新老民規(guī)的區(qū)別-電氣泰斗王金元講義之自備應(yīng)急電源6

6自備應(yīng)急電源一本章內(nèi)容與原版本相比主要有下列修改:1刪除了原規(guī)范中自備應(yīng)急燃氣發(fā)電機組。2增加了EPS應(yīng)急電源的內(nèi)容。二本章主要內(nèi)容1柴油發(fā)電機的選擇。6.1.2柴油發(fā)電機組的選擇，應(yīng)符合下列規(guī)定：1機組容量與臺數(shù)應(yīng)根據(jù)應(yīng)急負荷大小和投入順序以及單臺電動機最大啟動容量等因素綜合確定。當(dāng)應(yīng)急負荷較大時，可采用多機并列運行，機組臺數(shù)宜為2~4臺。當(dāng)受并列條件限制，可實施分區(qū)供電。當(dāng)用電負荷諧波較大時，應(yīng)考慮其對發(fā)電機的影響；

【注釋】機組的選擇第1款確定機組容量時，除考慮應(yīng)急負荷總?cè)萘恐?，?yīng)著重考慮啟動電動機容量。因單臺電動機最大啟動容量對確定機組容量有直接關(guān)系。另外機組能啟動電動機容量大小的因素又很多，它與發(fā)電機的技術(shù)性能、柴油機的調(diào)速性能和啟動時發(fā)電機所帶負荷大小和功率因數(shù)的高低、發(fā)電機的勵磁和調(diào)壓方式以及用電負荷對電壓指標(biāo)的要求等因素有關(guān)。因此，設(shè)計確定機組容量，應(yīng)具體分析區(qū)別對待。為了便于設(shè)計參考，對三相低壓柴油發(fā)電機組在空載時，能全電壓直接啟動的空載四極籠型三相異步電動機最大容量可參見表6-1。

但應(yīng)注意，表6-1所列數(shù)值，沒有考慮電動機直接啟動對機組母線電壓降加以限制，是以全電壓直接啟動電動機時，電動開關(guān)和失壓保護不應(yīng)跳閘為條件。在發(fā)電機組選型時應(yīng)考慮以下基本因素：1)負載的大小；2)用電設(shè)備瞬間電壓/頻率波動變化的允許值；3)用電設(shè)備穩(wěn)態(tài)電壓/頻率波動變化的允許值；4)可允許的諧波含量；5)機房的通風(fēng)、排煙狀況；6)負載的特性（如非線性負載、用電設(shè)備單機最大功率等）。

負載特性及負載大小是選擇發(fā)電機組最關(guān)鍵的因素。當(dāng)考慮負載特性時，以下幾點需深入分析：1)是否有對電壓，頻率要求特別高的負載，如電腦、通訊設(shè)備等；2)是否有大型的電動機負載，為何種啟動方式，是否頻繁啟動；3)是否有非線性負載，如整流器、UPS、高頻開關(guān)等；4)是否有頻率變化的固定負載，如發(fā)射機等；5)是否有產(chǎn)生再生功率的負載，如電梯等。2在方案及初步設(shè)計階段，柴油發(fā)電機容量可按配電變壓器總?cè)萘康?0%～20%進行估算。在施工圖設(shè)計階段，可根據(jù)一級負荷、消防負荷以及某些重要二級負荷的容量，按下列方法計算的最大容量確定：1）按穩(wěn)定負荷計算發(fā)電機容量；2）按最大的單臺電動機或成組電動機啟動的需要，計算發(fā)電機容量；3）按啟動電動機時，發(fā)電機母線允許電壓降計算發(fā)電機容量?！咀⑨尅康?款根據(jù)國內(nèi)外一些高層建筑用電指標(biāo)統(tǒng)計，應(yīng)急發(fā)電機容量約占供電變壓器總?cè)萘康?0％～20％。

國外建筑物配電變壓器容量一般選擇得較富余，因此后一個指標(biāo)偏差較大。根據(jù)我國現(xiàn)實情況，建筑物規(guī)模大時取下限，規(guī)模小時取上限。發(fā)電機組的容量可分別按下列公式計算：1按穩(wěn)定負荷計算發(fā)電機容量式中Pm啟動容量最大的電動機或成組電動機的容量（kW）cos電動機的啟動功率因數(shù)，一般取0.4；

K電動機的啟動倍數(shù)；

C按電動機啟動方式確定的系數(shù)；全壓啟動：C=1.0Y一△啟動C=0.67自耦變壓器啟動：50％抽頭C=0.2565％抽頭C=0.4280％抽頭C=0.64意義同公式（6-2）。ΔE應(yīng)急負荷中心母線允許的瞬時電壓降．一般ΔE取0.25～0.3（有電梯時取0.2UH）；

