柴油发电机组是目前大部分工程所采用的,由于柴油发电机的容量较大,可并机运行且连续供电时间长,所以至今已经有十年的历史了。
柴油发电机组设备构造简单,过去在无其他选择的情况下,柴油发电机组成为应急电源的必选。然而,在高层建筑中使用柴油发电机组有许多弊端,特别是伴随着环保和消防要求的提高,给柴油发电机组的使用带来更多困难,这种传统的做法也暴露出许多问题主要有:
1、柴油发电机机噪音大,产生公害;
2、排烟中有大量的二氧化硫,污染大气,严重影响环保;
3、在高层建筑中,柴油发电机组一般放在地下室,设计难度大,造价高、进风、出风管道多;
4、冷却、排烟、减震、消音等设施都需要充分考虑;
5、日常维护必须到位,工作量大;
6、存在火灾隐患。因为储油罐就是一个极为危险的“炸弹”,万一失火,后果难以设想。而使用C02灭火,费用则越来越高。
7、随着柴油等油料物资的紧缺及价格不断提升,造成发电成本会越来越高。
近年来,随着电力电子逆变技术的成熟及其产品价格的下降,一种新型的无公害、高可靠性、动力型的大型应急电源(EPS)逐步成为替代柴油发电机组的绿色电源,目前已在建筑领域得到广泛推广,并被用户开始所接受,许多用户放弃采购柴油发电机组而改用EPS,以免日后因购买柴油发电机组而显得落后或被淘汰。
而且随着电网供电的好转,停电次数和断电时间己明显地减少和缩短,柴油发电机也越来越失去了它的优势。
指标 |
应急电源(EPS) |
备用发电机组 |
结 果 |
启动时间 |
<10ms,可带100%负载启动 |
5-30秒不允许负载启动,启动后逐步加载 |
发电机组不能及时启动 |
环 保 |
无排气、无排烟、无噪音、无振动、无公害 |
有排气、排烟、振动、噪音大、有二氧化硫排放等公害 |
发电机组需要增加环保设施约10-12万/台 |
防 火 |
无可燃油料、无火灾隐患、不需特殊防火措施 |
有可燃油料、有火灾隐患、需特殊防火措施(如水幕灭火,二氧化碳气体等)若发生火灾会带来很大的危险性和破坏性 |
发电机组需要增加环保防火设施约5-6万/台 |
维 护 |
维护简单,可无人值守,自动操作、自动启动和停机 |
需要专人看管,需要定期维护 |
发电机增加了人工管理费和定期维护费约3万/台 |
供电状况 |
供电电压稳定、频率稳定、波形好、无干扰、效率高 |
电压和频率非常的不稳,忽高忽低,效率低 |
发电机供电质量差,易烧坏用电设备 |
过 载 及保 护 |
过载能力强,保护功能完善,选用EPS容量与负载功率为1:1即可 |
过载能力弱,保护功能差,选用发电机容量与负载功率一般要1.5:1 |
选用发电机加大了投资,土建配套机房,排烟管预留管井预计投资本10-15万。 |
可 靠 性 和 寿 命 |
EPS为电力电子部件可靠性高,主机寿命达20年以上 |
柴油发电机由众多的机械器件构成,可靠性差,主机寿命一般为10年 |
发电机往往在关健时候不能启动 |
适 应 性 |
在-20ºC~50ºC时EPS均能正常工作,而且海拔高度和湿度的变化均对EPS输出功率不产生明显影响 |
柴油发电机组在低温下很难正常工作,在高海拔地区输出功率明显变小 |
发电机环境适应性差 |
造 价 及 运行成本 |
EPS为主机价+电池价一次性投入基本无后续运行费用。一般10年内不需再投入费用(1KW费用约¥3500.00) |
柴油发电机组购置费+辅助装置费+消防设施费+燃油及机油费+人工维护费+维修费(主机价每1KW约¥4000.00,配套设施60~80万) |
柴油发电机组的综合费用比EPS高 |
智能化网络管理系统 |
RS232 、RS485接口,远程监控,实现EPS在线监控工作状态,为用户创造最佳的应急电源管理 |
无 |
EPS比发电机便于管理 |
供电状况 |
EPS可以灵活分散供电,一台主机故障不影响其它主供故障 |
发电机只允许集中供电,一但发电机组出现故障,整个电源系统将瘫坏 |
EPS比发电机更稳定可靠 |
占地面积 |
主机+加电池=20平方米 |
80平方米 |
EPS比发电机节省占地面积 |
400KW EPS消防应急电源和对应功率发电机价格和占地比较:
如果要使用发电机组必而使用实际负载的1.5倍才能满足所有负载正常工作,因此选用一台500KW发电机组:
区电力网中可靠性较高,柴油发电机连续长时间职业意义不大,用EPS取缔柴油发电机作为应急电源也不失为一种合适的挑选
对于ups,我们是熟悉的,eps,你知道吗?
