东莞市轨道交通有限公司
摘要：针对地铁车站两路市电发生断电时，EPS应急电源系统切换到蓄电池逆变供电给负载，保证应急设备能在一定时间内正常工作，为逃生人员创造有利的逃生环境。本人对EPS的工作原理及应用进行了总结，对设备维护和操作有参考的意义。
关键词：地铁；断电；EPS应急电源系统；应急设备；逃生
1 引言
EPS于1996年从国外引入中国，刚开始于国内的广州、深圳、佛山等地有企业仿制单相的5KW以下小型机，主要是为逃生目的沿应急通道的指示灯或应急灯供电。随着EPS在应急照明方面应用慢慢推行及三相型EPS的引进、开发与应用，EPS在消防应用中的方便性、高效性、环保性等优势显得十分突出，使EPS行业于近年驶入了快车道，大规模在地铁行业中使用。
2 EPS产品介绍
（1）EPS是“Emergency Power Supply”的英文缩写，中文名：应急电源装置。
（2）EPS按应急照明集中电源分为三类：
①消防应急照明型（EA-D-口口KVA-S），其容量为1-12KVA（单相）和5-90KVA（三相），主要给应急照明灯具供电；
②消防设备应急电源（FEPS-EA-口口KVA），其容量为11-95KVA，主要给高层建筑的电梯，喷淋泵，卷帘门, 消防泵，风机等重要场所的应急照明供电；
③后备应急电源（EA-EPS口-口口KVA），其容量为1-500KVA，主要给应急照明、高层建筑的电梯、水泵、帘卷门、消防泵和排烟风机等设备供电。
（3）EPS按输出分路工作方式分二类：
①持续型：不管是主电源还是应急电源工作时，都能提供电源输出。
②非持续型：在主电源工作时不提供电源输出，仅在应急电源工作时才提供电源输出，其电源输出状态受消防联动中心控制。
3 EPS与UPS的区别：
（1）安全规范不同
EPS的发展是起源于电网突发故障时，为确保电力保障和消防联动的需要，它能即时提供逃生照明和消防应急，保护用户生命或身体免受伤害，其产品技术要求受公安部消防认证监督，并接受安装现场消防验。
UPS用来保护用户设备或业务免受经济损失，其产品技术要求受信息产业部认证 。
（2）工作方式不同
EPS工作方式是非在线工作方式。市电正常时，由市电旁路直接向负载供电，逆变器作为市电的后备冗余，因此具有无能耗、寿命长等优点。当市电失电时瞬时自动切换，由蓄电池经逆变器向负载供电。
传统UPS是在线工作方式，无论市电正常与否均通过逆变器、蓄电池向负载供电。
（3）切换时间不同
UPS切换时间小于10ms,用静态开关进行切换。
EPS的切换时间为0.25s以下，根据应用场合，可以分为常规切换、快速切换。
①常规切换：可用继电器KA、接触器KM实现，缺点：市电断电切换为电池供电过程中，能感觉到负载断电。
②快速切换：可用静态开关SCR实现，此类型的切换是靠静态开关（SCR）来完成的，切换过程中负载感觉不到断电。缺点：长期通电，静态开关会产生大量的热量，需要增加散热器模块，要求主机柜增大功率模块安装空间。
（4）供电方式不同
EPS和UPS均能提供两路选择输出供电，UPS为保证供电优质，是选择逆变优先；EPS是为保证节能，是选择市电优先。
（5）适用负载种类不同
EPS属于消防类设备，应适用于感性和阻性负载，如地铁车站站厅和站台应急照明、疏散指示、二、三类应急导向标识。
UPS用于计算机类设备，如地铁车站通信信号设备、综合监控设备等。
4浅谈EPS在东莞地铁2号线的应用
目前东莞地铁2号线采用EPS型号为EA-D-（20-50KVA）EA系列产品。
（1）性能特点简介
EA-D（20-50KVA）系列产品是采用全数字化控制技术设计的三进三出EPS电源。整机设计打破传统塔式机器设计思维，采用先进的模块化设计理念，既保证了布局的紧凑性，也提高了系统的可靠性。EA-D（20-50KVA）系列产品电气性能优越，软硬件保护功能完善，能适应不同的电网环境，可为不同的负载提供安全可靠的电源保障。
（2）系统结构
系统的部件主要包括：LCD显示屏、通讯接口、功率模块、充电器、电池空开、主电空开、充电空开、输出空开、维修旁路空开、地线排、N线排等，其整机结构图如图1所示：
图1 EA-D 20-50KVA整机结构图
