彩色扫描(非拍照) 15D202-3 UPS与EPS电源装置的设计与安装图集.pdf

彩色高清无水印完整版15D202-3图集(替代04D202-3)，pdf格式，实行日期：2015年6月1日，统一编号：GJBT-1334，主编单位：中国建筑设计院有限公司，批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部，批准文号：建质函〔2015〕141号，国家建筑标准设计图集。

1编制依据
1.1根据住房和城乡建设部建质函[2013]86号文“关于印发《2013年国家建筑标准设计编制工作计划》的通知”进行编制。
1.2国家现行的规范、标准：
《供配电系统设计规范》GB50052-2009
《建筑设计防火规范》GB50016-2014
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013
《人民防空工程设计防火规范》GB50098-2009(2009年版)
《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008
《建筑电气制图标准》GB/T50786-2012
《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
《消防应急照明和疏散指示系统》GB17945-2010
《不间断电源设备(UPS)》GB7260.2-2009
《逆变应急电源》GB/T21225-2007
《通信用不间断电源(UPS)》YD/T1095-2008
1.3当依据的标准规范进行修订或有新的标准规范出版实施时，本图集与现行工程建设标准不符的内容、限制或淘汰的技术或产品，视为无效。工程技术人员在参考使用时，应注意加以区分，并应对本图集相关内容进行复核后选用。
2适用范围
本图集适用于民用与一般工业建筑中UPS及EPS电源装置的设计与安装。
3编制内容
UPS电源装置编制内容包括：术语、系统组成、分类、供电方案、应用场所、使用要求、设备布置及接地。
EPS电源装置编制内容包括：术语、EPS电源装置构成、基本原理、分类及适用场所、选择要求、供电方案、设备安装。
4修编内容
本图集是对04D202-3《集中型电源应急照明系统》的修编。图集编制增加了UPS电源装置的相关内容（包括UPS电源装置的术语、系统组成、分类、供电方案、应用场所、使用要求、设备布置及接地)。
EPS电源装置增加了设备构成以及基本原理、电源装置的选择；修编了EPS电源装置的供配电方案，简化了EPS电源装置在应急照明系统中的应用。增加了ISPS电源装置的相关技术资料。
5使用要求
5.1有关蓄电池的选用与安装参见14D202-1《蓄电池选用与安装》。
5.2图中未注明的尺寸均为毫米(mm)。