K、C意義同公式（6-3）。公式（6-4）適用于柴油發(fā)電機與應(yīng)急負荷中心距離很近的情況。

即，實際功率=額定功率×C％見表6-2、表6-3如果外界氣壓、溫度、濕度等條件不同時，應(yīng)按照表6-2、6-3、6-4、6-5中所列之校正系數(shù)進行校正。不同相對濕度和大氣壓下的（增壓）非增壓柴油機功率修正系數(shù)C%3當(dāng)有電梯負荷時，在全電壓啟動最大容量籠型電動機情況下，發(fā)電機母線電壓不應(yīng)低于額定電壓的80%；當(dāng)無電梯負荷時，其母線電壓不應(yīng)低于額定電壓的75%。當(dāng)條件允許時，電動機可采用降壓啟動方式；【注釋】

第3款規(guī)定母線電壓不得低于80％，包括下述幾方面的因素：1保證電動機有足夠的啟動轉(zhuǎn)矩，因啟動轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比；2不致因母線電壓過低而影響其它用電設(shè)備的正常工作，尤其是對電壓比較敏感的負荷；3要保證接觸器等開關(guān)接觸設(shè)備的吸引線圈能可靠的工作。當(dāng)直接啟動大容量的籠型電動機時，發(fā)電機母線的電壓降落太大，影響應(yīng)急電力設(shè)備啟動或正常運行時，不應(yīng)首先考慮加大發(fā)電機組的容量，而應(yīng)采取其它措施來減少發(fā)電機母線的電壓波動，例如采用降壓啟動方式等。

4多臺機組時，應(yīng)選擇型號、規(guī)格和特性相同的機組和配套設(shè)備；5宜選用高速柴油發(fā)電機組和無刷勵磁交流同步發(fā)電機，配自動電壓調(diào)整裝置。選用的機組應(yīng)裝設(shè)快速自啟動裝置和電源自動切換裝置。

【注釋】第5款據(jù)有關(guān)資料介紹，國外高層建筑中所采用的應(yīng)急柴油發(fā)電機組基本上為高速機組。目前國內(nèi)一些高層建筑用的應(yīng)急柴油發(fā)電機已向高速型轉(zhuǎn)化，此種機組具有體積小、重量輕、啟動運行可靠等優(yōu)點。無刷勵磁交流同步發(fā)電機的特點：當(dāng)與自動電壓調(diào)整裝置配套使用時，其靜態(tài)電壓調(diào)整率可保證在±1.0%~2.5％以內(nèi)。

這種類型機組能適應(yīng)各種運行方式，易于實現(xiàn)機組自動化或?qū)Πl(fā)電機組的遙控。目前國產(chǎn)柴油發(fā)電機組啟動時間可以小于15s，有的廠產(chǎn)品可在4~7s，保證值為15s。6.1.8發(fā)電機組的自啟動應(yīng)符合下列規(guī)定：1機組應(yīng)處于常備啟動狀態(tài)。一類高層建筑及火災(zāi)自動報警系統(tǒng)保護對象分級為一級建筑物的發(fā)電機組，應(yīng)設(shè)有自動啟動裝置，當(dāng)市電中斷時，機組應(yīng)立即啟動，并應(yīng)在30s內(nèi)供電；當(dāng)采用自動啟動有困難時，二類高層建筑及二級保護對象建筑物的發(fā)電機組，可采用手動啟動裝置；機組應(yīng)與市電聯(lián)鎖，不得與其并列運行。當(dāng)市電恢復(fù)時，機組應(yīng)自動退出工作，并延時停機；

【注釋】發(fā)電機組的自啟動第1款應(yīng)急機組是保證建筑物安全的重要設(shè)備，它的首要任務(wù)必須在應(yīng)急情況下，能夠可靠啟動并投入正常運行，以滿足使用要求。與市網(wǎng)不得并列運行，是考慮到一旦機組發(fā)生故障時，不要波及到市網(wǎng)，而擴大了故障范圍。如市網(wǎng)有故障，因與機組未并網(wǎng)，也易于臨機處理，避免發(fā)生意外事故。聯(lián)鎖的目的就是防止誤并列。

2為了避免防災(zāi)用電設(shè)備的電動機同時啟動而造成柴油發(fā)電機組熄火停機，用電設(shè)備應(yīng)具有不同延時，錯開啟動時間。重要性相同時，宜先啟動容量大的負荷；

3自啟動機組的操作電源、機組預(yù)熱系統(tǒng)、燃料油、潤滑油、冷卻水以及室內(nèi)環(huán)境溫度等均應(yīng)保證機組隨時啟動。水源及能源必須具有獨立性，不得受市電停電的影響；

