民用应急柴油发电机组的设置规定和选配原则
发布时间：2024-10-06 点击：327
民用应急柴油发电机组的设置规定和选配原则
柴油发电机组是民用建筑中常用的应急电源，本文结合工程实例，谈民用建筑中备用柴油发电机组的选型中应注意的几个问题。选用恰当的后备电源来满足紧急情况下消防负荷及其它重要负荷的供电要求，是民用建筑电气设计中一个不可忽视的问题，目前我们一般采用柴油发电机组作为应急交流电源。康明斯公司在本文中根据国家的相关法律法规，对柴油发电机组的设置原则和容量选择做了正确的说明。
一、设置规定和原则
根据《高层建筑设计防火规范》gb50045(2001年版 )条规定：一类高层建筑应gb50045按一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。《民用建筑电气设计规范》 jgj/t16-923.1.7条规定：民用建筑中的消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾应急照明、电动防火门窗、卷帘、阀门等消防用电的负荷等级，应符合国家现行《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》的规定。
1、设置规定：
一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏；
二级负荷的供电系统，宜采用二路电源来供电，特别是消防用的二级负荷，更应该按两个回路要求供电；
一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。
2、设置原则
根据这些规定，认为备柴油发电机组可按以下原则设置：
当民用建筑需按一级负荷要求供电时，若城市电网能提供二路独立电源 一用一备或相互备用 ，则可不设柴油发电机组；但当一级负荷中有特别重要的负荷时，则一般应设柴油发电机组作为应急电源。
当电网只能提供一路电源时，为满足对一、二级负荷的供电要求，一般应设置柴油发电机组，此时机组将作备用电源及应急电源使用。
大、中型商业建筑中为确保市电中断时不造成较大的经济损失，也宜设柴油发电机组。
由于城市电网不可能完全独立，有时一个电源故障或检修时，另一电源有可能同时故障，因此，即使有两路或以上电源供电，为确保民用建筑中消防及其他重要设备如智能化设备、通讯设备等的可靠供电，一般都设置柴油发电机组。
二、容量的选择
关于柴油发电机组容量的选择目前国家尚无统一的计算公式，因此设计人员在实际工作中所采用的方法也不相同。有的简单地按电力变压器容量的10％～20％确定；有的按消防设备的容量相加；有的则根据投资者的意愿选择，造成了自备发电机组容量选择的不准确性，若容量选择太大造成一次投资浪费，选择太小则在事故时满足不了使用要求。究竟如何选择自备发电机组的容量呢 这是一个值得探讨的问题。笔者经过查阅大量资料和参考同行各种经验做法，并通过实践经验证明，按自备柴油发电机组的计算负荷选择，同时用电动机的起动条件进行校核比较合适。
1、按计算负荷选择容量
我们知道，建筑物的用电负荷可分为三类：
（1）第一类为保安型负荷，即保证大楼内人身及设备安全和可靠运行的负荷，有消防水泵、消防电梯、防排烟设备、应急照明、通讯设备、重要的计算机及相关设备等；
（2）第二类为保障型负荷，即保障大楼运行的基本设备负荷，也是大楼运行的基本条件，主要是工作区照明、部分电梯、通道照明；
（3）第三类为一般负荷，即除了上述负荷以外的其它负荷，例如舒适用的空调、水泵及其他一般照明、动力设备等。
计算自备发电机组的容量时，第一类负荷必须考虑在内，第二类负荷则根据大楼功能及电网情况来定，若大楼功能要求较高或城市电网供电不稳定，则应将第二类负荷考虑在内。若将第一类、第二类负荷简单相加来选择发电机容量，则所选容量偏大，因为在消防状态时，只需保证消防设备的运行，第二类负荷不使用；而在非消防状态下电网停电时，消防设备不使用。因此，笔者认为考虑两者不同时使用，择其大者作为发电机组的设备容量。设备容量统计出来后，根据实际情况选择需要系数kx一般取（0.8-0.9），计算出计算容量σ，自备发电机组的功率按下式计算 p=kpj／η式中：p—自备发电机组的功率kw；pj—负荷设备的计算容量kw；pσ—总负荷kw；η—发电机并联运行不均匀系数一般取0.9，单台取 ；k—可靠系数，一般取1.1。
