信息詳細(xì)內(nèi)容
EPS電源在應(yīng)急照明設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
臧雪飛1，楊志偉2
（1. 中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司 山東 濟(jì)南 250101）
（2. 山東省熱電設(shè)計(jì)院 山東 濟(jì)南250100）
摘 要：本文闡述了應(yīng)急照明系統(tǒng)在工業(yè)和民用建筑設(shè)計(jì)中的重要性，介紹了應(yīng)急照明的分類、應(yīng)急照明的基本要求、應(yīng)急照明電源的選擇，著重介紹了EPS應(yīng)急電源的特點(diǎn)，以及與其他電源形式相比較在節(jié)能、環(huán)保、使用壽命、轉(zhuǎn)換時(shí)間等各方面的優(yōu)勢(shì)，說明 EPS電源作為應(yīng)急照明電源有著廣泛的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：應(yīng)急照明、EPS電源、設(shè)計(jì)
在現(xiàn)代工業(yè)和民用建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)急照明系統(tǒng)是非常重要的一部分。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)、爆炸和地震等災(zāi)害時(shí)，正常電源往往發(fā)生故障或必須斷開電源，這時(shí)正常照明全部熄滅。為了保障人員及財(cái)產(chǎn)的安全，并對(duì)進(jìn)行著的生產(chǎn)、工作及時(shí)操作和處理，有效地制止災(zāi)害或事故的蔓延，這時(shí)應(yīng)隨即投入應(yīng)急照明，而選擇安全、可靠、經(jīng)久、耐用的應(yīng)急照明電源是至關(guān)重要的。近年來，含蓄電池組的EPS電源作為應(yīng)急照明電源得到了廣泛應(yīng)用。本文從應(yīng)急照明的分類、應(yīng)急照明的基本要求、應(yīng)急照明電源的選擇、EPS電源的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景等方面做簡要介紹。
一、 應(yīng)急照明的分類
應(yīng)急照明是在正常照明系統(tǒng)因電源發(fā)生故障，不再提供正常照明的情況下，供人員疏散、保障安全或繼續(xù)工作的照明。
應(yīng)急照明不同于普通照明，它包括：備用照明、疏散照明、安全照明三種。
1. 備用照明：在正常照明電源發(fā)生故障時(shí)，為確保正常活動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行而設(shè)的應(yīng)急照明部分。設(shè)置備用照明的一般場(chǎng)所有：展覽廳、營業(yè)廳、娛樂場(chǎng)所、餐廳、避難層等；重要場(chǎng)所有：配電室、消防控制室、備用電源室、應(yīng)急廣播室、電話站、安全防范控制中心、計(jì)算機(jī)中心等。
2. 疏散照明：在正常電源發(fā)生故障時(shí)，為使人員能容易而準(zhǔn)確無誤地找到建筑物出口而設(shè)的應(yīng)急照明部分。設(shè)置疏散照明的場(chǎng)所有：安全出口、疏散走道、主要疏散路線、臺(tái)階處等。
3. 安全照明：在正常電源發(fā)生故障時(shí)，為確保處于潛在危險(xiǎn)中人員的安全而設(shè)的應(yīng)急照明部分。 設(shè)置安全照明的一般場(chǎng)所有：裸露的圓盤鋸、放置熾熱金屬而沒有防護(hù)的場(chǎng)地等；重要場(chǎng)所有：重要手術(shù)室、急救室等。
二、 應(yīng)急照明的基本要求
1. 轉(zhuǎn)換時(shí)間：應(yīng)急照明在正常供電電源終止供電后，其應(yīng)急電源轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)滿足：
1) 備用照明、疏散照明不大于5s；
2) 安全照明不大于0.5s。
2. 持續(xù)工作時(shí)間：
1) 疏散照明：按GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，應(yīng)急持續(xù)工作時(shí)間不應(yīng)小于30min。按GB50045-1995《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2005年版）規(guī)定，應(yīng)急持續(xù)工作時(shí)間不應(yīng)小于20min，高度超過100m的高層建筑不應(yīng)小于30min。
2) 安全照明和備用照明：其持續(xù)工作時(shí)間應(yīng)根據(jù)該場(chǎng)所的工作或生產(chǎn)操作的具體需要確定。如生產(chǎn)車間某些部位的安全照明，一般不小于20min。醫(yī)院手術(shù)室的備用照明，持續(xù)時(shí)間要求達(dá)到3~8h；生產(chǎn)車間的備用照明，作為停電后進(jìn)行必要的操作和處理設(shè)備停運(yùn)的，可持續(xù)20~60min，作為持續(xù)生產(chǎn)的，應(yīng)持續(xù)到正常電源恢復(fù)；對(duì)于通信中心、重要的交通樞紐、重要的賓館等，要求持續(xù)到正常電源恢復(fù)。
