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柴油发电机用于消防时的容量选择 |
摘要：现代高层建筑中，选择康明斯柴油发电机组作为备用电源，已属司空见惯；关于其容量确定的理论文章，也屡见于报刊。但在实际工程应用中，许多设计人员仍有茫然无序、颇费周折之感。到底如何快而准地计算发电机容量，一直都是值得探讨的重要课题。康明斯公司在本文中介绍了柴油发电机容量选择的基本原理及相关要素；建立容量计算的数学模型；介绍计算容量所用的 QBASIC 源程序及其操作要点；最后给出了若干结论及计算实例。
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消防电源的备用电源，有很多选择，在民用建筑二级以上负荷重要的备用电源选择中，因为用城市第二独立电源的体制关系，比较麻烦。有时一、二次工程投资很大，得不偿失。我们在较多情况下，宁可选用柴油发电机作为消防电源的备用电源。反而常常符合安全可靠，经济合理的设计原则。而发电机容量的选择就显得至关重要，偏小不能满足使用要求，偏大又不够合理经济。本文将从发电机的运行状态考虑，对合理的选择发电机的容量，提出一些思考。
一、基本要求
1、满足实际需求
发电机容量首先要满足稳定计算负荷需要，这包括消防负荷和保证负荷两部分。在民用建筑中，设置康明斯柴油发电机组，通常首先是作为消防用电设备的备用电源。市电停电，即联锁开启发电机组。但市电停电概率远大于火灾概率，开启机组并不就意味着火灾发生。非消防时，开启的发电机组仅仅负担应急照明等小部分负荷，若对其他非消防的重要负荷（属三类负荷时的生活泵、客梯、裙房照明等，称为保证负荷）无法顾及，则必将造成机组空置、资源浪费。为此，进行低压配电系统图设计时，在满足火灾时消防负荷需要的前提下，还必须考虑停电而非火灾时，发电机对保证负荷的供电。一种做法是，将保证负荷集中挂接在发电机应急母线段上，消防时，由火灾信号将保证负荷的总开关分励脱扣。总之，应分别计算消防负荷和保证负荷，以二者较大值作为确定发电机组容量的依据，从而同时满足消防部门及建设方的相应要求。
2、消防负荷的正确计算
大中型民用建筑，往往由地下室、裙房及数个塔楼组成，包含了多个防火分区。确定发电机容量、进行消防负荷计算时，显然不能盲目地将所有消防用电设备同时计入。推荐的计算原则是，只考虑一个防火分区发生火灾（正如水消防一样），亦即，不认为两个及以上的防火分区同时发生火灾。通常，消防泵作为固定负荷必须计入，而消防电梯、防排烟风机、应急照明等负荷计入多少，则要视其在某防火分区火灾时投入服务的负荷大小而定。显然，确定发电机容量，应以最不利的一个防火分区发生火灾时，同时投入运行的消防负荷为准。
二、容量选择原则
柴油发电机在项目可以根据以下几种实际使用情况来选择：
（1）在市电停电时，柴油发电机应能供项目的一、二级负荷，所以这种情况下应根据项目的一、二级负荷容量来选择柴油发电机容量。假设项目的一、二级负荷总容量为P1。如果项目有两路10kV电源进线，那么P1可以不含项目中的二级负荷。
（2）发生火灾时，柴油发电机应能供项目的消防负荷，假设项目的消防负荷容量为P2，此时若P2<P1，那么根据P1来选择柴油发电机容量；若P2>P1，那么需要根据地上最大的一栋楼着火或地下室着火两种情况所需投入运行的消防设备容量的较大者来计算，假设其容量为P2’，再将P2’与P1进行比较，取较大者来选择柴油发电机容量。这样选择的柴油发电机容量才更合理。
（3）如果项目中的消防水泵或风机的容量较大时，还要复核柴油发电机容量的选择是否能满足最大一台消防水泵或风机的启动条件。如不能，则需要相应调大柴油发电机容量。
除了以上三种使用情况外，如碰到建设方有特殊用电需求的情况，那么就需要根据建设方的用电需求来选择柴油发电机的容量。另外，在发生火灾时，柴油发电机应设计自动切除非消防重要负荷，以保证柴油发电机有足够供电能力并可靠地向消防负荷供电。
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