EPS电源在应急照明设计中的应用
    臧雪飞1，杨志伟2
    （1. 中海油山东化学工程有限责任公司 山东 济南 250101）
    （2. 山东省热电设计院 山东 济南250100）
    摘  要：本文阐述了应急照明系统在工业和民用建筑设计中的重要性，介绍了应急照明的分类、应急照明的基本要求、应急照明电源的选择，着重介绍了EPS应急电源的特点，以及与其他电源形式相比较在节能、环保、使用寿命、转换时间等各方面的优势，说明    EPS电源作为应急照明电源有着广泛的应用前景。
    关键词：应急照明、EPS电源、设计

    在现代工业和民用建筑设计中，应急照明系统是非常重要的一部分。当发生火灾、爆炸和地震等灾害时，正常电源往往发生故障或必须断开电源，这时正常照明全部熄灭。为了保障人员及财产的安全，并对进行着的生产、工作及时操作和处理，有效地制止灾害或事故的蔓延，这时应随即投入应急照明，而选择安全、可靠、经久、耐用的应急照明电源是至关重要的。近年来，含蓄电池组的EPS电源作为应急照明电源得到了广泛应用。本文从应急照明的分类、应急照明的基本要求、应急照明电源的选择、EPS电源的特点、优势和应用前景等方面做简要介绍。
    一、    应急照明的分类
    应急照明是在正常照明系统因电源发生故障，不再提供正常照明的情况下，供人员疏散、保障安全或继续工作的照明。
　　应急照明不同于普通照明，它包括：备用照明、疏散照明、安全照明三种。
    1. 备用照明：在正常照明电源发生故障时，为确保正常活动继续进行而设的应急照明部分。设置备用照明的一般场所有：展览厅、营业厅、娱乐场所、餐厅、避难层等；重要场所有：配电室、消防控制室、备用电源室、应急广播室、电话站、安全防范控制中心、计算机中心等。
    2. 疏散照明：在正常电源发生故障时，为使人员能容易而准确无误地找到建筑物出口而设的应急照明部分。设置疏散照明的场所有：安全出口、疏散走道、主要疏散路线、台阶处等。
    3. 安全照明：在正常电源发生故障时，为确保处于潜在危险中人员的安全而设的应急照明部分。 设置安全照明的一般场所有：裸露的圆盘锯、放置炽热金属而没有防护的场地等；重要场所有：重要手术室、急救室等。
    二、    应急照明的基本要求
    1.    转换时间：应急照明在正常供电电源终止供电后，其应急电源转换时间应满足：
    1) 备用照明、疏散照明不大于5s；
    2) 安全照明不大于0.5s。
    2. 持续工作时间：
    1) 疏散照明：按GB50016-2006《建筑设计防火规范》规定，应急持续工作时间不应小于30min。按GB50045-1995《高层民用建筑设计防火规范》（2005年版）规定，应急持续工作时间不应小于20min，高度超过100m的高层建筑不应小于30min。
    2) 安全照明和备用照明：其持续工作时间应根据该场所的工作或生产操作的具体需要确定。如生产车间某些部位的安全照明，一般不小于20min。医院手术室的备用照明，持续时间要求达到3~8h；生产车间的备用照明，作为停电后进行必要的操作和处理设备停运的，可持续20~60min，作为持续生产的，应持续到正常电源恢复；对于通信中心、重要的交通枢纽、重要的宾馆等，要求持续到正常电源恢复。
    三、    应急照明电源的选择
　　应急照明电源是当正常电源不再提供正常照明需要的最低亮度的状态，即正常照明电源电压降为额定电压60%以下时，转换到应急照明电源供电。应急照明电源大致可以分为以下几种类型：
　　1. 来自电力网有效地独立于正常电源的馈电线路。如分别接自两个区域变电所，或接自有两回路独立高压线路供电的变电所的不同变压器引出的馈电线。
　　2. 专用的柴油发电机组。
　　3. 蓄电池组：包括以下两种情况：
　　   1) 灯内自带蓄电池，即自带电源型应急灯。
　　   2) 集中或相对集中设置的蓄电池组，如EPS、UPS等。
　4. 组合电源：即由以上任意两种以至三种电源组合供电方式。
    三、 EPS应急电源的特点
    EPS（Emergency Power Supply）是利用IGBT大功率模块及相关的逆变技术而开发的一种把直流电能逆变成交流电能的大型应急电源。主要包括整流充电器、蓄电池组、逆变器、互投装置和系统控制器等部分。它可以实现微机监控和处理，对消防应急照明、卷帘门、消防电梯、水泵、排烟风机等消防设施实现自动控制。具有以下特点：
    (1) 市电时静态，无噪音，无市电时，其噪音小于55dB，无排烟，无公害，节能环保。
    (2) 管理简单，自动瞬间切换，可实现无人值守，切换时间特殊场合≤0.25s，一般场合≤3s。
    (3) 保护功能齐全，带负载能力强，适合阻性、感性、容性及混合负载的设备，如消防电梯、水泵、风机、应急照明等。
    (4) 电压稳定，工作可靠，维护简便，寿命长，主机寿命可达20年以上，免维护电池，可循环使用300-500次。
    (5) 空载损耗低，逆变效率高。
    (6) 应急备用时间，标准型为60min，有延时接口，可根据客户环境需要定制不同应急时间。
    四、EPS作为应急照明电源的优势
    EPS电源作为应急照明电源与其他电源形式相比较，具有很大的优势，具体通过以下表格列出：
    1. 与自带蓄电池灯具方案相比较的优势
    指标    EPS（三相应急电源）    自带蓄电池灯具    结论
    系统可靠性    所有灯具内部复杂的电子电路被省掉了，只有集中电源部分有易损的电子元件，且工作环境较为理想，故障率低。    每个灯具内部都有变压、稳压、充电、逆变、蓄电池等大量的电子元器件，故障点多，故障率高。    可靠性更高
    使用寿命    平常都处于静态，只有在停电时才使用，主机一般使用寿命20年以上。    在使用、检修、故障时电池均需充放电；应急灯具大部分时间都处于工作状态，其内部温度高，影响蓄电池的使用寿命。    使用寿命长
    维护与管理    维护简单，可无人值守自动操作，可计算机监控。    装设分散，内部线路复杂，元器件多，维护工作量很大。    维护管理简单
    系统价格    应急灯具可选用普通灯具，整个系统仅集中设置一套应急电源装置，如能充分利用其蓄电池容量，则会大大降低系统成本。    每个应急灯具内都有一整套降压、稳压、充电、蓄电池等元器件，所以整个系统的价格较高。    综合价格低
    2. 与UPS电源相比较的优势