三、 應(yīng)急照明電源的選擇
應(yīng)急照明電源是當(dāng)正常電源不再提供正常照明需要的最低亮度的狀態(tài)，即正常照明電源電壓降為額定電壓60%以下時(shí)，轉(zhuǎn)換到應(yīng)急照明電源供電。應(yīng)急照明電源大致可以分為以下幾種類型：
1. 來自電力網(wǎng)有效地獨(dú)立于正常電源的饋電線路。如分別接自兩個(gè)區(qū)域變電所，或接自有兩回路獨(dú)立高壓線路供電的變電所的不同變壓器引出的饋電線。
2. 專用的柴油發(fā)電機(jī)組。
3. 蓄電池組：包括以下兩種情況：
1) 燈內(nèi)自帶蓄電池，即自帶電源型應(yīng)急燈。
2) 集中或相對(duì)集中設(shè)置的蓄電池組，如EPS、UPS等。
4. 組合電源：即由以上任意兩種以至三種電源組合供電方式。
三、 EPS應(yīng)急電源的特點(diǎn)
EPS（Emergency Power Supply）是利用IGBT大功率模塊及相關(guān)的逆變技術(shù)而開發(fā)的一種把直流電能逆變成交流電能的大型應(yīng)急電源。主要包括整流充電器、蓄電池組、逆變器、互投裝置和系統(tǒng)控制器等部分。它可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)控和處理，對(duì)消防應(yīng)急照明、卷簾門、消防電梯、水泵、排煙風(fēng)機(jī)等消防設(shè)施實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。具有以下特點(diǎn)：
(1) 市電時(shí)靜態(tài)，無噪音，無市電時(shí)，其噪音小于55dB，無排煙，無公害，節(jié)能環(huán)保。
(2) 管理簡單，自動(dòng)瞬間切換，可實(shí)現(xiàn)無人值守，切換時(shí)間特殊場(chǎng)合≤0.25s，一般場(chǎng)合≤3s。
(3) 保護(hù)功能齊全，帶負(fù)載能力強(qiáng)，適合阻性、感性、容性及混合負(fù)載的設(shè)備，如消防電梯、水泵、風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明等。
(4) 電壓穩(wěn)定，工作可靠，維護(hù)簡便，壽命長，主機(jī)壽命可達(dá)20年以上，免維護(hù)電池，可循環(huán)使用300-500次。
(5) 空載損耗低，逆變效率高。
(6) 應(yīng)急備用時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)型為60min，有延時(shí)接口，可根據(jù)客戶環(huán)境需要定制不同應(yīng)急時(shí)間。
四、EPS作為應(yīng)急照明電源的優(yōu)勢(shì)
EPS電源作為應(yīng)急照明電源與其他電源形式相比較，具有很大的優(yōu)勢(shì)，具體通過以下表格列出：
1. 與自帶蓄電池?zé)艟叻桨赶啾容^的優(yōu)勢(shì)
指標(biāo) EPS（三相應(yīng)急電源） 自帶蓄電池?zé)艟?nbsp; 結(jié)論
系統(tǒng)可靠性 所有燈具內(nèi)部復(fù)雜的電子電路被省掉了，只有集中電源部分有易損的電子元件，且工作環(huán)境較為理想，故障率低。 每個(gè)燈具內(nèi)部都有變壓、穩(wěn)壓、充電、逆變、蓄電池等大量的電子元器件，故障點(diǎn)多，故障率高。 可靠性更高
使用壽命 平常都處于靜態(tài)，只有在停電時(shí)才使用，主機(jī)一般使用壽命20年以上。 在使用、檢修、故障時(shí)電池均需充放電；應(yīng)急燈具大部分時(shí)間都處于工作狀態(tài)，其內(nèi)部溫度高，影響蓄電池的使用壽命。 使用壽命長
維護(hù)與管理 維護(hù)簡單，可無人值守自動(dòng)操作，可計(jì)算機(jī)監(jiān)控。 裝設(shè)分散，內(nèi)部線路復(fù)雜，元器件多，維護(hù)工作量很大。 維護(hù)管理簡單
系統(tǒng)價(jià)格 應(yīng)急燈具可選用普通燈具，整個(gè)系統(tǒng)僅集中設(shè)置一套應(yīng)急電源裝置，如能充分利用其蓄電池容量，則會(huì)大大降低系統(tǒng)成本。 每個(gè)應(yīng)急燈具內(nèi)都有一整套降壓、穩(wěn)壓、充電、蓄電池等元器件，所以整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格較高。 綜合價(jià)格低
2. 與UPS電源相比較的優(yōu)勢(shì)
指標(biāo) EPS（三相應(yīng)急電源） UPS（不間斷電源） 結(jié)論
節(jié)能 在電網(wǎng)供電正常時(shí)處于休眠，基本不耗電；在停電期間逆變供電效率達(dá)到95%以上。 在電網(wǎng)供電正常時(shí)也工作，其效率80%~90%，約有10~20%的電能被消耗。 節(jié)能10%~20%左右
噪音 在電網(wǎng)供電正常時(shí)處于休眠，靜置無噪音；無電網(wǎng)供電時(shí)，其噪音<55dB。 UPS的工作噪音一般為55~65dB。 無噪音
