柴油發(fā)電機(jī)容量規(guī)格計(jì)算及選型表
現(xiàn)代社會(huì)中，在應(yīng)急電力設(shè)計(jì)中會(huì)經(jīng)常性將柴油發(fā)電機(jī)用作備用電源，在其所有參數(shù)中設(shè)備的功率是最重要的一項(xiàng)指標(biāo)。如果功率過小將無法為您的用電設(shè)備供電；如果功率過大，除了浪費(fèi)購買成本還會(huì)增加維護(hù)費(fèi)用。因此，我們首先應(yīng)該確定用電負(fù)載真實(shí)數(shù)據(jù)，并通過瞬間電流啟動(dòng)系數(shù)計(jì)算出最終設(shè)備的容量，才能真正滿足您當(dāng)前的電力需求和預(yù)期的需求。
一、設(shè)置需求
民用建筑工程符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置自備電源，當(dāng)運(yùn)行中斷供電時(shí)間為30s低壓 （60s高壓）的供電，可選用快速自動(dòng)啟動(dòng)的應(yīng)急發(fā)電機(jī)組：
1、一級(jí)負(fù)荷中含有特別重要負(fù)荷；
2、設(shè)置自備電源比從電力系統(tǒng)取得第二電源更經(jīng)濟(jì)合理，或第二電源不能滿足一級(jí)負(fù)荷要求；
3、但雙重電源中的一路為冷備用，且不能滿足消防電源運(yùn)行中斷供電時(shí)間的要求；
4、建筑高度超過50m的公共建筑的外部只有一回電源不能滿足用電要求。
注：各類負(fù)荷定義詳見gb51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》附錄a
圖1 柴油發(fā)電機(jī)房典型設(shè)計(jì)案例
圖2 柴油發(fā)電機(jī)組的能量轉(zhuǎn)換形式
二、容量選擇
1、柴油發(fā)電機(jī)容量與臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷大小和投入順序以及單臺(tái)電動(dòng)機(jī)最大啟動(dòng)容量等因素綜合確定。當(dāng)應(yīng)急或備用負(fù)荷較大時(shí)，可采用多機(jī)并列運(yùn)行，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組并機(jī)臺(tái)數(shù)不宜超過4臺(tái)，備用柴油發(fā)電機(jī)組并機(jī)不宜超過7臺(tái)。額定電壓為230v/400v的機(jī)組并機(jī)后總?cè)萘坎灰顺^3000kw。當(dāng)受并機(jī)條件限制時(shí)，可實(shí)施分區(qū)供電。
2、在方案及初步設(shè)計(jì)階段，按以下方法估算，并取容量最大值。
（1）按建筑面積估算，建筑面積在10000㎡以上的建筑按15~20w/㎡，建筑面積在10000㎡以下的建筑按10~15w/㎡。
（2）按配電變壓器容量估算，占配電變壓器的10%~20%。按照我國實(shí)際情況，建筑物規(guī)模大時(shí)取下限，規(guī)模小時(shí)取上限。
3、施工圖階段，柴油發(fā)電機(jī)容量選擇
（1）按照下述方法進(jìn)行計(jì)算，并取其中容量最大者：
① 按需要供電的穩(wěn)定負(fù)荷來計(jì)算發(fā)電機(jī)容量；
② 按最大的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的需要，計(jì)算發(fā)電機(jī)容量；
③ 按啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)電機(jī)母線允許電壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量。
（2）施工圖設(shè)計(jì)階段應(yīng)根據(jù)一級(jí)負(fù)荷、消防負(fù)荷及重要的二級(jí)負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)滿足功率最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)條件。
（3）按其供電范圍內(nèi)的總設(shè)備容量計(jì)算柴油發(fā)電機(jī)容量，計(jì)算公式如下：
pe=k·kx·pn/η
式中pe——發(fā)電機(jī)組的額定功率（kw）；
k——可靠系數(shù)（取1.1-1.2）；
kx——需要系數(shù)；
pn——總設(shè)備容量（kw）；
η——并聯(lián)機(jī)組不均勻系數(shù)，一般取0.9，單臺(tái)時(shí)取1.0。
（4）按最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)條件校驗(yàn)發(fā)電機(jī)的容量，即：
pe≥k·p1+p
式中，pe——柴油發(fā)電機(jī)額定功率（kw）；
k——發(fā)電機(jī)組供電負(fù)荷中最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的最小啟動(dòng)倍數(shù)（見表1）；
p1——最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定功率（kw）；
p——在最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之前，發(fā)電機(jī)已帶的負(fù)荷（kw）。
表1發(fā)電機(jī)組供電負(fù)荷中最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的最小啟動(dòng)倍數(shù)(k)
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式
全壓?jiǎn)?dòng)
y-△啟動(dòng)
自耦變壓器啟動(dòng)
0.65u.
0.80.
