新老民規(guī)的區(qū)別-電氣泰斗王金元講義之自備應急電源6

6自備應急電源一本章內容與原版本相比主要有下列修改:1刪除了原規(guī)范中自備應急燃氣發(fā)電機組。2增加了EPS應急電源的內容。二本章主要內容1柴油發(fā)電機的選擇。6.1.2柴油發(fā)電機組的選擇，應符合下列規(guī)定：1機組容量與臺數應根據應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。當應急負荷較大時，可采用多機并列運行，機組臺數宜為2~4臺。當受并列條件限制，可實施分區(qū)供電。當用電負荷諧波較大時，應考慮其對發(fā)電機的影響；

【注釋】機組的選擇第1款確定機組容量時，除考慮應急負荷總容量之外，應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)電機的技術性能、柴油機的調速性能和啟動時發(fā)電機所帶負荷大小和功率因數的高低、發(fā)電機的勵磁和調壓方式以及用電負荷對電壓指標的要求等因素有關。因此，設計確定機組容量，應具體分析區(qū)別對待。為了便于設計參考，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。

但應注意，表6-1所列數值，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，電動開關和失壓保護不應跳閘為條件。在發(fā)電機組選型時應考慮以下基本因素：1)負載的大??；2)用電設備瞬間電壓/頻率波動變化的允許值；3)用電設備穩(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、排煙狀況；6)負載的特性（如非線性負載、用電設備單機最大功率等）。

負載特性及負載大小是選擇發(fā)電機組最關鍵的因素。當考慮負載特性時，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)是否有產生再生功率的負載，如電梯等。2在方案及初步設計階段，柴油發(fā)電機容量可按配電變壓器總容量的10%～20%進行估算。在施工圖設計階段，可根據一級負荷、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?款根據國內外一些高層建筑用電指標統計，應急發(fā)電機容量約占供電變壓器總容量的10％～20％。

國外建筑物配電變壓器容量一般選擇得較富余，因此后一個指標偏差較大。根據我國現實情況，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，一般取0.4；

K電動機的啟動倍數；

C按電動機啟動方式確定的系數；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，應按照表6-2、6-3、6-4、6-5中所列之校正系數進行校正。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C%3當有電梯負荷時，在全電壓啟動最大容量籠型電動機情況下，發(fā)電機母線電壓不應低于額定電壓的80%；當無電梯負荷時，其母線電壓不應低于額定電壓的75%。當條件允許時，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矩，因啟動轉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接觸設備的吸引線圈能可靠的工作。當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，影響應急電力設備啟動或正常運行時，不應首先考慮加大發(fā)電機組的容量，而應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，應選擇型號、規(guī)格和特性相同的機組和配套設備；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，配自動電壓調整裝置。選用的機組應裝設快速自啟動裝置和電源自動切換裝置。

【注釋】第5款據有關資料介紹，國外高層建筑中所采用的應急柴油發(fā)電機組基本上為高速機組。目前國內一些高層建筑用的應急柴油發(fā)電機已向高速型轉化，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：當與自動電壓調整裝置配套使用時，其靜態(tài)電壓調整率可保證在±1.0%~2.5％以內。

這種類型機組能適應各種運行方式，易于實現機組自動化或對發(fā)電機組的遙控。目前國產柴油發(fā)電機組啟動時間可以小于15s，有的廠產品可在4~7s，保證值為15s。6.1.8發(fā)電機組的自啟動應符合下列規(guī)定：1機組應處于常備啟動狀態(tài)。一類高層建筑及火災自動報警系統保護對象分級為一級建筑物的發(fā)電機組，應設有自動啟動裝置，當市電中斷時，機組應立即啟動，并應在30s內供電；當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；機組應與市電聯鎖，不得與其并列運行。當市電恢復時，機組應自動退出工作，并延時停機；

【注釋】發(fā)電機組的自啟動第1款應急機組是保證建筑物安全的重要設備，它的首要任務必須在應急情況下，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，而擴大了故障范圍。如市網有故障，因與機組未并網，也易于臨機處理，避免發(fā)生意外事故。聯鎖的目的就是防止誤并列。

2為了避免防災用電設備的電動機同時啟動而造成柴油發(fā)電機組熄火停機，用電設備應具有不同延時，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、機組預熱系統、燃料油、潤滑油、冷卻水以及室內環(huán)境溫度等均應保證機組隨時啟動。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)應采暖，為保證機組應急時順利啟動，機房最低溫度應根據產品要求。但一般不應低于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能自流供給，若水源不可靠，應設儲水箱或儲水池。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，在備用過程中應具有浮充電裝置。

