應(yīng)急電源在建筑供配電設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

孫凱霞

【摘要】應(yīng)急電源是現(xiàn)代建筑供配電設(shè)計(jì)中應(yīng)用的主要設(shè)備。本文以某商場(chǎng)應(yīng)急電源的設(shè)計(jì)案例為依據(jù)，在介紹了該類型電源的原理及優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，從電源的設(shè)置方法、容量計(jì)算方法與應(yīng)急照明設(shè)計(jì)方法等方面，詳細(xì)闡述了應(yīng)急電源的應(yīng)用方法，希望能夠?yàn)橛嘘P(guān)建筑供配電設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供參考。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)急電源；供配電設(shè)計(jì)；互投裝置；超負(fù)荷

隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑技術(shù)水平的不斷提高，城市的建筑趨向于大規(guī)模，高層化發(fā)展隨之而來(lái)對(duì)建筑的供電要求越來(lái)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(lái)越大，尤其是一些重要的公共建筑，一旦中斷供電，將造成重大的政治影響或經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，以中斷供電的事故的發(fā)生，對(duì)社會(huì)所造成的損失的大小為劃分標(biāo)準(zhǔn)，可將電力負(fù)荷分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷共3個(gè)等級(jí)。不同等級(jí)的負(fù)荷，對(duì)電源的要求不同。為確保電力中斷后能夠迅速恢復(fù)，將應(yīng)急電源應(yīng)用到各級(jí)別負(fù)荷的電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中較為關(guān)鍵。

1、應(yīng)急電源的原理及優(yōu)勢(shì)

應(yīng)急電源采用單體逆變技術(shù)，集充電器、蓄電池、逆變器及控制器于一體。系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)了電池檢測(cè)、分路檢測(cè)回路，采用后背式運(yùn)行方式。當(dāng)電力系統(tǒng)供電中斷時(shí)，互投裝置可首先做出響應(yīng)，將電力供應(yīng)來(lái)源，切換至逆變電源。逆變電源所供應(yīng)的電力來(lái)源于蓄電池，可承受的供電時(shí)間有限。通常情況下，在蓄電池電量耗光之前，電壓即可恢復(fù)穩(wěn)定，供電即可正常進(jìn)行。

與傳統(tǒng)電源相比，應(yīng)急電源的優(yōu)勢(shì)如下：（1）當(dāng)電力供應(yīng)未中斷時(shí)，應(yīng)急電源處于靜止工作的狀態(tài)，噪聲小，無(wú)干擾，且不容易引發(fā)火災(zāi)，安全性強(qiáng)，對(duì)居民生活的影響小。（2）電網(wǎng)來(lái)源的電力供應(yīng)一旦中斷，應(yīng)急電源可自動(dòng)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電來(lái)源的切換，確保電力能夠在短時(shí)間內(nèi)迅速恢復(fù)。（3）電源負(fù)載以動(dòng)力型EPS為主，性能好，質(zhì)量高，供電穩(wěn)定性強(qiáng)。（4）對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，可將其布置在地下室等區(qū)域，節(jié)約正常生活空間。

2、應(yīng)急電源在建筑供配電設(shè)計(jì)中的運(yùn)用方法

以某大型商場(chǎng)為例，對(duì)應(yīng)急電源在建筑供配電設(shè)計(jì)中的運(yùn)用方法進(jìn)行詳細(xì)的闡述：

2.1供配電設(shè)計(jì)概況

某大型商場(chǎng)供配電設(shè)計(jì)工程。商場(chǎng)共包括5層。1層—4層為服飾及衣帽商貿(mào)區(qū)，5層為飲食區(qū)。商場(chǎng)每日用電量極大，照明設(shè)備需長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟，極容易發(fā)生電壓超負(fù)荷的事故，斷電率高。為解決上述問(wèn)題，工程決定將應(yīng)急電源應(yīng)用到供配電設(shè)計(jì)過(guò)程中，以降低突然斷電對(duì)商場(chǎng)及顧客所帶來(lái)的損失。

2.2應(yīng)急電源的應(yīng)用方法

本商場(chǎng)應(yīng)急電源在建筑供配電設(shè)計(jì)中的運(yùn)用方法如下：

2.2.1設(shè)置方法

本工程應(yīng)急電源的設(shè)置方法如下：（1）采用分散設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)，整個(gè)商場(chǎng)共設(shè)計(jì)電源5個(gè)，分別分布在不同樓層。（2）單臺(tái)應(yīng)急電源的容量為22KW，能夠滿足國(guó)家對(duì)應(yīng)急電源設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求。（3）應(yīng)急電源不為消防設(shè)備供電。（4）設(shè)置應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求來(lái)完成。

