楊睿

（中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

在水廠電氣設(shè)計中，應(yīng)急電源容易被設(shè)計人員與備用電源概念相互混淆，造成不同設(shè)計人員理解上存在差異，導(dǎo)致水廠設(shè)計中應(yīng)急電源的設(shè)置出現(xiàn)混亂。根據(jù)水廠負(fù)荷分級及供電要求，應(yīng)特別注意區(qū)分需要設(shè)置應(yīng)急電源的設(shè)備（場所），并正確選擇應(yīng)急電源。

1 應(yīng)急電源與備用電源區(qū)別

應(yīng)急電源按照《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50052-2009）是指用作應(yīng)急供電系統(tǒng)組成部分的電源，是為了人體和家畜的健康和安全，以及避免對環(huán)境或其他設(shè)備造成損失的電源，在《工商業(yè)電力用戶應(yīng)急電源配置技術(shù)導(dǎo)則》（DL/T268-2012）中對應(yīng)急電源定義為在正常供電電源全部發(fā)生中斷的情況下，能滿足用戶保安負(fù)荷要求的獨立電源，其中保安負(fù)荷是指用于保障用電場所人身與財產(chǎn)安全所需的電力負(fù)荷，這同樣是出于安全考慮進(jìn)行定義。而備用電源是指當(dāng)正常電源斷電時，由于非安全原因用來維持電氣裝置或某些部分所需的電源。應(yīng)急電源有別于備用電源，他們是兩個完全不同用途的電源，在水廠設(shè)計中， 應(yīng)急電源和備用電源不能混用，應(yīng)根據(jù)具體條件對應(yīng)急電源進(jìn)行設(shè)置。

2 水廠負(fù)荷等級

根據(jù)水廠所處城市及重要性，《室外給水設(shè)計規(guī)范》（GB50013-2006）第8.0.7條規(guī)定水廠負(fù)荷等級如表1所示。

表1 水廠負(fù)荷等級

當(dāng)不能滿足一級負(fù)荷雙重電源供電或二級負(fù)荷兩回線路供電的要求時，應(yīng)設(shè)置備用動力設(shè)施。水廠內(nèi)備用動力設(shè)施一般為獨立于正常電源的自備發(fā)電機(jī)組，實際為水廠的備用電源。因此，水廠負(fù)荷等級主要決定備用電源的選擇，并不能作為應(yīng)急電源的選擇依據(jù)，應(yīng)急電源應(yīng)根據(jù)定義與備用電源分開進(jìn)行設(shè)置。

3 設(shè)置原則

應(yīng)為防止斷電造成次生災(zāi)害發(fā)生的疏散、消防等負(fù)荷配置應(yīng)急電源；應(yīng)為斷電可能危及人員安全的生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要負(fù)荷配置應(yīng)急電源；應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)特點、負(fù)荷特性等，合理配置非電性質(zhì)的保安措施；可為斷電后經(jīng)濟(jì)損失大且難于恢復(fù)生產(chǎn)的重要負(fù)荷配置應(yīng)急電源。

4 水廠內(nèi)應(yīng)急電源設(shè)置

在一、二類城市非主要水廠及三類城市水廠中，按二級負(fù)荷要求采用兩回線路供電，或在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時采用一回6kV及以上專用架空線路供電，但供電部門從未保證過供電不中斷，即兩回線路或一回6kV及以上專用架空線路存在全部發(fā)生中斷的可能，因此，仍然需要在水廠內(nèi)設(shè)置應(yīng)急電源，以保證水廠內(nèi)保安負(fù)荷的供電要求。在一、二類城市主要水廠中，保安負(fù)荷應(yīng)視為一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，對該負(fù)荷除應(yīng)由雙重電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源。

根據(jù)應(yīng)急電源設(shè)置原則，在水廠生產(chǎn)建筑物內(nèi)一般均設(shè)置有應(yīng)急照明，應(yīng)急照明主要包括備用照明和疏散照明。水廠內(nèi)配電室、消防水泵房和消防控制室等在火災(zāi)時仍需堅持工作的場所應(yīng)設(shè)置備用照明。而綜合樓的疏散樓梯間、疏散通道等應(yīng)設(shè)置疏散照明及疏散指示標(biāo)志。對水廠內(nèi)所有應(yīng)急照明，均應(yīng)設(shè)置應(yīng)急電源。

為防止火災(zāi)發(fā)生時斷電造成次生災(zāi)害，水廠通常在清水池內(nèi)設(shè)置消防水位，同時消防水泵房與送水泵房合建，消防泵設(shè)在送水泵房內(nèi)，消防泵等消防設(shè)備均應(yīng)設(shè)置應(yīng)急電源。

水廠內(nèi)加藥間屬于斷電可能危及人員安全的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，特別是漏氯（氨）吸收裝置、當(dāng)斷電時發(fā)生氯（氨）泄漏，漏氯（氨）吸收裝置不能正常工作，可能引起爆炸和環(huán)境污染，因此漏氯（氨）吸收裝置應(yīng)設(shè)置應(yīng)急電源。同時，氯（氨）庫內(nèi)設(shè)置的泄漏檢測儀和報警設(shè)施，在斷電情況下應(yīng)正常工作，保證發(fā)生氯（氨）泄漏時能及時將報警信號傳輸至中控室。

根據(jù)水廠生產(chǎn)特點，中控室內(nèi)計算機(jī)控制管理系統(tǒng)為全廠生產(chǎn)的指揮中樞，包括水廠生產(chǎn)信息收集、處理、控制、管理及安全保護(hù)功能，斷電有可能造成水廠運行信息丟失、安全保護(hù)功能癱瘓，影響整個水廠的安全運行，除按《室外給水設(shè)計規(guī)范》要求在廠級中控室內(nèi)設(shè)電源箱并采用雙回路外，宜設(shè)置應(yīng)急電源，保證計算機(jī)控制系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。

