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【摘 要】柴油发电机组是民用建筑中常用的应急电源，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，那么选用自备柴油发电机组时应注意哪几方面的问题呢？本文从容量选择、柴油发电机房的平面布置、通风、排烟及噪声处理及采购中应注意的事项几方面进行了分析，以保证柴油发电机能在紧急情况下充分发挥作用。
【关键词】应急电源；容量；通风；排烟；采购
1.容量选择
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？经过查阅资料归纳出如下几点：
（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，则應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，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K■（一般取0.85-0.95），计算出计算容量P■=K■P∑，自备发电机组的功率按下式计算P=kP■/η式中：
P—自备发电机组的功率kw；
P■—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∑-P■）/η∑+ P■KCcosψm（KW）
P■—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；
C—全压起动C=l.0，Y—△起动C=0.67，自耦变压器起动50%抽头C=0.25，65%抽头C=0.42，80%抽头C=0.64。
（3）按起动电动机时母线容许电压降计算发电机容量P=P■KCX■″（1/△E-1）（kw）
P■一造成母线压降最大的电动机或成组起动电动机组的容量（kw）
K—电动机的起动电流倍数；
X■″—发电机的暂态电抗，一般取0.25；
△E—母线允许的瞬时电压降，有电梯时取0.20，无电梯时取0.25.在实际工作中，也可用系数法估算柴油发电机组的起动能力。
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。
工程实例：以某工程为例，该工程建筑面积10000m2，12层，为二类高层，保安性负荷主要为消防负荷，其容量为191kw，最大一台电动机为喷淋泵37kw，采用自耦降压80%抽头降压起动。
（1）按计算负荷计算P=kP■/η=1.1×191/1kw=210.1kw
（2）最大的单台电动机起动的需要计算：
P =（P∑-P■）/η∑+P■KCcosΨm
=（191—37）/0.85+37×6×0.64×0.4=238.0kw
（3）按起动电动机时发电机母线允许电压降计算：
P =P■KCX■″（1/△E-1）
=37×6×0.64×0.25（1/0.20-1）
=142.08 kw
根据以上计算，应选择≥238.0kw的发电机组一台，因此可选一台250kw机组。
2.柴油发电机房的平面布置、通风、排烟及噪声处理
2.1机房的平面布置
选择机房的平面位置时，应尽可能与变配电室相邻，因为这样便于接线，减少材料、电能的损耗，同时也便于管理。如果条件允许，机房最好设于首层，这样便于通风，散热，排烟，但在高层建筑和大中型商业建筑中，首层通常作为商业用房，业主一般不会同意此方案，而往往把机房设于地下室，此时，在选择机房位置方面应注意以下几点：
（1）机房要有一面靠外墙，这样设备通风、排烟比较容易处理。
（2）应注意机组的吊装，搬运和检修方便。一般利用停车库出入通道作为搬运通道，但若通道太小，应考虑吊装孔的位置。
（3）应避开潮湿之处，不要设在厕所，浴室，水池等经常积水场所的下面或隔壁，避免因厕所检修或楼板渗水影响机组的运行。
2.2机组的通风散热
柴油机，发电机及排烟管在运行时均散发热量，使机房温度升高，温度升高到一定程度将会影响发电机的出力，因此，必须采取措施来保证机组的冷却。在有足够的进风，排风通道的情况下，一般采用闭式水循环及风冷的整体式机组，否则可将排风机，散热管与机组主体分开，单独放在室外，用水管将室外散热管与柴油主机连接。 2.3排烟
