应急电源装置（EPS）

6.2  应急电源装置（EPS）

 

6.2.1  本节适用于应急电源装置（EPS）用作应急照明系统备用电源时的选择和配电设计。

    【注释】  EPS（Emergency  Power  System）应急电源装置是由电力变流器、储能装置（蓄电池）和转换开关（电子式或机械式）等组合而成的一种电源设备。这种电源设备在交流输入电源正常时，交流输入电源通过转换开关直接输出。交流输入电源同时通过充电器对蓄电池组进行充电。发生中断（如电力中断、电压不符合供电要求）时，EPS装置利用蓄电池组的储能放电经过逆变器变换并且经转换开关切换至应急状态向负荷供电。

    由于EPS应急电源装置，目前尚无统一的国家标准，各生产厂家的产品，其技术性能极不一致。为安全、可靠，本规范仅对EPS应急电源装置在建筑物应急照明系统中的应用做了相关规定。

6.2.2  EPS装置的选择应符合下列规定：

    1  EPS装置应按负荷性质、负荷容量及备用供电时间等要求选择；

    2  EPS装置可分为交流制式及直流制式。电感性和混合性的照明负荷宜选用交流制式；纯阻性及交、直流共用的照明负荷宜选用直流制式；

    3  EPS的额定输出功率不应小于所连接的应急照明负荷总容量的1.3倍；

    4  EPS的蓄电池初装容量，应保证备用时间不小于90min；

    5  EPS装置的切换时间，应满足下列要求：

  1）用作安全照明电源装置时，不应大于0.25s；

  2）用作疏散照明电源装置时，不应大于5s； 

  3）用作备用照明电源装置时，不应大于5s；金融、商业交易场所不应大于1.5s。

    【注释】  EPS应急电源装置的选择

    第1款  EPS应电源装置，应按负荷性质、负荷容量及备用供电时间等要求选择，其系统主电路分为常规配电和直流应急两种型式。

    常规配电型    当所供电的应急用电负荷均为单相设备（如应急照明灯、消防报警设备等），且总安装功率不大于10kW时。宜采用单相输入单相输出的EPS。若总安装功率大于10kW时，则宜采用三相输入单相输出的EPS。当应急负荷中既有单相负荷，又有三相负荷时，应选用三相输入、三相输出的EPS。每一套EPS装置均包含了一组完善的蓄能电源和配电保护措施。

    直流应急型    当应急用电负荷全部为交直流电源通用的用电设备时，宜采用直流应急输出的主电路结构。“交直流电源通用的用电设备”主要为白炽灯（也包括卤钨灯）和配用电子镇流器的荧光灯。

    第2款  根据生产厂家介绍，EPS电源装置适用于阻性、感性负载和混合性负荷，本规范推荐用在应急照明的混合性负荷中。

    第3款  EPS容量选择的特殊性在于它对负荷冲击十分敏感。选小了很容易因负荷冲击超过安全限值而封闭输出，停止供电，结果是急需用电的紧急时刻却因EPS承受不起负荷冲击而断电。若保护封闭功能不够灵敏，则会损坏逆变器。容量选得过大时，作为单位容量价格较高的EPS产品，又会因预算价过高而失去其综合优势。可见合理选配EPS的主线路结构和优化容量配置就显得十分重要了。

    EPS应急电源装置的额定输出功率不应小于所连接的应急照明负荷的总容量，可按下式计算：

式中：S_e    额定输出功率（kVA）；

     ∑P    应急照明负荷总容量（kW）；

      K    冲击系数；

     cosΦ    应急照明负荷功率因数。

    合理选定冲击系数。当所供负载均为无明显启动冲击的小功率设备时，宜取冲击系数K=1.3。当所供负荷中的单台最大冲击负荷值接近于总计算负荷值的1/3时，宜取冲击系数K=1.5。由于EPS的逆变器过载能力较低，正常运行时，过载量不得超过其额定值的120%，瞬时冲击也不允许超过150%。