為保證機組在應急時使用，必須儲備一定數量的燃料油，還應設兩個以上柴油儲油箱，便于新油沉淀。

4自備應急柴油發(fā)電機組自啟動宜采用電啟動方式，電啟動設備應按下列要求設置：1）電啟動用蓄電池組電壓宜為12V或24V，容量應按柴油機連續(xù)啟動不少于6次確定；2）蓄電池組宜靠近啟動電機設置，并應防止油、水浸入；3）應設置整流充電設備，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，啟動蓄電池應設置在機組的啟動電動機附近。因機組不經常工作，為了補充蓄電池自放電，應設置充電裝置。6.1.9發(fā)電機組的中性點工作制應符合下列規(guī)定：1發(fā)電機中性點接地應符合下列要求：1）只有單臺機組時，發(fā)電機中性點應直接接地，機組的接地型式宜與低壓配電系統接地型式一致；2）當兩臺機組并列運行時，機組的中性點應經刀開關接地。當兩臺機組的中性導體存在環(huán)流時，應只將其中一臺發(fā)電機的中性點接地；3）當兩臺機組并列運行時，兩臺機組的中性點可經限流電抗器接地。2發(fā)電機中性導體上的接地刀開關，可根據發(fā)電機允許的不對稱負荷電流及中性導體上可能出現的零序電流選擇；3采用電抗器限制中性導體環(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)點是降低了系統的內部過電壓倍數，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，當兩臺或多臺機組并列運行時，中性導體就會產生三次諧波環(huán)流，環(huán)流的大小與下列因素有關：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的差異程度。

又因中性點引出導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，其限制中性導體電流的方法如下：1中性點引出導體上加裝刀開關。在每臺發(fā)電機的中性點引出導體上裝刀開關，以切斷發(fā)電機間諧波電流的環(huán)流回路。在運行中根據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體，但至少應保持一臺發(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中性點引出導體上裝設電抗器。在每臺發(fā)電機的中性點引出導體上裝設電抗器，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體的諧波電流在允許范圍內。6.1.10柴油發(fā)電機組的自動化應符合下列規(guī)定：1機組與電力系統電源不應并網運行，并應設置可靠聯鎖；2選擇自啟動機組應符合下列要求：1）當市電中斷供電時，單臺機組應能自動啟動，并應在30s內向負荷供電；2）當市電恢復供電后，應自動切換并延時停機；

4）應自動控制負荷的投入和切除；5）應自動控制附屬設備及自動轉換冷卻方式和通風方式。3機組并列運行時，宜采用手動準同期。當兩臺自啟動機組需并車時，應采用自動同期，并應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款機組作為應急電源時應設自啟動裝置，即當市電中斷供電時，機組自動啟動，并在30s內向負荷供電。當市電恢復正常后，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用，控制系統已從最早的繼電器系統，發(fā)展至今的計算機控制系統?？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、自動調壓、自動調頻、自動調載、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《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，并根據負載的多少而自動將發(fā)電機組并車或停機，以達到最經濟最佳的運行狀態(tài)，還可以遠程監(jiān)控對運行參數做分析報告。6.2應急電源裝置（EPS）6.2.1本節(jié)適用于應急電源裝置（EPS）用作為應急照明系統備用電源時的選擇和配電設計。

【注釋】EPS（EmergencyPowerSystem）應急電源裝置是由電力變流器、儲能裝置（蓄電池）和轉換開關（電子式或機械式）等組合而成的一種電源設備。這種電源設備在交流輸入電源正常時，交流輸入電源通過轉換開關直接輸出。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過逆變器變換并且經轉換開關切換至應急狀態(tài)向負荷供電。

由于EPS應急電源裝置，目前尚無統一的國家標準，各生產廠家的產品，其技術性能極不一致。為安全、可靠，本規(guī)范僅對EPS應急電源裝置在建筑物應急照明系統中的應用做了相關規(guī)定。6.2.2EPS裝置的選擇應符合下列規(guī)定：1EPS裝置應按負荷性質、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小于所連接的應急照明負荷總容量的1.3倍；4EPS的蓄電池初裝容量，應保證備用時間不小于90min；5EPS裝置的切換時間，應滿足下列要求：1）用作安全照明電源裝置時，不應大于0.25s；2）用作疏散照明電源裝置時，不應大于5s；3）用作備用照明電源裝置時，不應大于5s；金融、商業(yè)交易場所不