..柴油發(fā)電機房設(shè)計要點及思路歸納總結(jié)柴油發(fā)電機房設(shè)計中電氣專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容,介紹柴油發(fā)電機組的設(shè)置及運行流程、柴油發(fā)電機組主要特點,梳理柴油發(fā)電機設(shè)計思路,闡述施工圖設(shè)計需注意的內(nèi)容,并總結(jié)柴油發(fā)電機房的建筑、結(jié)構(gòu)、暖通相關(guān)專業(yè)要求。1柴油發(fā)電機設(shè)計思路1.1收集設(shè)計所需要的條件a.氣象條件：柴油發(fā)電機的額定容量是按照40℃進行測試的,只要外圍環(huán)境不長時間超過40℃,柴油發(fā)電機即可按照額定值進行設(shè)計。b.海拔高度條件：海拔的升高將導致柴油發(fā)電機組動力性能下降,如果在高原地區(qū)選擇柴油發(fā)電機不建議考慮超負荷運行的可能。c.水質(zhì)條件：水質(zhì)太硬將引起水冷系統(tǒng)的循環(huán)水沉淀水垢,降低傳導外壁的導熱效果,使冷卻水循環(huán)效率下降,導致機組溫升過快,發(fā)生事故,所以硬水的地區(qū)設(shè)置柴油發(fā)電機組需考慮循環(huán)水提前進行軟化。d.負荷容量等：設(shè)備容量的統(tǒng)計首先需要滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求,如一級負荷中特別重要負荷,然后滿足建設(shè)方對于項目功能特點的個別要求,分別進行統(tǒng)計,設(shè)計時建議選擇消防負荷與重要的平時負荷之較大者,作為柴油發(fā)電機組的額定容量。1.2確定柴油發(fā)電機的使用類型a.常用型電站,為正常工作時使用的柴油發(fā)電機組。b.備用型電站,為發(fā)生停電事故時使用。c.應急型電站,重要負荷使用,如消防設(shè)備等,平時并不使用。1.3進行初步設(shè)計首先完成對柴油發(fā)電機的容量估算,根據(jù)筆者工程實踐總結(jié),初步設(shè)計階段可以按變壓器總?cè)萘康?0%~15%進行估算,如4000kVA變壓器總?cè)萘?可以選擇500kW的柴油發(fā)電機組；或也可以按建筑面積進行估算：如對于10000m2以上的建筑物可以按10~15W/m2估算,10000m2以下的建筑物可以按15~20W/m2予以估算,如40000m2的建筑物,可以選擇630kW的柴油發(fā)電機組。完成柴油發(fā)電機組系統(tǒng)干線示意圖：①首先確定柴油發(fā)電機采用單機運行還是并機運行。②然后確定重要負荷和消防負荷是否分別設(shè)置母線段,當需要不同時供電時,要求在消防狀態(tài)下切斷重要的非消防負荷,如這樣的設(shè)計需求則要分別設(shè)置柴油發(fā)電機出線柜。③應急發(fā)電機供電開關(guān)與系統(tǒng)供電開關(guān)裝設(shè)機械閉鎖。圖1為常見柴油發(fā)電機系統(tǒng)示意圖。進行設(shè)備布置,完成機房的初步平面布置,機組具體布置的間距要求參見JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》6.1.3條,本文不再細述,柴油發(fā)電機房布置如圖2所示。2施工圖設(shè)計步驟與初步設(shè)計類似,只是設(shè)計的計算更加完善細致,計算方式也略有不同,完成度更高,圖中應標明母線、電機、開關(guān)、設(shè)備等的型號、規(guī)格、參數(shù)等。完成柴油發(fā)電機房的平、剖面圖,按比例繪制柴油發(fā)電機、進出線柜開關(guān)柜、母線、地溝、線槽、接地裝置等平面布置、安裝尺寸等。豎向配電系統(tǒng)圖包括柴油發(fā)電機發(fā)電機臺數(shù)、容量、各處終端配電箱編號,自電源點引出回路編號等。2.1施工圖階段柴油發(fā)電機負荷容量選取若將第一類、第二類負荷簡單相加來選擇柴油發(fā)電機容量,則所選容量偏大,因為在消防狀態(tài)時,只需保證消防設(shè)備的運行,二級負荷不使用,而在非消防狀態(tài)下電網(wǎng)停電時,消防設(shè)備不使用,所以建議分別計算消防負荷和重要的非消防負荷,以二者較大值作為確定發(fā)電機組容量的依據(jù),該種做法需要同時滿足消防部門及建設(shè)方的相關(guān)要求。