應急電源在建筑供配電設計中的運用

孫凱霞

【摘要】應急電源是現代建筑供配電設計中應用的主要設備。本文以某商場應急電源的設計案例為依據，在介紹了該類型電源的原理及優勢的基礎上，從電源的設置方法、容量計算方法與應急照明設計方法等方面，詳細闡述了應急電源的應用方法，希望能夠為有關建筑供配電設計領域提供參考。

【關鍵詞】應急電源；供配電設計；互投裝置；超負荷

隨著社會的發展，建筑技術水平的不斷提高，城市的建筑趨向于大規模，高層化發展隨之而來對建筑的供電要求越來越高，社會的信息化，建筑的現代化，使建筑對供電的依賴也越來越大，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濟損失。根據國家標準要求，以中斷供電的事故的發生，對社會所造成的損失的大小為劃分標準，可將電力負荷分為一級負荷、二級負荷、三級負荷共3個等級。不同等級的負荷，對電源的要求不同。為確保電力中斷后能夠迅速恢復，將應急電源應用到各級別負荷的電力系統的設計過程中較為關鍵。

1、應急電源的原理及優勢

應急電源采用單體逆變技術，集充電器、蓄電池、逆變器及控制器于一體。系統內部設計了電池檢測、分路檢測回路，采用后背式運行方式。當電力系統供電中斷時，互投裝置可首先做出響應，將電力供應來源，切換至逆變電源。逆變電源所供應的電力來源于蓄電池，可承受的供電時間有限。通常情況下，在蓄電池電量耗光之前，電壓即可恢復穩定，供電即可正常進行。

與傳統電源相比，應急電源的優勢如下：（1）當電力供應未中斷時，應急電源處于靜止工作的狀態，噪聲小，無干擾，且不容易引發火災，安全性強，對居民生活的影響小。（2）電網來源的電力供應一旦中斷，應急電源可自動啟動，實現對供電來源的切換，確保電力能夠在短時間內迅速恢復。（3）電源負載以動力型EPS為主，性能好，質量高，供電穩定性強。（4）對惡劣環境的適應性強，可將其布置在地下室等區域，節約正常生活空間。

2、應急電源在建筑供配電設計中的運用方法

以某大型商場為例，對應急電源在建筑供配電設計中的運用方法進行詳細的闡述：

2.1供配電設計概況

某大型商場供配電設計工程。商場共包括5層。1層—4層為服飾及衣帽商貿區，5層為飲食區。商場每日用電量極大，照明設備需長時間開啟，極容易發生電壓超負荷的事故，斷電率高。為解決上述問題，工程決定將應急電源應用到供配電設計過程中，以降低突然斷電對商場及顧客所帶來的損失。

2.2應急電源的應用方法

本商場應急電源在建筑供配電設計中的運用方法如下：

2.2.1設置方法

本工程應急電源的設置方法如下：（1）采用分散設計方法設計，整個商場共設計電源5個，分別分布在不同樓層。（2）單臺應急電源的容量為22KW，能夠滿足國家對應急電源設計的標準要求。（3）應急電源不為消防設備供電。（4）設置應嚴格按照國家標準要求來完成。

2.2.2容量計算

當商場5臺應急電源均單臺啟動時，應急電源的容量與各電動機的功率之和相等。但需滿足以下條件：（1）每臺電動機功率≤應急電源容量*1/7。（2）變頻啟動的最大單臺電動機功率不可超過應急電源的總容量。（3）如上述條件無法滿足，可通過調整應急電源容量的方法，提高電源容量與電動機容量的適應性，避免兩者發生沖突。

2.2.3應急照明

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

2.2.4自動切換

工程應急電源自動切換的設計方法如下：（1）將應急電源的自動切換時間控制在12ms內。（2）嚴格控制電感性機的負載及電阻性照明負載的比例。（3）將啟動電動機時的電流沖擊狀況作為重要參考指標，對電源的自動切換功能進行優化設計。（4）如啟動電機前，無降壓等過程。啟動時，必須確保電機容量為正常容量的5—10倍。（5）如電動機的啟動方式為變頻啟動，應首先確定電機的容量值，將其容量值提高至原有的2倍左右，提高應急電源的自動切換水平。

2.2.5N線布置

設置接地，提高電源輸出N線過程的穩定性。接地后，需采用反復測試的方法，評估接地效果。如接地效果未達標，應重新接地。本工程設計接地后，對接地效果進行了測試，測試結果表明，接地設計達標，N線的輸出過程較為穩定。

2.3性能評估

采用實驗的方法，觀察了應急電源的性能及切換速度，得到如下結果：（1）應急電源的切換時間為11ms，能夠滿足工程設計標準的要求。（2）電源的充電電流控制為0.04c5A.能夠滿足工程的設計標準。（3）應急電源連續使用時間為24.6h，能夠滿足電力突然中斷后的應急需求。

結論：

綜上，本工程所設計的應急電源，可在電力供應突然中斷后，在12ms之內立即接替供電，并連續供電24.6h，應用價值較高。各商場及辦公樓等用電量較大的區域，應將應急電源應用到建筑的供配電設計過程中，確保供電突然中斷時，應急電源能夠立即開啟，確保各領域能夠正常運行。