备用电源是什么

备用电源与应急电源的主要区别在于供电能力的不同:备用电源的供电能力与主电源相当，能够继续并完成主电源的工作任务；但是应急电源的容量要小得多，在紧急情况下只能完成一部分主电源。

供电等级较高的建筑，正常情况下应能提供足够的供电，正常使用的电源出现故障时，也应有足够的备用电源。当建筑物遇到紧急情况(如火灾、地震等)时。)，还必须有应急电源，保证救灾和人员疏散。任何建筑都需要消耗大量的电能才能正常使用和运行。建筑物消耗电能的主要来源是国家或地区电网。当电网不能保证供电或有特殊条件时，也会使用自己的小电厂作为主电源或补充电源；很多情况下会设置柴油发电机组和电池储能设备作为备用和应急电源。

供电方案的选择

根据现行设计规范，民用建筑常用的供电方案如下:

电源分类表

1)对于一次负荷，电网可以提供两个电源，同时保证一个电源的故障不影响另一个电源的故障，旧规范中称之为两个独立电源。这两个电源可以作为主电源，另一个作为备用电源。它们也可以为部分负载供电，同时，它们相互备用。当没有特别重要的一次负荷时，可不提供应急电源，如发电机组。

2)对于一次负载，可以有两个电源供电，但不能保证一个电源不能供电时，另一个电源不受影响，两个电源可以作为主电源，另一个作为备用电源；它们也可以为部分负载供电，同时，它们相互备用。由于电源不能满足负荷的供电需求，需要设置柴油发电机组或EPS作为备用电源和消防应急电源。

3)对于一次负荷，只有一个电源可以供电，外部电源不能满足负荷的供电需求，因此必须设置柴油发电机等动力设备作为备用电源和消防应急电源。

4)对于二次负载，可以有两个电源供电。必须确保一个电源出现故障，另一个电源没有损坏。两个电源可作为主电源，另一个作为备用电源；也可以分别为部分负荷供电，同时互为备用，可能没有发电机组等备用和应急电源。

5)对于二次负荷，当只有一个电网电源时，外部电源不能满足负荷的供电需求，必须设置柴油发电机等动力设备作为备用电源和消防应急电源。

6)对于二次负荷，当负荷较小或区域供电条件困难时，在没有发电机组等应急电源的情况下，只能用一个电源供电。但该电源必须满足以下条件之一:a .机架空线为6kV及以上的专线；b .埋地线路应由两根电缆组成，电缆截面应适当扩大，以确保线路的每根电缆都能承受100%的二次负荷。7)只有三级负荷时，由一个电网供电。对于第2 ~ 6种供电方案，应急照明应配备电池组或灯具自带电池，以满足应急照明的需要或电源转换时间不超过5s的要求。

备用电源选择

在一般民用建筑中，电力负荷根据其重要性可分为一次负荷、二次负荷和三次负荷。按使用功能可分为:1)维持正常工作生活的用电量；2)用电保证舒适度；3)用三种电，保证建筑物和人员的安全。虽然有些负载具有相同的负载水平，但由于功能不同，它们的电源考虑也不同。

1)类用电包括:住宅、办公及商业照明用电、生活水泵、北方冬季取暖用电、非消防用普通电梯用电等。一旦停电，会影响居民的生活、商场的营业和办公室的正常工作，给人们带来不便。

2)类用电包括:空住宅及办公、娱乐活动用电、普通场所通风用电等。如果没有电源，人会有一定程度的不舒服。

3)类用电包括:排烟风机、楼梯增压风机、消防电梯、消防泵、火灾时各种场所使用的人员疏散照明等。如果不能保证供电，就会形成很大的安全隐患，甚至直接造成事故，威胁建筑物和人员的安全。

以上三类负荷中，第三类负荷关系到建筑物和人员的安全，需要保证用电；当电网供电不能满足需要时，必须设置应急电源。

生活水泵等供电对于维持正常生活的重要性，北方冬季供暖用电，普通电梯用电对于非消防的重要性，与消防相同，要有保障；当电网供电不能满足需要时，需要设置备用电源。

1)类负载和2)类负载的一般工作和照明电源可选择性地提供给备用电源。

在很多情况下，电网的供电不能满足建筑用电的要求，需要设置内部电源作为备用和应急电源。首先考虑的是使用柴油发电机组。

柴油机的功能和应用范围决定了柴油发电机组的容量。在大多数情况下，发电机组既是应急电源又是备用电源，需要考虑其容量以满足不同的需求。同时作为应急电源和备用电源的发电机的额定输出容量应大于维持正常生活用电负荷所需的容量，其应急输出容量应大于消防等应急负荷所需的容量。选择发电机时要特别注意:1)柴油发电机组的额定输出容量不同于应急输出容量，前者比后者大10%左右；2)发电机的总负荷能力应小于其标称值，并应考虑满足不同负荷所需的盈余。