在考虑发电机房排烟管系统时，应注意如下几点：
（1）使排烟系统尽量减少背压，因为废气阻力的增加将导致柴油机出力的下降及温升的增加。因此排烟管设计得越短越直越好。
（2）排烟管宜进行保温处理，以减少烫伤和减少热辐射使机房温度升高。
（3）应设消声器，以减少噪音。
2.4噪声的处理一般民用建筑中所选机组为高速机组，噪声比较大，为达到环保要求，机房内应设置吸声材料和采取消声措施
由于各个工程的实际情况千差万别，因此在选用应急柴油发电机组时，除应满足规范要求外，还应根据实际情况来设置，才能达到令人满意的效果。
3.柴油發电机的采购
3.1主要组成部分
一台普通型柴油发电机组主要由柴油机、发电机以及控制系统三部分组成，柴油机和发电机有两种连接方式，一为柔性连接，即用连轴器把两部分对接起来，二为刚性连接，用高强度螺栓将发电机钢性连接片和柴油机飞轮盘连接而成，目前市场上的柴油发电机组使用刚性连接的比较多一些，柴油机和发电机连接好之后安装在公共底架上，然后配上各种起保护作用的传感器，如水温传感器，通过这些传感器，直观地把柴油机的运行状态显示给操作员，而且有了这些传感器，就可以设定一个上限，当达到或超过这个限定值的时候控制系统会预先报警，这个时候如果操作员没有采取措施，控制系统会自动将机组停掉，柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用的。
3.2采购柴油发电机时的注意事项
（1）对选用多大功率的机组自己首先要确定，柴油机功率要比所选功率大30%以上，电机功率留出10%储备，假如有大功率单台电动机（非变频启动）需要柴油机功率大出电机功率的3倍方可顺利启动电动机。
（2）对选用怎样品牌价位的柴油机和发电机要有所选择，柴油机方面应考虑技术比较成熟的燃油消耗率低维修成本低可靠性高的配置，发电机选用国内正规批量生产无刷电机的厂家一般质量都能满足要求。
（3）机组控制单元的选择要考虑用户使用的场所来选择，比如租赁行业或操作人员不习惯使用液晶屏的单位可选用手动屏，自动化要求高的地方可选用全液晶屏。
（4）购买时还应防范不良厂家在发电机和柴油机功率上作假。
【参考文献】
[1]民用建筑电气设计规范.JGJ16-2008.
[2]高层民用建筑设计防火规范.GB50045-95（2005年版）.
[3]全国民用建筑工程设计技术措施-电气，2003.
[4]供配电系统设计规范.GB50052-2009.
【关键词】应急电源；容量；通风；排烟；采购
1.容量选择
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？经过查阅资料归纳出如下几点：
（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，则應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，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K■（一般取0.85-0.95），计算出计算容量P■=K■P∑，自备发电机组的功率按下式计算P=kP■/η式中：
P—自备发电机组的功率kw；
P■—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∑-P■）/η∑+ P■KCcosψm（KW）
P■—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；
C—全压起动C=l.0，Y—△起动C=0.67，自耦变压器起动50%抽头C=0.25，65%抽头C=0.42，80%抽头C=0.64。
（3）按起动电动机时母线容许电压降计算发电机容量P=P■KCX■″（1/△E-1）（kw）
P■一造成母线压降最大的电动机或成组起动电动机组的容量（kw）
K—电动机的起动电流倍数；
X■″—发电机的暂态电抗，一般取0.25；
△E—母线允许的瞬时电压降，有电梯时取0.20，无电梯时取0.25.在实际工作中，也可用系数法估算柴油发电机组的起动能力。
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。
