柴油發(fā)電機供電方案應用的探討

　　引言

　　柴油發(fā)電機的供電設計是電氣設計的一個重要組成部分，其設計方案的優(yōu)劣將直接影響整個供配電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性。市場需要設計師提供滿足客戶需要的成熟可靠，操作安全，維修方便的配電系統(tǒng)。筆者就參與的電氣設計中一些工程積累，總結了幾種典型的柴油發(fā)電機供電接線方案，分析其各自的特點、優(yōu)勢和缺點、適用項目等，在此同大家一起探討。

　　1 柴油發(fā)電機組在供電設計中的設置需求

　　自備電源分為應急電源和備用電源。應急電源是為了人身安全以及避免造成重大損失或重大社會影響而設置的電源，其特點是滿足人員疏散和滅火等要求，供電時間較短。備用電源是正常電源中斷時，出于非安全原因，用于維持向用電設備供電的電源，其特點是滿足生產(chǎn)和經(jīng)營等需求，供電時間長，非安全因素。自備電源有多種形式，其中被廣泛應用的是配置柴油發(fā)電機組，那么柴油發(fā)電機供電設計的合理性就顯得非常重要了。

　　柴油發(fā)電機作為一種自備電源主要的解決方案，其容量應按應急電源或備用電源負荷較大者選擇。正確地選擇柴油發(fā)電機供電方案就成了關乎整個供電系統(tǒng)設計是否具有合理性、可靠性、安全性等很重要的一個方面。

　　2 幾種典型柴油發(fā)電機供電接線方案的特點及其應用

　　根據(jù)多年的供電設計經(jīng)驗，選擇了幾種在工程中應用的柴油發(fā)電機典型的供電接線方案供大家一起討論。主要從各方案的接線特點、優(yōu)缺點、適用場所等幾個方面進行分析、探討。

　　2.1 方案一

　　圖1所示接線系統(tǒng)圖：

　　接線特點：消防和非消防負荷電源不分組，消防負荷和非消防負荷各自有專用母線段，消防備用回路為冷備用。

　　優(yōu)缺點：接線簡單，造價低，消防負荷受非消防負荷故障的影響較大。

　　適用場所：適用于自備電源設置容量不大，消防可靠性要求不高的建筑。

　　柴油發(fā)電機供電接線也可稍作變形，成為熱備用，當主用配電回路線路故障或維護檢修時可不啟動柴油發(fā)電機組繼續(xù)供電，進一步增加供電可靠性。

　　圖1 0.4kV低壓柴油發(fā)電機供電接線系統(tǒng)

　　2.2 方案二

　　圖2 所示接線系統(tǒng)圖：

　　接線特點：消防和非消防負荷電源分組，消防負荷和非消防負荷各自有專用母線段，消防負荷和非消防的保障負荷均為末端切換。

　　通過上述幾個柴油發(fā)電機典型接線方案的分析對比，可以看到這幾個方案不是優(yōu)劣的關系，而是各有其特點，適用不同類型的工程，設計要做的是基于技術先進性和經(jīng)濟性平衡的原則，選用合適的方案。在設計中根據(jù)不同的工程實際，設計人要做充分地了解，結合工程情況，在滿足可靠性的前提下，應統(tǒng)籌考慮建設成本和運維成本。柴油發(fā)電機供電系統(tǒng)的成功設計，使其在關鍵時刻能發(fā)揮真正的作用。

　　適用場所：消防可靠性要求高的建筑，被廣泛采用。

　　圖2 0.4kV低壓柴油發(fā)電機供電接線系統(tǒng)

　　2.3 方案三

　　圖3 所示接線系統(tǒng)圖：

　　優(yōu)缺點：接線較復雜，造價較高，消防負荷受非消防負荷故障的影響較小。

　　優(yōu)缺點：接線較復雜，造價較高，消防負荷受非消防負荷故障的影響較小;需要在建筑物主體外設置專用的儲油設施，設置專用的卸油泵、供油泵及供油管路。

　　適用場所：消防可靠性要求高。并且符合下列任一情形時，宜選用10kV中壓柴油發(fā)電機組：設計中柴油發(fā)電機組的總容量大于3200kW時;經(jīng)計算采用低壓供電不滿足電壓降要求時;需向高壓設備供電時。

　　圖3 10kV中壓柴油發(fā)電機供電接線系統(tǒng)

　　上述各方案中關于消防和非消防負荷電源分組的概念，是和《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016-2014(2018年版)的第10.1.6條條文解釋中“負荷分組”概念一致的。

　　3 設計中需要注意的問題

　　3.1 柴油發(fā)電機不同地區(qū)設置的要求

　　規(guī)范中規(guī)定雙重電源供電就可以滿足消防電源要求。部分地區(qū)供電部門在供電方案批復中，即使批準了雙重電源供電，因不能承諾滿足消防電源的供電要求，仍會要求項目為消防負荷設置柴油發(fā)電機。這就需要在項目設計的前期，盡量收集影響供電方案的相關資料，了解當?shù)毓╇姴块T的特殊需求，避免設計后期大量調整和返工。

　　3.2 柴油發(fā)電機房設置樓層的認定

　　《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016-2014(2018年版)的第5.4.13條中，要求柴油發(fā)電機房宜設置首層或地下一、二層。在一些城市有部分項目是坡地建筑，存在退臺設計。比如負三層屋面可直通室外，柴油發(fā)電機房所在防火分區(qū)的疏散樓梯從負二層就可通向室外，可以認為此層為相對首層。柴油發(fā)電機房設在負四層就相當于在負二層，可以認為滿足規(guī)范要求。特別需要說明，上述相對樓層的概念僅限于認定電氣機房的樓層，不是建筑的概念。

　　3.3 柴油發(fā)電機房標高的影響

　　因部分建筑可能位于江、湖、水庫等旁，設計時需要特別注意，應根據(jù)當?shù)貧庀蟛块T記載的洪水資料數(shù)據(jù)、建筑物的防洪標準以及建筑物內排水系統(tǒng)的可靠性和事故時出現(xiàn)的積水量確定需要設計的抗水措施。

　　4 結束語

　　接線特點：消防和非消防負荷電源分組，消防負荷和非消防負荷各自有專用母線段，消防負荷和非消防的保障負荷均為末端切換。