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发电机房土建、照明和防雷接地设置要求 |
摘要： 柴油发电机机房的建筑结构应能够承受发电机的重量和振动，机房面积必须满足柴油发电机组和辅助设施所需的空间。 当采用建筑物共用接地时，其接地电阻应不大于1Ω。当采用独立接地极时，其电阻值应符合有关规范或所配置设备的要求。并应按现行国标准《建筑防雷设计规范》要求采取防止反击措施。机房照明应符合现行国家标准《建筑照明设计标准》GB50034有关的规定。
一、机房设计思路
统计数据表明，造成数据中心供电故障的原因按发生比例依次为人为操作错误、配电、柴油发电机组故障和场地基础设施。对于容错系统配置，在电子信息系统运行期间，场地设施不应因操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修而导致电子信息系统运行中断。机房供配电系统的宗旨就是保证机房内用电设备的长期、正常供电。
1、设计原则
要实现上述目标，康明斯公司认为应该注重两个方面：
（1）在设计和施工中遵守国家和行业的相关标准；
（2）方案要结构合理、性能先进、节能环保、安装和维护方便。
2、供电模式
根据柴油发电机组的台数，所带负载的性质、功能及供电要求，采用柴油发电机组作为备用电源的供电系统有许多种。目前实际应用中常用的典型的供电系统有：
（1）发电机组直接为普通负载供电；
（2）多台发电机组并联为普通负载供电；
（3）单机组作为备用电源与市电分别给负载供电；
（4）多台机组、多个转换开关分别对负载供电；
（5）作为常用电源中的中、高压简单发电机使用的配电系统；
（6）多台发电机与市电电源采用母联或并联向负载供电的中高压系统；
（7）低压发电机采用升压变压器后向低压或中压配电系统供电。
具体采用什么样的供电方式应当根据当地电网的供电情况，结合负载使用的实际情况而定。其中单机组作为备用电源与市电分别给负载供电，多台机组、多个转换开关分别对负载供电更是许多工程中常用的低压供电配电系统。当确定的柴油发电机组容量较大，一般不小于8 kW时，宜设置两台同容量的柴油发电机组，这两台机组可分别带起部分负载，也可并机使用向所有负载供电。
同时，设置两台柴油发电机组也可互为备用，当一台出现故障或需定期维修时，可先用另一台作为备用电源，向部分需要最优先或强制必须保障的负荷供电。一般柴油发电机组是不允许与市网并列运行的。主要是考虑如果柴发机组发生故障，将有可能波及到市网，从而扩大了故障影响面。所以，通常采用连锁来使用柴发与市电，以防止二者并列运行。柴油发电机组的启动方式及要求也要根据所带负载的性质及供电方案确定。机组的控制柜等一般由厂家成套提供。
3、启动方式
由于柴油发电机组的启动一般采用电启动，需要充电机、蓄电池等启动设备所必须的市电电源，所以，柴油发电机房也是需要设置市电电源的。
（1）在使用柴油发电机组作为应急备用时，当正常电源即市电发生故障停电时，市电一柴发机组转换控制系统发出信号启动柴发机组；
（2）当市电恢复时，控制系统发出信号，柴油发电机组停机，恢复正常市电供电。
无论转换市电一柴发机组转换控制系统核心采用PLC控制还是采用集成控制单元控制，一般都要求具有过负荷和短路保护等保护功能。当柴油发电机组容量不足时，能够卸掉次要负荷，当市电恢复正常时能够恢复被卸掉的负荷。
二、机房的建设要求
1、 对土建专业的要求
（1） 机房宜有良好的自然采光和通风。
（2）机房面积在 50 ㎡及以下时宜设置不少于一个出入口，在 50㎡以上时宜不少于两个出入口，其中一个出入口的大小应满足搬运机组的需要；门应为向外开启的甲级防火门；发电机间与控制室、配电室之间的门和观察窗应采取防火、隔音措施， 门应为甲级防火门， 并开向发电机间。
（3） 储油间应采用防火墙与发电机间隔开；当必须在防火墙上开门时， 应设置能自行关闭的 甲级防火门。
（4） 机房内的噪声应符合国家噪声标准规范的规定；当机房噪声达不到要求时，应作消音、 隔声处理。
（5） 机组基础应采取减震措施， 当机组设置在主体建筑物内或地下室时，相应结构件应能满 足机组的动、静载荷要求，并应防止与房屋产生共振。
（6） 柴油机基础应采取防油浸的设施，可设置排油污沟槽；机房内管沟和电缆沟内应有 0.3% 的坡度和排水、排油措施。
（7） 机房各工作房间耐火等级与火灾危险性类别见下表。
2、对给排水专业的要求
（1） 柴油机的冷却水水质，应符合产品技术要求。
（2） 柴油机来用闭式循环冷却系统时，应设置膨胀水箱， 其装设位置应高于柴油机冷却水的最高水位。
（3） 冷却水泵， 应为一机一泵， 当柴油机自带水泵时，宜设一台备用泵。
（4）当机组采用分体散热系统时，分体散热器应带有补充水箱。
（5） 机房内应设有洗手盆和落地洗涤槽。
（6）机房内应预留烟气净化之喷淋箱的给水点。
3、对暖通专业的要求
（1） 宜利用自然通风排除发电机间内的余热， 当不能满足工作地点的温度要求时， 应设机械通风装置。
（2） 当机房设置在高层民用建筑的地下层时， 应设防烟、排烟及补充新风的设施。
（3） 排除机房有害气体所需排风量宜按下表选取。
（4） 机房各房间温湿度宜符合下表所列数值。
