康明斯公司在本文中簡要介紹了柴油發電機組的設計方法，著重對建筑電氣設計專業在設計柴油發電機組時的相關內容進行了闡述，并提出了設計要點，以期設計出一個經濟、合理、舒適以及高效的柴油發電機組。
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在供配電系統設計規范中將電力負荷分為一、二、三級。其中，一級負荷要求由兩個電源供電;一級負荷中特別重要的負荷除要求由兩個電源供電外，還要求增設應急電源，這是應急電源的強制性設置要求。另外，還有出于經濟性、政治性等因素的考慮而設置備用電源，用以防止因正常電源的斷電而引起的數據資料損失或造成政治形象等的不良影響。基于以上情況柴油發電機組作為應急備用電源的一種應用于許多工程中。以下簡單介紹幾點建筑電氣設計專業在設計柴油發電機組時的相關內容。
一、機房的選址
一般柴油發電機房宜設置在用電負荷中心，這樣可以避免因線路過長而增加的電纜投資，以及為保證供電電壓質量而增加的投資。柴油發電機房位置的選擇還應考慮柴油發電機組運行過程中多方面因素:一方面是保證機組本身的運行環境，即機組運行中的通風、排風、排煙。這里我們僅考慮燃燒柴油作為燃料，因為就目前市場上大部分工程都是釆用柴油作為燃料，燃料的供應及儲存也是機房設置需要考慮的因素。柴油發電機組在運行過程中，由于柴油的燃燒會產生大量的煙，同時柴發機組本身運行產生氣體和熱量，這些煙、氣和熱量不僅不利于柴發機組本身的運行，也給人活動的場所造成了環境污染。所以，柴發機房選擇位置時需考慮能很好的將這些煙、氣和熱量排送到遠離室內和人員進出口的位置，并同時能給機房引入新風，形成良好的散熱、通風環境。另一方面柴油發電機組運行時會振動并產生噪聲，這就要求機房在選址時考慮振動及噪聲對所在環境的影響，必要時應釆取合理的減振及降噪的措施。綜合以上需要考慮的因素，一般條件允許時，可將柴發機房設于項目附近的室外，并背離出入口，人員密集的地方。當條件不允許時，現在許多項目也都設于地下層，通過有效的通風、排風、排煙以及減振、降噪等措施，也運行良好，并取得較好的經濟效益。
二、容量的選擇
一般在方案或初步設計階段，我們沒有辦法知道具體的負載情況，這時，柴油發電機組的容量按配電變壓器總容量的10%~20%考慮，這在規范和專業的技術措施中都有說明。在施工圖設計階段，我們確定所需柴油發電機組的容量時，首先要確定柴發所帶的負載類型，柴發被使用的情況，即柴發是作為純備用負荷使用，還是還需正常負荷在市電斷電時也使用柴發作為正常負荷的供電電源。這里前一點所說的備用負荷是指柴發使用項目中由于消防要求、供電保障性要求所必須要求設置備用電源的負荷。供電負荷的確定是考慮到供電的可靠性、經濟性等多種因素，在權衡利弊后得出的一個合理的方案。當一個項目的供電負荷確定后，才可以進一步確定柴發機組的容量。柴發機組容量的計算公式在jgj 16-2008民用建筑電氣設計規范中有詳細說明，這里就不再引用了。
三、供配電系統的設計
根據柴油發電機組的臺數，所帶負載的性質、功能及供電要求，采用柴油發電機組作為備用電源的供電系統有許多種。目前實際應用中常用的典型的供電系統有:發電機組直接為普通負載供電;多臺發電機組并聯為普通負載供電;單機組作為備用電源與市電分別給負載供電;多臺機組、多個轉換開關分別對負載供電;作為常用電源中的中、高壓簡單發電機使用的配電系統;多臺發電機與市電電源采用母聯或并聯向負載供電的中高壓系統;低壓發電機采用升壓變壓器后向低壓或中壓配電系統供電等。具體采用什么樣的供電方式應當根據當地電網的供電情況，結合負載使用的實際情況而定。