应急电源备用供电系统建设项目

一、概述在很多时候，电网电源并不能满足建筑用电要求，这时就需要设置内部电源作为备用和应急电源。人们首先考虑到的是使用柴油发电机组。柴油机的作用和使用范围决定了柴油发电机组的容量。在多数情况下，发电机组兼做应急电源和备用电源，其容量需考虑满足不同的需要。兼做应急电源和备用电源的发电机的容量，其额定输出容量应大于维持正常生活用电负荷所需容量，其应急输出容量应大于消防等应急负荷所需容量，选择发电机时应特别注意:1)柴油发电机组的额定输出容量与应急输出容量并不相同，前者比后者大10%左右;2)发电机所带负荷的总容量应小于其标称值，同时考虑满足不同负荷所需的富裕量。在现代建筑中，因为某些建筑的重要性很高，很多建筑中大量的使用了计算机设备，很多场合对供电的连续性要求很高。比如:机场、铁路、银行、医院、重要办公建筑、重要会议中心等重要场所和一般建筑的消防和保安系统、计算机房等等。这类场合不但要求提供足够的备用电源，对电能的转换时间也有较高要求。对这类场所，除了提供必要的备用电源外，还应根据设备对电能转换时间的要求设置由蓄电池储能的UPS不间断电源系统，不间断电源系统的转换时间须满足设备容许最小断电时间的要求，对时间要求极高的场所，可以以浮充电的方式供电。柴油发电机的优点非常明显，只要柴油能够保证供给，就可以长期供应可靠电能，在野外作业、救灾等场合及在电网供电不能保证的地区，这一优点尤为重要。在很多情况下柴油发电机供电的可靠程度远高于电网电源。二、系统建设目的UPS电源的出现与计算机的发展有着密切的关系，建立一个不停电的供电系统对于任何一个用电户都是十分需要的。但是，要把不停电系统建设得这样完善却是计算机系统促进的结果。计算机为什么要配用UPS电源呢?简单地来说，因为市电电网的供电质量差，达不到计算机系统对供电的要求。使用UPS电源是一种提高供电质量的技术措施。UPS是英文UninterruptiblePowerSystem的缩写。其意思是不间断电源系统或者称为不停电供电系统。也就是说，市电一旦掉电(停电)，后备电源几乎是在无断点的状况下，对原有负荷继续供电。UPS电源对保证计算机正常运行是很重要的设备，有了UPS电源，可以保证计算机不丢失信息和数据，可以保证计算机设备的安全，不会划伤磁盘的盘面或者磁头受到损坏。也就是说，随着计算机应用的日益普及，信息处理技术的不断发展，对供电的质量提出越来越严格的要求。在目前大量使用的计算机中，其内部供电系统都装有高速欠压保护电路。当电网欠压时，计算机依靠滤波器电容中的能量来维持工作。一般能维持lOms左右，为了避免存储器中数据的丢失，必须有一种电源能在小于lOms内重新送电，以保证计算机系统的正常运行，及时处理好计算机中的信息，这种电源就是所谓的UPS电源。另外，部分UPS电源还具有稳频功能，可以解决正常供电时，市电电网电压、频率波动过大的问题。停电在我国大部分地区是经常发生的现象。甚至有些地区是停三保四。电网供电质量差，在我国一些地区也是十分严重的。有时电压过高，可以超过240V(相压八有时电压过低，可以低于180V。在这样的供电条件下，计算机系统基本不能正常工作。据一些资料介绍，在工业发达的美国，虽然能达到平均8年才停一次电，一次平均停1分钟。而且，在电源质量很高的条件下，计算机仍然广泛的采用UPS电源供电。在我国电能质量差，供电只有电压和频率标准，对高次谐波没有要求。并且随时有停电的危险，所以，在计算机供电系统中采用UPS电源是十分必要的。我国供电电源质量的标准是:400万kW以上的大电网，电压波动为±5%，频率(50±0.2Hz);400万kW以下电网电压波动为±5%~-7%频率为(50±0.5)Hz(对高次谐波分量没有规定)。实际上，在一些地区往往达不到这个标准，还在继续供电，有时电压低得几乎连荧光灯也起动不起来。使用UPS电源可以大大提高供电的可靠性，备用电源和正在负荷供电的电源保持锁相，即同压、同频、同相位。在电源切换时供电不会中断，也不会产生强烈的电弧干扰。计算机不会丢失信息和数据，保护了计算机设备，特别是硬盘，不致因停电而划伤。