民用建筑自備柴油發(fā)電機組的選用標準

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　選用恰當?shù)暮髠潆娫磥頋M足緊急情況下消防負荷及其它重要負荷的供電要求，是民用建筑電氣設(shè)計中一個不可忽視的問題，目前我們一般采用柴油發(fā)電機組作為應(yīng)急交流電源，那么選用自備柴油發(fā)電機組時應(yīng)注意哪幾方面的問題呢？筆者認為應(yīng)注意以下幾點。
　　1 設(shè)置原則
　　　《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ／T16—92 3.1條規(guī)定：民用建筑中的消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報警、自動滅火裝置、火災(zāi)應(yīng)急照明、電動防火門窗、卷簾、閥門等消防用電的負荷等級，應(yīng)符合國家現(xiàn)行《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的規(guī)定。
　　根據(jù)《高層建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045（2001年版）9.1規(guī)定：一類高層建筑應(yīng)按一級負荷要求供電，二類高層建筑應(yīng)按二級負荷要求供電?！睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計規(guī)范》JGJ／T16—92 3.1條規(guī)定：一級負荷應(yīng)由兩個電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同時受到損壞；二級負荷條件允許時，也宜采用二路電源來供電，特別是消防用的二級負荷，更應(yīng)該按兩個回路要求供電；一級負荷中的特別重要負荷，除上述兩個電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。根據(jù)這些規(guī)定，筆者總結(jié)了自備柴油發(fā)電機組的設(shè)置原則：
　　（1）當民用建筑需按一級負荷要求供電時，若城市電網(wǎng)能提供二路獨立電源（一用一備或相互備用），則可不設(shè)柴油發(fā)電機組；但當一級負荷中有特別重要的負荷時，則一般應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機組作為應(yīng)急電源。
　?。?）當電網(wǎng)只能提供一路電源時，為滿足對一、二級負荷的供電要求，一般應(yīng)設(shè)置柴油發(fā)電機組，此時機組將作備用電源及應(yīng)急電源使用。
　?。?）大、中型商業(yè)建筑中為確保市電中斷時不造成較大的經(jīng)濟損失，也宜設(shè)柴油發(fā)電機組。由于城市電網(wǎng)不可能完全獨立，有時一個電源故障或檢修時，另一電源有可能同時故障，因此，即使有兩路或以上電源供電，為確保民用建筑中消防及其他重要設(shè)備（如智能化設(shè)備、通訊設(shè)備等）的可靠供電，一般都設(shè)置柴油發(fā)電機組。
　　2 容量選擇
　　自備發(fā)電機組容量的選擇，目前國家尚無統(tǒng)一的計算公式，因此設(shè)計人員在實際工作中所采用的方法也不相同：有的簡單地按電力變壓器容量的10％-20％確定；有的按消防設(shè)備的容量相加；有的則根據(jù)投資者的意愿選擇，造成了自備發(fā)電機組容量選擇的不準確性，若容量選擇太大造成一次投資浪費，選擇太小則在事故時滿足不了使用要求。那么，如何選擇自備發(fā)電機組的容量呢？筆者經(jīng)過查閱資料和參考同行各種經(jīng)驗做法后，歸納出如下幾點：
　?。ㄒ唬┓桨富虺醪皆O(shè)計階段
　　自備發(fā)電機的容量按供電變壓器總?cè)萘康?0％-20％計算。
　?。ǘ┦┕D階段
　　（1）按計算負荷選擇發(fā)電機容量我們知道，建筑物的用電負荷可分為三類：第一類為保安型負荷，即保證大樓內(nèi)人身及設(shè)備安全和可靠運行的負荷，如消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)備、應(yīng)急照明、通訊設(shè)備、重要的計算機及相關(guān)設(shè)備等；第二類為保障型負荷，即保障大樓運行的基本設(shè)備負荷，主要是工作區(qū)照明、部分電梯、通道照明；第三類為一般負荷，即除了上述負荷以外的其它負荷，例如：空調(diào)、水泵及其他一般照明、動力設(shè)備。計算自備發(fā)電機組的容量時，第一類負荷必須考慮在內(nèi)，第二類負荷則根據(jù)大樓功能及電網(wǎng)情況來定，若大樓功能要求較高或城市電網(wǎng)供電不穩(wěn)定，則應(yīng)將第二類負荷考慮在內(nèi)，但若將第一類、第二類負荷簡單相加來選擇發(fā)電機容量，則所選容量偏大，因為在消防狀態(tài)時，只需保證消防設(shè)備的運行，第二類負荷不使用；而在非消防狀態(tài)下電網(wǎng)停電時，消防設(shè)備不使用。所以，筆者認為可以選擇兩者中較大者作為發(fā)電機組的容量。
　　設(shè)備容量統(tǒng)計出來后，根據(jù)實際情況選擇需要系數(shù)Kx（一般取0.85-0.95），計算出計算容量Pj=KxP∑，自備發(fā)電機組的功率按下式計算P=kPj／η式中：

