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【摘要】应急电源是现代建筑供配电设计中应用的主要设备。本文以某商场应急电源的设计案例为依据，在介绍了该类型电源的原理及优势的基础上，从电源的设置方法、容量计算方法与应急照明设计方法等方面，详细阐述了应急电源的应用方法，希望能够为有关建筑供配电设计领域提供参考。
【关键词】应急电源；供配电设计；互投装置；超负荷
随着社会的发展，建筑技术水平的不断提高，城市的建筑趋向于大规模，高层化发展随之而来对建筑的供电要求越来越高，社会的信息化，建筑的现代化，使建筑对供电的依赖也越来越大，尤其是一些重要的公共建筑，一旦中断供电，将造成重大的政治影响或经济损失。根据国家标准要求，以中断供电的事故的发生，对社会所造成的损失的大小为划分标准，可将电力负荷分为一级负荷、二级负荷、三级负荷共3个等级。不同等级的负荷，对电源的要求不同。为确保电力中断后能够迅速恢复，将应急电源应用到各级别负荷的电力系统的设计过程中较为关键。
1、应急电源的原理及优势
应急电源采用单体逆变技术，集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体。系统内部设计了电池检测、分路检测回路，采用后背式运行方式。当电力系统供电中断时，互投装置可首先做出响应，将电力供应来源，切换至逆变电源。逆变电源所供应的电力来源于蓄电池，可承受的供电时间有限。通常情况下，在蓄电池电量耗光之前，电压即可恢复稳定，供电即可正常进行。
与传统电源相比，应急电源的优势如下：（1）当电力供应未中断时，应急电源处于静止工作的状态，噪声小，无干扰，且不容易引发火灾，安全性强，对居民生活的影响小。（2）电网来源的电力供应一旦中断，应急电源可自动启动，实现对供电来源的切换，确保电力能够在短时间内迅速恢复。（3）电源负载以动力型EPS为主，性能好，质量高，供电稳定性强。（4）对恶劣环境的适应性强，可将其布置在地下室等区域，节约正常生活空间。
2、应急电源在建筑供配电设计中的运用方法
以某大型商场为例，对应急电源在建筑供配电设计中的运用方法进行详细的阐述：
2.1供配电设计概况
某大型商场供配电设计工程。商场共包括5层。1层—4层为服饰及衣帽商贸区，5层为饮食区。商场每日用电量极大，照明设备需长时间开启，极容易发生电压超负荷的事故，断电率高。为解决上述问题，工程决定将应急电源应用到供配电设计过程中，以降低突然断电对商场及顾客所带来的损失。
2.2应急电源的应用方法
本商场应急电源在建筑供配电设计中的运用方法如下：
2.2.1设置方法
本工程应急电源的设置方法如下：（1）采用分散设计方法设计，整个商场共设计电源5个，分别分布在不同楼层。（2）单台应急电源的容量为22KW，能够满足国家对应急电源设计的标准要求。（3）应急电源不为消防设备供电。（4）设置应严格按照国家标准要求来完成。
2.2.2容量计算
当商场5台应急电源均单台启动时，应急电源的容量与各电动机的功率之和相等。但需满足以下条件：（1）每台电动机功率≤应急电源容量*1/7。（2）变频启动的最大单台电动机功率不可超过应急电源的总容量。（3）如上述条件无法满足，可通过调整应急电源容量的方法，提高电源容量与电动机容量的适应性，避免两者发生冲突。
2.2.3应急照明