使用UPS电源可以大大提高供电质量。UPS电源是净化了的电源，消除了高次谐波，提高了供电质量。一般市电电压波形虽然趋于正弦波，但有一定的高次谐波分量。输出电压和频率受负荷的性质、大小、运行方式、大负荷的投入和切除以及故障等情况的影响和干扰，输出的电压和频率是很不稳定的，因而难以满足计算机对供电质量的要求。严重的供电不稳，会造成计算机误码或丢失信息。在UPS电源中，采用石英晶体振荡器控制逆变器的频率保持恒定。另外，还有电压自动调节装置，其精度小士1，对于11次(有的为13次)谐波以前的高次谐波能够全部滤掉，输出近似于正弦波。从而净化了电源，保证计算机的正常运行。UPS电源在计算机供电系统中是不可缺少的设备。在我国目前电力供应条件下是尤其需要配备的设备。三、应急电源系统建设的必要性3.1供电系统现状在不断前进的信息社会中，通信、交通、新闻媒体、金融和电力等关系到国计民生的关键性行业一天天更加依赖于信息系统，而供电系统的稳定性和可靠性直接关系到信息系统数据存储和信息设备的稳定性和可靠性，离开了稳定可靠的供电系统的支持和保证，整个信息系统的可用性和信息网络系统建立的必要性都要大打折扣。目前，众多的公司和政府部门都在建立庞大的电子数据库，从自己经营管理的各个方面收集、存储和处理有关管理、销售、财务及运作的数据和信息。Internet的兴起和信息化高速公路的提出激发了更大的信息量的需求。特别是随着经济的不断增长，各种高精尖电子和智能化设备的开发和应用越来越广，其应用深度和广度可以一日千里描述，整个国家和社会对于电力供应的数量和质量都提出了更多要求，银行金融系统、邮电系统、新闻媒体、交通运输、大型企业等重要部门和行业的管理和经营系统如果供电系统出现秒级的断电或波动都会对政府形象、国家和人民的生命财产造成巨大损失和极坏的影响。相对于其他基础设施的蓬勃发展，电力系统建设的相对滞后，已经成为我国经济可持续发展的瓶颈，加强电力系统的建设，特别是加强高新技术领域的供电系统的建设，已经成为各级政府和社会各界的共识。由于我国的市电网络发电及用电情况比较复杂，设备落后，管理不善，造成我们使用的交流电质量较差，电压波动范围大，从170—250伏（320—450伏三相）大范围变化，电磁和谐波干扰严重，同时，由于电力紧缺，很多地区停电现象时有发生。研究表明，每台PC机平均每月受到雷击、浪涌、低压、噪音或断电等电源问题的侵害多达120次，如果不能及时地解决这些问题，系统中的宝贵数据（或程序）将有丢失的危险。对于医院医疗设备系统，电网的不正常所造成的影响将更加严重。归纳起来，我们认为市电会出现九种对负载不利的情况，我们称之为九大市电问题，下面分述如下：①、中断市电市电完全中断，电压为零，时间超过40毫秒产生原因及危害雷击、配电回路故障、跳闸等。数据丢失。②、电压下陷电压低于额定值的80—85%，持续时间超过20毫秒。产生原因及危害大型负载设备的突然启动。数据错误、内存丢失、屏幕闪烁。③、电源浪涌电压高于额定值110%，持续时间超过20毫秒。产生原因及危害大型设备的突然关闭。数据错误、内存丢失、屏幕闪烁。④、持续低压电压低于额定值相对固定百分比，持续时间从几分钟到几天。产生原因及危害用电高峰期或负载超出电网供电能力。初级硬件故障，数据丢失。⑤、电源干扰由射频干扰或电磁干扰引起的高频杂波。产生原因及危害闪电、打印机、硅整流设备、电动机、继电器、电机控制装置、微波、广电传输设备等。计算机系统死机，键盘锁死。⑥、电源突波电压快速上升到6000伏持续时间10—100毫秒。⑦、频率波动电源频率发生波动，变化范围大于±3赫兹。产生原因及危害发电机系统或小型并网电站。硬盘崩溃，键盘锁死，屏幕抖动。⑧、交换瞬变电压尖峰快速上升到2万伏，持续时间10—100毫秒。产生原因及危害闪电、电弧、静电放电、开关切换。程序出错，屏幕抖动。⑨、谐波失真由非线形负载引起的电源波形变化。产生原因及危害由非线形负载引起开关电源、调速电机、复印机、传真机等引起。通讯错误，设备过热。