【注釋】第3款機房在寒冷地區(qū)應(yīng)采暖，為保證機組應(yīng)急時順利啟動，機房最低溫度應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品要求。但一般不應(yīng)低于5℃，最高溫度不超過35℃，相對濕度小于75％。自啟動機組的冷卻水應(yīng)能自流供給，若水源不可靠，應(yīng)設(shè)儲水箱或儲水池。為了確保機組啟動具有足夠的能量，除機組具有充電能力外，在備用過程中應(yīng)具有浮充電裝置。

為保證機組在應(yīng)急時使用，必須儲備一定數(shù)量的燃料油，還應(yīng)設(shè)兩個以上柴油儲油箱，便于新油沉淀。

4自備應(yīng)急柴油發(fā)電機組自啟動宜采用電啟動方式，電啟動設(shè)備應(yīng)按下列要求設(shè)置：1）電啟動用蓄電池組電壓宜為12V或24V，容量應(yīng)按柴油機連續(xù)啟動不少于6次確定；2）蓄電池組宜靠近啟動電機設(shè)置，并應(yīng)防止油、水浸入；3）應(yīng)設(shè)置整流充電設(shè)備，其輸出電壓宜高于蓄電池組的電動勢50%，輸出電流不小于蓄電池10h放電率電流?！咀⑨尅康?款啟動蓄電池由機組隨機供給，工作電壓為12V或24V。機組啟動時啟動電流很大，為減少啟動電壓降，啟動蓄電池應(yīng)設(shè)置在機組的啟動電動機附近。因機組不經(jīng)常工作，為了補充蓄電池自放電，應(yīng)設(shè)置充電裝置。6.1.9發(fā)電機組的中性點工作制應(yīng)符合下列規(guī)定：1發(fā)電機中性點接地應(yīng)符合下列要求：1）只有單臺機組時，發(fā)電機中性點應(yīng)直接接地，機組的接地型式宜與低壓配電系統(tǒng)接地型式一致；2）當(dāng)兩臺機組并列運行時，機組的中性點應(yīng)經(jīng)刀開關(guān)接地。當(dāng)兩臺機組的中性導(dǎo)體存在環(huán)流時，應(yīng)只將其中一臺發(fā)電機的中性點接地；3）當(dāng)兩臺機組并列運行時，兩臺機組的中性點可經(jīng)限流電抗器接地。2發(fā)電機中性導(dǎo)體上的接地刀開關(guān)，可根據(jù)發(fā)電機允許的不對稱負荷電流及中性導(dǎo)體上可能出現(xiàn)的零序電流選擇；3采用電抗器限制中性導(dǎo)體環(huán)流時，電抗器的額定電流可按發(fā)電機額定電流的25%選擇，阻抗值可按通過額定電流時其端電壓小于10V選擇。

【注釋】發(fā)電機組的中性點工作制第1~3款三相四線制發(fā)電機組中性點是直接接地的，它的優(yōu)點是降低了系統(tǒng)的內(nèi)部過電壓倍數(shù)，一相接地后，相間電壓為中性點所固定，基本不會升高。而且電力與照明可以由同一發(fā)電機母線供電。在三相四線制中，當(dāng)兩臺或多臺機組并列運行時，中性導(dǎo)體就會產(chǎn)生三次諧波環(huán)流，環(huán)流的大小與下列因素有關(guān)：1三相負載的不平衡度；2兩機組有功負載分配的不平衡度；3兩機組無功負載分配即功率因數(shù)的差異程度。

又因中性點引出導(dǎo)體上的三次諧波電流，徒然使發(fā)電機發(fā)熱，降低其出力，必須加以限制，其限制中性導(dǎo)體電流的方法如下：1中性點引出導(dǎo)體上加裝刀開關(guān)。在每臺發(fā)電機的中性點引出導(dǎo)體上裝刀開關(guān)，以切斷發(fā)電機間諧波電流的環(huán)流回路。在運行中根據(jù)諧波電流的大小和分布情況，決定斷開一臺發(fā)電機的中性點引出導(dǎo)體，但至少應(yīng)保持一臺發(fā)電機的中性點和中性母線接通，以保證對220V設(shè)備的供電。但這種方法的缺點是把220V的不平衡（零序）負荷完全加在少數(shù)發(fā)電機上，加大了這些發(fā)電機三相負荷的不平衡程度，而且系統(tǒng)單相接地短路電流也集中在這些發(fā)電機上。