工程实例：以某工程为例，该工程建筑面积10000m2，12层，为二类高层，保安性负荷主要为消防负荷，其容量为191kw，最大一台电动机为喷淋泵37kw，采用自耦降压80%抽头降压起动。
（1）按计算负荷计算P=kP■/η=1.1×191/1kw=210.1kw
（2）最大的单台电动机起动的需要计算：
P =（P∑-P■）/η∑+P■KCcosΨm
=（191—37）/0.85+37×6×0.64×0.4=238.0kw
（3）按起动电动机时发电机母线允许电压降计算：
P =P■KCX■″（1/△E-1）
=37×6×0.64×0.25（1/0.20-1）
=142.08 kw
根据以上计算，应选择≥238.0kw的发电机组一台，因此可选一台250kw机组。
2.柴油发电机房的平面布置、通风、排烟及噪声处理
2.1机房的平面布置
选择机房的平面位置时，应尽可能与变配电室相邻，因为这样便于接线，减少材料、电能的损耗，同时也便于管理。如果条件允许，机房最好设于首层，这样便于通风，散热，排烟，但在高层建筑和大中型商业建筑中，首层通常作为商业用房，业主一般不会同意此方案，而往往把机房设于地下室，此时，在选择机房位置方面应注意以下几点：
（1）机房要有一面靠外墙，这样设备通风、排烟比较容易处理。
（2）应注意机组的吊装，搬运和检修方便。一般利用停车库出入通道作为搬运通道，但若通道太小，应考虑吊装孔的位置。
（3）应避开潮湿之处，不要设在厕所，浴室，水池等经常积水场所的下面或隔壁，避免因厕所检修或楼板渗水影响机组的运行。
2.2机组的通风散热
柴油机，发电机及排烟管在运行时均散发热量，使机房温度升高，温度升高到一定程度将会影响发电机的出力，因此，必须采取措施来保证机组的冷却。在有足够的进风，排风通道的情况下，一般采用闭式水循环及风冷的整体式机组，否则可将排风机，散热管与机组主体分开，单独放在室外，用水管将室外散热管与柴油主机连接。 2.3排烟
在考虑发电机房排烟管系统时，应注意如下几点：
（1）使排烟系统尽量减少背压，因为废气阻力的增加将导致柴油机出力的下降及温升的增加。因此排烟管设计得越短越直越好。
（2）排烟管宜进行保温处理，以减少烫伤和减少热辐射使机房温度升高。
（3）应设消声器，以减少噪音。
2.4噪声的处理一般民用建筑中所选机组为高速机组，噪声比较大，为达到环保要求，机房内应设置吸声材料和采取消声措施
由于各个工程的实际情况千差万别，因此在选用应急柴油发电机组时，除应满足规范要求外，还应根据实际情况来设置，才能达到令人满意的效果。
3.柴油發电机的采购
3.1主要组成部分
一台普通型柴油发电机组主要由柴油机、发电机以及控制系统三部分组成，柴油机和发电机有两种连接方式，一为柔性连接，即用连轴器把两部分对接起来，二为刚性连接，用高强度螺栓将发电机钢性连接片和柴油机飞轮盘连接而成，目前市场上的柴油发电机组使用刚性连接的比较多一些，柴油机和发电机连接好之后安装在公共底架上，然后配上各种起保护作用的传感器，如水温传感器，通过这些传感器，直观地把柴油机的运行状态显示给操作员，而且有了这些传感器，就可以设定一个上限，当达到或超过这个限定值的时候控制系统会预先报警，这个时候如果操作员没有采取措施，控制系统会自动将机组停掉，柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用的。
3.2采购柴油发电机时的注意事项
（1）对选用多大功率的机组自己首先要确定，柴油机功率要比所选功率大30%以上，电机功率留出10%储备，假如有大功率单台电动机（非变频启动）需要柴油机功率大出电机功率的3倍方可顺利启动电动机。
（2）对选用怎样品牌价位的柴油机和发电机要有所选择，柴油机方面应考虑技术比较成熟的燃油消耗率低维修成本低可靠性高的配置，发电机选用国内正规批量生产无刷电机的厂家一般质量都能满足要求。
（3）机组控制单元的选择要考虑用户使用的场所来选择，比如租赁行业或操作人员不习惯使用液晶屏的单位可选用手动屏，自动化要求高的地方可选用全液晶屏。
（4）购买时还应防范不良厂家在发电机和柴油机功率上作假。
【参考文献】
[1]民用建筑电气设计规范.JGJ16-2008.
[2]高层民用建筑设计防火规范.GB50045-95（2005年版）.
[3]全国民用建筑工程设计技术措施-电气，2003.
[4]供配电系统设计规范.GB50052-2009.