    第4款  EPS电源装置的备用时间为40~90min。条文规定备用时间不应小于90min是考虑到由于对蓄电池的维护、管理不到位，应急时满足不了应急照明所要求供电时间。

    第5款  EPS电源装置的应急切换时间，不同厂家的产品各不相同，但不超过0.2s。采用EPS电源装置是完全可以满足条文1）~ 3）项各类应急照明的要求。

    自动切换开关应使主备电源的相导体与中性导体同时切换。EPS装置的应急输出与市电之间的切换，由自动切换开关完成。切换三相电源时，应采用四极开关，切换单相电源时应采用双极开关，以防止市电电网的中性导体通过EPS接地系统再次接地。

6.2.3  当EPS装置容量较大时，宜在电源侧采取高次谐波的治理措施。

    【注释】  大容量EPS应急电源装置，属于大功率谐波骚扰源，其馈电电源上宜设置滤波装置或在电源输入端设置隔离变压器。

6.2.4  EPS配电系统的各级保护装置之间应有选择性配合。

6.2.5  EPS装置的交流输入电源应符合下列要求：

    1  EPS宜采用两路电源供电，交流输入电源的总相对谐波含量不宜超过10%；

2  EPS系统的交流电源，不宜与其他冲击性负荷由同一变压器及母线段供电。

    【EPS 应急电源装置的应用示例】

    交流制式（EPS-AC）及直流制式（UBS216V）应急照明电源性能与应用

    1  交流制式及直流制式EPS主要技术特性，参见表6-6。

 

表6-6  交、直流制式应急照明电源主要特性

电  源 特性		直流制式UBS216V应急照明电源	交流制式EPS-AC应急照明电源
主  要 特  性 差  别		·蓄电池电压为DC216V ·无逆变器设置 ·断路器分开设置（双通道） ·输出采用AC/DC转换模块，功能灵活多变	·蓄电池电压为DC24V--492V视功率而定； ·带逆变器，由MOS管或IGBT组成的逆变器直接或带变压器输出； ·正常/应急支路断电路合一（单通道）。 ·输出简化
输入电源		AC220V/380V  50Hz
输 出 电 源	正常运行	AC220V   50Hz
	应急运行	DC216V	AC220V  50Hz正弦波，修正正弦波、方波
灯具 负载	适用	白炽灯、卤素灯、电子节能灯、电子镇流器荧光灯、开关电源式LED及电致发光标志灯	白炽灯、卤素灯、电子节能灯、电子镇流器荧光灯、开关电源式LED及电致发光标志灯
			电感镇流器荧光灯、电感变压器类LED标志灯、电容降压型电致发光标志灯。
	不适用	电感镇流器荧光灯  高压气体放电灯	高压气体放电灯（特制高速转换除外）

 

 

 

续表6-6

电  源 特性		直流制式UBS216V应急照明电源	交流制式EPS-AC应急照明电源
特   性   参   数	抗过载能力	一般为120％
	灯具功率 因数影响	无	较大影响，需降额使用
	效  率	高	低
	灯具负载配比影响	不影响	较大影响
	抗短路能力	单灯及支路短路冲击均无整机关机可能	单灯及支路短路冲击均可能造成整机关机
	抗冷态启动冲击	较硬输出特性	较软输出特性
	应急抗过热特性	不影响	过热环境温度、散热不良、自保关机
	运行维护费用	较低	逆变器易击穿、易造成维护成本提高
	转换时间	安全级≤0.25s, 一般级≤5s
执行标准		GB17945

    2  直流制式应急照明电源

    1）什么样的灯具及光源适用于DC216V及AC220V  50Hz电源下使用

    （1）DC216V与AC220V电源有效值基本等同，完全共用。因此，白炽灯、碘钨灯等全阻性光源可直接用于DC216V电源；

    （2）电子镇流器荧光灯，电子镇流器紧凑型荧光灯。其电子镇流器的原理如图6-1所示；

    （3）开关电源式LED标志灯。

知识点：应急电源装置（EPS）