自備柴油發(fā)電機(jī)組容量選擇

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上自備柴油發(fā)電機(jī)組容量選擇摘要：自備柴油發(fā)電機(jī)組是民用建筑中常用的應(yīng)急電源和備用電源，本文結(jié)合工程實(shí)例，談民用建筑中自備柴油發(fā)電機(jī)組的容量選擇相關(guān)問題。 關(guān)鍵詞：自備柴油發(fā)電機(jī)組 負(fù)荷分級(jí) 重要負(fù)荷 消防負(fù)荷 重要的非消防負(fù)荷單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)容量 容許電壓降 發(fā)電機(jī)環(huán)境條件的功率修正1. 引言現(xiàn)代建筑中，選擇柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源和備用電源，已屬司空見慣；本文將聯(lián)系工程實(shí)際，計(jì)算發(fā)電機(jī)容量，對(duì)整個(gè)階段進(jìn)行闡述。2. 負(fù)荷分級(jí)及供電措施的相關(guān)知識(shí)民用建筑電氣負(fù)荷，根據(jù)建筑物在政治、經(jīng)濟(jì)上的重要性或用電設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求分為三級(jí)。即一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。2

2、.1符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷：a.中斷供電將造成人身傷亡時(shí)。b.中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)。例如：重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)等。c.中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作。例如：重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場(chǎng)館、經(jīng)常用于國(guó)際活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所等用電單位中的重要電力負(fù)荷。 在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)

3、電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除由兩個(gè)電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其它負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。根據(jù)允許中斷供電的時(shí)間可分別選擇下列應(yīng)急電源：a.允許中斷供電時(shí)間為15s以上的供電，可選用快速自起動(dòng)的發(fā)電機(jī)組。b.自投裝置的動(dòng)作時(shí)間能滿足允許中斷供電時(shí)間的，可選用帶有自動(dòng)投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路。c.允許中斷供電時(shí)間為毫秒級(jí)的供電，可選用蓄電池靜止型不間斷供電裝置、蓄電池機(jī)械貯能電機(jī)型不間斷供電裝置或柴油機(jī)不間斷供電裝置。應(yīng)急電源的工作時(shí)間，應(yīng)按生產(chǎn)技術(shù)上要求的停車時(shí)間考慮。2.2符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為二級(jí)負(fù)荷：a.中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)

4、。例如：主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。b.中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。例如：交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負(fù)荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要的公共場(chǎng)所秩序混亂。二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回線路供電。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時(shí)，二級(jí)負(fù)荷可由一回6kV及以上專用的架空線路或電纜供電。當(dāng)采用架空線時(shí)，可為一回架空線供電；當(dāng)采用電纜線路時(shí)，應(yīng)采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應(yīng)能承受100%的二級(jí)負(fù)荷。當(dāng)設(shè)置自備柴油發(fā)電機(jī)較從電力系統(tǒng)取得第二電源經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可采用柴油發(fā)電機(jī)供電。2.3不屬

5、于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者應(yīng)為三級(jí)負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷采用單回路供電，對(duì)供電無特殊要求。綜上，自備柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)置，應(yīng)根據(jù)用戶負(fù)荷等級(jí)及城市電網(wǎng)的供電可靠性確定。3. 自備柴油發(fā)電機(jī)組容量選擇3.1機(jī)組的容量與臺(tái)數(shù)根據(jù)重要負(fù)荷的大小和投入順序以及單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)容量等因素綜合考慮確定。由于單機(jī)容量小，有可能滿足不了電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)要求。一般當(dāng)容量不超過800kW時(shí)，選用單機(jī)為好，當(dāng)容量在800kW以上時(shí)，宜選擇兩臺(tái)，且兩臺(tái)機(jī)組的各種物理參數(shù)應(yīng)相同，便于機(jī)組并車運(yùn)行。3.2 施工圖時(shí)按下述方法選擇最大者作為選擇容量3.2.1按重要負(fù)荷計(jì)算發(fā)電機(jī)容量。 （公式1）其中 總負(fù)荷（kW）；每個(gè)或每組負(fù)荷容量（kW

6、）；每個(gè)或每組負(fù)荷的效率；總負(fù)荷的計(jì)算效率；負(fù)荷率；發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)，可取0.8。發(fā)電機(jī)容量首先要滿足穩(wěn)定計(jì)算負(fù)荷需要，這包括消防負(fù)荷和重要的非消防負(fù)荷兩部分。在民用建筑中，設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組，通常首先是作為消防用電設(shè)備的備用電源。市電停電，即聯(lián)鎖開啟發(fā)電機(jī)組。但市電停電概率遠(yuǎn)大于火災(zāi)概率，開啟機(jī)組并不就意味著火災(zāi)發(fā)生。非消防時(shí)，開啟的發(fā)電機(jī)組僅僅負(fù)擔(dān)應(yīng)急照明等小部分負(fù)荷，若對(duì)其他非消防的重要負(fù)荷（屬三類負(fù)荷時(shí)的生活泵、客梯、裙房照明等，稱為重要的非消防負(fù)荷）無法顧及，則必將造成機(jī)組空置、資源浪費(fèi)。為此，進(jìn)行低壓配電系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足火災(zāi)時(shí)消防負(fù)荷需要的前提下，還必須考慮停電而非火災(zāi)時(shí)，發(fā)電