应急照明为应急电源的主要应用方向之一，应用方法如下：（1）电源以市电为主，电压在187V—242V之间。采用上述方法设计，能够有效避免应急电源在正常供电时开启。（2）将应急电源的开启时间，确定为供电中断后的5s内。为达到上述目的，应确保应急电源能够在供电中断后的0.25s内立即做出反应。（3）商场面积较大，人流疏散及电压的恢复所需时间均较长。为避免应急电源在电压未恢复之间中断供电，工程增加了电源中电磁组的数量，将有效应急照明时间延长到了1.5h。（4）为确保应急电源能够在一次使用后，快速恢复到待使用的状态。本工程将电源的充电电流控制在了0.04c5A的标准，电源可在24h内快速补充电力，等待使用。（5）以S=P/0.8为参考标准，确定应急电源的输出功率，可有效提高应急电源应用的稳定性。（6）为确保应急灯具与应急電源的功率及电压等相符合，需将灯具的转换时间控制在20ms内。
2.2.4自动切换
工程应急电源自动切换的设计方法如下：（1）将应急电源的自动切换时间控制在12ms内。（2）严格控制电感性机的负载及电阻性照明负载的比例。（3）将启动电动机时的电流冲击状况作为重要参考指标，对电源的自动切换功能进行优化设计。（4）如启动电机前，无降压等过程。启动时，必须确保电机容量为正常容量的5—10倍。（5）如电动机的启动方式为变频启动，应首先确定电机的容量值，将其容量值提高至原有的2倍左右，提高应急电源的自动切换水平。
2.2.5N线布置
设置接地，提高电源输出N线过程的稳定性。接地后，需采用反复测试的方法，评估接地效果。如接地效果未达标，应重新接地。本工程设计接地后，对接地效果进行了测试，测试结果表明，接地设计达标，N线的输出过程较为稳定。
2.3性能评估
采用实验的方法，观察了应急电源的性能及切换速度，得到如下结果：（1）应急电源的切换时间为11ms，能够满足工程设计标准的要求。（2）电源的充电电流控制为0.04c5A.能够满足工程的设计标准。（3）应急电源连续使用时间为24.6h，能够满足电力突然中断后的应急需求。
结论：
综上，本工程所设计的应急电源，可在电力供应突然中断后，在12ms之内立即接替供电，并连续供电24.6h，应用价值较高。各商场及办公楼等用电量较大的区域，应将应急电源应用到建筑的供配电设计过程中，确保供电突然中断时，应急电源能够立即开启，确保各领域能够正常运行。
【关键词】应急电源；供配电设计；互投装置；超负荷
随着社会的发展，建筑技术水平的不断提高，城市的建筑趋向于大规模，高层化发展随之而来对建筑的供电要求越来越高，社会的信息化，建筑的现代化，使建筑对供电的依赖也越来越大，尤其是一些重要的公共建筑，一旦中断供电，将造成重大的政治影响或经济损失。根据国家标准要求，以中断供电的事故的发生，对社会所造成的损失的大小为划分标准，可将电力负荷分为一级负荷、二级负荷、三级负荷共3个等级。不同等级的负荷，对电源的要求不同。为确保电力中断后能够迅速恢复，将应急电源应用到各级别负荷的电力系统的设计过程中较为关键。
1、应急电源的原理及优势
应急电源采用单体逆变技术，集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体。系统内部设计了电池检测、分路检测回路，采用后背式运行方式。当电力系统供电中断时，互投装置可首先做出响应，将电力供应来源，切换至逆变电源。逆变电源所供应的电力来源于蓄电池，可承受的供电时间有限。通常情况下，在蓄电池电量耗光之前，电压即可恢复稳定，供电即可正常进行。
与传统电源相比，应急电源的优势如下：（1）当电力供应未中断时，应急电源处于静止工作的状态，噪声小，无干扰，且不容易引发火灾，安全性强，对居民生活的影响小。（2）电网来源的电力供应一旦中断，应急电源可自动启动，实现对供电来源的切换，确保电力能够在短时间内迅速恢复。（3）电源负载以动力型EPS为主，性能好，质量高，供电稳定性强。（4）对恶劣环境的适应性强，可将其布置在地下室等区域，节约正常生活空间。