    指标    EPS（三相应急电源）    UPS（不间断电源）    结论
    节能    在电网供电正常时处于休眠，基本不耗电；在停电期间逆变供电效率达到95%以上。    在电网供电正常时也工作，其效率80%~90%，约有10~20%的电能被消耗。    节能10%~20%左右
    噪音    在电网供电正常时处于休眠，静置无噪音；无电网供电时，其噪音<55dB。    UPS的工作噪音一般为55~65dB。    无噪音
    价格    EPS综合价格低    UPS主机价格比较昂贵    价格优势明显
    使用寿命    平常都处于静态，只有在停电时才使用，主机一般使用寿命20年以上。    UPS由于市电24小时整流后再逆变成交流工作，使用寿命平均在6年左右。    使用寿命长
    负载适应性    尤其适应机电等电感性负载和各种混合用电负载。    UPS只适应电容性和电阻性负载（计算机负载）    适应性强
    过载及保护    过载能力强，超过120%能正常工作，保护功能完善。    在功率达到120%时1min强制保护，且属于模拟电路，保护功能欠缺。    带载能力强、保护功能强大

    3. 与柴油发电机组相比较的优势
    指标    EPS（三相应急电源）    柴油发电机组    结论
    启动时间    <0.1秒    5~30秒    快
    环保    无排无烟，无噪音，无振动，无公害。    有二氧化硫排放、排烟，噪音特别大，有振动，油库要求防火。    好
    维护    维护简单，可无人值守自动操作，可计算机监控。    需要专人看管，需要定期维护。    好
    供电状况    供应电压稳定能力强，频率稳定，波形好，抗干扰效率高。    电压不稳，频率不稳，效率低。    好
    过载及保护    过载能力强，保护功能完善，选用电源容量与负载功率一般为1:1即可，投资少。    过载能力强，保护功能一般，选用柴油发电机组容量与负载功率比率高，一般至少1:1.5倍。    好
    造价及运行成本    一次性投入基本无后续运行费用，电池可循环充放电300~500次。    采购成本稍低，但辅助设施造价高，且后续运行费用多。    相近

    五、结论
    应急照明电源的选择确定，应根据应急照明的种类、转换时间、持续工作时间、各种电源的特点及实际工程的客观需要和要求等多种因素综合考虑选择，做到安全可靠、技术先进、经济合理。 通过上述EPS电源与其他电源形式的比较，EPS应急电源在节能、环保、使用寿命、转换时间等各方面均有较大的优势，在应急照明灯数较多，灯具较集中，规模较大的重要建筑物的应急照明设计中得到了越来越广泛的应用，为消防安全提供了更有力的保障。

    参考文献：
    1.    《照明设计手册》第二版  中国电力出版社
    2.    《工业与民用配电设计手册》第三版 中国电力出版社
    3.    《建筑照明设计标准》 GB 50034-2004
    4.    《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
    5.    《建筑设计防火规范》 GB50016-2006
    6.    《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045-95

    作者简介：
    臧雪飞（1978－）女，工程师，硕士，现主要从事石油化工行业电气专业设计工作。
    杨志伟（1977－）男，工程师，硕士，现主要从事热电联产行业电气专业设计工作。

    联系方式：
    1、臧雪飞：Email:  xuefeizang@163.com
    手机：  13964021089
    工作单位：中海油山东化学工程有限责任公司
    通讯地址：山东省济南市高新区舜华路2000号舜泰广场7号楼F5    邮编：250101
    2、杨志伟：Email: zhwyang2006@126.com
    手机：  18663756020
    工作单位：山东省热电设计院
    通讯地址：山东省济南市二环东路东环国际广场B座17层     邮编：250100