民用建筑中柴油发电机组的选择

　　根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)9.1规定：一类高层建筑应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》JGJ16—20083.2条规定：一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏;对于一级负荷中的特别重要负荷，应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电电源;二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。根据这些规定，笔者总结了自备柴油发电机组的设置原则：

　　(1)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。

　　(2)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。

　　(3)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、柴油发电机组容量的选择

　　发电机容量首先要满足稳定计算负荷需要，这包括消防负荷和保证负荷两部分。在民用建筑中，设置柴油发电机组，通常首先是作为消防用电设备的备用电源。市电停电，即联锁开启发电机组。但市电停电概率远大于火灾概率，开启机组并不就意味着火灾发生。非消防时，开启的发电机组仅仅负担应急照明等小部分负荷，若对其他非消防的重要负荷(属三类负荷时的生活泵、客梯、裙房照明等，称为保证负荷)无法顾及，则必将造成机组空置、资源浪费。为此，进行低压配电系统图设计时，在满足火灾时消防负荷需要的前提下，还必须考虑停电而非火灾时，发电机对保证负荷的供电。一种做法是，将保证负荷集中挂接在发电机应急母线段上，消防时，由火灾信号将保证负荷的总开关分励脱扣。总之，应分别计算消防负荷和保证负荷，以二者较大值作为确定发电机组容量的依据，从而同时满足消防部门及建设方的相应要求。

　　消防负荷如何正确计算应引起重视。大中型民用建筑，往往由地下室、裙房及数个塔楼组成，包含了多个防火分区。确定发电机容量、进行消防负荷计算时，显然不能盲目地将所有消防用电设备同时计入。推荐的计算原则是，只考虑一个防火分区发生火灾(正如水消防一样)，亦即，不认为两个及以上的防火分区同时发生火灾。通常，消防泵作为固定负荷必须计入，而消防电梯、防排烟风机、应急照明等负荷计入多少，则要视其在某防火分区火灾时投入服务的负荷大小而定。显然，确定发电机容量，应以最不利的一个防火分区发生火灾时，同时投入运行的消防负荷为准。

　　柴油发电机组的容量大小，除要满足上述稳定计算负荷需要外，还必须进行电动机启动时的电压降校验，即启动任一电动机时，其端子容许电压降应在规定范围之内。进行电压降校验及发电机组容量选择时，以下要素不可忽视。

　　a.发电机母线上的已接负荷的影响。也就是说，发电机母线上的启动负荷应该等于已接负荷与电动机启动容量之和，单单考虑电动机的启动容量是错误的。具体工程实践中，这一点最容易被一些设计人员所忽略，许多文献对于已接负荷的影响，常常也避而不谈或是涉及较浅。

　　b.发电机不同的励磁及调压方式，对机组容量选择也将产生重大影响。

　　c.发电机至电动机之间配电线路电压降的影响。亦即，发电机端子电压等于电动机端子电压与线路压降之和。

　　d.许多文献认为，电动机应按容量大小而顺次启动，以此减小发电机容量。但在国家标准图集和工程图纸中，这种电动机顺次启动的二次电路图又极少见到。更何况，顺次启动也往往与一些消防控制要求相矛盾。因此建议，减小发电机容量，不宜依靠电动机顺次启动这种方法。

　　e.电动机启动容量达最大值是瞬间的，因此，可以不考虑两台及以上电动机的同时启动，对发电机造成冲击的问题。

　　自备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。那么，如何选择自备发电机组的容量呢?笔者经过查阅资料和参考同行各种经验做法后，归纳出如下几点：

　　(一)方案或初步设计阶段

　　自备发电机的容量按供电变压器总容量的10%-20%计算。

　　(二)施工图阶段

　　(1)、按计算负荷选择发电机容量

　　我们知道，建筑物的用电负荷可分为三类：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，如消防水泵、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;第二类为保障型负荷，即保障大楼运行的基本设备负荷，主要是工作区照明、部分电梯、通道照明;第三类为一般负荷，即除了上述负荷以外的其它负荷，例如：空调、水泵及其他一般照明、动力设备。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，但若将第一类、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。所以，笔者认为可以选择两者中较大者作为发电机组的容量。

　　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0.85-0.95)，计算出计算容量Pj=kxP∑，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;

　　P∑—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1;

　　k—可靠系数，一般取1.1。

　　(2)、按最大的单台电动机或成组电动机起动的需要，计算发电机容量

　　P=(P∑-Pm)/η∑+Pm•K•C•cosψm(KW)

　　Pm—起动容量最大的电动机或成组电动机的容量(kw);

　　η∑一总负荷的计算效率，一般取0.85;

　　cosψm—电动机的起动功率因数，一般取0.4;

　　K—电动机的起动倍数;