導讀
隨著我國經濟的發展,近幾年來我國每年發生火災的次數、人員傷亡及財產損失都呈上升的趨勢,這不僅在一定程度上阻礙了我國經濟的發展,而且影響了我國的國際形象;另外,人們生活水平的提高也需要一個舒適、安全的環境,人們對消防安全也越來越重視。各種消防設施(消防應急照明、消防水泵、防火捲簾等)在撲滅火災、人員救助中發揮了重要的作用,消防設備應急電源及時、有效的動作能夠保證這些消防設施迅速地發揮它們的效能。
隨著我國經濟的發展,近幾年來我國每年發生火災的次數、人員傷亡及財產損失都呈上升的趨勢,這不僅在一定程度上阻礙了我國經濟的發展,而且影響了我國的國際形象;另外,人們生活水平的提高也需要一個舒適、安全的環境,人們對消防安全也越來越重視。各種消防設施(消防應急照明、消防水泵、防火捲簾等)在撲滅火災、人員救助中發揮了重要的作用,消防設備應急電源及時、有效的動作能夠保證這些消防設施迅速地發揮它們的效能。
消防設備應急電源是智能建築處於火災應急狀態時,為了確保安全疏散和火災撲救工作的成功,擔負向消防應急用電設備供電的獨立電源。應急電源一般有包括三種類型:城市電網電源、自備柴油發電機組和蓄電池。有些對供電時間要求特別嚴格的地方,還可以採用不停電電源(UPS)作為應急電源。
1、FEPS的工作原理
FEPS是允許短時電源中斷的應急電源裝置。作為消防應急電源系統,當建築物發生火災時,為應急照明及其它重要的一級供電負荷提供集中供電。在正常情況時,由交流市電經過互投裝置給重要負載供電,當交流市電斷電後,互投裝置將立即切換至逆變器由FEPS蓄電池供電,供電時間由蓄電池的容量決定,當市電電壓恢復時,應急電源將恢復為市電供電。
2、FEPS的組成及分類
FEPS主要採用SPWM(交流脈帶調製)技術,由上圖可知其主要包括整流充電器、蓄電池組、逆變器、互投裝置等部分組成,其中逆變器是核心,整流器的作用是將交流電變成直流電,實現對蓄電池及向逆變器模塊供電;逆變器的作用則是將直流電變換成交流電,供給負載設備穩定持續的電力,互投裝置保證負載在市電及逆變器輸出間的順利切換;系統控制器對整個系統進行實時監控,可以發出告警信號,同時可通過串行口與計算機或Modem連接,實現對供電系統的微機監控和遠程監控。
根據FEPS所帶負載的種類可將其大致分為以下三類:①是主要用於應急照明(多為單相)FEPS;②應用於消防電梯、防火捲簾、排煙風機、消防水泵等電感性負載或兼而有之的混合供電的三相系列EPS;③是直接給電動機供電的變頻系列FEPS。
3、FEPS的優缺點
優點:①技術先進,能適應智能化建築發展的需要;②節約佔地面積,對建築防火要求不高;③轉換時間短,0~5s內可實現從市電中斷轉換為應急供電,能達到零轉換要求;④汙染小。沒有噪聲和煙氣汙染,且火災危險性小;⑤日常維護及管理簡單易操作。
缺點:①檢修技術含量高,需要經過專門培訓的電工和機械維修工進行維修;②蓄電池壽命和容量有限,限制其的應用範圍;③需要更換電池的二次投資費用高;④失效蓄電池難處理,容易汙染環境;⑤需要經常充電和放電以保證蓄電池有充足的電能,這樣無疑會浪費很多電能。
4、FEPS的使用範圍
即將執行的《火災自動報警系統設計規範》11.3.1節中規定消防設備應急電源(FEPS)可作為火災自動報警系統的備用電源,為系統或系統內的設備及相關設施(場所)供電,但為消防設備供電的FEPS不能同時為應急照明供電。此規定基於以下原因:
①生命無價。在火災中搶救人的生命被擺在第一位,應急照明為人員的疏散指明了方向,它的及時、有效的動作有利於人員搶救工作及其它滅火戰鬥的順利開展,其它消防設備的用電可以放在下一個層次考慮。所以為消防設備供電的FEPS不能同時為應急照明供電。
②供電方式不同。應急照明大多採用單相供電,而消防電梯、防火捲簾、排煙風機等電感性負載多為三相供電。
③所需應急電源的容量不同。應急照明的EPS的容量低的為P/0.8(P為應急照明的有功功率),高的為(1.3~1.5)P/0.8;電感性消防設備在啟動時需要很大的電壓,應急電源的容量最低的為電機容量的1.2~1.4倍,高的可達電機容量的5~10倍。採用消防設備應急電源為應急照明供電,這些設備在啟動時可能由於過大的電流會將應急照明線路燒壞,消防設備一般都有其專門的備用電源。
④安全所需。不同的消防設備對電壓、頻率、波形及穩定性的要求也不盡相同,採用應急照明電源來帶動這些設備可能會由於電壓、頻率、波形或雜波幹擾而影響其它消防設備的正常運行。
⑤負載不確定。與消防集中應急照明電源連接的插座所接的負載無法確定,所接的負載若大於應急照明負載很多倍,這勢必會縮短應急照明電源的工作時間,從而達不到消防應急照明電源最少工作90min的要求;另外,消防應急照明電源還有可能由於過載而關機,影響火災撲救工作的順利進行。
5、FEPS的應用前景
與柴油發電機和UPS電源相比,雖然FEPS要經常的充電、放電,浪費了很多資源,特別是在我國處於社會主義初級階段,資源匱乏的階段,FEPS的應用受到一些限制,但是其自身的優點以及我國智能化建築的蓬勃發展為FEPS提供了更多的應用空間。在使用FEPS應急電源的過程中應注意以下問題:
①除了選用FEPS電源外,還應有備用電源以解決蓄電池在日常維護時定期充電、放電或檢修過程中突然停電時的消防應急供電問題。
②選好放電負載,使蓄電池既能達到放電的目的,又不至於浪費電能。
③嚴把FEPS的質量關,消除其自身遭受火災的危險及降低其自身發生火災的可能。
④消防水泵、噴了泵、防排煙風機等設備,宜各自獨立設置專用的FEPS應急電源櫃供電,不易選用一臺大容量FEPS應急電源集中供電。
⑤消防水泵、消防電梯、防火捲簾等電感性負載的啟動應選用各自的變頻器,不應用一臺變頻器,防止啟動順序有變而影響設備的正常運行。
⑥各並聯的蓄電池組應分別設置獨立的充電模塊,任何一組蓄電池損壞都不會影響其它蓄電池的正常工作,保證了供電的可靠性。
⑦應根據建築的實際情況設計FEPS的供電方式及放電途徑,儘可能地節約能源。
這些都需要我們在今後的應用中加以改進和完善,以便更好地服務於消防救助。
6、結束語
消防設備應急電源(FEPS)已推廣應用了十幾年,實踐證明其在人員的救助、火災的撲救等方面發揮了巨大的作用,隨著我國經濟的進一步發展以及人們對環境要求的提高,人們的消防安全意識正在逐步加強,FEPS作為一種可靠的綠色消防設備應急電源,其應用空間將會更寬、更廣,特別是用在智能化建築方面更凸顯出其獨特的優越性,同時它們的使用也為整個社會的消防安全提供了強有力的保障。