UPS电源装置

1术语
UPS:不间断电源装置(Uninterruptible Power Supply)的缩写。利用电池化学能作为后备能量，在市电断电或发生异常等电网故障时为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。
2UPS系统组成
2.1UPS系统组成：主要由整流器、逆变器、旁路/逆变静态开关、输入输出开关或接触器、电池系统等组成。
2.1.1在线双变换式大容量UPS整流器，目前主要分为如下几种：
1)三相6脉冲相控整流器。6脉冲是指以6个可控硅（晶闸管）组成的三相相控整流桥；由于一个工频周波有6个相控脉冲对6个可控硅分别控制，所以称为6脉冲整流。其优势是可控硅SCR电压电流耐受值较高、可靠性较高，劣势是输入电流谐波较大，总电流谐波含量THD1值约为3O%,输入功率因数约为0.8；通常可采用无源或有源滤波器来降低输入电流谐波，提高输入功率因数。
2)三相12脉冲相控整流器。12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，在输入端增加移相变压器后再增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可控硅整流完成，因此又称为12脉冲整流。其本身输入电流谐波在10%左右，采用较小的无源滤波器就可使输入电流谐波含量值小于5%，输入功率因数可达0.94以上。概略示意图见本图集第8页。
3)IGBT高频整流器。高频机UPS采用IGBT(绝缘栅双极晶体管)高频整流器，使用PWM(脉冲宽度调制)驱动脉冲加在|GBT控制极来控制它的开通和关断，开关频率高。其特点是输入电流谐波小，一般THD1在3%以内，输入功率因数可达到0.99；缺点是通常采用升压电路整流，母线电压一般为800V,造成元器件耐压裕度略低。概略示意图见本图集第9页。
2.1.2大部分UPS采用由1GBT管组成的SPWM(正弦脉宽调制)逆变器。
3UPS按整流方式的分类
3.1由可控硅SCR(晶闸管)整流器、IGBT(绝缘栅双极晶体管)逆变器、旁路和工频升压变压器组成的UPS,因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz,简称为工频UPS;此类UPS整流方式为降压整流，有6脉冲与12脉冲两种型式。
3.2由1GBT高频整流器、电池变换器以及1GBT逆变器和旁路所组成的UPS,IGBT可以通过控制加在其门极的驱动来控制IGBT的开通与关断，IGBT整流器开关频率通常在20KHz以下，相对于50Hz工频，简称为高频UPS,此类UPS整流方式通常为升压整流。
4UPS供电方案
4.1单机供电方案：由单台UPS输出直接接入用电负荷，是UPS供电方案中结构最简单的一种，一般用于小型网络、单独服务器、办公区等场合。设计简单，安装快捷，但可靠性较低。
4.2直接并机供电方案：将多台同型号、同容量的UPS通过并机控制组件等将UPS输出并接而构成，平均分担负载功率。为确保并机系统安全运行，并机系统中各台UPS逆变器应实现同步跟踪，并执行动态均流控制。大量运行实践表明，直接并机供电方案可靠性远高于单机供电方案。直接并机系统只实现了设备冗余，并未提高系统容错能力，系统依然存在单点瓶颈故障隐患。
4.3模块化并联供电方案：是直接并机供电方案的一种，由机架、可并联功率模块（含独立控制电路）、充电模块及配电模块（可选）等组成。功率模块可以热插拔，减少了维护时间；但因功率模块集中在一个封闭箱体内，散热性差，故障率相对于传统UPS略高；一般适用于偏远地区或维护能力较为薄弱的地区。
4.4双母线(2N)供电方案：由两套独立工作的UPS系统向有双电源输入要求的Π负荷供电；实现了系统的在线维护、在线扩容、在线升级，解决了供电回路中的单点故障问题；增加了系统的可靠性、安全性，提高供电系统的容错能力。双母线系统一般由两套独立的UPS系统、负载同步跟踪控制器(LBS)、静态切换开关(STS)及输入输出配电柜等组成。该方案建设成本及运营成本相对较高。
5应用场所
UPS电源装置主要应用于电源质量要求高、转换时间短、供电不允许中断的场所等。
6使用要求
6.1一般大型UPS电源装置的功率范围为100kVA以上，中型UPS电源装置的功率范围为20~80kVA功率，小型UPS电源装置的功率范围为小于2OKVA。小型UPS电源装置由于体积小、重量轻、放置较为方便，无需专用场地，与负载就近放置即可。大、中型UPS电源装置就需要根据设计需要特殊放置。
6.1.1设备应安装在水平硬质地面。如果是防静电活动地板，则需考虑地板的承重能力，应根据设备重量来设计与制造钢质托架：设备安装应满足相关规范的减震要求。
6.1.2大、中型UPS标准机柜的电缆多采用下进下出型。UPS机柜的通风进气口位于机柜的正面或侧面，出气口在机柜的上部。当采用下进下出安装方式时，安装空间应有电缆夹层或架空地板，架空地板高度不小于300；
如为地面安装，需安装在3OO高的钢架上，或选用上进上出方式的USP机柜。
6.1.3UPS安装场地应无灰尘，尤其不应有导电性质的尘埃，否则可能会导致设备内部电路短路而影响UPS的可靠运行。
6.1.4为了便于操作、设备维修和设备散热，设备机柜四周至少留有500~1000的空间，上部宜留有1000的空间。设计机房冷却通风系统时，应考虑UPS设备产生的热量。
6.2环境温度：5℃~40℃；相对湿度≤93%(40℃±2℃，无凝露)。
6.3海拔高度小于1000m,若超过1000m时按《半导体变流器通用要求和电网换相变流器》GB/T3859.2规定降容使用。
6.4储存运输环境及机械条件环境温度：-25℃~+55℃（不含电池），振动、冲击条件应符合《信息技术设备用不间断电源通用技术条件》GB/T14715-93中的5.3.2规定。
7其他
UPS电源装置各级保护之间应有选择性配合，配电设备应有明显标志。

