探討應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組容量的計(jì)算

1、    探討應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組容量的計(jì)算    童玉國(guó)摘 要：本文結(jié)合工程實(shí)例，淺談民用建筑中發(fā)電機(jī)組容量的計(jì)算及選型原則。關(guān)鍵詞：應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)；穩(wěn)定負(fù)荷；尖鋒負(fù)荷；母線允許電壓降現(xiàn)代高層建筑中，選擇柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源，已屬司空見慣；關(guān)于其容量確定的理論文章，也屢見于報(bào)刊。但在實(shí)際工程應(yīng)用中，許多設(shè)計(jì)人員仍有茫然無序、頗費(fèi)周折之感。到底如何快而準(zhǔn)地計(jì)算發(fā)電機(jī)容量，一直都是值得探討的重要課題。1應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的供電范圍按照iec和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，發(fā)電機(jī)組主要是為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷及消防負(fù)荷供電。除此之外，為充分發(fā)揮柴油發(fā)電機(jī)組的作用，還可以

2、向一些比較重要的商用負(fù)荷供電。2應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組計(jì)算中的幾個(gè)原則問題2.1按火災(zāi)和非火災(zāi)兩種情況分別計(jì)算2.1.1應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組火災(zāi)情況下的負(fù)荷計(jì)算在進(jìn)行火災(zāi)情況下應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的規(guī)定，對(duì)建筑群和住宅小區(qū)按一個(gè)建筑發(fā)生火災(zāi)計(jì)算，對(duì)一個(gè)建筑按一個(gè)防火分區(qū)發(fā)生火災(zāi)計(jì)算。此時(shí)消防負(fù)荷包括：全部消防電梯、全部應(yīng)急照明、加上發(fā)生火災(zāi)時(shí)，根據(jù)防火分區(qū)所使用的消防負(fù)荷包括：如消火栓泵、噴淋泵、防排煙風(fēng)機(jī)等。大多數(shù)工程是與地下室、塔樓相對(duì)應(yīng)的首層防火分區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防負(fù)荷最大。此時(shí)投放使用的防排煙風(fēng)機(jī)有地下室、首層、二層對(duì)應(yīng)防火分區(qū)的防排煙風(fēng)機(jī)。對(duì)于復(fù)雜工程，發(fā)生火災(zāi)時(shí)投

3、入使用的消火栓泵、噴淋泵、防排煙風(fēng)機(jī)的數(shù)量應(yīng)由相關(guān)專業(yè)提出。2.1.2應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組非火災(zāi)情況下的負(fù)荷計(jì)算應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組非火災(zāi)情況下的負(fù)荷計(jì)算時(shí)，除考慮由發(fā)電機(jī)供電的一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷外，還應(yīng)考慮消防電梯，平時(shí)與火災(zāi)兼用的應(yīng)急照明、通風(fēng)機(jī)、新風(fēng)機(jī)組等消防負(fù)荷。此外還需要根據(jù)工程實(shí)際情況考慮一些并非特別重要工程外，多數(shù)是根據(jù)發(fā)電機(jī)容量確定對(duì)這部份負(fù)荷的供電范圍，以免供電范圍過大超過了發(fā)電機(jī)的負(fù)荷能力。2.2應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組負(fù)荷計(jì)算的需要系數(shù)消防負(fù)荷中的電動(dòng)機(jī)類負(fù)荷，除消防電梯外，同一用電設(shè)備組的設(shè)備在火災(zāi)時(shí)投入運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，一般情況下不會(huì)超過3臺(tái)，可認(rèn)為需要系數(shù)為1。對(duì)于超高層建筑在高區(qū)消

4、火栓系統(tǒng)、噴灑系統(tǒng)采用接力方式供水時(shí)，水泵用電設(shè)備組投入運(yùn)行的臺(tái)數(shù)可能超過3臺(tái)，消防電梯同時(shí)使用的臺(tái)數(shù)也可能超過3臺(tái)，此時(shí)的需要系數(shù)也要比同類用電設(shè)備在正常負(fù)荷計(jì)算時(shí)所取的需要系數(shù)酌情加以放大。3應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組容量的估算（方案及初部階段）3.1按配電變壓器容量估算：可按配電變壓器容量的1020%估算柴油發(fā)電機(jī)組的容量。3.2按建筑面積估算：對(duì)于10000以上的大型建筑，按1520w/估算；對(duì)于小于10000的中小型建筑可按1015w/估算。3.3按起動(dòng)單臺(tái)或成組電動(dòng)機(jī)容量：pn.gk * pm 式中：pn.g-應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的額定有功功率，kw；k -最大一臺(tái)（組）電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)；k

