應急柴油發電機組的設置與設計分析

呂孫建

廈門合立道工程設計集團股份有限公司（361000）

應急柴油發電機組的設置與設計分析

呂孫建

廈門合立道工程設計集團股份有限公司（361000）

從發電機容量確定和選擇、應急柴油發電機與市電接線和連鎖、發電機機房設計三方面進行系統闡述，確保應急柴油發電機組設置合理性的同時實現其優化設計。

應急柴油發電機組；民用建筑；市電接線；機房

1 發電機容量確定和選擇

1）消防狀態下，外電停電時

針對這種情況，應明確應急柴油發電機的供電范圍，包括消防泵、防排煙風機、應急照明、消防電梯等負荷。設計過程中為了獲得較為準確的消防負荷計算結果，應結合行業技術規范及建筑物的實際概況，按“無地下室及大面積裙樓時，消防設備僅考慮最大一個塔樓消防用電負荷。有地下室或大面積裙樓時，消防設備僅考慮地下室最大一個防火分區內消防負荷。如該防火分區包括塔樓范圍，則加上該塔樓的消防負荷。”根據要計算的消防負荷，將柴油發電機數量控制在合理的范圍內。

2）非消防狀態下，外電停電時

針對這種情況,先應明確發電機的供電范圍,包括通信機房、生活水泵、樓道照明、電梯、地下室照明等。確定發電機容量時應適當的考慮商業用電，或者其他非消防重要負荷。

通過對以上兩種情況的分析，確定穩定負荷計算的發電機容量時，應選取以上兩種情況中用電負荷較大的，進而以最大的單臺電動機或成組電動機起動的需要，或啟動電動機時發電機母線允許電壓降所需的發電機容量為參照，確定發電機的容量大小。針對大型住宅小區，選擇時應考慮這些方面：與給排水專業保持一致；對電機起動順序進行必要的調整，并將起動時間錯開；對于功率較大的消防水泵，應選擇起動時間短、造價成本低的起動方式。

2 應急柴油發電機與市電接線和連鎖

為了使應急柴油發電機組與市電接線、連鎖能夠達到預期的效果，應明確這些方面的具體要求：

發電機與市電之間應按照合理的方式設置連鎖，避免二者并網運行。根據供電部門要求選用性能可靠的機械鎖。

應急柴油發電機與市電接線時應保持靈活性，避免各類事故的發生，充分發揮應急柴油發電機的作用，確保市電的正常使用。

各種技術規范要求消防負荷雙電源應在末端切換。因此，需要結合實際情況進行末端切換設計，確保市電停電時應急柴油發電機能夠發揮應有的作用，滿足市電正常供電的實際需求，實現應急柴油發電機與市電的正常接線與連鎖。某高層建筑住宅小區所采用的方案示意圖如圖1所示。

圖1 某高層建筑住宅小區所采用的方案示意圖

末端切換方式的優勢在于：任何情況下消防負荷的兩路電源可以進行末端切換。同時,這種方案不僅滿足了消防負荷供電需求，也滿足了其他非消防重要負荷的供電需求，具有良好的靈活性。低壓開關之間有電氣及鑰匙程序連鎖，保證三個開關最多只能同時合兩個。因此,應急柴油發電機與市電接線與連鎖中應重視該方案的合理運用，確保發電機工作能夠達到市電的實際需求，為用戶正常用電提供保障，確保市電停電情況下用戶用電不會受到太大影響。

3 發電機機房設計

結合高層建筑的實際概況及應急柴油發電機的功能特性，在確定發電機房時應充分考慮其占用面積，避免對建筑物造成不利影響。因此，開展應急柴油發電機房的設計時，要明確具體的設計要點，最大限度地發揮發電機的作用。

1）柴油發電機房的確定

當前高層建筑的發電機房一般設置在裙房內或者地下室的某些區域。如果在地下層進行布置，在設計過程中需要注意協調各方面之間的關系，比如說防潮、通風、排煙、減振、降噪等，這些因素對于柴油發電機房的確定有著非常大的影響。

發電機機房要根據地方要求而設置，例如福建省就出臺相關標準條文：新建住宅小區室外地面± 0.00標高低于城市防澇用地高程或當地歷史最高洪水位的，其變配電站房、備用發電機用房、消控中心、開關站、環網室等10 kV公共網絡干線節點設備應設置在地面一層及一層以上，并高于當地防澇用地高程。

