柴油發(fā)電機供電方案應(yīng)用的探討

王志學(xué)

摘? 要：通過對柴油發(fā)電機幾種典型供電方案的分析，探討其各自的特點、優(yōu)勢和缺點、適用的場所等方面。并提出柴油發(fā)電機供電設(shè)計中一些需要注意的問題和處理措施，與同仁們分享。

關(guān)鍵詞：柴油發(fā)電機;自備電源;供配電系統(tǒng);負荷等級;應(yīng)急電源;備用電源;保障負荷;消防負荷

中圖分類號：TM31? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）14-0173-02

Abstract： Based on the analysis of several typical power supply schemes of diesel generator， their respective characteristics， advantages and disadvantages， applicable places and so on are discussed. Some problems needing attention and the treatment measures for the power supply design of diesel generator are put forward and shared.

Keywords： diesel generator; self-provided power supply; power supply and distribution system; load grade; emergency power supply; standby power supply; guarantee load; fire protection load

引言

柴油發(fā)電機的供電設(shè)計是電氣設(shè)計的一個重要組成部分，其設(shè)計方案的優(yōu)劣將直接影響整個供配電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性。市場需要設(shè)計師提供滿足客戶需要的成熟可靠，操作安全，維修方便的配電系統(tǒng)。筆者就參與的電氣設(shè)計中一些工程積累，總結(jié)了幾種典型的柴油發(fā)電機供電接線方案，分析其各自的特點、優(yōu)勢和缺點、適用項目等，在此同大家一起探討。

1 柴油發(fā)電機組在供電設(shè)計中的設(shè)置需求

自備電源分為應(yīng)急電源和備用電源。應(yīng)急電源是為了人身安全以及避免造成重大損失或重大社會影響而設(shè)置的電源，其特點是滿足人員疏散和滅火等要求，供電時間較短。備用電源是正常電源中斷時，出于非安全原因，用于維持向用電設(shè)備供電的電源，其特點是滿足生產(chǎn)和經(jīng)營等需求，供電時間長，非安全因素。自備電源有多種形式，其中被廣泛應(yīng)用的是配置柴油發(fā)電機組，那么柴油發(fā)電機供電設(shè)計的合理性就顯得非常重要了。

柴油發(fā)電機作為一種自備電源主要的解決方案，其容量應(yīng)按應(yīng)急電源或備用電源負荷較大者選擇。正確地選擇柴油發(fā)電機供電方案就成了關(guān)乎整個供電系統(tǒng)設(shè)計是否具有合理性、可靠性、安全性等很重要的一個方面。

2 幾種典型柴油發(fā)電機供電接線方案的特點及其應(yīng)用

根據(jù)多年的供電設(shè)計經(jīng)驗，選擇了幾種在工程中應(yīng)用的柴油發(fā)電機典型的供電接線方案供大家一起討論。主要從各方案的接線特點、優(yōu)缺點、適用場所等幾個方面進行分析、探討。

2.1 方案一

圖1所示接線系統(tǒng)圖：

接線特點：消防和非消防負荷電源不分組，消防負荷和非消防負荷各自有專用母線段，消防備用回路為冷備用。

優(yōu)缺點：接線簡單，造價低，消防負荷受非消防負荷故障的影響較大。

適用場所：適用于自備電源設(shè)置容量不大，消防可靠性要求不高的建筑。

柴油發(fā)電機供電接線也可稍作變形，成為熱備用，當主用配電回路線路故障或維護檢修時可不啟動柴油發(fā)電機組繼續(xù)供電，進一步增加供電可靠性。

2.2 方案二

圖2所示接線系統(tǒng)圖：

接線特點：消防和非消防負荷電源分組，消防負荷和非消防負荷各自有專用母線段，消防負荷和非消防的保障負荷均為末端切換。

優(yōu)缺點：接線較復(fù)雜，造價較高，消防負荷受非消防負荷故障的影響較小。

適用場所：消防可靠性要求高的建筑，被廣泛采用。

2.3 方案三

圖3所示接線系統(tǒng)圖：

接線特點：消防和非消防負荷電源分組，消防負荷和非消防負荷各自有專用母線段，消防負荷和非消防的保障負荷均為末端切換。

優(yōu)缺點：接線較復(fù)雜，造價較高，消防負荷受非消防負荷故障的影響較小;需要在建筑物主體外設(shè)置專用的儲油設(shè)施，設(shè)置專用的卸油泵、供油泵及供油管路。