2、根据电动机校核容量
在鼠笼型异步电动机起动时，柴油发电机出线端将引起很大的电压降，按《规范》要求，此时柴油发电机配电屏母线上的电压不应低于额定电压的80％，否则将引起其他用电设备“跳闸”。一般来说，电动机功率越大，自备发电机组的容量选择也越大，否则会造成电动机起动困难，电动机绕组温升过高或发电机母线电压过低使其保护开关动作。因此，按电动机的容量来检验自备发电机容量，实质上就是检验起动电动机时自备发电机母线上的电压降。为了减少电压降，对于大功率电动机，应首先采用降压起动，而不应增大自备发电机的功率。
近年来，变频起动装置在民用建筑中应用越来越广泛，变频起动与其它起动方式相比，起动电流小而起动力矩大，对电网无冲击电流，引起的母线电压降也很小，因此，当电动机采用变频调速起动时，可以只考虑用计算负荷来计算发电机的容量，而不用考虑电动机起动的因素。不同起动方式下所需的发电机功率为被起动电动机功率的最小倍数见表 ，供参考。当用电动机起动容量来选择发电机组的容量时，发电机台数不能多，因为台数增加，单机容量小，有可能满足不了电动机的起动要求。
根据工程实践经验，当容量不超过800kw时，宜选用单机为好，当容量在800kw以上时，宜选择两台（一般不宜超过3台），且两台机组的各种物理参数应相同，便于机组并车运行。启动装置：由于自备发电机组均为应急所用，因此选用的机组应装设快速自起动及电源自动切换装置，一旦城市电网中断，保证在15s内启动并供电。机组在市电停后延时3s后开始启动发电机，启动时间约10s（总计不大于15s，若第一次启动失败，第二次再启动，共有三次自启动功能，总计不大于30s），发电机输出主开关合闸供电。当市电恢复后 ， 机组延时2～15s（可调）不卸载运行，5min后，主开关自动跳闸，机组再空载冷却运行约10min后自动停车。
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一、设置规定和原则
根据《高层建筑设计防火规范》gb50045(2001年版 )条规定：一类高层建筑应gb50045按一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。《民用建筑电气设计规范》 jgj/t16-923.1.7条规定：民用建筑中的消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾应急照明、电动防火门窗、卷帘、阀门等消防用电的负荷等级，应符合国家现行《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》的规定。
1、设置规定：
一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏；
二级负荷的供电系统，宜采用二路电源来供电，特别是消防用的二级负荷，更应该按两个回路要求供电；
一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。
2、设置原则
根据这些规定，认为备柴油发电机组可按以下原则设置：
当民用建筑需按一级负荷要求供电时，若城市电网能提供二路独立电源 一用一备或相互备用 ，则可不设柴油发电机组；但当一级负荷中有特别重要的负荷时，则一般应设柴油发电机组作为应急电源。
当电网只能提供一路电源时，为满足对一、二级负荷的供电要求，一般应设置柴油发电机组，此时机组将作备用电源及应急电源使用。
大、中型商业建筑中为确保市电中断时不造成较大的经济损失，也宜设柴油发电机组。