备注：20KVA机器只有一个功率模块；30-50KVA均有2个功率模块。
（3）工作模式
EPS工作模式主要有主电供电、应急供电、维修模式（手动旁路）。
①主电供电模式
市电正常时，市电经过静态开关输出对外供电，同时一路送充电器对电池充电。
图2 主电供电模式工作过程图
②应急供电模式
由电池经电池升压电路升压，再通过逆变电路给负载提供电源的运行模式为应急供电模式。市电停电时，系统自动转到应急供电模式运行，市电恢复后，系统自动切换回主电供电模式，无需任何人工干预。
图3 应急供电模式工作过程图
③维修模式（手动旁路）
如需对EPS进行维护和维修，可闭合维修旁路开关，将EPS切换到维修旁路侧，负载不中断供电。此时市电不经过机器内部器件，直接由输入端接到输出端，此时可以对EPS进行维护和维修工作。
图4 维修模式工作过程图
（4）功能特点
DSP全数字化控制技术；输入功率因数高达0.96以上；支持电池冷启动和市电自启动功能满足用户使用需要；超强的自诊断功能，丰富的历史记录查询；12英寸超大LCD触摸宽屏显示，友好的人机界面。
（5）EPS的应用场合
①地铁每个车站配置2套EPS电源系统，每个中间风井配置一套EPS电源系统。
②EPS供电方法：由变电所两段0.4KV母线分别引入两回路电源，经过电缆桥架将电源连接到EPS配电柜双电源切换装置输入端，经过自动双切装置后，电源给负载供电。正常情况下，蓄电池处于浮充状态，应急照明负荷由交流380/220V电源供电。事故状态下，自动切换装置动作，由蓄电池经过逆变器以交流380/220V电源供电。
③负载设备范围：地铁车站内，主要站厅和站台应急照明（公共区应急照明和疏散指示、设备区应急照明和疏散指示）、二三类应急导向标识、人防通信专用回路；区间隧道内，主要为左、右线疏散指示和事故照明；中间风井内，主要为设备区应急照明和疏散指示，如图5为应急电源装置与负载供电系统图。
图5 应急电源装置与负载供电系统图
④车站出现火灾时，经过温感和烟感探测器检测到火灾，发送给FAS火灾主机，经过分析判别，发送相关火灾命令控制排烟的设备启动，而EPS应急电源装置保持给应急照明、疏散指示和二三类导向标识负载设备供电90min以上，同时根据火灾发生的位置，与FAS系统进行联动，切换三类导向标识牌方便，为逃生人员创造有利的逃生环境，如图6为车站火灾系统联动图。
图6 车站火灾系统联动图
⑤区间隧道出现火灾时，隧道感温光纤探测到火灾，将信号反馈给ISCS系统设备，经过与其他系统联动控制相关排烟等设备启动。EPS保持给区间隧道事故照明和疏散指示供电，保证供电90min以上，其中疏散指示方向通过切换的方式改变指引方向，引导乘客逃生，如图7为隧道火灾系统联动图。
图7 隧道火灾系统联动图
⑥故障排除
通过查询EPS的历史记录，了解EPS故障，对照表1，可以解决一些EPS操作过程中遇到的常见问题。
表1 故障/告警处理
6 结束语
总之，应急照明电源装置为户内成套设备，其功能为向地铁车站、车辆段应急照明、疏散指示、逃生类导向标识牌等设备提供应急电源，保证设备安全、连续地正常使用。同时，EPS能适应恶劣的环境条件，其生产工艺逐步成熟可靠、结构合理、便于安装和维护。在发生火灾等紧急情况时，为人员创造有利的逃生环境。
参考文献：
[1]GB17945-2010，消防应急照明和疏散指示系统[S].
[2]朱海军.火灾应急照明的几种控制方式.建筑电气，2008.3
[3]《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）
[4]《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）
[5]《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）
论文作者:黄居江
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/6
标签：电源论文; 市电论文; 负载论文; 火灾论文; 设备论文; 系统论文; 工作论文; 《基层建设》2016年27期论文;