適用場所：消防可靠性要求高。并且符合下列任一情形時，宜選用10kV中壓柴油發(fā)電機組：設(shè)計中柴油發(fā)電機組的總?cè)萘看笥?200kW時;經(jīng)計算采用低壓供電不滿足電壓降要求時;需向高壓設(shè)備供電時。

上述各方案中關(guān)于消防和非消防負荷電源分組的概念，是和《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018年版）的第10.1.6條條文解釋中“負荷分組”概念一致的。

3 設(shè)計中需要注意的問題

3.1 柴油發(fā)電機不同地區(qū)設(shè)置的要求

規(guī)范中規(guī)定雙重電源供電就可以滿足消防電源要求。部分地區(qū)供電部門在供電方案批復(fù)中，即使批準了雙重電源供電，因不能承諾滿足消防電源的供電要求，仍會要求項目為消防負荷設(shè)置柴油發(fā)電機。這就需要在項目設(shè)計的前期，盡量收集影響供電方案的相關(guān)資料，了解當?shù)毓╇姴块T的特殊需求，避免設(shè)計后期大量調(diào)整和返工。

3.2 柴油發(fā)電機房設(shè)置樓層的認定

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018年版）的第5.4.13條中，要求柴油發(fā)電機房宜設(shè)置首層或地下一、二層。在一些城市有部分項目是坡地建筑，存在退臺設(shè)計。比如負三層屋面可直通室外，柴油發(fā)電機房所在防火分區(qū)的疏散樓梯從負二層就可通向室外，可以認為此層為相對首層。柴油發(fā)電機房設(shè)在負四層就相當于在負二層，可以認為滿足規(guī)范要求。特別需要說明，上述相對樓層的概念僅限于認定電氣機房的樓層，不是建筑的概念。

3.3 柴油發(fā)電機房標高的影響

因部分建筑可能位于江、湖、水庫等旁，設(shè)計時需要特別注意，應(yīng)根據(jù)當?shù)貧庀蟛块T記載的洪水資料數(shù)據(jù)、建筑物的防洪標準以及建筑物內(nèi)排水系統(tǒng)的可靠性和事故時出現(xiàn)的積水量確定需要設(shè)計的抗水措施。

4 結(jié)束語

通過上述幾個柴油發(fā)電機典型接線方案的分析對比，可以看到這幾個方案不是優(yōu)劣的關(guān)系，而是各有其特點，適用不同類型的工程，設(shè)計要做的是基于技術(shù)先進性和經(jīng)濟性平衡的原則，選用合適的方案。在設(shè)計中根據(jù)不同的工程實際，設(shè)計人要做充分地了解，結(jié)合工程情況，在滿足可靠性的前提下，應(yīng)統(tǒng)籌考慮建設(shè)成本和運維成本。柴油發(fā)電機供電系統(tǒng)的成功設(shè)計，使其在關(guān)鍵時刻能發(fā)揮真正的作用。

參考文獻：

[1]中國建筑東北設(shè)計研究院.JGJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]中國航空規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司.工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊（第4版）[M].北京：中國電力出版社，2016.

[3]中機中電設(shè)計研究院有限公司.GB5050054-2011低壓配電設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2012.

[4]公安部天津消防研究所，公安部四川消防研究所.GB50016-2014建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2015.

[5]中國聯(lián)合工程公司.GB50052-2009供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2010.

[6]中機中電設(shè)計研究院有限公司.GB50053-201320kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2012.

[7]中國建筑標準設(shè)計研究院.JGJ242-2011住宅建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.