EPS电源装置

1术语
1.1EPS:应急电源装置的简称(Emergency PowerSupply).
1.2应急电源（安全设施电源）：用作应急供电系统组成部分的电源。
1.3备用电源：当正常电源断电时，由于非安全原因用来维持电气装置或其某些部分所需的电源。
1.4集中电源集中控制型系统：由集中控制型消防应急灯具、应急照明控制器、应急照明集中电源、应急照明分配电装置及相关附件等组成的消防应急照明和疏散指示系统。
1.5集中电源非集中控制型系统：由集中电源型消防应急灯具、应急照明集中电源、应急照明分配电装置及相关附件等组成的消防应急照明和疏散指示系统。
2EPS电源装置的分类
2.1按电源输出形式分：
2.1.1直流输出型(EPS-DC):市电正常时，市电通过EPS电源装置中的整流模块进行整流，向用电负荷直流供电；市电故障时，EPS电源装置中的蓄电池组直接向用电负荷直流供电。
2.1.2交流输出型(EPS-AC):市电正常时，市电通过EPS电源装置向用电负荷交流供电；市电故障时，EPS电源装置中的蓄电池组经过逆变模块，向用电负荷交流供电。
2.2按工作方式分：
2.2.1热后备：市电正常时，市电通过EPS电源装置向负载输送交流市电，逆变器处于热待机状态（空载逆变），管理单元跟踪监测市电状态，充电器为蓄电池（组）进行充电管理。市电故障时，输出单元将负载切换到处于热待机状态的逆变器输出端，蓄电池经逆变器向负载供电。
2.2.2冷后备：市电正常时，市电通过EPS电源装置向负载输送交流市电，逆变器处于冷态（待机），管理单元跟踪监测市电状态，充电器为蓄电池（组）进行充电管理。市电故障时，逆变器启动，蓄电池经逆变器向负载供电。
2.3按负载特性分：
2.3.1照明用电源：供各类光源灯具（不含金卤灯）用电的EPS电源装置。
2.3.2动力用电源：供风机、电梯、水泵等电机类负荷用电的EPS电源装置。
3EPS电源装置的应用
3.1EPS电源装置连续供电时间一般为30~180min(供电时间与其体积、造价成正比关系)，所以EPS电源装置是一种短时的电
源产品，一般不作为长时间使用的备用电源：适用于当正常电源故障时，维持在一定时间范围内需要连续供电的重要负荷的持续供电。
对于正常电源供电连续性要求不高的场所，EPS电源装置可作为设备的备用电源。
3.2民用建筑电气设计中，当负荷容量不大又难于从市政电力系统或临近单位取得第二路低压电源，且要求连续供电时间较短时，宜选用EPS电源作为备用电源。对分布较散且容量较小的用电设备，如需备用电源，可采用一路市电加集中EPS电源装置或就地安装蓄电池（组）在设备处自动切换。
3.3因EPS电源装置无排气、排烟、噪音、振动，故对不宜选用柴油发电机组的场所，可选用EPS电源装置作为备用电源。
3.4对于柴油发电机组无法设置的场所，可选用EPS电源装置作为备用电源。
3.5EPS电源装置用作安全照明电源装置时，转换时间不应大于0,25s;用作疏散照明电源装置时，转换时间不应大于5s;用作
备用照明电源装置时，转换时间不应大于5S;金融商业交易场所转换时间不应大于1.5s。
3.6EPS电源装置作为建筑内消防应急照明和灯光疏散指示标志的备用电源时，建筑高度大于100m的民用建筑，其连续供电时间不应小于1.5h;医疗建筑、老年人建筑、总建筑面积大于100000m2的公共建筑和总建筑面积大于20000m2的地下、半地下建筑，其连续供电时间不应小于1.0h;其他建筑，其连续供电时间不应小于0.5h。
3.7EPS电源装置作为消防电源时，其供电时间和容量要满足该建筑火灾延续时间内各消防用电设备的要求。
4蓄电池巡检系统
4.1蓄电池巡检装置又称为蓄电池巡检仪，是针对EPS、UPS电源系统和蓄电池系统使用的蓄电池而开发的专用监测管理系统。针对蓄电池组进行实时、完善的在线检测与管理。目前，市面上销售的EPS电源装置中一般都具有该项功能。
4.2检测内容：监测主机采集电池组的电压、电流、环境温度、单电池的电压和内阻等参数：实时显示电池数据、储存数据、查询数据、智能分析数据，对电池的异常运行情况进行及时报警。通过网络可实现远程集中监控。
4.3系统功能：电池组电压、电流的监测；单电池电压、内阻的监测和容量估算；电池组过充、过放、浮充电压高、浮充电压低和充电电流过大等状态报警；单电池浮充电压高、浮充电压低和过放等状态报警；运行故障报警；实时数据、实时报警事件储存；实时数据、实时报警、历史事件和历史数据查询；放电曲线分析。
4.4蓄电池巡检组网方式和巡检接线原理图参加国家建筑标准图集14D202-1《蓄电池选用与安装》第20~23页。
5安装
本图集主要包含EPS电源装置的三种安装方式：嵌墙、挂墙及落地。
6其他
EPS电源装置各级保护之间应有选择性配合，其配电设备应有明显标志。EPS电源装置内部接地型式参见UPS接地型式。