5、值見表1。pm -最大一臺(tái)（組）電動(dòng)機(jī)的額定功率，kw。4施工圖階段發(fā)電機(jī)容量的計(jì)算4.1應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組容量可按下式計(jì)算p1=k * pep2=（k1 * p1 ）/k2式中：pe -按火災(zāi)與非火災(zāi)情況計(jì)算發(fā)電機(jī)在最不利防火分區(qū)的設(shè)備總負(fù)荷，kw；p1-設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，kw；k -根據(jù)實(shí)際情況選擇需要系數(shù)，一般取0.850.95；k1 -可靠系數(shù)，一般取1.1；k2-發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行不均勻系數(shù)一般取0.9，單臺(tái)取1。4.2按最大單臺(tái)或成組電動(dòng)機(jī)尖鋒負(fù)荷計(jì)算po=（p1 pm）/pmax=po+ pm * k * c * cos式中：po -電動(dòng)機(jī)（組）起動(dòng)前發(fā)電機(jī)正常的計(jì)算負(fù)荷，kw；-總負(fù)荷

6、的綜合效率，一般取0.85；k-電動(dòng)機(jī)的全壓起動(dòng)倍數(shù)；c-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=0.64。4.3按起動(dòng)單臺(tái)或成組電動(dòng)機(jī)時(shí)母線允許電壓下降計(jì)算p3=pm * k * c * xd *（1/e-1）式中：xd發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗，一般取0.25；e母線允許的瞬時(shí)電壓降，有電梯時(shí)取0.20，無電梯時(shí)取0.25。4.4設(shè)備啟動(dòng)方式的選擇限制假設(shè)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式僅限于全壓、星三角、自耦三種），其發(fā)電機(jī)組容量為最小。（1）當(dāng)最不利防火分區(qū)消防設(shè)備總安裝功率pe，不小于某單臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定功率prm的11倍時(shí)，即pe11p

7、rm時(shí)，該單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式不受限制，采用全壓或降壓?jiǎn)?dòng)均可。（2）當(dāng)11prm>pe3.5prm時(shí)，該單臺(tái)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用采星三角或自耦80%抽頭啟動(dòng)。（3）當(dāng)3.5prm>pe2.5prm時(shí)，該單臺(tái)電動(dòng)機(jī)只應(yīng)采用星三角啟動(dòng)。4.5工程實(shí)例：該工程為建筑面積130000，612層的多層及二類高層住宅及車庫，按消防設(shè)備負(fù)荷計(jì)算發(fā)電機(jī)容量，其總負(fù)荷為239kw，最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)為噴淋泵55kw，因11x55kw>239kw>3.5x55kw，故采用自耦降壓80%抽頭降壓起動(dòng)。按穩(wěn)定負(fù)荷計(jì)算：p1=k * pe =0.85 * 239=203.2kwp2=（k1 * p1 ）/k2=1.1 * 203.2/1=223.5kw最大的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)尖鋒負(fù)荷計(jì)算：po=（p1 pm）/ =（203.2-55）/0.85=174.3kwpmax=po+ pm *k * c * cos=174.3+55 * （7 * 0.64 * 0.4）=272.9kw按起動(dòng)單臺(tái)或成組電動(dòng)機(jī)時(shí)母線允許電壓下降計(jì)算：p3=pm * k * c * xd *（1/e-1）=55 * 7 * 0.64 * 0.25（1/0.2-1）=246.4kw5結(jié)論根據(jù)以上計(jì)算，應(yīng)選擇272.9kw的發(fā)電機(jī)組一臺(tái)，因此可選280kw的機(jī)組。 科學(xué)與財(cái)富2016年36期科學(xué)與財(cái)富