7、機(jī)對(duì)重要的非消防負(fù)荷的供電。一種做法是，征得業(yè)主同意，將重要的非消防負(fù)荷集中掛接在發(fā)電機(jī)應(yīng)急母線段上，消防時(shí)，由火災(zāi)信號(hào)將重要的非消防負(fù)荷的總開關(guān)分勵(lì)脫扣。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算消防負(fù)荷和重要的非消防負(fù)荷，以二者較大值作為確定發(fā)電機(jī)組容量的依據(jù)，但同時(shí)滿足消防部門及建設(shè)方的相應(yīng)要求。另一種做法是設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)消防負(fù)荷和重要的非消防負(fù)荷總?cè)萘窟x擇發(fā)電機(jī)，既能滿足非消防時(shí)重要的非消防負(fù)荷用電需要，又能保證消防時(shí)消防負(fù)荷及重要的非消防負(fù)荷工作需要。消防負(fù)荷如何正確計(jì)算應(yīng)引起重視。大中型民用建筑，往往由地下室、裙房及數(shù)個(gè)塔樓組成，包含了多個(gè)防火防煙分區(qū)。確定發(fā)電機(jī)容量、進(jìn)行消防負(fù)荷計(jì)算時(shí)，不能盲目地將所有消

8、防用電設(shè)備同時(shí)計(jì)入。推薦的計(jì)算原則是，征得消防局主管部門同意時(shí)，防排煙風(fēng)機(jī)負(fù)荷可以只考慮兩個(gè)最大防煙分區(qū)的消防風(fēng)機(jī)負(fù)荷總量，消防泵作為固定負(fù)荷必須計(jì)入。而消防電梯、應(yīng)急照明、防火卷簾等消防負(fù)荷計(jì)入多少，則要視其在某防火分區(qū)火災(zāi)時(shí)投入服務(wù)的負(fù)荷大小而定。尤其注意的是應(yīng)急照明應(yīng)為：本著火防火分區(qū)、本著火層的相鄰防火分區(qū)外，還加上著火層上、下層的相鄰防火分區(qū)。地下室發(fā)生火災(zāi)時(shí)包括地下各層及首層的應(yīng)急照明。防火卷簾以最大防火分區(qū)用電量計(jì)入。顯然，確定發(fā)電機(jī)容量，應(yīng)以同時(shí)投入運(yùn)行的消防負(fù)荷為準(zhǔn)。3.2.2按最大的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的需要，計(jì)算發(fā)電機(jī)容量。 （公式2）其中 起動(dòng)最大的電動(dòng)機(jī)或成組電

9、動(dòng)機(jī)容量（kW）；總負(fù)荷（kW）；總負(fù)荷的計(jì)算效率；發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)，可取0.8。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)功率因數(shù)，一般取0.4；K電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)倍數(shù)，一般取67；C按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式確定的系數(shù)； 全壓起動(dòng) C=1.0 Y-起動(dòng) C=0.67 自耦變壓器起動(dòng)：50%抽頭 C=0.25 65%抽頭 C=0.42 80%抽頭 C=0.643.2.3當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)按起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)母線容許電壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量。在起動(dòng)大容量的電動(dòng)機(jī)時(shí)，在起動(dòng)電流的突然沖擊下，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻抗上產(chǎn)生電壓降，而勵(lì)磁系統(tǒng)來不及快速調(diào)壓，使輸出端電壓下降。因此發(fā)電機(jī)容量必須滿足電動(dòng)機(jī)起動(dòng)要求。 （公式3）其中造成母線壓降最大的電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)總?cè)?/p>

10、量(kW)發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗，一般取0.25；應(yīng)急負(fù)荷中心母線允許的瞬時(shí)電壓降，一般取0.250.3（有電梯時(shí)取0.2）;K電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)倍數(shù)，一般取67；C按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式確定的系數(shù)； 全壓起動(dòng) C=1.0 Y-起動(dòng) C=0.67 自耦變壓器起動(dòng)：50%抽頭 C=0.25 65%抽頭 C=0.42 80%抽頭 C=0.643.2 柴油發(fā)電機(jī)環(huán)境條件的功率修正柴油發(fā)電機(jī)的額定功率，指外界大氣壓為100kPa(760mmHg)、環(huán)境溫度為20、空氣相對(duì)濕度為50%的情況下，能以額定方式連續(xù)運(yùn)行12h的功率(包括超負(fù)荷10%運(yùn)行1h)。如果氣溫、氣壓、濕度與上述規(guī)定不同，應(yīng)對(duì)柴油機(jī)的額定功率進(jìn)行修正。

