EPS 在公路隧道消防中的应用探讨

时间：2025-01-04

康华志

摘要：近年來，随着我国经济的发展，隧道建设数量也不断增多，隧道安全成为人们首要关注的话题。如何保障隧道安全具有重大的研究意义。文章主要阐述EPS的概念、作用，以及EPS的工作原理及特点，在此基础上，针对EPS 在公路隧道消防中的应用进行了分析与研究。

关键词：EPS；公路隧道；消防；应用

引言

近年来，随着我国社会科技和经济的发展，公路、铁路等基础设施建设数量也越来越多，伴随着公路、铁路交通的不断延伸，各类隧道的建设工作也不断展开，其中，隧道的消防安全最为瞩目。

隧道是公路中的特殊要道，应列为一级负荷。一级负荷指中断供电在政治和经济上造成重大损失者。对一级负荷，要求供电系统当线路发生故障停电时，仍保证其连续供电。

隧道是指在既有的建筑或土石结构中挖出来的较为封闭的通道，突然中断供电会导致隧道内漆黑一片，容易出现连续追尾碰撞等重大交通事故；其次隧道内交控设施、紧急呼叫设施、火灾的检侧、报警、控制设施及中央控制设施，乃至消防水泵俱无法运行，监控中心无法了解隧道的运行状况，难以对交通及时进行疏导与控制，当发生事故时，难以合理启动应急机制，抑制事态扩大，抢救生命及财产，造成更严重的政治影响和经济损失。

因此，EPS在隧道的消防设计应用中具有重要的研究意义。本文主要就EPS 在公路隧道消防中的应用进行了论述。

1 EPS的概念及作用

EPS（Emergency power supply），是一种高可靠性的动力型大型应急电源，拥有由集中设置的蓄电池组成的储能单元，其在单机容量、损耗和使用寿命方面都有明显的优势。随着EPS所使用的逆变技术的成熟以及成本的下降，EPS得到了广泛的应用，其应用范围涉及消防照明、消防动力及控制等许多方面，在隧道消防中发挥着巨大的作用。

2 EPS的工作原理及特点

2.1 EPS的工作原理

EPS作为隧道的应急电源系统，当市电供电瘫痪时，可继续为一级供电负荷提供集中供电，以防止重大事故发生，其工作原理见图1。

图1 EPS的工作原理

当市电正常时，由市电经互投装置给重要负载供电，同时进行市电检测及蓄电池充电管理，然后再由电池组向逆变器提供直流能源。充电器是一个仅需向蓄电池组提供相当于10%蓄电池组容量（Ah）的充电电流的小功率直流电源，它并不具备直接向逆变器提供直流电源的能力。此时，市电经由EPS 的交流旁路和转换开关所组成的供电系统向用户的各种应急负载供电。与此同时，在EPS的逻辑控制板的调控下，逆变器停止工作并处于自动关机状态。正常情况下，工程实际用电是来自电网的市电，EPS应急电源在睡眠状态，有效地达到节能的目的。

EPS应急电源主要采用SPWM（交流脉带调制）技术，系统主要包括整流充电器、蓄电池组、逆变器、投切装置等部分，核心是逆变器。整流器的作用是将交流电变成直流电，实现对蓄电池及逆变器模块供电。逆变器的作用则是将直流电变换成交流电，供给负载，保证负载在市电及逆变器输出间的顺利切换。系统控制器对整个系统进行实时监控，可以发出报警信号，同时可通过RS232、RS485、CAN总线以及网口等与上位计算机连接，实现对供电系统的微机监控和远程监控。

2.2 EPS的特点

EPS应急电源可以实现微机监控和处理，对机电工程设施实现自动控制，具有以下特点：

（1）自动切换，可实现无人值守，节能，电网供电与EPS电源供电相互切换时间一般为0.1s～0.25s；

（2）EPS带载能力强，适用于电感性、电容性及综合性负载的设备，如应急照明、水泵、风机、通信自动化设备等；

（3）使用可靠，在重要场合可以采用双机热备方式，确保地震后和火灾等情况下供电可靠，主机寿命长达20年以上；

（4）适用于恶劣环境，可放置于地下室或配电室，甚至建筑竖井里，并可以紧靠应急负荷使用场所就地设置，减少供电线路；

（5）对于某些功率较大的用电设施，如消防水泵、风机，EPS还可直接与电机相连变频启动后，再进入正常运行状态，可省去电机的软启动和控制箱等设置；

（6）电网有电时，EPS处于静态，无噪声；有市电时，小于60dB，不需排烟、防震处理，而且具有无公害、无火灾隐患的特点。

3 EPS 在公路隧道消防中应用的可能性

EPS的适用于工作环境受限但不极端要求应急电源备用转换速度的情况。EPS作为隧道供电的应急电源，与常用的应急供电设备相比（以UPS、柴油发电机组为例），具有明显的优点。

3.1 EPS和柴油发电机组在公路隧道消防应用的比较

按照工频柴油发电机组通用技术条件的设计文件要求，柴油发电机组与应急电源EPS的性能比较结果见表1。