求，柴油發(fā)電機組與應急電源EPS的性能比較結果見表1。

3.2 EPS和UPS在公路隧道消防應用的比較

UPS通常作為用于精密儀器負載（如電腦、服務器等IT業(yè)負載）的不間斷電源，特點是造價昂貴，特別是在線式UPS，轉換效率較低，長期連續(xù)運行必然造成電能浪費，實際上在《通信用不間斷電源UPS》通信行業(yè)標準中規(guī)定，UPS更適用于信息類負荷。EPS應急電源與UPS不間斷電源的比較見表2。

4 結語

總之，隨著我國公路工程的大量建設與發(fā)展，人們對交通安全的要求也越來越高。EPS以其特有的優(yōu)越性在公路隧道建設中被人們認識和采用，它靈活地運用在交通機電工程各個回路中。在選擇應急電源上，不再只局限于柴油發(fā)電機，而適用于不同的工程，為隧道的安全提供了更有力的保障。

參考文獻：

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