一、EPS應(yīng)急電源概要

《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045-95）對于消防設(shè)施的供電保障是這樣要求的：一類高層建筑的消防設(shè)施，必須按一級負(fù)荷進(jìn)行供配電設(shè)計(jì)?！豆┡潆娤到y(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50052—95）對于一級負(fù)荷供電要求是按這樣規(guī)定的：一級負(fù)荷應(yīng)應(yīng)由兩個(gè)電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不致同時(shí)受到損壞。一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除由兩個(gè)電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源。應(yīng)急電源可選用：(1)獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組；(2)供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨(dú)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(yīng)急電源的設(shè)置，《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》是這樣規(guī)定的：（1）需要設(shè)置自備電源作為一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的應(yīng)急電源時(shí)或第二電源不能滿足一級負(fù)荷的條件時(shí)。（2）設(shè)置自備電源較從電力系統(tǒng)取得第二電源經(jīng)濟(jì)合理時(shí)。（3）有常年穩(wěn)定余熱、壓差、廢氣可供發(fā)電，技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理時(shí)。（4）所在地區(qū)偏僻，遠(yuǎn)離電力系統(tǒng)，設(shè)置自備電源經(jīng)濟(jì)合理時(shí)。

柴油發(fā)電機(jī)組作為消防應(yīng)急電源在工程上被廣泛應(yīng)用在國內(nèi)外已有幾十年的歷史。隨著建筑設(shè)計(jì)理念

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

二、EPS的基本工作原理

EPS應(yīng)急電源廣泛意義上是指正常供電電源中斷時(shí)，可以向用戶的重要負(fù)載進(jìn)行短時(shí)供電的獨(dú)立應(yīng)急電源裝置(EPS：EmergencyPowerSupply)，這個(gè)廣義的稱謂當(dāng)然包括了應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組。隨著靜止逆變電源在建筑消防中應(yīng)作為急電源的逐步應(yīng)用，目前國內(nèi)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(shù)靜止型逆變應(yīng)急電源系統(tǒng)（下文統(tǒng)一簡稱為EPS）其主要構(gòu)成如下圖1所示：

圖1EPS系統(tǒng)控制原理框圖

EPS應(yīng)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(jìn)行SPWM調(diào)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(shí)，實(shí)現(xiàn)對蓄電池組適時(shí)充電；逆變器的作用則是在市電非正常時(shí)，將蓄電池組存儲的直流電能變換成交流電輸出，供給負(fù)載設(shè)備穩(wěn)定持續(xù)的電力；互投裝置保證負(fù)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(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，并可以發(fā)出故障告警信號和接收遠(yuǎn)程聯(lián)動控制信號，并可通過標(biāo)準(zhǔn)通訊接口由上位機(jī)實(shí)現(xiàn)EPS系統(tǒng)的遠(yuǎn)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(shí)，輸入市電通過互投裝置給重要負(fù)載供電，同時(shí)系統(tǒng)控制器自動進(jìn)行市電檢測及通過充電機(jī)對蓄電池組充電管理。通常EPS充電器的容量僅相當(dāng)于10蓄電池組容量(Ah)，僅需提供蓄電池組浮充或補(bǔ)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(shí),市電經(jīng)由EPS內(nèi)的互投裝置向用戶的應(yīng)急負(fù)載供電。與此同時(shí)，在EPS的系統(tǒng)控制器的調(diào)控下，逆變器停止工作處于自動關(guān)機(jī)狀態(tài)。用戶負(fù)載在此時(shí)實(shí)際使用是電網(wǎng)電源，此時(shí)通常稱EPS應(yīng)急電源處在睡眠狀態(tài)，可以有效達(dá)到節(jié)能的效果。

　　(2)當(dāng)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(shí)，系統(tǒng)控制器指令互投裝置將在(0.1~4)S短時(shí)間內(nèi)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(fù)載供電。

(3)當(dāng)輸入市電電壓恢復(fù)正常工作時(shí)，EPS的系統(tǒng)控制器發(fā)出指令對逆變器執(zhí)行關(guān)機(jī)操作，同時(shí)還通過互投開關(guān)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(jīng)交流旁路供電通路向負(fù)載提供市電，同時(shí)繼續(xù)通過整流充電器向其蓄電池組充電。