由于城市电网不可能完全独立，有时一个电源故障或检修时，另一电源有可能同时故障，因此，即使有两路或以上电源供电，为确保民用建筑中消防及其他重要设备如智能化设备、通讯设备等的可靠供电，一般都设置柴油发电机组。
二、容量的选择
关于柴油发电机组容量的选择目前国家尚无统一的计算公式，因此设计人员在实际工作中所采用的方法也不相同。有的简单地按电力变压器容量的10％～20％确定；有的按消防设备的容量相加；有的则根据投资者的意愿选择，造成了自备发电机组容量选择的不准确性，若容量选择太大造成一次投资浪费，选择太小则在事故时满足不了使用要求。究竟如何选择自备发电机组的容量呢 这是一个值得探讨的问题。笔者经过查阅大量资料和参考同行各种经验做法，并通过实践经验证明，按自备柴油发电机组的计算负荷选择，同时用电动机的起动条件进行校核比较合适。
1、按计算负荷选择容量
我们知道，建筑物的用电负荷可分为三类：
（1）第一类为保安型负荷，即保证大楼内人身及设备安全和可靠运行的负荷，有消防水泵、消防电梯、防排烟设备、应急照明、通讯设备、重要的计算机及相关设备等；
（2）第二类为保障型负荷，即保障大楼运行的基本设备负荷，也是大楼运行的基本条件，主要是工作区照明、部分电梯、通道照明；
（3）第三类为一般负荷，即除了上述负荷以外的其它负荷，例如舒适用的空调、水泵及其他一般照明、动力设备等。
计算自备发电机组的容量时，第一类负荷必须考虑在内，第二类负荷则根据大楼功能及电网情况来定，若大楼功能要求较高或城市电网供电不稳定，则应将第二类负荷考虑在内。若将第一类、第二类负荷简单相加来选择发电机容量，则所选容量偏大，因为在消防状态时，只需保证消防设备的运行，第二类负荷不使用；而在非消防状态下电网停电时，消防设备不使用。因此，笔者认为考虑两者不同时使用，择其大者作为发电机组的设备容量。设备容量统计出来后，根据实际情况选择需要系数kx一般取（0.8-0.9），计算出计算容量σ，自备发电机组的功率按下式计算 p=kpj／η式中：p—自备发电机组的功率kw；pj—负荷设备的计算容量kw；pσ—总负荷kw；η—发电机并联运行不均匀系数一般取0.9，单台取 ；k—可靠系数，一般取1.1。
2、根据电动机校核容量
在鼠笼型异步电动机起动时，柴油发电机出线端将引起很大的电压降，按《规范》要求，此时柴油发电机配电屏母线上的电压不应低于额定电压的80％，否则将引起其他用电设备“跳闸”。一般来说，电动机功率越大，自备发电机组的容量选择也越大，否则会造成电动机起动困难，电动机绕组温升过高或发电机母线电压过低使其保护开关动作。因此，按电动机的容量来检验自备发电机容量，实质上就是检验起动电动机时自备发电机母线上的电压降。为了减少电压降，对于大功率电动机，应首先采用降压起动，而不应增大自备发电机的功率。
近年来，变频起动装置在民用建筑中应用越来越广泛，变频起动与其它起动方式相比，起动电流小而起动力矩大，对电网无冲击电流，引起的母线电压降也很小，因此，当电动机采用变频调速起动时，可以只考虑用计算负荷来计算发电机的容量，而不用考虑电动机起动的因素。不同起动方式下所需的发电机功率为被起动电动机功率的最小倍数见表 ，供参考。当用电动机起动容量来选择发电机组的容量时，发电机台数不能多，因为台数增加，单机容量小，有可能满足不了电动机的起动要求。
根据工程实践经验，当容量不超过800kw时，宜选用单机为好，当容量在800kw以上时，宜选择两台（一般不宜超过3台），且两台机组的各种物理参数应相同，便于机组并车运行。启动装置：由于自备发电机组均为应急所用，因此选用的机组应装设快速自起动及电源自动切换装置，一旦城市电网中断，保证在15s内启动并供电。机组在市电停后延时3s后开始启动发电机，启动时间约10s（总计不大于15s，若第一次启动失败，第二次再启动，共有三次自启动功能，总计不大于30s），发电机输出主开关合闸供电。当市电恢复后 ， 机组延时2～15s（可调）不卸载运行，5min后，主开关自动跳闸，机组再空载冷却运行约10min后自动停车。
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