浅谈用电单位如何设置合适的自备应急CAT电瓶电源

摘要：为了提高供电的牢靠性，许多重要用电单位都设置自备应急电源。目前社会上运用的自备应急电源设备品种繁多，怎么选用最合适的自备应急电源是面对的最大问题。文章论述了自备应急电源的分类、特点、要求以及挑选的依据，重点剖析了柴油发电机组和停止型UPS不间断电源设备的选型、特性、运用条件以及运用方法。

关键词：供电牢靠性；挑选应急电源；发电机组；UPS不间断电源

中图分类号：TM86

现在许多用电单位为了确保重要负荷供电的牢靠性，一般都要求两路及以上电源进线，由自备应急电源作为第三电源。关于特别重要的负荷（如银行、医院、大型商场、重要宾馆、通讯枢纽等的事务电脑与办理电脑体系电源），除设置应急发电机组外，还要另设停止型沟通UPS不间断电源设备提供第四电源。怎么选用最合适的自备应急电源是面对的最大问题。

1.自备应急电源的分类

①依照电能品种分：沟通备用电源和直流备用电源两种，沟通电源又有单相与三相之别。

②依照电源设备品种分：自备柴油发电机组、自备汽油发电机组、停止型沟通不间断电源设备（UPS）及直流蓄电池组。其间以自备柴油发电机组运用最为广泛。

③依照发电机组的起动方法分：普通型、应急自起动型和全主动化型三种。

2.对自备应急电源的一般要求

2.1安全

自备应急电源的品种挑选、安装地点及方法、与市电网的匹配等均要满意有关标准、规则的安全要求。自备应急电源与市电网、应急电源与作业电源之间有必要采纳牢靠切换设备避免并列运转，并应设置避免误并网的牢靠联锁设备。

2.2牢靠

牢靠性要求应急电源如发电机组等设备能按要求迅速起动及正常带负荷运转。

2.3优质

全压起动最大容量笼型异步电动机时，发电机母线电压不该低于额外电压的75％，或通过核算确认。停止型沟通不间断电源设备三相输出体系输出电压的不平衡系数应不超越5％，输出电压的总波形失真度不该超越5％（单线输出答应10％）。频率误差则不超越±0.5～1Hz。

2.4经济

要适当考虑备用应急电源设备设备出资、占地、运转、维护、办理等费用，尽可能节省。其间，运用多台机组时，应选用同一生产厂、同型号、同规格的成套设备，以便于操作及维修。

2.5开展

对备用应急电源的容量、场所安置、安装场所等要适当考虑5～10年内扩容开展的可能性。

3依据答应中止供电的时刻挑选自备应急电源

依据答应中止供电的时刻，可分别挑选下列应急电源：

①答应中止供电时刻为15s以上的供电，可选用快速主动起动的发电机组。

②自投设备的动作时刻能满意答应中止供电时刻的，可选用带有主动投入设备的独立于正常电源的专用馈电线路。

③答应中止供电的时刻为毫秒（ms）级供电，可选用蓄电池停止型UPS不间断供电设备、蓄电池机械储能电机型不间断供电设备等。

4.自备应急柴油发电机组

4.1自备应急发电机组的供电规模

关于高层建筑及工矿企业、部队、校园、医院、通讯、高级宾馆、大中型商场、饭馆等，应急柴油发电机供给动力和照明用电。主要负荷有以下几种：

①消防设备用电包含消防水泵、消防电梯、防排烟设备、火灾主动报警、主动救活设备、火灾事端照明、疏散指示标志和主动防火门窗、防火卷帘、消防操控室等。②应急疏散照明。③电梯设备和生活用水泵。④中央操控室及电脑用电。⑤保安设备、报警设备、通讯设备、主动门等设备的用电。⑥重要场所用电具有重要政治经济影响的场所的有关动力、照明、空调等设备的用电。

4.2自备应急发电机组容量的挑选

机组的容量与台数应按应急负荷大小和投入顺序以及单台电机最大起动容量等要素综合考虑确认。一般按一级负荷的容量确认；关于重要的用电单位可按一级负荷和部分二级负荷来确认装机容量。机组台数不宜超越两台。

4.3自备应急发电机组的自起动

机组应一直处于准备发动状态。当市电中止时，机组应立即起动，并在15s内能主动起动投入正常带负荷运转。

4.3.1挑选自发动发电机组

其要求是：①当市电中止供电时，单台机组应能主动起动，并在15s内向负荷供电；②当市电康复正常后，应能主动切换和主动延时停机，由市电康复向负荷供电；③当接连三次自起动失利，应能宣布报警信号并主动起动第二台发电机组。