2中性點引出導(dǎo)體上裝設(shè)電抗器。在每臺發(fā)電機的中性點引出導(dǎo)體上裝設(shè)電抗器，在保持中性母線電位偏移不大的條件下，有效地限制了中性點引出導(dǎo)體的諧波電流在允許范圍內(nèi)。6.1.10柴油發(fā)電機組的自動化應(yīng)符合下列規(guī)定：1機組與電力系統(tǒng)電源不應(yīng)并網(wǎng)運行，并應(yīng)設(shè)置可靠聯(lián)鎖；2選擇自啟動機組應(yīng)符合下列要求：1）當(dāng)市電中斷供電時，單臺機組應(yīng)能自動啟動，并應(yīng)在30s內(nèi)向負荷供電；2）當(dāng)市電恢復(fù)供電后，應(yīng)自動切換并延時停機；

4）應(yīng)自動控制負荷的投入和切除；5）應(yīng)自動控制附屬設(shè)備及自動轉(zhuǎn)換冷卻方式和通風(fēng)方式。3機組并列運行時，宜采用手動準同期。當(dāng)兩臺自啟動機組需并車時，應(yīng)采用自動同期，并應(yīng)在機組間同期后再向負荷供電。

【注釋】柴油發(fā)電機組的自動化第2款機組作為應(yīng)急電源時應(yīng)設(shè)自啟動裝置，即當(dāng)市電中斷供電時，機組自動啟動，并在30s內(nèi)向負荷供電。當(dāng)市電恢復(fù)正常后，能自動或手動切換電源停機，其它均為就地操作。

近年來柴油發(fā)電機組自動化控制發(fā)展很快，在許多工程中已廣泛應(yīng)用，控制系統(tǒng)已從最早的繼電器系統(tǒng)，發(fā)展至今的計算機控制系統(tǒng)?？刂乒δ芤驯容^完善，可以做到機組無人值守。自動化機組具有自啟動、自動調(diào)壓、自動調(diào)頻、自動調(diào)載、自動并車、按負荷大小自動增減機組、故障自動處理及輔機自動控制等功能。按照國標(biāo)《自動化柴油發(fā)電機組分級要求》，其自動化程度分為三級，可依具體工程選定。第3款機組并車方法，包括手動準同期及自動同期并車。即在頻率相同、電壓相位相同時并車。

手動準同期方法，并車時沖擊電流小，但操作要求高，特別在負荷波動和事故情況下要使待接入的發(fā)電機和運行的發(fā)電機的頻率相同、電壓相同、相位一致會有一定困難，所以應(yīng)急發(fā)電機組并車宜采用自動同期法。并車裝置可以使多臺發(fā)電機組同時并列工作，并根據(jù)負載的多少而自動將發(fā)電機組并車或停機，以達到最經(jīng)濟最佳的運行狀態(tài)，還可以遠程監(jiān)控對運行參數(shù)做分析報告。6.2應(yīng)急電源裝置（EPS）6.2.1本節(jié)適用于應(yīng)急電源裝置（EPS）用作為應(yīng)急照明系統(tǒng)備用電源時的選擇和配電設(shè)計。

【注釋】EPS（EmergencyPowerSystem）應(yīng)急電源裝置是由電力變流器、儲能裝置（蓄電池）和轉(zhuǎn)換開關(guān)（電子式或機械式）等組合而成的一種電源設(shè)備。這種電源設(shè)備在交流輸入電源正常時，交流輸入電源通過轉(zhuǎn)換開關(guān)直接輸出。交流輸入電源同時通過充電器對蓄電池組進行充電。發(fā)生中斷（如電力中斷、電壓不符合供電要求）時，EPS裝置利用蓄電池組的儲能放電經(jīng)過逆變器變換并且經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至應(yīng)急狀態(tài)向負荷供電。

由于EPS應(yīng)急電源裝置，目前尚無統(tǒng)一的國家標(biāo)準，各生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，其技術(shù)性能極不一致。為安全、可靠，本規(guī)范僅對EPS應(yīng)急電源裝置在建筑物應(yīng)急照明系統(tǒng)中的應(yīng)用做了相關(guān)規(guī)定。6.2.2EPS裝置的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定：1EPS裝置應(yīng)按負荷性質(zhì)、負荷容量及備用供電時間等要求選擇；2EPS裝置可分為交流制式及直流制式。電感性和混合性的照明負荷宜選用交流制式；純阻性及交、直流共用的照明負荷宜選用直流制式；3EPS的額定輸出功率不應(yīng)小于所連接的應(yīng)急照明負荷總?cè)萘康?.3倍；4EPS的蓄電池初裝容量，應(yīng)保證備用時間不小于90min；5EPS裝置的切換時間，應(yīng)滿足下列要求：1）用作安全照明電源裝置時，不應(yīng)大于0.25s；2）用作疏散照明電源裝置時，不應(yīng)大于5s；3）用作備用照明電源裝置時，不應(yīng)大于5s；金融、商業(yè)交易場所不