图集索引：

目录 1
总说明 3
UPS电源装置
UPS电源装置编制说明 4
在线式UPS的电气性能及容量选择 6
UPS电源装置的相关要求 7
12脉冲工频UPS典型概略图 8
高频UPS典型概略图 9
模块化UPS典型概略图 10
N+X(3+1)并机系统图 11
N+X(2+1)并机带集中手动维护旁路系统图 12
N+X (2+ 1)并机带集中静态旁路系统图 13
N+X (3+ 1)并机与市电双母线系统图 14
N+X (2+ 1)并机带集中手动维护旁路与市电双母线系统 15
N+X (2+ 1)并机带集中静态旁路与市电双母线系统 16
2N系统图 17
2N带集中手动维护旁路双母线系统 18
2N带集中静态旁路双母线系统 19
UPS输出接地型式为TN系统的做法 20
UPS输出接地型式为IT系统的做法 23
UPS输出接地型式为TT系统的做法 24
工频机400kVA正视图和侧视图 25
工频机400kVA顶视图和底视图 26
高频机400kVA正视图和侧视图 27
高频机400kVA顶视图和底视图 28
EPS电源装置
EPS电源装置编制说明 29
EPS-AC电源装置主要构成及基本原理 31
EPS-DC电源装置主要构成及基本原理 32
EPS电源装置的分类及适用场所 33
EPS电源装置的选择 34
EPS电源装置的相关要求 35
EPS-AC单相进线、交流出线系统图 36
EPS-AC三相进线、交流出线系统图 37
EPS-AC双路进线、交流出线系统图 38
EPS-DC单相进线、直流出线系统图 39
EPS电源装置设计方案 40
EPS在消防应急照明和疏散指示系统中配电方案示例 42
EPS外型结构示意图 45
EPS单柜落地安装示意图 46
EPS多柜落地安装示意图 47
EPS挂墙明装示意图 48
EPS嵌墙安装示意图 49

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