另一種做法是設(shè)計時根據(jù)消防負荷和重要的非消防負荷總?cè)萘窟x擇發(fā)電機,既能滿足非消防時重要的負荷用電需要,又能保證消防時消防負荷工作需要,保障更高但機組容量也更大,造價也高,一般不建議采用。2.2柴油發(fā)電機所帶負荷一般為以下部分,具體設(shè)置時需要以項目自身的情況按照甲方設(shè)計任務書的要求予以增減：①客梯、消防泵、消防報警系統(tǒng)、弱電機房、冷庫冰柜、污水泵、消防電梯排水泵、中水處理、生活水泵、消防風機、保安電源、消防廣播、停車場系統(tǒng)的電力供電。②照明需要柴油發(fā)電機提供的場所：消控室、交換機房、弱電機房、變配電室、服務中心、發(fā)電機房、消防泵房、消防風機房、電梯機房、樓梯間、電梯前室、疏散指示及其他公共區(qū)域應急照明。2.3柴油發(fā)電機的容量計算按照JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》6.1.2條的要求,取計算值較大的一種作為柴油發(fā)電機容量選取的依據(jù)。柴油發(fā)電機負荷容量的注意事項：按照最大計算值選擇柴油發(fā)電機之后,仍需要注意以下事項：①最佳的經(jīng)濟功率是額定功率的0.75倍,是柴油發(fā)電機組不受時間限制可長期運行的輸出功率,在這個功率下運行時,燃油最省,故障率最低,所以P最佳=3/4×P額定,即計算功率為0.75倍額定功率較為合適。②對寫字樓等建筑類型,與UPS選擇的規(guī)范要求類似,當電子計算機占據(jù)主要供電負荷時,其額定輸出功率應大于所有計算機設(shè)備額定功率總和的1.5倍,對其他用電設(shè)備供電時,為最大計算負荷的1.3倍。③設(shè)計中建議注明不允許柴油發(fā)電機組長時間運行在低于額定功率50%的情況下,因為在低于額定功率50%的情況下運行時,柴油發(fā)電機組機油消耗容易變大、柴油燃燒不充分易產(chǎn)生碳垢,使柴油發(fā)電機故障率升高,縮短機組的使用壽命。④需要注意銘牌的標稱工作功率是在12h內(nèi)的最大工作功率,而長期運行功率為標稱工作功率的90%,是在25℃時一個大氣壓〔100kPa濕度為30%時的功率,設(shè)計選擇柴油發(fā)電機時可將兩個功率均作表示。2.4柴油發(fā)電機組的系統(tǒng)設(shè)計柴油發(fā)電機房常位于地下一層內(nèi),設(shè)置一臺或多臺柴油發(fā)電機組,機組采用單機運行或多臺并機運行〔并車的種類：自同期、粗同期、準同期,柴油發(fā)電機為消防狀態(tài)下還是事故狀態(tài)下的設(shè)備進行供電,根據(jù)甲方的使用需求進行確定,如分開供電則需要考慮分別設(shè)置出線柜,如圖3所示。在配電系統(tǒng)中,一、二級負荷的電源為雙路市電同時供電,當一路市電失電后,另一路市電可經(jīng)過低壓母聯(lián)末端自投或手投供電,當兩路10kV獨立高壓電源均失電時,經(jīng)ATS開關(guān)轉(zhuǎn)換后,啟動柴油發(fā)電機,啟動信號送至柴油發(fā)電機房,信號延時0～10s自動啟動柴油發(fā)電機組,柴油發(fā)電機組15s內(nèi)達到額定轉(zhuǎn)速、電壓、頻率后,投入額定負載運行。機組應處于常備啟動狀態(tài),設(shè)有自動啟動裝置,保證建筑始終處于兩個電源供電狀態(tài)下,當市電恢復30～60s后,自動恢復市電供電,柴油發(fā)電機組經(jīng)冷卻延時后,自動停機,當兩路市電同時失電時柴油發(fā)電機的應急轉(zhuǎn)換如圖4所示。在低壓配電系統(tǒng)需要設(shè)置應急母線段,并單獨設(shè)置應急母線室,以保證電源的可靠性,應急母線由柴油發(fā)電機組供電,以保證重要負荷的正常運行,柴油發(fā)電機的相序,必須與原供電系統(tǒng)的相序一致。2.5柴油發(fā)電機的適用環(huán)境柴油發(fā)電機機組可以滿足市電故障時,15~30s內(nèi)柴油發(fā)電機啟動,機組就地控制,并裝設(shè)快速自啟動裝置,連續(xù)3次,其總計時間不大于30s,同時發(fā)電機可以允許25%的短時超載,但對一級負荷中特別重要負荷允許中斷供電時間小于15s的用電設(shè)備,由于柴油發(fā)電機啟動時間無法滿足要求,可在末端設(shè)置在線式不間斷電源裝置,如需要做到毫秒級的供電,就需要先設(shè)置蓄電池靜止型不間斷電源供電裝置〔UPS,再設(shè)置柴油發(fā)電機組。