2.2.2容量計(jì)算

當(dāng)商場(chǎng)5臺(tái)應(yīng)急電源均單臺(tái)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)急電源的容量與各電動(dòng)機(jī)的功率之和相等。但需滿足以下條件：（1）每臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率≤應(yīng)急電源容量*1/7。（2）變頻啟動(dòng)的最大單臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率不可超過(guò)應(yīng)急電源的總?cè)萘?。?）如上述條件無(wú)法滿足，可通過(guò)調(diào)整應(yīng)急電源容量的方法，提高電源容量與電動(dòng)機(jī)容量的適應(yīng)性，避免兩者發(fā)生沖突。

2.2.3應(yīng)急照明

應(yīng)急照明為應(yīng)急電源的主要應(yīng)用方向之一，應(yīng)用方法如下：（1）電源以市電為主，電壓在187V—242V之間。采用上述方法設(shè)計(jì)，能夠有效避免應(yīng)急電源在正常供電時(shí)開(kāi)啟。（2）將應(yīng)急電源的開(kāi)啟時(shí)間，確定為供電中斷后的5s內(nèi)。為達(dá)到上述目的，應(yīng)確保應(yīng)急電源能夠在供電中斷后的0.25s內(nèi)立即做出反應(yīng)。（3）商場(chǎng)面積較大，人流疏散及電壓的恢復(fù)所需時(shí)間均較長(zhǎng)。為避免應(yīng)急電源在電壓未恢復(fù)之間中斷供電，工程增加了電源中電磁組的數(shù)量，將有效應(yīng)急照明時(shí)間延長(zhǎng)到了1.5h。（4）為確保應(yīng)急電源能夠在一次使用后，快速恢復(fù)到待使用的狀態(tài)。本工程將電源的充電電流控制在了0.04c5A的標(biāo)準(zhǔn)，電源可在24h內(nèi)快速補(bǔ)充電力，等待使用。（5）以S=P/0.8為參考標(biāo)準(zhǔn)，確定應(yīng)急電源的輸出功率，可有效提高應(yīng)急電源應(yīng)用的穩(wěn)定性。（6）為確保應(yīng)急燈具與應(yīng)急電源的功率及電壓等相符合，需將燈具的轉(zhuǎn)換時(shí)間控制在20ms內(nèi)。

2.2.4自動(dòng)切換

工程應(yīng)急電源自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)方法如下：（1）將應(yīng)急電源的自動(dòng)切換時(shí)間控制在12ms內(nèi)。（2）嚴(yán)格控制電感性機(jī)的負(fù)載及電阻性照明負(fù)載的比例。（3）將啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)的電流沖擊狀況作為重要參考指標(biāo)，對(duì)電源的自動(dòng)切換功能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。（4）如啟動(dòng)電機(jī)前，無(wú)降壓等過(guò)程。啟動(dòng)時(shí)，必須確保電機(jī)容量為正常容量的5—10倍。（5）如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式為變頻啟動(dòng)，應(yīng)首先確定電機(jī)的容量值，將其容量值提高至原有的2倍左右，提高應(yīng)急電源的自動(dòng)切換水平。

2.2.5N線布置

設(shè)置接地，提高電源輸出N線過(guò)程的穩(wěn)定性。接地后，需采用反復(fù)測(cè)試的方法，評(píng)估接地效果。如接地效果未達(dá)標(biāo)，應(yīng)重新接地。本工程設(shè)計(jì)接地后，對(duì)接地效果進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，接地設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)，N線的輸出過(guò)程較為穩(wěn)定。

2.3性能評(píng)估

采用實(shí)驗(yàn)的方法，觀察了應(yīng)急電源的性能及切換速度，得到如下結(jié)果：（1）應(yīng)急電源的切換時(shí)間為11ms，能夠滿足工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。（2）電源的充電電流控制為0.04c5A.能夠滿足工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。（3）應(yīng)急電源連續(xù)使用時(shí)間為24.6h，能夠滿足電力突然中斷后的應(yīng)急需求。

結(jié)論：

綜上，本工程所設(shè)計(jì)的應(yīng)急電源，可在電力供應(yīng)突然中斷后，在12ms之內(nèi)立即接替供電，并連續(xù)供電24.6h，應(yīng)用價(jià)值較高。各商場(chǎng)及辦公樓等用電量較大的區(qū)域，應(yīng)將應(yīng)急電源應(yīng)用到建筑的供配電設(shè)計(jì)過(guò)程中，確保供電突然中斷時(shí)，應(yīng)急電源能夠立即開(kāi)啟，確保各領(lǐng)域能夠正常運(yùn)行。