4.3.2对自起动发电机组的要求

自起动机组的操作电源、热力体系、燃料油、润滑油、冷却水以及室内环境温度等均应确保机组随时起动，水源及能源有必要具有满意的独立性，不得受作业电源停电的影响。

4.3.3发电机组的电起动设备

应按下列要求设置：①电起动蓄电池电压宜为24V，容量应按柴油机接连起动不少于6次确认；②蓄电池组应尽量靠近起动电动机设置，并应避免油、水侵入；③应设整流充电设备，其输出电压宜高于蓄电池组的电动势50％，输入电流不小于蓄电10h放电率的电流。

4.3.4发电机组的保护

要求：①应设有短路、过负荷、接地毛病及过、欠电压保护设备；②当两台机组并列运转且无人常常值勤时，应设置逆功率保护。

4.3.5发电机组的操控

发电机组的操控有机房操控、操控室集中操控和主动操控三种方法。关于应急发电机组，宜选用主动操控或操控室集中操控方法。

4.3.6主动化发电机组

主动化发电机组应契合以下要求：①就地操作的发电机组应在机旁实施人工起动、调速、停机，机房与值勤室间应设必要的联络信号、正常运转和事端性质的声光信号；应单独设置蓄电池组作为操控电源，并设置整流充电设备；应能在操控室或配电室操控或监督起动、停机、送电、停电、调频和调压，监测各运转参数。②能主动操控负荷的投入和切除；③能主动操控附属设备及主动转换冷却方法和通风方法。

4.4自备应急发电机组的中性点运转方法

只要一台发电机组时，一般选用三相四线制中性点直接接地作业制。当多台机组并列运转时，发电机中性点一般经中性线电抗器与接地线衔接，也可选用中性线经刀开关与接地线衔接。在并列运转时，任何状况下机组至少应坚持一台发电机中性点接地，并按三相四线制作业方法运转。

5停止沟通不间断电源（UPS设备）

5.1停止型UPS不间断电源的设备适用场合

凡契合下列状况之一时，应设置停止型沟通不间断电源：

①当用电负荷不答应中止供电时。②当用电负荷答应中止供电时刻要求在1.5s以内时。③重要场所（如监控中心等）的应急备用电源。

5.2停止型UPS不间断电源的变流过程及设备设备

停止型沟通不间断电源的变流过程为：输入市电正弦沟通电→整流为直流→蓄电池浮充供电→逆变成准方波或方波→振动，滤波→输出正弦沟通电。在市电中止后，蓄电池所蓄电能经逆变器逆变后输出正弦沟通电（单相或三相）。

停止型沟通不间断电源设备的设备一般有晶闸管整流器柜、逆变器柜、变压器柜、沟通停止型开关柜、蓄电池组以及配电柜组合而成。

5.3停止型UPS不间断电源体系的沟通输入电源的要求

宜选用两路电源供电。不间断电源体系的沟通输入，应契合以下规则：

①沟通输入电压的继续动摇规模规则为±10％。②旁路电源有必要满意负荷容量及特性的要求。③总相对谐波含量不超越10％。④不间断电源的沟通电源不宜与其他冲击性负荷由同一变压器及母线段供电。⑤不间断电源体系的输入、输出回路宜选用电缆。

5.4停止型UPS不间断电源设备的挑选

其选型应按负荷大小、运转方法、电压及频率的动摇规模、答应中止供电时刻、波形畸变系数及切换波形是否接连等各项目标确认。

①在选用市电旁路时，逆变器的频率和相位应与市电锁相同步。

②不间断电源体系的直流环节有输出回路时，整流器及蓄电池均应满意其悉数直流输出回路的负荷电流及最大冲击电流的要求。直流环节（整流器、蓄电池）的额外电压应依据需要按24、48、60、110、220V的电压等级选取。

③停止型UPS不间断电源设备的输出功率按下列条件挑选：对电子核算机时，其输出功率应大于电子核算机各设备额外功率总和的1.5倍；对其他用电设备供电时，为最大核算负荷的1.3倍；负荷的最大冲击电流不该大于UPS不间断电源设备额外电流的150％。

④停止型UPS不间断电源的整流容量，应大于或等于逆变器所需容量与蓄电池直供的应急负荷之和。

⑤蓄电池的容量，应依据市电停电后由其保持供电时刻长短的要求选定。

蓄电池需要在常温下能瞬时起动，因而宜选用碱性或酸性蓄电池，有条件时应选用碱性燃料电池。

蓄电池组的额外放电时刻宜按下列条件确认：①不间断电源体系在沟通输入产生毛病后，为确保用电设备依照操作顺序进行停机，蓄电池的放电时刻可按停机所需最长时刻来确认，一般可取8～15min；②当有其他备用电源时，UPS不间断电源体系在沟通输入产生毛病后，为确保用电设备供电的接连性，并等候其他备用电源的投入，其蓄电池额外放电时刻一般可取10～30min；如有其他特殊要求，其蓄电池额外放电时刻要依据负荷特性来确认。