基于eps系统的消防应急电源车设计

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1、基于EPS系统的消防应急电源车设计　　摘要：应急电源车作为我国电力工程中重要的装备，已成为电力系统应急预案的重要组成部分。而在电力系统应急设备的选型中，消防应急EPS电源应用范围已经越来越大。文章介绍了一种基于EPS系统的消防应急电源车，通过搭载消防应急电源EPS，配合相应的电路设计，使整车与传统应急电源车相比具有更大的实用性和经济性。　　关键词：应急电源车；EPS系统；消防联动控制；电力工程；电力系统；应急设备文献标识码：A　　中图分类号：U469文章编号：1009-2374（2016）20-0005-03DOI：10.13535

2、/j.cnki.11-4406/n.2016.20.003　　1概述　　随着社会的发展，人们对电力系统的可靠性提出了更高的要求，特别是对于关键负荷，当电力供应系统发生故障时，将会造成严重的政治或经济损失。应急电源车因具备机动性强和便于维护的特点，越来越受到用户的青睐，在接到保供电命令时，应急电源车能第一时间到达现场，为用户设备提供备用的电能。从目前市场需求来看，使用较多的是以发电机组或UPS系统为后备电能的应急电源车，这两种电源车日常维护频繁、效率低，增加使用和维护成本，特别是柴油发电机组的排烟中含有大量的二氧化硫，污染环境，而UP

3、S的输入电流谐波则会对电网造成污染。　　2消防应急电源车的系统组成7　　随着国家及人们对环保意识的增强，使用消防应急EPS电源系统是必然趋势，从产品性价比来看，由于硬件成本相对于发电机组或UPS而言会稍高一些，但是综合维护成本较发电机组或UPS而言要低。由于人们对消防电源的认识不够，很大程度上给市场前景带来一定的阻碍，但这些情况会随着社会的进步，慢慢被人们所接受，因此消防应急电源车产品具有非常广阔的发展前景。本文着重介绍了消防应急电源车的组成和各组成部分的电路设计。本文所设计的消防应急电源车主要由底盘车、车厢、消防应急EPS电源系统

4、、后备蓄电池、输入输出系统、消防联动系统、车内配电系统、电缆收放系统等组成，系统框图（见图1）：　　3消防应急电源车的具体设计　　3.1消防应急EPS电源系统设计　　3.1.1EPS分类。应急电源按供电负荷的类型主要可分为如下三类：（1）应急照明型：主要是单相输入单相输出EPS，用于应急现场的照明。此类EPS由于在应急时输出为单相电源因此只能供单相照明负载。（2）混合负载型：除了用于应急照明外，还可应用于空调、电梯、消防水泵、卷闸门等电感性负载的三相输入三相输出系列EPS。此类EPS由于使用到三相负载，因此应急输出为380V三相交流

5、电压。但由于没有变频缓启动装置，当连接一些直接启动的电机时需要扩容。（3）变频启动型：此类EPS直接为电动机供电，同时带有变频启动功能。主要是针对单一的电机负荷，考虑到电机启动瞬间产生的大冲击电流，对电网及电机本身的影响，所以加入变频启动以减少对电网的干扰。　　3.1.27EPS选型。综合负载情况及成本考虑，选择混合负载型，满载功率为100kW的EPS，其工作原理框图如图2所示：　　工作原理如下：正常工作时DSP检测主电或备电是否正常，同时确定K3的工作状态，若主电正常时，输出主电；主电异常、备电正常，则输出备电；当主、备电都异常时

6、，通过DSP的控制使逆变器启动，将蓄电池能量逆变成纯净的交流电源后供给EPS输出。当主电或备电正常时，充电器同时完成对备用电池组的充电。电池检测电路实时检测单节电池的电压，当出现故障时则给出报警。报警电路检测输出支路及充电回路的故障情况，若故障发生则给出声光报警信号，声信号可以通过面板的消声键消除，光信号保留当前状态，直到故障消除才自动熄灭。浪涌抑制电路能对电网中的有害脉冲给予衰减，以至不损坏系统及用户设备。　　3.2后备蓄电池组设计　　根据国家标准的要求，消防设备应急电源所配置的蓄电池需满足市电停电后90分钟的应急后备时间。　　3

7、.2.1电池计算方法。本次设计选用汤浅蓄电池，单节电池容量计算方法为：　　Cn=Pload/Einv/A　　式中：　　Cn――单颗电池需要的放电功率　　Pload――负载的平均功率　　Einv――EPS逆变器效率　　A――配置电池数量7　　得出Cn后，根据Cn寻找电池的放电特性，在需求的放电时间内，电池恒功率放电的能力要大于等于Cn，才能满足要求。单节电池放电终止电压为10.2V（1.70V/2V）。　　3.2.2本方案电池计算。本方案设计容量为100kWEPS，逆变器效率为0.95，按EPS电池配置为40节1组，则：　　Cn=10

8、0*1000/0.95/40=2631.5789W　　单体2V电池需要提供的功率为2631.5789/6=438.596W，查汤浅电池对照表；NP210-12恒功率放电表90分钟为164.5W（按放电终止电压1.70V），三组并联达到