電動機配備柴油發電機時選擇功率的必要常識
發布時間：2024-05-04 點擊：200
電動機配備柴油發電機時選擇功率的必要常識
康明斯柴油發電機組的容量大小，除要滿足穩定計算負荷需要外，還必須進行電動機啟動時的電壓降校驗，即啟動任一電動機時，其端子容許電壓降應在規定范圍之內。本文討論了消防電源選擇柴油發電機容量的一些思考，望有助于今后建筑電氣設計工作。
一、電動機啟動電流的影響
1、康明斯發電機母線上的已接負荷的影響。也就是說，康明斯發電機母線上的啟動負荷應該等于已接負荷與電動機啟動容量之和，單單考慮電動機的啟動容量是錯誤的。具體工程實踐中，這一點最容易被一些設計人員所忽略，許多技術文獻對于已接負荷的影響，常常也避而不談或是涉及較淺。
2、康明斯發電機不同的勵磁及調壓方式，對發電機組容量選擇也將產生重大影響。
3、康明斯發電機至電動機之間配電線路電壓降的影響。亦即，康明斯發電機端子電壓等于電動機端子電壓與線路壓降之和。
4、許多文獻認為，電動機應按容量大小而順次啟動，以此減小康明斯發電機容量。但在國家標準圖集和工程圖紙中，這種電動機順次啟動的二次電路圖又極少見到。更何況，順次啟動也往往與一些消防控制要求相矛盾。因此建議，減小康明斯發電機容量，不宜依靠電動機順次啟動這種方法。
5、電動機啟動容量達最大值是瞬間的，因此，可以不考慮兩臺及以上電動機的同時啟動，對康明斯發電機造成沖擊的問題。
二、基本要求
根據民用建筑電氣設計規范jgj16-2008第.2條，柴油發電機組的選擇應符合下列規定∶
發電機組容量與臺數應根據應急負荷大小和投入順序以及單臺電動機最大啟動容量等因素綜合確定。當應急負荷較大時，可采用多機并列運行，發電機組臺數宜為2-4臺。當受并列條件限制，可實施分區供電。當用電負荷諧波較大時，應考慮其對發電機的影響。
在方案及初步設計階段，柴油發電機容量可按配電變壓器總容量的10%一20%進行估算。在施工圖設計階段，可根據一級負荷、消防負荷以及某些重要二級負荷的容量，按下列方法計算的最大容量確定∶
（1）按穩定負荷計算發電機容量；
（2）按最大的單臺電動機或成組電動機啟動的需要，計算發電機容量；
（3）按啟動電動機時，發電機母線允許電壓降計算發電機容量。
當有電梯負荷時，在全電壓啟動最大容量籠型電動機情況下，發電機母線電壓不應低于額定電壓的80%；當無電梯負荷時，其母線電壓不應低于額定電壓的75%。當條件允許時，電動機可采用降壓啟動方式。
三、消防負荷啟動順序
1、電氣、給排水、通風專業的消防設施的運行均為火災現場服務。火災發生時，因為消防設備中可能含有大量異步電動機和消防電梯，若將所有消防設備同時啟動，必將產生極大的啟動負荷，以此選擇的發電機容量過大而造成浪費。所以，將消防設備按順序啟動，待一組負荷達到穩態值時啟動下一組負荷是比較合適的辦法。
2、火災發生初期，火災自動報警系統等消防用電，發電機約為8至20秒啟動后投入發電用量，首先保證人員疏散。待穩定后，啟動水泵、風機等電動機性質的消防設施才對建筑進行自動滅火。
3、按負荷啟動順序的影響
傳統的發電機容量選擇方法過于概括。本文將以較為詳細的思路介紹發電機容量的計算方法∶
（1）統計各類二級及以上負荷，考慮平時一、二級非消防重要負荷與火災時消防負荷之間的較大者確定發電機所帶負荷類型（后文以消防負荷為例）。
（2）對各類型負荷進行啟動順序分組，逐一對比；
（3）按最大啟動負荷啟動條件效驗發電機容量。
四、發電機容量計算