在现代建筑中，由于一些建筑的高度重要性，许多建筑使用大量的计算机设备，许多场合对供电的连续性要求很高。比如机场、铁路、银行、医院、重要写字楼、重要会议中心等重要场所和一般建筑、机房等的消防和安防系统。这种场合不仅需要提供足够的待机功率，对电能的转换时间也有更高的要求。对于此类场所，除了提供必要的备用电源外，还应根据设备对能量转换时间的要求，设置带蓄电池的不间断电源系统，不间断电源系统的转换时间应满足设备最小允许断电时间的要求。对于时间要求极高的地方，可以通过浮动充电供电。

柴油发电机的优势显而易见。只要柴油能保证供应，就能长期供应可靠的电能。这种优势在野外作业、救灾等场所，以及电网无法保证供电的地区尤为重要。在很多情况下，柴油发电机供电的可靠性远高于电网供电的可靠性。

但柴油发电机的优缺点和柴油发电机一样明显:1)发电机运行需要充足的氧气，燃油产生的烟气严重污染空气体。在建筑物内设置发电机时，需要考虑进气口、排气口、排烟道和排烟设备。环保意识强的地区，排烟口必须在建筑群顺风方向的最高点，给建筑设计带来一定的麻烦；2)发电机运行过程中产生的噪声和振动污染环境，限制了发电机房周围房间的使用；3)发电机组启动时间长，不能满足某些设备的功率转换时间等需要。

于是，一种全新的产品——EPS应急电源系统应运而生。与发动机相比，该产品具有无污染、噪音低、转换快等优点，可在许多场合代替柴油发电机用于工程。

应急电源分析

以电池为电源的应急电源EPS与UPS基本相同，主要部件有充电器、逆变器、电池组、控制器等。EPS主要用作应急照明电源和设备应急电源；不间断电源作为特殊设备的电源，不能切断。

需要注意的是，不同类型的应急电源应针对不同的负载进行选择，不应混用。

电池应急电源的优点是:不污染环境，功率转换时间短，尤其是UPS的转换时间以ms记录，可以认为是瞬时转换。缺点:电量有限，充电时间长，不能长时间使用。

分配方案

在实际工程中，供电方案是不同的，每个供电方案都有不同的配电方案可供选择:

方案一:发电机组等无应急电源的两个高压电源供电的一、二类负荷供电方案:变压器分组设置，每组变压器数量不宜过大，应采用不同的高压线路供电。每个重要负载的两条线分别由不同高压线供电的变压器引出。

方案二:由一个高压电源供电并配有发电机组等应急电源的一、二次负荷供电方案:每个重要负荷两路，一路来自变压器，一路来自发电机。

方案三:由两个高压电源供电并配有发电机组等应急电源的一、二次负荷供电方案:可与方案二相同，每个重要负荷两路，一路来自变压器，一路来自发电机。

方案四:由两个高压电源供电并配有发电机组等应急电源的一、二次负荷供电方案，也可采用此方案:变压器分组设置，每组一台变压器(暂称备用变压器)。低压侧采用自投自复合双电源开关连接柴油发电机。开关切换后，会形成一个单独的总线部分。该变压器组所有重要负载的应急或备用电源均从该母线段引出，应注意可以备用。我在设计中经常使用方案4，曾经在一个项目中设置6台变压器为一组。

与方案3相比，方案4有明显的优势:第一，方案3中，每个重要负荷的变压器由于某种原因无法供电，需要启动发电机；方案4中，只有备用变压器不能供电，发电机将启动，柴油发电机的启动条件简化，发电机启动次数减少；其次，重要负载的变压器和备用变压器如果能由不同的高压电源供电，重要负载将由两个电源和发电机电源保证，供电可靠性最好；第三，采用重要负载双电源监控系统时，正常情况下只有两个电源都通电，监控才能有效，第三种方案是不可能的。

对于只有一个高压电源，没有发电机组等应急电源的供电方案，二次重要负荷的两个电源应尽可能来源于不同的变压器。

在实际工程中，一般选用柴油发电机作为备用(应急)电源，选用UPS作为电脑负载的保障电源，并配备一定数量的EPS供电或带电池的应急灯。

EPS给设计师带来了新的选择，有些设计师用EPS作为备用电源。虽然有很大的好处，但是它自身的局限性限制了它的使用。

两个电源的一、二类建筑，功率等级比较高，作为备用电源的EPS实际上只作为应急电源或消防应急电源使用。一般工程中消防设备所需的供电时间不要太长，最长不超过3小时(发生火灾时需要照明的房间)。这种情况下，EPS自然是最佳选择；但如果是只有一个电源的一类或二类建筑，则在大多数情况下，备用(应急)电源作为电梯、生活水泵、污水泵等非消防负荷的备用电源。主电源故障时间难以确定，备用电源使用时间不可预测，EPS作为备用(应急)电源无法满足需要。即使增加电池数量，也只能在有限的时间内供电，仍然不能满足备用电源的需要。