2.6柴油發(fā)電機的油箱設(shè)置在機房內(nèi)或貯油間要有供3~8h連續(xù)運行的日用油箱,但油量超過1000L時,宜在室外另設(shè)置儲油罐,且日用油箱容積不容許超過1m3,超過時需在室外另設(shè)置儲油罐,如未知條件時,可在室外設(shè)置15m3埋地儲油罐,其尺寸為3000×6000×3200mm,總儲油量一般可保證機組滿負荷運行24h以上,如兩臺1200kW的柴油發(fā)電機,設(shè)置15m3的埋地油罐,可滿足24h燃油的需要,如圖5所示。柴油發(fā)電機房的油罐進出戶管為一個日用油箱一根進戶,另外設(shè)置一根備用管,如圖6中所示,兩個日用油箱設(shè)置兩根進戶管及兩根備用,可預留4×Φ80mm進出戶管至室外儲油罐,室外儲油罐的埋深可以為-1.0~-1.3m。柴油發(fā)電機的耗油量的估算：①負荷率50%時,耗油量為0.15l/h·kW。②負荷率75%時,耗油量為0.2l/h·kW。③負荷率100%時,耗油量為0.3l/h·kW。油箱油罐估算示例：油箱體積估算可按照：V=P×GT/A進行計算。式中：V——日用油箱的體積,m3；P——機組功率,kW；G——每kW每小時油耗,l；T——供給時間,h；A——充滿系數(shù)。示例：兩臺600kW柴油發(fā)電機P=1200kW,負荷率75%時取耗油量為G=0.2l/h·kW,T=3h,A=0.8,則V=1200×0.2×3/0.8=900l,即0.9m3,則選取1m3的日用油箱就可以滿足3h的用油需求。油罐體積估算同樣可以采用上述辦法：不同之處是T=24h或更高,其余選擇不變,則V=1200×0.2×24/0.8=7200l,為7.5m3,選擇10m3埋地儲油罐即可,如果要滿足36h或兩臺1200kW發(fā)電機組,則選擇15m3的油罐即可。2.7柴油發(fā)電機系統(tǒng)的設(shè)備控制要求①發(fā)電機的控制屏需設(shè)有短路、過負荷、接地故障及過、欠電壓保護裝置,開關(guān)一般為手動操作。②監(jiān)視或控制各種運行參數(shù),保障機組正常運行,同時可發(fā)出預報警和故障報警信號。③可具有符合開放性標準的可擴展現(xiàn)場總線〔RS485或LonWorks等接口的控制裝置,并有通用的網(wǎng)關(guān)支持,可以接入樓宇BA系統(tǒng)。④需要單獨設(shè)置蓄電池組〔電壓24V作為控制電源,其容量應保證柴油發(fā)電機連續(xù)啟動不少于6次,并設(shè)置整流充電設(shè)備,其輸出電壓應高于蓄電池的電壓50%,輸出電流不小于蓄電池10h的放電率電流。⑤機組能滿載啟動,電壓調(diào)整率±0.5％。⑥當檢測到全部市電中斷供電時,啟動信號取自變電所內(nèi)每組變壓器低壓主進開關(guān)之前電壓互感器的輔助觸點,信號經(jīng)過邏輯計算后,發(fā)出信號送至柴油發(fā)電機控制柜,機組自啟動,并在15s內(nèi)向負荷供電；當市電恢復正常后,電源自動切換,機組自動延時停機,由市電向負荷供電。柴油發(fā)電機組不能與市電并網(wǎng)運行。⑦應急發(fā)電機供電開關(guān)與系統(tǒng)供電開關(guān)裝設(shè)機械閉鎖。⑧靜態(tài)特性是指柴油機所帶負載由空載逐步滿載時轉(zhuǎn)速的改變,通?？刂圃陬~定轉(zhuǎn)速n的5%以下,動態(tài)特性是指負載在空載和滿載時忽然發(fā)生轉(zhuǎn)速改變的變化特性,其中穩(wěn)定時間為空載和滿載忽然發(fā)生改變,從過渡開始至機組重新穩(wěn)定的時間,穩(wěn)定時間不大于7s,一般可取5~7s,另一項電壓變化是由滿載狀態(tài)下由冷狀態(tài)到熱狀態(tài)的輸出電壓變化,一般不大于額定電壓2%。2.8柴油發(fā)電機組的接地柴油發(fā)電機房一般應有3種接地：①工作接地：按照《民規(guī)》的要求,當采用一臺發(fā)電機組時需中性點直接接地,當兩臺機組并機時在不存在環(huán)流的可能下采用中性點經(jīng)刀開關(guān)接地或采用加裝限流電抗器接地。舉例如某一項目采用兩臺柴油發(fā)電機組,當僅一臺單獨運行時,其對應的刀開關(guān)與接觸器均閉合,實現(xiàn)單一機組運行中性點直接接地,這時另一機組的接觸器斷開；當兩臺機組并列運行時,機組的中性點經(jīng)刀開關(guān)接地,由于采用了接觸器互鎖,兩個接觸器中只允許接通其中的一個接觸器,另一機組的接觸器必須斷開,這樣可以避免中性導體產(chǎn)生環(huán)流,可類似于變壓器中性點接地線的選擇,參考圖集的參數(shù)〔03D201-4《10/0.4kV變壓器室布置及變配電所常用設(shè)備構(gòu)件安裝》中："變壓器低壓側(cè)出線選擇",如項目為1