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应急电源工作原理及选型作者应急电源工作原理及选型要点韦德电子有限公司陈伟环摘要应急电源的工作原理以及如何使用户能够理性的去选择产品文中详细分析了的构造和工作原理以及带负载时的工作特性和运行参数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如果是发生火灾后果就更不堪设想所以现行的高层民用建筑设计防火规范及民用建筑电气设计规范就有严格规定一级负荷应由两个电源供电当一个电源发生故障时另一个电源不致同时受到损坏一级负荷中特别重要的负荷除上述两个电源外还必须增设应急电源常用的应急电源有独立于正常电源的发电机组供电网络中有效地独立于正常电源的专门供电线路蓄电池多年来运行经验表明电网供电时采用两路独立的电源若主供电线路停电则由备用才路供电采用这种方式虽然简单可靠但供电线路复杂当发生大面积停电事故时两路电源均可能发生停电事故因此应急电源作为独立于电网之外的备用电源被广泛应用于各种建筑工程之中目前应急电源包括柴油发电机组和蓄电池近年来含蓄电池的作为应急电源被广泛应用尤其是被用做消防应急电源的工作原理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其他主要部件的工作原理框图如所示系列智能化应急电源采用后备式运行方式当市电正常时由市电经过互投装置给重要负载供电同时进行市电检测及蓄电池充电管理然后再由电池组向逆变器提供直流能源在这里充电器是一个仅需向蓄电池组提供相当于蓄电池组容量的充电电流的小功率直流电源它并不具备直接向逆变器提供直流电源的能力此时市电经由的交流旁路和转换开关所组成的供电系统向用户的各种应急负载供电与此同时在的逻辑控制板的调控下逆变器停止工作处于自动关机状态在此条件下用户负载实际使用的电源是来自电网的市电因此应急电源也是通常说的一直工作在睡眠状态可以有效的达到节能的效果当市电供电中断或市电电压超限或额定输入电压时互投装置将立即投切至逆变器供电在电池组所提供的直流能源的支持下此时用户负载所使用的电源是通过的逆变器转换的交流电源而不是来自市电当市电电压恢复正常工作时的控制中心发出信号对逆变器执行自动关机操作同时还通过它的转换开关执行从逆变器供电向交流旁路供电的切换操作此后在经交流旁路供电通路向负载提供市电的同时还通过充电器向电池组充电如何选配通常产品特征分为以下三类产品系列系列由单路双路供电输入二类产品组成输入电压或输出电压适应于应急照明和事故照明的照明负载系列系列由单路双路供电输入二类产品组成输入电压输出电压除可用于应急照明事故照明同时也适应于消防电梯卷帘门风机水泵淋浴泵供水泵等电感性负载或混合供电系列系列由单逆变单台负载单逆变单台负载一用一备用双逆变单台负载一用一备用三类产品组成输入电压输出电压仅为只有一路电源的消防设施或一级负荷中的电动机提供一种可变频的三相应急电源系统在电源和电机之间无需任何启动装置就可以解决电动机的应急供电及其启动过程中对供电设备的冲击适应于高层建筑的电梯中央空调消防水泵等电机负载根据产品所带负载特征如何选用您所需求的及其注意的要点应急照明或事故照明用按国家标准消防应急灯具为确保大楼的应急照明系统能正常运行对提出如下基本要求要求负责向普通应急照明灯供电的供电中断时间但对于高危险工作区及关键工作区的应急照明而言则要求的供电中断时间为尽可能的利用市电当市电电压在的范围内不允许进入逆变器供电状态要求配置足够容量的电池组以便在市电供电中断时至少确保应急照明灯可以继续工作以上中的充电器对电池组的最长充电时间小于最大充电电流小于在市电供电正常时是通过它的交流旁路向负载供电原则上它可以带具有各种不同功率因数的负载然而在市电供电中断或市电电压或频率超限时则是有中的逆变器来供电的在此条件下的带载能力不仅需要考虑逆变器在不同功率因数值负载时的降额度输出特性而且还需要根据所使用的应急照明灯具的不同来选配的输出功率和机型在选配时应注意以下几个问题普通的应急照明灯具由于应急照明的功耗是用有功功率来标注的而逆变器的输出功率是用功率因数滞后时的视在功率来标注的所以实际选用的满载输出功率应为应急照明灯具为荧光灯时所选用的满载输出功率应为其原因是荧光灯启动时存在较大的启动浪涌电流应急照明灯具为高压气体灯时例高压钠灯高压钯灯等宜选用切换时间小于的产品这是因为如果对高压气体灯的供电中断时间超过时就有可能致使气体灯中的放电电弧熄灭或中断一旦发生放电电弧中断现象即使马上恢复供电也可能导致长达数分钟的灯具熄灭现象发生这因为它需要足够长时间来重新预热高压气体灯中灯丝的缘故显然对于大型体育馆和演出场地的照明系统来说是不允许出现这种故障的应急照明电动机混合型负载用三相为了正确的选用的输出功率应首先分别统计电阻性照明负载与电感性机电负载的比例对于电机负载而言因用户所选的机型及工作方式的不同它的启动电流可能高达倍额定工作电流为确保电机及本身的安全运行对这部分电机负载而言不仅要求所选的输出功率应为倍以上的电机标称功率而且还宜选用其切换时间小于的机型带电机负载的采用电机硬启动工作方式对于这种输出功率的选用方案同所述采用这种方案的优点是不管在市电供电中断时还是在市电恢复正常工作时均可确保电机的连续运行其缺点是需选用大功率的成本较高选用带变频启动功能的电机专用型市电供电正常时经交流旁路和转换开关向电机负载供电与此同时市电还经充电器向电池组充电当市电供电中断时为确保的安全运行希望他执行延时切换操作以便让电机彻底停止转动后再启动变频器由它对后接电机执行从的频率逐渐增高的变频启动的操作启动时间为几秒钟采用变频启动方案带来的好处是防止在与处于惯性运动状态下的电机所产生的自激励电源处于互相非同步入锁状态而产生的鼓掌隐患可以降低的输出功率和降低投资成本此时的输出功率只需选取倍电机的额定功率就可满足要求其缺点是要求用户的电机负载首先停机然后在满速变频启动从而造成电机负载工作的不连续性如果后接的几台电机需要在不同的时刻进行分时启动操作时可能会遇到这样的技术难题在启动处于静止状态的电机时若的输出功率足够大它可能承受倍的电机启动浪涌电流的冲击否则就会迫使重新进入新一轮的变频启动工作状态由此带来的问题之一是原来处于正常工作转速的电机会再次转入转速由的变速启动阶段从而给用户的工作带来麻烦结语随着社会的进步和发展环境要求的不断提高消防意识也越来越被人们重视以其特有的优越性将被人们认识和采用在一个工程中它可以灵活的运用在消防供电回路末端个别重要场合等多种情况在选择应急电源上不再只局限于柴油发电机了因为它们各自的特点分别适用于不同的工程这将为整个社会的安全提供更有力的保障参考文献民用建筑电气设计规范中国计划出版社国家标准消防应急灯具应急电源用的和李成章