2）機房設備的布置

進行機房設備布置時,需要考慮到機組容量、機組臺數等方面情況，依照緊湊、合理、經濟原則，方便之后進行安裝和維護，同時避免存在較大的安全隱患。如果當發電機房只設一臺機組時,如果機組容量在500 kW及以下，那么就可以不用設置控制室，在發電機端部或者側面進行控制屏以及配電瓶的布置，在檢修通道設置方面，需要保證屏前與發電機端部距離超過2 m，與發電機側面超過1.5 m。如果發電機房的布置的是單臺電機，其容量超過500 kW,或者布置的是多太機組，為了保證之后在維護、管理、控制方面的便捷性，需要設置專門的控制室。在控制舍中需要放置控制屏、操作臺、配電箱等裝置。在布置要求方面，需要按照低壓配電室的要求來進行。機房內的機組盡量水平或者垂直布置，這種方式最大的特點是可以保證機組中心線和機房中軸線之間的垂直性，方便之后進行操作管理，同時這種布置方式不需要消耗較多的管線。機房、配電室以及控制室之間如果不存在較大的距離，那么需要盡量將發電機出線端靠近控制室和配電室側。

3）機房配電線纜選擇與敷設

柴油發電機房宜按潮濕環境選擇電力電纜或絕緣電線；發電機配電屏的引出線宜采用耐火型銅芯電纜、耐火型封閉式母線或礦物絕緣電纜；控制線路、測量線路、勵磁線路應選擇銅芯控制電纜或銅芯電線；控制線路、勵磁線路和電力配線宜穿鋼導管埋地敷設或采用電纜沿電纜溝敷設。

4）機房接地

柴油發電機房一般采用三種接地方式：①工作接地：發電機中性點接地。②保護接地：電氣設備正常不帶電的金屬外殼接地。③防靜電接地：避免因為靜電導致各類安全事故的出現。不同的接地方式可以與其他建筑接地結合使用。

5）燃油的存放

機房內應設置儲油間，其總儲存量不應大于1 m3，發電機所使用的柴油的閃點不應小于60°C。

6）機房的土建條件

在機房尺寸設置方面。在進行小機型機房尺寸的設置時，如果其各個部件屬于整體設備，那么需要在機組與墻之間需要布置有1.5 m的檢查通道，同時保證機組中線線和機房中垂線之間的重合性，在熱風出口百葉窗附近位置布置散熱器，通過對這些因素的考慮，可以準確計算出機房的各項尺寸。

在布置機房出入口時，盡量布置兩個，一個用來進行機組的搬運，按照甲級防火門的標準進行出入口門的設置，同時做好隔音處理，開向朝外；在發電機組、控制室、配電室之間的門需要專門進行隔音、防火處理，開向朝發電機組房，同樣按照甲級防火門標準設計；在柴油機散熱器位置需要有熱風排出百葉窗。如果沒有風冷機組，還需要預留冷卻水管道孔。

在儲油間，需要使用耐火極限超過3.00 h的防火墻，將儲油間和發電機隔離，如果需要在防火墻上開設門窗，那么需要按照甲級防火標準設計。

確定好機組高度以及之后的排煙方向確定工作，提前留置排煙管道套管。

考慮好機組重量，要做好基礎的建設。根據機組底盤大小，選擇合理的機座尺寸，同時預留地腳螺栓。在機組基礎處，還需要有相關的減振措施，比如機組在運行過程中受到較大的振動干擾，如果機組布置在主體建筑或者地下層，還需要注意其與建筑之間的共振。

預埋管以及電纜溝的位置需要結合進出線位置以及電控箱位置來確定。

避免將柴油機房的進出風設置在同一面墻上，如果設置在同一面墻，將很有可能會產生氣流短路現象，很大程度上降低實際散熱效果。如果受到施工條件方面限制，那么需要將進風口設置在下部位置，同時保證與出風口之間有著3 m以上的距離。出風口面積需要超過柴油機散熱面積的1.5倍，進風口面積需要超過1.6倍。

重視應急柴油發電機房的科學設計，有利于優化發電機組的工作性能，保持機組正常工作，使發電機的正常工作能夠達到現代建筑物的實際需求。不斷完善建筑物的整體服務功能，優化高層民用建筑組成結構。

4 總結

供電設備能否正常工作，關系著住宅小區整體的服務水平。因此，確保設備的正常供電，應合理設置應急柴油發電機組，運用科學的設計方法優化其工作性能，降低機組長期使用中的故障發生率，增強電力供應可靠性。同時，應重視應急柴油發電機組容量的有效選擇,并加強機房設計，促使停電狀況下或者住宅區供電不穩定時應急柴油發電機組能夠充分發揮其優勢，確保用戶的正常生產生活不受影響。

[1]楊建華.柴油發電機組在建筑配電中的選擇與機房設計[J].中華建設,2012(7)：140-141.

[2]張俊.應急柴油發電機組設計的幾點思考[J].智能建筑與城市信息,2013(9)：84-86.