母線允許
電壓降
20%
5.5
1.9
2.4
3.6
15%
7
2.3
3.0
4.5
10%
7.8
2.6
3.3
5.0
（5）當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組除為消防、安防等負(fù)荷供電，同時(shí)還為其它非消防重要負(fù)荷（如：宴會(huì)廳、大型商業(yè)營業(yè)廳、高級(jí)客房、計(jì)算機(jī)房等照明及部分客梯等）供電時(shí)，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，應(yīng)自動(dòng)切除非消防重要負(fù)荷。發(fā)電機(jī)的容量應(yīng)按消防負(fù)荷及非消防重要負(fù)荷之間的較大者確定發(fā)電機(jī)的容量。
（6）有電梯和消防水泵負(fù)荷時(shí)，在全電壓直接啟動(dòng)最大一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)情況下，發(fā)電機(jī)母線電壓應(yīng)不低于額定電壓的80%，當(dāng)無電梯負(fù)荷時(shí)，發(fā)電機(jī)母線電壓應(yīng)不低于額定電壓的75%。
當(dāng)條件允許時(shí)，電動(dòng)機(jī)可采用降壓?jiǎn)?dòng)方式。電動(dòng)機(jī)的最小啟動(dòng)倍數(shù)見表1。
（7）發(fā)電機(jī)的使用容量應(yīng)考慮海拔高度及溫濕度等環(huán)境的影響。
外界環(huán)境氣壓、溫度、濕度等條件不同時(shí)，按下表校正系數(shù)進(jìn)行校正，即：實(shí)際功率=額定功率×c。
注：增壓柴油機(jī)是指柴油發(fā)電機(jī)組的柴油機(jī)帶有增壓器，增壓柴油機(jī)工作時(shí)，燃燒所需的空氣是經(jīng)增壓后送入柴油機(jī)。
三、額定電壓選擇
1、當(dāng)符合下列情況之一時(shí)，宜選擇低壓柴油發(fā)電機(jī)組：
（1）電壓降能滿足規(guī)范要求，只需向低壓設(shè)備供電；
（2）機(jī)組不需要并機(jī)運(yùn)行，或并機(jī)后總?cè)萘坎淮笥?200kw。
2、當(dāng)符合下列情況之一時(shí)，宜選擇高壓柴油發(fā)電機(jī)組：
（1）經(jīng)計(jì)算，低壓供電不滿足電壓降要求；
（2）需向高壓設(shè)備供電時(shí)；
（3）多臺(tái)大容量機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行。
四、性能等級(jí)分類
為了覆蓋各供電系統(tǒng)（負(fù)載）的不同要求、性能等級(jí)劃分為：
（1）g1：
連接的負(fù)載只規(guī)定基本的電壓和頻率參數(shù)，適用于照明和簡(jiǎn)單的電氣負(fù)載。
（2）g2：
電壓特性與電網(wǎng)類似，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，允許暫時(shí)的然而是允許的電壓和頻率的偏差，適用于照明、水泵、風(fēng)機(jī)等。
（3）g3：
連接的設(shè)備對(duì)發(fā)電機(jī)的電壓、頻率和波形有特別嚴(yán)格要求，適用于電信負(fù)載和晶閘管控制的設(shè)備。
（4）g4：
連接的設(shè)備對(duì)發(fā)電機(jī)的電壓、頻率和波形有特別嚴(yán)格要求，適用于數(shù)據(jù)處理設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
五、機(jī)組選型
1、采用發(fā)電機(jī)長期運(yùn)行的負(fù)荷率不應(yīng)低于15%，且不宜高于85%。
2、為響應(yīng)節(jié)能等綠色設(shè)計(jì)理念，宜盡量選擇機(jī)組外形尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、且耗油和輔助設(shè)備少的產(chǎn)品，以減少機(jī)房的面積和高度。
3、宜選用高速柴油發(fā)電機(jī)組和無刷勵(lì)磁交流同步發(fā)電機(jī)，并選擇耗油量少、效率高的產(chǎn)品。配自動(dòng)電壓調(diào)整裝置。選用的機(jī)組應(yīng)裝設(shè)快速自啟動(dòng)裝置和雙電源自動(dòng)切換裝置，外形如圖3所示，電路如圖4所示。
圖3 雙電源轉(zhuǎn)換柜外形圖
圖4 發(fā)電機(jī)組雙電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)電路圖
4、當(dāng)用電負(fù)荷諧波較大時(shí)，應(yīng)考慮對(duì)發(fā)電機(jī)的影響。
5、自啟動(dòng)裝置應(yīng)保證在市電中斷后15s內(nèi)自啟動(dòng)供電，并具有三次自啟動(dòng)功能，其總計(jì)時(shí)間不大于30s。自啟動(dòng)方式為電氣啟動(dòng)（啟動(dòng)電源為直流電壓24v）。
6、冷卻方式的選擇應(yīng)根據(jù)建筑物特點(diǎn)、對(duì)應(yīng)急電源的運(yùn)行要求、建筑物所處的環(huán)境及配置條件選擇。
7、宜選用單臺(tái)機(jī)組，且額定容量不宜超過2000kva。當(dāng)需多臺(tái)機(jī)組為同一系統(tǒng)并聯(lián)供電時(shí)，發(fā)電機(jī)組總臺(tái)數(shù)不宜超過4臺(tái)，此時(shí)單臺(tái)機(jī)組的額定容量不宜超過1000kva：當(dāng)受并列條件限制時(shí)，可分區(qū)設(shè)置。
8、選用多臺(tái)機(jī)組時(shí)，應(yīng)選擇型號(hào)、規(guī)格和特性相同的機(jī)組和配套設(shè)備。
9、為同一系統(tǒng)供電的發(fā)電機(jī)組在兩臺(tái)以上時(shí)，應(yīng)考慮機(jī)組并列（并機(jī)）運(yùn)行，但不考慮與當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)的并聯(lián)運(yùn)行。其

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