一、EPS應急電源概要

《高層民用建筑設計防火規(guī)范》（GB50045-95）對于消防設施的供電保障是這樣要求的：一類高層建筑的消防設施，必須按一級負荷進行供配電設計。《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB50052—95）對于一級負荷供電要求是按這樣規(guī)定的：一級負荷應應由兩個電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不致同時受到損壞。一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，尚應增設應急電源。應急電源可選用：(1)獨立于正常電源的發(fā)電機組；(2)供電網絡中有效地獨立于正常電源的專門饋電線路；(3)蓄電池；（4）干電池。對于自備應急電源的設置，《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》是這樣規(guī)定的：（1）需要設置自備電源作為一級負荷中特別重要負荷的應急電源時或第二電源不能滿足一級負荷的條件時。（2）設置自備電源較從電力系統(tǒng)取得第二電源經濟合理時。（3）有常年穩(wěn)定余熱、壓差、廢氣可供發(fā)電，技術可靠、經濟合理時。（4）所在地區(qū)偏僻，遠離電力系統(tǒng)，設置自備電源經濟合理時。

柴油發(fā)電機組作為消防應急電源在工程上被廣泛應用在國內外已有幾十年的歷史。隨著建筑設計理念

進步，采用柴油發(fā)電機組作為消防應急電源的很多弊端日益突出,如機組噪音和有害氣體的排放公害；機組占用成本高昂的建筑空間且配套建筑設計要求高、難度大；儲油設施本身存在火災隱患，需要配套自動氣體滅火等高成本的消防設施等。近年來，隨著電力電子逆變技術的發(fā)展，靜止逆變應急電源（一般稱為EPS）得到了迅速發(fā)展，由于其應急反應時間短、對安裝環(huán)境的靈活適應性和較強的負載的適應能力、無噪聲和廢氣排放的環(huán)保特點以及在中低功率段明顯的綜合造價等優(yōu)勢，被愈來愈多地采用作為消防應急電源；并在400KW以下中小功率范圍,有逐步取代應急柴油發(fā)電機組趨勢。

二、EPS的基本工作原理

EPS應急電源廣泛意義上是指正常供電電源中斷時，可以向用戶的重要負載進行短時供電的獨立應急電源裝置(EPS：EmergencyPowerSupply)，這個廣義的稱謂當然包括了應急柴油發(fā)電機組。隨著靜止逆變電源在建筑消防中應作為急電源的逐步應用，目前國內電源和消防行業(yè)中被簡稱為EPS的主要是專指采用電力電子技術靜止型逆變應急電源系統(tǒng)（下文統(tǒng)一簡稱為EPS）其主要構成如下圖1所示：

圖1EPS系統(tǒng)控制原理框圖

EPS應急電源系統(tǒng)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。其中逆變器是核心，通常采用DSP或單片CPU對逆變部分進行SPWM調制控制，使之獲得良好的交流波形輸出；整流充電器的作用是在市電輸入正常時，實現對蓄電池組適時充電；逆變器的作用則是在市電非正常時，將蓄電池組存儲的直流電能變換成交流電輸出，供給負載設備穩(wěn)定持續(xù)的電力；互投裝置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)進行實時控制，并可以發(fā)出故障告警信號和接收遠程聯(lián)動控制信號，并可通過標準通訊接口由上位機實現EPS系統(tǒng)的遠程監(jiān)控。

EPS的基本工作原理可以從圖1中得到清晰的說明：

(1)在市電輸入正常時，輸入市電通過互投裝置給重要負載供電，同時系統(tǒng)控制器自動進行市電檢測及通過充電機對蓄電池組充電管理。通常EPS充電器的容量僅相當于10蓄電池組容量(Ah)，僅需提供蓄電池組浮充或補充電功能，并不需要具備直接向逆變器提供直流電源的能力。此時,市電經由EPS內的互投裝置向用戶的應急負載供電。與此同時，在EPS的系統(tǒng)控制器的調控下，逆變器停止工作處于自動關機狀態(tài)。用戶負載在此時實際使用是電網電源，此時通常稱EPS應急電源處在睡眠狀態(tài)，可以有效達到節(jié)能的效果。

　　(2)當輸入市電供電中斷或市電電壓超限(±15或±20額定輸入電壓)時，系統(tǒng)控制器指令互投裝置將在(0.1~4)S短時間內投切至逆變器供電，EPS系統(tǒng)在蓄電池組所提供的直流能源的支持下，向用戶負載供電。

(3)當輸入市電電壓恢復正常工作時，EPS的系統(tǒng)控制器發(fā)出指令對逆變器執(zhí)行關機操作，同時還通過互投開關執(zhí)行從逆變器供電向交流旁路供電的切換操作。此后EPS在經交流旁路供電通路向負載提供市電，同時繼續(xù)通過整流充電器向其蓄電池組充電。