價(jià)格 EPS綜合價(jià)格低 UPS主機(jī)價(jià)格比較昂貴 價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯
使用壽命 平常都處于靜態(tài)，只有在停電時(shí)才使用，主機(jī)一般使用壽命20年以上。 UPS由于市電24小時(shí)整流后再逆變成交流工作，使用壽命平均在6年左右。 使用壽命長
負(fù)載適應(yīng)性 尤其適應(yīng)機(jī)電等電感性負(fù)載和各種混合用電負(fù)載。 UPS只適應(yīng)電容性和電阻性負(fù)載（計(jì)算機(jī)負(fù)載） 適應(yīng)性強(qiáng)
過載及保護(hù) 過載能力強(qiáng)，超過120%能正常工作，保護(hù)功能完善。 在功率達(dá)到120%時(shí)1min強(qiáng)制保護(hù)，且屬于模擬電路，保護(hù)功能欠缺。 帶載能力強(qiáng)、保護(hù)功能強(qiáng)大
3. 與柴油發(fā)電機(jī)組相比較的優(yōu)勢(shì)
指標(biāo) EPS（三相應(yīng)急電源） 柴油發(fā)電機(jī)組 結(jié)論
啟動(dòng)時(shí)間 <0.1秒 5~30秒 快
環(huán)保 無排無煙，無噪音，無振動(dòng)，無公害。 有二氧化硫排放、排煙，噪音特別大，有振動(dòng)，油庫要求防火。 好
維護(hù) 維護(hù)簡單，可無人值守自動(dòng)操作，可計(jì)算機(jī)監(jiān)控。 需要專人看管，需要定期維護(hù)。 好
供電狀況 供應(yīng)電壓穩(wěn)定能力強(qiáng)，頻率穩(wěn)定，波形好，抗干擾效率高。 電壓不穩(wěn)，頻率不穩(wěn)，效率低。 好
過載及保護(hù) 過載能力強(qiáng)，保護(hù)功能完善，選用電源容量與負(fù)載功率一般為1:1即可，投資少。 過載能力強(qiáng)，保護(hù)功能一般，選用柴油發(fā)電機(jī)組容量與負(fù)載功率比率高，一般至少1:1.5倍。 好
造價(jià)及運(yùn)行成本 一次性投入基本無后續(xù)運(yùn)行費(fèi)用，電池可循環(huán)充放電300~500次。 采購成本稍低，但輔助設(shè)施造價(jià)高，且后續(xù)運(yùn)行費(fèi)用多。 相近
五、結(jié)論
應(yīng)急照明電源的選擇確定，應(yīng)根據(jù)應(yīng)急照明的種類、轉(zhuǎn)換時(shí)間、持續(xù)工作時(shí)間、各種電源的特點(diǎn)及實(shí)際工程的客觀需要和要求等多種因素綜合考慮選擇，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。 通過上述EPS電源與其他電源形式的比較，EPS應(yīng)急電源在節(jié)能、環(huán)保、使用壽命、轉(zhuǎn)換時(shí)間等各方面均有較大的優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)急照明燈數(shù)較多，燈具較集中，規(guī)模較大的重要建筑物的應(yīng)急照明設(shè)計(jì)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，為消防安全提供了更有力的保障。
參考文獻(xiàn)：
1. 《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版 中國電力出版社
2. 《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版 中國電力出版社
3. 《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GB 50034-2004
4. 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008
5. 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB50016-2006
6. 《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB50045-95
作者簡介：
臧雪飛（1978－）女，工程師，碩士，現(xiàn)主要從事石油化工行業(yè)電氣專業(yè)設(shè)計(jì)工作。
楊志偉（1977－）男，工程師，碩士，現(xiàn)主要從事熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)電氣專業(yè)設(shè)計(jì)工作。
聯(lián)系方式：
1、臧雪飛：Email: xuefeizang@163.com
手機(jī)： 13964021089
工作單位：中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司
通訊地址：山東省濟(jì)南市高新區(qū)舜華路2000號(hào)舜泰廣場(chǎng)7號(hào)樓F5 郵編：250101
2、楊志偉：Email: zhwyang2006@126.com
手機(jī)： 18663756020
工作單位：山東省熱電設(shè)計(jì)院
通訊地址：山東省濟(jì)南市二環(huán)東路東環(huán)國際廣場(chǎng)B座17層 郵編：250100