1 应急柴油发电机组的应用
有关电气规程和国度标准规定,一类高层建筑应按一级负荷供电,必须应用应急柴油发电机组。
一级负荷供电的一般为:电视台、广播电台、民用机场、火车站、银行、县(区)级以上医院、市(地区)及以上气象台、重要办公建筑、高等院校和科学院的重要实验室,大型博物馆以及计算中心等重要场合。
一级负荷,请求供电系统无论是正常运行还是发生事端时,都能保证其连续供电。因此对一级负荷,应由两个独立的电源供电,并按生产的必要和许可停电的时间,采用双电源自动或手动切换,或采用双电源分组同时供电的接线,一般情况下,还应有应急电源作备用。如果一级负荷不大,则可采用蓄电池、自备发电机等设备,或者从靠近的单位取得第二个独立电源。这里所说的两个“独立电源”,是指中间任一个电源发生故障或停电修理时,而不致影响另一个电源继续供电。
应急电源的应用范围:
·消防设施用电:消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警系统、应急照明、电动防火门等。
·保安设施用电:防盗信号电源、事端应急照明、道路照明。
·大中型电子计算机系统电源。
·高档旅馆、重要办公大楼、商业金融大厦的中央控制室及计算机管理系统。
·具有重要政治、经济意义的部分电力和照明用电。
2 常用应急电源
常用的应急电源包括:独立于正常电源的发电机组、供电网络中有效独立于正常电源的电池组。
由于柴油发电机组的容量较大,可并机运行且延续供电时间长,还可独立运行,不与地区电网并列运行,不受电网故障的影响,可靠性较高。尤其对某些地区常用市电不是很可靠的情况下,把柴油发电机作为备用电源,既能起到应急电源的作用,又能经过低压系统的科学优化,将一些平时衡量重要的负荷在停电时应用,因此在工程中获得普遍的应用。
但柴油发电机组的推广也带来诸多问题:首选是动用面积较大,除发电机组外,还需考虑控制、配电、油箱等附属设备间,对平面和空间请求较高,加上储油间本身是一个火灾隐患,因而还需对其举行防火处理。在城市用地日趋紧张的情况下,也应考虑其经济科学性。其次,柴油发电机组带来的噪音、振动、排烟、通风、防潮、防冻的问题也很严重,这和现在所倡导的环保理念也方枘圆凿,尤其是对环保请求较高的医院、商业中心及高档商务楼更不合适。再次,柴油发电机的运行必须是在市电同时失去的情况下才能启动,严禁和市电并列运行。
这样,如果发电机的自启动信号取自10 kV进线侧TV,固然能满足消防设备两路电源末端切换的请求,但出现线路故障时,由于市电并未失去,而此时柴油发电机也未能启动,这样造成两路电源形同虚设。如果发生火灾,应急电源不能起到相应的作用。在某些场所,对许可中断时间请求较高的情况下,柴油发电机的启动时间一般在15 s以内,柴油发电机作为应急电源是不能满足许可中断时间请求的。规程规定:在重要场合的安全照明电源转换时间规定不能超过0.5 s,而备用照明在证券、银行等场合电源转换时间不能超过1.5s。故在这种情况下,只能采用蓄电池作为应急电源,而发电机组只是为了蓄电池投放运行前的过渡期应用,相当于采用了两套应急电源系统,一般不经济很少采用。
采用蓄电池作为应急电源,主要指许可短时电源中断的应急电源装置(EPS)和不间断电源装置(UPS)。
蓄电池是一种能量转换装置,充电时将电能转换成化学能而被存贮留蓄电池中,放电时又将化学能转换成电能供负荷职业。蓄电池充电和放电均为直流,因而变(配)电所蓄电池的充电电源需由交流电源经整流获得。
蓄电池的基本职业原理为电池经过氧化-恢复电化学反应,将电池内活性物质的化学能直接转换为电能的一种独立直流电源。它是由正极、负极、电解质、隔膜和容器等部分形成。
电池职业时,负极活性物质发生电化学氧化反应,释放出电子,在两极间电位差的作用下,电子由负极流经外线路传递到正极。正极活性物质则接受电子发生电化学恢复反应,同时电解质的离子经过扩散和迁移,在电池内部传输电流,从而形成一个导电回路,隔膜的作用是把正、负极分隔开,避免发生短路现象。电池容器可根据应用请求做成圆筒形、长方形等各种形状。
蓄电池是可以再充电并反复应用的电池,它的电极反应有很好的可逆性,放电时消耗的活性物质在充电时得以还原。放电时是化学能转变为电能的过程,而充电时是电能转变为化学能的过程,它是一种化学能、电能相互转换的储能装置。
3 EPS和UPS、柴油发电机组的性能衡量
EPS和UPS性能的衡量见表1。
从表1可以看出,UPS适合计算机类负载,许可停电时间为ms级,EPS特别适配合为消防设施用电的应急电源。
EPS和柴油发电机性能的衡量见表2。
因此在许多场所,采用EPS取缔柴油发电机作为应急电源是可行的。
4 EPS的应用
EPS既可以采用类同于柴油发电机的配电方案,也可对一些应急负荷请求较高的场合,在配电末端设置EPS。
无论L1、L2的正常停电或是L1、L2的线路故障,可经过蓄电池组直流储能放电,经过逆变步骤提供交流电源至应急负荷,由于整流步骤的存留,因而蓄电池不会向职业电源进线侧反馈,因此不存留像柴油发电机由于正常线路故障而不能启动的情况。
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