5 應(yīng)急電源選擇

《供配電設(shè)計規(guī)范》（GB50052-2009）第3.0.4條明確指出，獨立于正常電源的發(fā)電機(jī)組、供電網(wǎng)絡(luò)中獨立于正常電源的專用饋電線路、蓄電池和干電池可作為應(yīng)急電源，《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》（第四版）將不間斷電源設(shè)備（UPS）也歸入應(yīng)急電源的一種，同時把逆變應(yīng)急電源（EPS）從蓄電池中單獨提出來作為一種應(yīng)急電源。

根據(jù)水廠的特點，保安負(fù)荷分散于不同生產(chǎn)建筑物內(nèi)，采用集中供電的方式存在配電線路長，出線回路多的問題，因此在水廠內(nèi)采用分散設(shè)置應(yīng)急電源的方式是比較可行的，針對不同的保安負(fù)荷，采用幾種不同的應(yīng)急電源，各應(yīng)急電源設(shè)備密切配合，充分發(fā)揮作用。

水廠內(nèi)配電室、消防水泵房和消防控制室設(shè)置的備用照明，根據(jù)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2013）要求，其應(yīng)急電源宜采用供電系統(tǒng)中有效的獨立于正常照明電源的專用饋電線路或自備發(fā)電機(jī)組，這主要是出于備用照明設(shè)備用電量大的考慮，但由于水廠配電間并不大，備用照明主要是利用正常照明設(shè)備，另外設(shè)置備用照明燈具不經(jīng)濟(jì)，且照明設(shè)備功率并不大，因此可直接采用帶蓄電池的應(yīng)急照明燈具，且蓄電池裝置供電穩(wěn)定、無切換時間，能夠滿足備用照明在正常供電電源停止供電后切換時間不大于5s的要求。對疏散照明和疏散指示標(biāo)志，其光源主要為LED燈，每個照明燈具的功率不超過10W，應(yīng)急電源采用蓄電池，同樣能滿足切換時間的要求。在選擇帶蓄電池的應(yīng)急照明燈具時，其最少持續(xù)供電時間不能低于《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》（JGJ16-2008）的相關(guān)要求，同時備用照明和疏散照明按不同分支回路供電。疏散照明在平時宜處于點亮狀態(tài)，當(dāng)節(jié)假日處于非點亮狀態(tài)下，不得中斷蓄電池的充電電源。

對于水廠內(nèi)消防泵等消防設(shè)備，過去通常設(shè)置EPS電源作為消防泵的應(yīng)急電源，由于《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50116-2013）出于消防水泵運行可靠性的考慮，禁止采用變頻啟動方式，因此若仍采用EPS電源作為消防泵應(yīng)急電源，EPS容量應(yīng)選擇更大，以滿足消防泵啟動電流的要求。在觀音埔水廠消防泵應(yīng)急電源的選擇中，由于消防泵功率為15kW，為滿足負(fù)載中最大的單臺直接啟動的電機(jī)容量不超過EPS容量的1/7，采用EPS電源按110kVA進(jìn)行選擇，蓄電池柜共設(shè)置了3臺，占用空間大。其實，對于消防設(shè)備的應(yīng)急電源，更應(yīng)選擇自備發(fā)電機(jī)組，而不宜選擇EPS電源，《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》（第四版）也強(qiáng)調(diào)了EPS電源不宜作為消防水泵、消防電梯、消防風(fēng)機(jī)等電動機(jī)類負(fù)載的應(yīng)急電源。同樣，對于加藥間內(nèi)漏氯（氨）吸收裝置，可以與消防設(shè)備共用一臺自備發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源，并在加藥間或消防水泵房附設(shè)發(fā)電機(jī)房。

對于水廠中控室內(nèi)計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)備，通常采用不間斷電源（UPS）作為應(yīng)急電源，單臺UPS電源額定輸出功率應(yīng)大于各計算機(jī)設(shè)備額定功率綜合的1.2倍，對PLC等其他設(shè)備，額定輸出功率應(yīng)按最大計算負(fù)荷的1.3倍選擇。水廠內(nèi)的過程儀表和水質(zhì)分析儀表普遍功率較小，可以由就近的現(xiàn)場PLC的UPS輸出端引入。加藥間內(nèi)氯（氨）庫內(nèi)設(shè)置泄漏檢測儀和報警設(shè)施，應(yīng)急電源除由UPS引入外，也可采用干電池，但應(yīng)定時對干電池電量進(jìn)行檢測并及時更換干電池。水廠的中控室同時兼具安防監(jiān)控中心的功能，根據(jù)《安全防范功能技術(shù)規(guī)范》（GB50348-2004）規(guī)定，安防系統(tǒng)宜采用兩路獨立電源供電，且在監(jiān)控中心內(nèi)應(yīng)設(shè)置安防系統(tǒng)專用配電箱。因此，廠區(qū)安防系統(tǒng)監(jiān)控中心，除采用正常一路電源進(jìn)線，應(yīng)另設(shè)置EPS電源作為應(yīng)急電源。針對現(xiàn)場視頻監(jiān)控探頭布置分散的特點，應(yīng)將探頭按區(qū)域劃分，各視頻監(jiān)控探頭電源可由就近的現(xiàn)場PLC的UPS輸出端引入。

6 結(jié)語

水廠作為和民生息息相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)，重要性不言而喻，因正常電源的中斷造成水廠重要設(shè)施的停運將存在危及生產(chǎn)人員安全的隱患，影響水廠的安全運行。在水廠設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)水廠的運行特點，合理正確選擇應(yīng)急電源，最大限度保證水廠的運行安全。