（5） 机房内不应采用明火取暖。
（6） 机房各房间的温湿度应符合产品要求。
（7） 对安装自启动机组的机房， 应保证满足自启动温度需要， 当环境温度达不到启动要求时，应采用局部或整机预热装置。
（8） 非采暖地区可根据具体情况 ，采取适当措施。
4、 对动力专业的要求
（1） 在燃油来源及运输不便时， 宜在建筑物主体外设 40-64h 贮油设施。
（2） 按柴油发电机运行 3~8h 设置日用燃油箱，但油量超过消防有关规定时，应设贮油间，并采取相应防火措施。
（3）一般按 160~240h 消耗量设置润滑油贮存装置。
（4） 日用燃油箱宜高位布置，出油口宜高于柴油机的高压射油泵。
（5） 卸油泵和供油泵可共用、应装电动和机动各 1 台，其容量按最大的卸油或供油量确定。
（6） 当机房设置在裙房屋面时， 应符合下列规定：
① 机房所在屋面至地面应设置输油管道； 输油管宜沿建筑物外墙明敷或经专用竖井至地面输油接口；输油管专用竖井宜沿建筑物外墙设置，且不宜采用全封闭形式。
② 输油接口附近应设置户外型单相插座， 并预留移动式输油泵操作空间。
③ 输油管底部应设手动泄油阀， 其下方应设应急泄油池， 池内应堆积卵石，且其容量应 足以容纳输油管内滞留的柴油。
（7） 设置在建筑内的柴油发电机，其燃料供给管道应符合下列规定：
① 在进入建筑物前和设备间内的管道上均应设置自动和手动切断阀。
② 储油间的油箱应密闭且应设置通向室外的通气管， 通气管应设置带阻火器的呼吸阀， 油箱的下部应设置防止油品流散的设施。
5、 电气照明
照明电路设计如图3所示。
（1） 发电机间照度标准值 200lx。
（2） 控制及配电室照度标准值 300lx。
（3） 贮油间照度标准值 50lx。
（4） 值班室照度标准值 300lx。
（5） 维修间照度标准值 100lx。
（6）应急照明应不低于正常照明的照度， 且连续供电时间符合下列规定：
① 建筑高度大于 100m 的民用建筑， 不应小于 1.50h。
② 医疗建筑、老年人照料设施、总建筑面积大于 100000m2 的公共建筑和总建筑面积大 于 20000m2 的地下、半地下建筑，不应少于 1.00h。
③ 其他建筑，不应少于 0.50h。
6. 消防设施与装修
自动喷水灭火系统喷头布置设计如图4所示。
（1）应设置火灾报警装置；应设置消防专用电话分机。
（2）应设置与柴油发电机容量和建筑规模相适应的灭火设施， 当建筑内部其他部位设置自动喷水灭火系统时，机房内应设置自动喷水灭火系统。
（3） 其内部所有装修均应采用A级装修材料。
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图3 柴油发电机房照明系统图 |
图4 柴油发电机房消防规范设计示意图 |
7、中性点接地
发电机组的中性点工作制应符合下列规定：
（1） 1kV 及以下发电机中性点接地应符合下列要求：
① 只有单台机组时， 发电机中性点应直接接地，机组的接地形式宜与低压配电系统接地 形式一致；
② 当多台机组并列运行时， 每台机组的中性点均应经刀开关或接触器接地。
（2） 3kV~10kV 发电机组的接地方式宜采用中性点经低电阻接地或不接地方式； 经低电阻接地的系统中，当多台发电机组并列运行时，每台机组均宜配置接地电阻。
8、接地与防雷
（1）等电位联结
发电机房下列外露可导电金属部分应做等电位联结，如图5所示：
① 应急发电机组的底座；
② 日用油箱支架；
③ 金属管道（如： 水管、采暖管、输油管、通风管等)；
④ 钢结构建筑的钢柱；
⑤ 钢门（窗）框、百叶窗、有色金属框架等；
⑥ 墙上固定消声材料的金属固定框架；
⑦ 配电系统的 PE （或 PEN）线。
（2）导线接地连接
机房内电气系统的下列外露可导电部分应与 PE （PEN） 线可靠连接：
① 发电机的外壳；
② 电气控制箱（屏、台）壳体；
③ 电缆桥架、敷线钢管、固定电器的支架等。
（3）防雷与防静电接地
机房的防雷、防静电设计， 宜符合下列要求：
① 发电机房按三类防雷建筑物设置防雷措施， 当发电机房附设在主体建筑物内或地下室 时，防雷类别应与主体建筑相同。
② 当柴油发电机组燃油由建筑物外通过管道送至日用油箱时， 燃油管道需做防静电接地。
③ 柴油发电机房的工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地、电信接地、变配电室 接地宜采用共用接地装置，接地电阻不大于 1Ω。
（4）施工注意事项
施工设计图纸如图6所示。
① LEB局部等电位联结端子箱，墙上明装距地+500mm。
② PE为图6中红色标注联线，用于保护接地干线，材料由热镀锌扁钢40X4mm制成，明敷，安装高度：+500mm；过门时沿地坪暗设，并与柱内或剪力墙内主钢筋焊接。
③ 临时接地接线柱，明墙安装高度+500mm。
④ 柱内预埋件，利用柱内主钢筋引出地面。
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图5 柴油发电机房等电位联结示意图 |
图6 柴油发电机房接地敷设示意图 |
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