　　P—自備發(fā)電機組的功率kw；
　　Pj—負荷設(shè)備的計算容量kw；
　　P∑—總負荷kw；
　　η—發(fā)電機并聯(lián)運行不均勻系數(shù)一般取0.9，單臺取1；
　　k—可靠系數(shù)，一般取1.1。
　?。?）按很大的單臺電動機或成組電動機起動的需要，計算發(fā)電機容量P=（P∑-Pm）／η∑+ PmKCcosψm（KW）
　　Pm—起動容量很大的電動機或成組電動機的容量（kw）；
　　η∑一總負荷的計算效率，一般取0.85；
　　cosΨm —電動機的起動功率因數(shù)，一般取0.4；
　　K—電動機的起動倍數(shù)；
　　C—全壓起動C=l.0，Y—△起動C=0.67，自耦變壓器起動50％抽頭C=0.25，65％抽頭C==0.42，80％抽頭C=0.64。
　　（3）按起動電動機時母線容許電壓降計算發(fā)電機容量P=PnKCXd″（1／△E-1）（kw）
　　Pn一造成母線壓降很大的電動機或成組起動電動機組的容量（kw）
　　K—電動機的起動電流倍數(shù)；
　　Xd″—發(fā)電機的暫態(tài)電抗，一般取0.25；
　　△E—母線允許的瞬時電壓降，有電梯時取0.20，無電梯時取0.25.在實際工作中，也可用系數(shù)法估算柴油發(fā)電機組的起動能力，表1列出了不同起動方式下所需的發(fā)電機功率為被起動電動機功率的很小倍數(shù)，供參考。
　　近年來，變頻起動裝置在民用建筑中應(yīng)用越來越廣泛，變頻起動與其它起動方式相比，起動電流小而起動力矩大，對電網(wǎng)無沖擊電流，引起的母線電壓降也很小，因此，筆者認為，當電動機采用變頻調(diào)速起動時，可以只考慮用計算負荷來計算發(fā)電機的容量，而不用考慮電動機起動的因素。
　　工程實例：筆者設(shè)計的某工程為例，該工程建筑面積10000m2，12層，為二類高層，保安性負荷主要為消防負荷，其容量為191kw，很大一臺電動機為噴淋泵37kw，采用自耦降壓80％抽頭降壓起動。
　?。?）按計算負荷計算P=kPj／η=1.1×191／1kw=210.1 kw
　　（2）很大的單臺電動機起動的需要計算P=（P∑-Pm）／η∑ +PmKCcosΨm =（191—37）／0.85+37×6×0.64×0.4 =238.0 kw
　?。?）按起動電動機時發(fā)電機母線允許電壓降計算P=PnKCXd″（1／△E-1）
　　=37×6×0.64×0.25（1／0.20-1）
　　=142.08 kw
　　根據(jù)以上計算，應(yīng)選擇≥238.0 kw的發(fā)電機組一臺，因此可選一臺250kw機組。

3 機組的選擇
　　（一）臺數(shù)的選擇當用電動機起動容量來選擇發(fā)電機組的容量時，發(fā)電機臺數(shù)不能多，因為臺數(shù)增加，單機容量小，有可能滿足不了電動機的起動要求。一般當容量不超過800kw時，選用單機為好，當容量在800kw以上時，宜選擇兩臺，且兩臺機組的各種物理參數(shù)應(yīng)相同，便于機組并車運行。
　?。ǘ┢渌δ艿倪x擇民用建筑備用應(yīng)急發(fā)電機組宜選用高速柴油發(fā)電機組和無刷型自動勵磁裝置。選用的機組應(yīng)裝快速自動起動及電源自動切換裝置，并應(yīng)具有連續(xù)三次自起動的功能。不宜采用壓縮空氣起動，一般采用24V蓄電池組作為起動電源。

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