2、应急电源在建筑供配电设计中的运用方法
以某大型商场为例，对应急电源在建筑供配电设计中的运用方法进行详细的阐述：
2.1供配电设计概况
某大型商场供配电设计工程。商场共包括5层。1层—4层为服饰及衣帽商贸区，5层为饮食区。商场每日用电量极大，照明设备需长时间开启，极容易发生电压超负荷的事故，断电率高。为解决上述问题，工程决定将应急电源应用到供配电设计过程中，以降低突然断电对商场及顾客所带来的损失。
2.2应急电源的应用方法
本商场应急电源在建筑供配电设计中的运用方法如下：
2.2.1设置方法
本工程应急电源的设置方法如下：（1）采用分散设计方法设计，整个商场共设计电源5个，分别分布在不同楼层。（2）单台应急电源的容量为22KW，能够满足国家对应急电源设计的标准要求。（3）应急电源不为消防设备供电。（4）设置应严格按照国家标准要求来完成。
2.2.2容量计算
当商场5台应急电源均单台启动时，应急电源的容量与各电动机的功率之和相等。但需满足以下条件：（1）每台电动机功率≤应急电源容量*1/7。（2）变频启动的最大单台电动机功率不可超过应急电源的总容量。（3）如上述条件无法满足，可通过调整应急电源容量的方法，提高电源容量与电动机容量的适应性，避免两者发生冲突。
2.2.3应急照明
应急照明为应急电源的主要应用方向之一，应用方法如下：（1）电源以市电为主，电压在187V—242V之间。采用上述方法设计，能够有效避免应急电源在正常供电时开启。（2）将应急电源的开启时间，确定为供电中断后的5s内。为达到上述目的，应确保应急电源能够在供电中断后的0.25s内立即做出反应。（3）商场面积较大，人流疏散及电压的恢复所需时间均较长。为避免应急电源在电压未恢复之间中断供电，工程增加了电源中电磁组的数量，将有效应急照明时间延长到了1.5h。（4）为确保应急电源能够在一次使用后，快速恢复到待使用的状态。本工程将电源的充电电流控制在了0.04c5A的标准，电源可在24h内快速补充电力，等待使用。（5）以S=P/0.8为参考标准，确定应急电源的输出功率，可有效提高应急电源应用的稳定性。（6）为确保应急灯具与应急電源的功率及电压等相符合，需将灯具的转换时间控制在20ms内。
2.2.4自动切换
工程应急电源自动切换的设计方法如下：（1）将应急电源的自动切换时间控制在12ms内。（2）严格控制电感性机的负载及电阻性照明负载的比例。（3）将启动电动机时的电流冲击状况作为重要参考指标，对电源的自动切换功能进行优化设计。（4）如启动电机前，无降压等过程。启动时，必须确保电机容量为正常容量的5—10倍。（5）如电动机的启动方式为变频启动，应首先确定电机的容量值，将其容量值提高至原有的2倍左右，提高应急电源的自动切换水平。
2.2.5N线布置
设置接地，提高电源输出N线过程的稳定性。接地后，需采用反复测试的方法，评估接地效果。如接地效果未达标，应重新接地。本工程设计接地后，对接地效果进行了测试，测试结果表明，接地设计达标，N线的输出过程较为稳定。
2.3性能评估
采用实验的方法，观察了应急电源的性能及切换速度，得到如下结果：（1）应急电源的切换时间为11ms，能够满足工程设计标准的要求。（2）电源的充电电流控制为0.04c5A.能够满足工程的设计标准。（3）应急电源连续使用时间为24.6h，能够满足电力突然中断后的应急需求。
结论：
综上，本工程所设计的应急电源，可在电力供应突然中断后，在12ms之内立即接替供电，并连续供电24.6h，应用价值较高。各商场及办公楼等用电量较大的区域，应将应急电源应用到建筑的供配电设计过程中，确保供电突然中断时，应急电源能够立即开启，确保各领域能够正常运行。