其中單機組作為備用電源與市電分別給負載供電，多臺機組、多個轉換開關分別對負載供電更是許多工程中常用的低壓供電配電系統。當確定的柴油發電機組容量較大，一般不小于800 kw時，宜設置兩臺同容量的柴油發電機組，這兩臺機組可分別帶起部分負載，也可并機使用向所有負載供電。同時，設置兩臺柴油發電機組也可互為備用，當一臺出現故障或需定期維修時，可先用另一臺作為備用電源，向部分需要最優先或強制必須保障的負荷供電。一般柴油發電機組是不允許與市網并列運行的。主要是考慮如果柴發機組發生故障，將有可能波及到市網，從而擴大了故障影響面。所以，通常釆用連鎖來使用柴發與市電，以防止二者并列運行。
柴油發電機組的啟動方式及要求也要根據所帶負載的性質及供電方案確定。機組的控制柜等一般由廠家成套提供。由于柴油發電機組的啟動一般釆用電啟動，需要充電機、蓄電池等啟動設備所必須的市電電源，所以，柴油發電機房也是需要設置市電電源的。在使用柴油發電機組作為應急備用時，當正常電源即市電發生故障停電時，市電一柴發機組轉換控制系統發出信號啟動柴發機組;當市電恢復時，控制系統發出信號，柴油發電機組停機，恢復正常市電供電。無論轉換市電一柴發機組轉換控制系統核心采用plc控制還是釆用集成控制單元控制，一般都要求具有過負荷和短路保護等保護功能。當柴油發電機組容量不足時，能夠卸掉次要負荷，當市電恢復正常時能夠恢復被卸掉的負荷。
四、冷卻系統設計
目前市場上的柴油發電機組的冷卻方式分為風冷式和水冷式兩種，風冷式又稱封閉自循環水冷卻方式。具體采用哪種冷卻方式，一般是由暖通專業根據現場條件及機組配合確定。冷卻方式的選擇也有可能影響到柴油發電機房的位置、大小及布局等。
除了冷卻系統，還有通風也很重要。一臺柴油發電機組的柴發機房燃料燃燒產生的熱量中大約有20%是被冷卻液系統散發的，有30%是排出的廢氣熱量，有3%~8%是交流發電機產生的熱量，有5%是機組本身熱輻射到機房的，最多有36%是作為電能輸出的。根據以上不同形式的熱量釆用相應的方法將其從柴發機房內消除，這樣才能保障發動機的正常運行溫度。
五、機房與土建專業的配合
當柴油發電機組容量確定后，就可以考慮柴油發電機房的施工圖設計。根據柴油發電機組的容量，可參考市場上現有產品的尺寸，一般在沒有確定產品的情況下都按較大尺寸來設計。柴油發電機房內機組與各方位墻、門等的距離要求，在國家規范定都有詳細規定，這里不再重復引用。需要說明的是，柴油發電誡房設計時不應僅考慮機組尺寸，還應考慮到控制柜位置，控制柜的檢修及操作間距;應考慮機組的通風、排煙風道的位置;應考慮燃油的輸送或儲備房間;根據機房設置的位置及確定的機組的冷卻方式考慮是否用水箱及其位置等因素。當機組的布置確定后，就可以確定機組的基礎設計。柴油發電機組的典型隔離減振基礎應高出地面150 mm，基礎應釆用鋼筋混凝土基礎，設置于至少200 mm的砂土或礫石層上。現在市場上釆用一體式隔離措施的發電機組，可使發電機的隔離減振效率減到60%~80%。有關油路、電路的敷設方式及路徑，不同廠家的接口位置都不同，所以，柴油發電機房的基礎及管件預埋等工作在施工圖設計階段可僅預留下房間，待廠家確定后根據產品的接口位置，與設計院確定動、靜荷載后，由有資質廠家自行確定及施工。
總結：
總之，柴油發電機組設計時需要考慮各方面因素，要設計出一個經濟、合理、舒適以及高效的柴油發電機組，需要不斷實驗、探索、總結。這里僅僅根據以往設計柴發的經驗總結了一些需要注意的部分，給剛剛涉入的同行一些參考，不足之處，還需不斷的補充、完善，不斷的積累經驗。


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