浅谈消防电源

[摘 要]消防用电负荷应在最末一级配电箱处自动切换，通常方法是采用双电源自动转换开关，当消防负荷非常大时，充分利用两变压器进线开关与联络开关进行双电源自动转换将是最经济，安全可靠的方法。

【关键词】双电源自动切换、末级切换、控制器通讯、ATSE

一．前言

在以人为本的当今社会，消防负荷的重要性显得越发突出，在一级负荷、二级负荷的基础上，《建筑设计防火规范》更明确规定“消防控制室、消防水泵房、防烟与排烟风机房的消防用电设备及消防电梯等的供电，应在其配电线路的最末一级配电箱处设置自动切换装置。”也就是说仅仅是双电源已经不能满足消防负荷的要求，实现双电源自动转换才是关键。

二．双电源切换常用方法

现如今最常用的方法是在两段相互独立的母线上（或一路市电，一路自备电源）分别引出一路低压电源至双电源自动转换开关，一路常用，一路备用，当常用电突然故障或停电时，通过双电源转换开关自动切换到备用电源上。该类自动转换开关通常分为CB级和PC级，CB级具有短路保护功能，PC级不具备保护功能，但具备较高的耐受和接通能力，保证了消防负荷的供电可靠性。

双电源切换系统类产品发展大体经历了三类：接触器类、塑壳断路器类/负荷隔离开关类、一体式自动转换开关电器类。

到目前为止，世界上CB级ATSE都是由两个断路器构成本体，是各种ATSE解决方案中结构最复杂的方案。按照“结构越复杂，可靠性越低”的原则，CB级ATSE的可靠性低于PC级ATSE的可靠性（就如同断路器的可靠性低于负荷开关的可靠性）。

近来用双电源切换的主流是一体式自动转换开关，此类电源转换系统是集开关与逻辑控制于一体，无需外加控制器，真正实现机电一体化的自动转换开关。该开关不具备电流保护功能，属于PC级转换开关。其一般转换时间比较小，开关切换驱动采用电机驱动，切换平稳可靠，开关带有机电联锁装置，可实现自投自复、自投不自复、失压、欠压、断相保护、手动－自动转换、延时控制等。大大提升了双电源自动转换的可靠性。

三．新型双电源自动切换系统案例

笔者近期做到一个化工项目，项目总负荷为5000KW，消防负荷720KW，二级负荷1000KW，本项目若采用柴油发电机作为备用电源，则需要1500KVA的容量的柴油发电机组。这样就需要设置单独的柴油发电机房，且作为备用电源，柴油发电机可能会长期处于闲置状态，还需要每周试运行已保证其在市电发生故障时能良好运行，在投资和运行上都是很不经济的。

于是笔者选择全部采用市电，而根据《石油化工企业设计防火规范》规定“当仅采用电源作为消防水泵房设备动力源时，应满足一级负荷供电要求”。于是本项目设计由两个相互的独立上级变配电所分别引入两路10KV高压进线至全厂总变配电室，正常情况下两路电源都处于运行状态。

本项目循环水及消防泵房内设分变配电室，内设两台同规格变压器，电源分别来自总配电室两路高压母线，正常情况下两变压器分列运行，每段母线上分别带一部分二级负荷和三级负荷。当一段母线故障，则切断三级负荷，接通联络柜开关，仅供二级负荷用电，任何一路单独的变压器均能满足所有二级负荷的要求。

对于消防负荷，常规方法是在两段低压母线分别出一路低压电缆至消防双电源转换开关箱，如上面提到的本项目消防负荷为720KW，则两边均需设单独的出线柜。这样两路3x（ZR-YJV3x240+120）的电缆在双电源开关的接线便成了一个很大的问题更不用提电缆的投资。

既然本项目已经具备两路独立电源的要求。两段母线通过母联柜联络，满足了一级负荷的要求，那能否在此基础上实现末级切换来满足消防负荷要求呢？鉴于此，笔者在咨询了双电源转换开关的厂家后，采用了新型的电源自动转换系统，充分利用两电源的进线开关和母联开关实现双电源自动切换。

在这种新型电源自动转换系统中，两路低压母线的进线开关与母联开关通过一个控制器通讯模块构成一个完整的双电源自动切换系统。本系统的核心是一个控制器通讯模块，它可以在监测到一路电源故障时，发送命令给联络开关自动投入，实现不间断供电电源切换，并保证两进线和联络断路器不能同时投入。通过“手动”键可以选择人工控制后通过按键人为操作断路器。该模块同时具备监测功能，可以对两路电源的三相电压分别轮流显示，同时具备“欠压”“过压”“综合报警”等功能。

这样对于母线上的其他负荷便也实现了末级切换，为防止非火灾环境电路故障联络开关自动投入时，导致一段母线带两段母线的负荷出线过载，则需要在所有非消防负荷上增加失压脱扣，并适当设置自动切换延时时间，保证故障母线的非消防负荷失压脱扣后，再投络开关，然后人工投入需要继续供电的二级负荷。

发生火灾时切断费消防负荷仅供消防负荷用电。作为特别重要负荷，消防负荷在发生火灾时应尽量保证充分的供电的可靠性，此案例中消防负荷省去了一级配电，就少一级故障点，消防负荷的可靠性也就增加一级。

四．结论

相比于传统的双电源自动切换方法，新型电源自动转换系统可以省去两台出线柜与一台双电源切换柜，还有大量的低压电缆。相比较而言，增加控制模块的投资就不值一提了，节省投资的同时，节约了配电室空间，还免去了接线的麻烦，减少一级配电又进一步提高了消防负荷的可靠性。

当然具体采用何种双电源切换方法还要根据实际情况确定，本项目是因为已经具备了两路独立电源的条件，在此基础上实现了电源自动转换系统的应用。若消防负荷比较小，或是柴油发电机作为备用电源当然仍采用传统的双电源切换方法更为经济实用。

参考文献

[1].GB 50016-2006 建筑设计防火规范

[2].GB 50052-2009供配电设计规范

[3].施耐德万高ATMT自动电源转换系统产品目录