以上这些电源问题会使负载设备断电、损坏、误操作、工作性能变差、软件数据丢失或错误、网络数据传输速率降低、计算机网络不能正常运行等。为了解决上述问题，计算机、程控交换机、数据通讯处理系统、航空管理和医用诊断系统等精密仪器对交流供电系统都提出了不间断和可靠性的要求，使UPS在技术成熟程度、产品质量和销售量等方面都有了长足的发展。3.2必要性UPS，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。它主要作用是为单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS不间断电源将市电稳压后提供负载使用，此时的UPS不间断电源就相当于是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池进行充电;当市电中断时，UPS就会立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。此外，UPS不间断电源作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义是我们选购时的考虑重点之一。市电电压输入范围宽，则表明对市电的利用能力强(减少电池放电)。输出电压、频率范围小，则表明对市电调整能力强，输出稳定。波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性，而电压稳定度则说明当UPS突然由零负载加到满负载时，输出电压的稳定性。还有UPS效率、功率因数、转换时间等都是表征UPS性能的重要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力也越强，总的来说离线式UPS对负载的保护最差，在线互动式略优之，在线式则几乎可以解决所有的常见电力问题。四、应急备用电源建设方案选择4.1发电机供电系统的选择4.1.1发电机电源根据设备测算以及未来发展的要求，我们选用江苏双马SMYC-400GF系列电源。型号:SMYC-400GF常用/备用功率(KW):400/440频率(Hz):50输出电压(V):400/230V额定转速(Rpm):1500功率因数:COSΦ=0.8(滞后)机组燃油耗(L/h)：99.4输出电流（A）：720相数/线数：三相四线噪声LP7m：115db机组重量(kg):3500机组尺寸(长×宽×高mm):3700*1350*1950图片为同品牌产品代替此设备采用水冷柴油发动机，水冷柴油机冷效果较好，适用于大功率柴油机，当温度或工作负载发生变化时便于调节冷却强度，使柴油机始终在规定温度(65℃～95℃)范围内进行工作。此外，在冬季还可以利用灌热水的方法来进行预热，启动方便。此外单轴承防滴式发电机，IP22防护，绝缘等级H，防止大于12mm的固体物体侵入，倾斜15度时仍可防止滴水侵入当灯具由垂直倾斜至15度时，滴水不会造成有害影响。4.1.2ATS切换柜切换柜采用国产定制1.8ATS1600A全自动柜（1800*800*600），含CLE6110U控制器，蓄电池自动充电器，控制器扩展板、ATS、熄火器、发电机组调速器。图片以同类产品代替对电力中断要求较严的电力系统，就应该使用市电/发电机组自动切换系统。ATS自动转换柜可以实现两路电源的全自动转换，即当主电源停电或发生故障时，备用电源自动投入主电源恢复正常时，又自动恢复到到主电源供电。原供应系统若为市电,当市电停电或三相缺相、欠压时,自动切换系统立即自动启动发电机组,发电机启动运行后，电压频率正常后负载供电，当市电恢复正常后自动切换到市电供电，延时停发电机组。原供应系统若为发电机组,当发电机组遇故障停机时，自动切换系统立即切断发电机组供电并自动转换到市电供电。从而实现供电系统的快速恢复和无人值守功能。从而维持正常的电力供给。4.1.3水喷淋水喷淋采用国产定制含水喷淋无烟消声器（环保）、进气口、出气口、加水口、排污口。水喷淋系统的作用是给发电机降温，当水源足够、水温较低时，以水为冷媒，对柴油发电机机房内的空气进行冷却处置，由