11、即,實(shí)際功率=額定功率×校正系數(shù)C%校正系數(shù)部分?jǐn)?shù)據(jù)如下（空氣相對(duì)濕度為50%）：表一海拔高度（m）大氣壓力(mmHg)大氣溫度()1015202507601009840072598969492600708959492904.計(jì)算實(shí)例某一中型賣場(chǎng)(地理氣候條件：海拔高度400m，環(huán)境溫度25，空氣相對(duì)濕度為50%)擬設(shè)一臺(tái)容量最小的柴油發(fā)電機(jī)組，消防時(shí)作消防負(fù)荷備用電源，平時(shí)作重要的非消防負(fù)荷備用電源。其中重要的非消防負(fù)荷（營(yíng)業(yè)廳照明、弱電機(jī)房用電等）計(jì)算值為60kW。僅一個(gè)防煙分區(qū)，投入服務(wù)的消防設(shè)備總安裝功率為192kW。其中噴淋泵=30kW，噴淋穩(wěn)壓泵=1.5kW,消火栓泵=1

12、5kW，消火栓穩(wěn)壓泵=7.5kW（均不計(jì)備用泵）；消防風(fēng)機(jī)共4臺(tái)，功率均為=22kW，其它為應(yīng)急照明等負(fù)荷=50kW。設(shè)計(jì)時(shí)電動(dòng)機(jī)中僅穩(wěn)壓泵采用直接起動(dòng)，其余大容量電機(jī)均采用Y-起動(dòng)。計(jì)算選用的最小柴油發(fā)電機(jī)功率是多大。4.1計(jì)算過程如下：1).利用公式1 計(jì)算征得建設(shè)方同意火災(zāi)時(shí)切除重要的非消防電源，因192KW>60KW，故機(jī)組容量選擇以消防負(fù)荷計(jì)算為準(zhǔn)。噴淋泵電機(jī)效率取值=92.2%，噴淋穩(wěn)壓泵電機(jī)效率取值=78%，消火栓泵電機(jī)效率取值=88.5%，消火栓穩(wěn)壓泵電機(jī)效率取值=87%，消防風(fēng)機(jī)效率取值=91.5%，照明效率取值=65%，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)取=0.8，發(fā)電機(jī)負(fù)荷取=0.8。

13、2).利用公式2 計(jì)算起動(dòng)最大電機(jī)噴淋泵=30kW，采用Y-起動(dòng) C=0.67，采用加權(quán)平均=0.84。直接起動(dòng)最大穩(wěn)壓泵時(shí)=7.5kW， C=1，采用加權(quán)平均=0.84。比較及，Y-起動(dòng)噴淋泵對(duì)要求選用發(fā)電機(jī)容量大，此種方法選用發(fā)電機(jī)容量306kVA。3).利用公式3 計(jì)算本工程沒有電梯用電，應(yīng)急負(fù)荷中心母線允許的瞬時(shí)電壓降取0.25。計(jì)算時(shí)， Y-起動(dòng)，造成母線壓降最大的為噴淋泵容量；直接起動(dòng)，造成母線壓降最大的為消防穩(wěn)壓泵容量，由2）可知此影響小于Y-起動(dòng)噴淋泵的影響。得出Y-直接起動(dòng)的噴淋泵對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的母線壓將影響最大，此種方法選用的柴油發(fā)電機(jī)容量為98kVA。比較1)、2)、3)計(jì)算結(jié)果，選擇最大值作為電動(dòng)機(jī)容量：306kVA。根據(jù)地理氣候條件進(jìn)行校正：海拔高度400m，環(huán)境溫度25，空氣相對(duì)濕度為50%，查表一得校正系數(shù)C%=92%。發(fā)電機(jī)的額定功率為306/92%=332kVA,取值350kVA。4.2結(jié)論4.2.1若僅以起動(dòng)容量最大的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)來校驗(yàn)發(fā)電機(jī)容量，是不嚴(yán)密、不周全的，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)起動(dòng)容量不僅與其額定容量有聯(lián)系，更與起動(dòng)方式密切相關(guān)。換言之，對(duì)于校驗(yàn)發(fā)電機(jī)容量而言，直接起動(dòng)較小容量的電動(dòng)機(jī)，可能比降壓起動(dòng)較大容量的電動(dòng)機(jī)更為不利。所以，計(jì)