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摘要：应急供电系统是应急照明系统的供电部分，其安全和稳定性尤为重要。本文介绍了一种应急照明系统的方案，使得应急电源系统供电失效时，主动转为蓄电池供电。打破了常规的应急照明系统要么由应急发电机供电，要么由蓄电池供电。
关键词：应急发电机；蓄电池；应急照明系统
引言
目前一般的应急照明系统由应急发电机系统供电，或者由蓄电池作为应急电源供电。但是这两种供电方式都存在着不同的缺点，为弥补这些缺点本文介绍了由应急发电机和蓄电池组合的应急照明系统设计。
1应急照明系统的现状
所有的照明种类可以分为：正常照明、应急照明、警卫照明和障碍照明。因正常照明的电源失效而启用的照明统称为应急照明，应急照明又分为备用照明、疏散照明和安全照明三种。当正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行的场所、需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所、需要确保人员安全疏散的出入口和通道应设置应急照明。由于现有的国家和行业标准中，并没有统一正常照明和应急照明的电源设计规范，因此发电厂及变电所的照明系统在实际的运用过程中经常出现问题，需要不断地完善和改进。
2应急照明系统传统设计所面临的困境
（1）普通应急照明与公共照明共用回路并采用AC220V供电，火灾时启动应急照明和切除非消防电源这两者存在逻辑上的困难，绝大部分直接将应急灯接入公共照明系统中，非消防电源切除时应急照明系统也被切断，虽然强制点亮了应急照明，但应急照明不是安全电压供电，在消防喷淋启动及消防队员进场灭火时容易发生触电事故。
（2）应急照明系统的启动控制比较复杂，应急灯具需采用双控开关或其它带消防启动接点的控制开关，接线相对繁琐，不利于现场安装和后期维护管理。
（3）虽然通过切除双电源切换箱电源由应急灯具自带蓄电池供电的方式在技术上解决了安全电压的问题，但由于应急灯具分散设置，如果应急灯具自带蓄电池故障，会形成许多盲区，必将影响正常的安全疏散，造成恐慌。按规范规定蓄电池应急时间为不小于0.5h（超高层建筑为1.5h），日常物业维护检修和蓄电池更换工作量较大，往往在很多情况下当真正发生事故时应急灯具多数已不能正常使用。
3应急照明系统分类
根据《消防应急照明和疏散指示系统》GB17945之4.1条规定消防应急照明分为：a、自带电源非集中控制型；b、自带电源集中控制型；c、集中电源非集中控制型d、集中电源集中控制型四种类型。传统高层住宅应急照明系统一般选用a型，一些高档住宅也有选b型或c型，选d型的就更少了，因为d型更适合大型公建。对于大型公建以及智能化程度要求高的场所比如一些楼堂馆所大部分选用d型，而且是近两年才大量选用的，以前还是选a型居多，由于每种型式各有利弊，所以集成化越高、与规范吻合程度越高，当然成本也就越高。基于集中电源安全电压供电的高层住宅应急照明系统就是选用c型，但有区别于c型，更接近d型，所以用最少的成本实现更多的功能，正真实现效益最大化。
4系统基本功能
（1）安全疏散指示灯常亮，消防应急灯平时不亮火灾时强制点亮，分配电装置带强制点亮试验按钮及消防FAS系统I/O输入输出模块。
（2）隔30天可自动由主电工作状态转入应急工作状态并持续180s，然后自动恢复到主电工作状态；持续主电工作每隔一年可自动由主电工作状态转入EPS工作状态并持续至放电终止，然后自动恢复到主电工作状态，持续EPS工作时间不应少于30min。
（3）集中应急电源装置的应急转换时间不大于5s，且设模拟主电源供电故障的自复式试验按钮；集中应急电源装置主电和备电不同时输出，并可手动、自动两种方式转入应急状态，且设专业人员可操作的强制应急启动按钮，该按钮启动后，集中应急电源装置不受过放电保护的影响。
（4）集中应急电源装置每个输出支路均单独保护，且任一支路故障不影响其它支路的正常工作，并能在空载、满载10%和超载20%条件下正常工作。系统在主电电压的85%-110%的范围内，不得转入应急状态。
5应急发电机和蓄电池相结合的应急照明系统设计
5.1应急发电机和蓄电池相结合的应急照明系统设计构想
应急发电机和蓄电池相结合的应急照明系统其构想就是将蓄电池作为储能设备，当应急照明系统发生故障后，由储能的蓄电池直接供电，待应急发电机启动后可以正常供电时，应急发电机供电，同时应急发电机向储能电池进行充电，待电池充电结束后由应急发电机单独供电。如果应急照明系统不工作，电池SOC（SOC全称是StateofCharge，荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。其取值范围为0~1，当SOC=0时表示电池放电完全，当SOC=1时表示电池完全充满。）低于正常值时，应急发电机自动启机对储能电池进行充电，使储能电池的SOC始终处于高位。
5.2应急发电机和蓄电池相结合的应急照明系统工作原理
应急发电机和蓄电池相结合的应急照明系统工作原理分三种情况：单纯的对储能电池进行充电，即当应急配电板有电的时，继电器K1通电，常闭触点K1断开，逆变器断开跟汇流排连接，充电/逆变的汇流排由应急配电板供电，并且给蓄电池充电。储能电池的放电，即当应急配电板失电时，逆变器工作，充电/逆变的汇流排由度电池组供电。
5.3储能蓄电池的保养
为迫使全部的活性物质都能参加工作，每隔3个月进行一次充/放电循环的充电方法叫做充/放电锻炼循环。即在电池正常充足后，用20小时内放完电，再正常充电后即可使用。
6其他改进措施及分析
6.1跨接电源法
具体做法是跨接前做好必要的安全隔离措施后，解开原1号EPS供电电缆，然后从21MDⅡ段某一备用开关进行电缆跨接接入原1号EPS供电开关QF1上端。跨接电源虽然能很好地解决应急照明系统供电问题，但是跨接过程中需考虑的因素很多且存在安全隐患：一是对负荷电源进行的是带电跨接，跨接电源过程中对人身极不安全；二是电缆跨接后因开关柜门无法关闭而造成电缆室裸露带电，存在误碰带电部位的可能；三是该厂同类型的检修工作较多，如果都要采用跨接电源的方式，将极大地增加工作量和时间成本。
6.2双路互投法
为EPS系统从另一段母线上增加一路交流电源，EPS电源采用双路互投装置，两路交流电源互为备用。现有的EPS系统电源接线图如图1所示，以1号EPS为例，修改后，保留原有的1号EPS电源，并将电源名称修改为1号EPS1号电源，将21MDⅡ段某一备用开关修改为1号EPS2号电源，将原有交流输入电源开关QF1更换为具有双路互投功能的开关，正常方式下一路交流电源投入运行，另外一路交流电源备用。当工作母线上的电压低于设定的电压定值，且持续时间大于时间定值时，双路互投装置将自动切换为备用电源供；主供电源恢复正常后，备用电源自动切回主供电源供电。双路互投法应急照明电源接线图如图2所示。
图1
图2
结语
可靠性和安全性是保证应急照明系统在应急状况下正常工作的首要条件，希望上述改进方案能为应急照明系统同样存在此类问题的提供参考。
参考文献：
[1]王江波，费标青，王越，等.户用微电网能量调电测与仪表，2013，50（8）：81-87．
[2]DL/T2390－2007，火力发电厂和变电站照明设计技术规定［S］.