下面虛擬某住宅小區消防負荷，舉例詳細說明。通常應急照明、變配電室、通訊機房、消防控制中心作為首先啟動的第一組設備，以保證火災時整個消防系統核心設備正常運行以及人員疏散。潛污泵、消防風機、消防水泵等動力設備作為第二步啟動的設備。消防電梯可以最后啟動作為第三步啟動的設備。第一組負荷達到穩態時啟動第二組設備，再次達到穩態時啟動第三組設備。
計算參數∶
發電機初始狀態為0；
第一步啟動負荷啟動時∶加載負荷396kw、啟動負荷、有效峰值負荷lp=396kw、啟動瞬態總負荷lt=396kw、穩態總負荷lss=396kw；
第二步啟動負荷啟動時∶加載負荷、啟動負荷、有效峰值負荷lp=、啟動瞬態總負荷lt=、穩態總負荷lss=；
第三步啟動負荷啟動時∶加載負荷120kw、啟動負荷400kva、有效峰值負荷lp=300kw、啟動瞬態總負荷lt=、穩態總負荷lss=；
滿足每次加載最大負荷運行需要發電機容量，la=lp/（n*ps）=733kw
滿足穩態總負載運行時需要發電機容量，lb=lss/n=736kw
滿足啟動瞬態最大總負載運行需要發電機容量，lc=lt/（n*(1+po))=977kw
滿負荷運行預留量，pa=20%
發電機最小選擇容量∶pe=lc=977kw
查產品技術參數選擇1臺1400kva容量發電機，發電機功率re 1120kw 發電機容量ra 1400kva
滿足穩態滿負荷運行時20%預留量。
校驗∶最大啟動負荷時負荷（即第一步已加載負荷加第二步啟動瞬態負荷）為1153kva，取可靠系數，則∶
1400kva>1384kva所選發電機組滿足要求。
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一、電動機啟動電流的影響
1、康明斯發電機母線上的已接負荷的影響。也就是說，康明斯發電機母線上的啟動負荷應該等于已接負荷與電動機啟動容量之和，單單考慮電動機的啟動容量是錯誤的。具體工程實踐中，這一點最容易被一些設計人員所忽略，許多技術文獻對于已接負荷的影響，常常也避而不談或是涉及較淺。
2、康明斯發電機不同的勵磁及調壓方式，對發電機組容量選擇也將產生重大影響。
3、康明斯發電機至電動機之間配電線路電壓降的影響。亦即，康明斯發電機端子電壓等于電動機端子電壓與線路壓降之和。
4、許多文獻認為，電動機應按容量大小而順次啟動，以此減小康明斯發電機容量。但在國家標準圖集和工程圖紙中，這種電動機順次啟動的二次電路圖又極少見到。更何況，順次啟動也往往與一些消防控制要求相矛盾。因此建議，減小康明斯發電機容量，不宜依靠電動機順次啟動這種方法。
5、電動機啟動容量達最大值是瞬間的，因此，可以不考慮兩臺及以上電動機的同時啟動，對康明斯發電機造成沖擊的問題。
二、基本要求
根據民用建筑電氣設計規范jgj16-2008第.2條，柴油發電機組的選擇應符合下列規定∶
發電機組容量與臺數應根據應急負荷大小和投入順序以及單臺電動機最大啟動容量等因素綜合確定。當應急負荷較大時，可采用多機并列運行，發電機組臺數宜為2-4臺。當受并列條件限制，可實施分區供電。當用電負荷諧波較大時，應考慮其對發電機的影響。
在方案及初步設計階段，柴油發電機容量可按配電變壓器總容量的10%一20%進行估算。在施工圖設計階段，可根據一級負荷、消防負荷以及某些重要二級負荷的容量，按下列方法計算的最大容量確定∶
（1）按穩定負荷計算發電機容量；
（2）按最大的單臺電動機或成組電動機啟動的需要，計算發電機容量；
（3）按啟動電動機時，發電機母線允許電壓降計算發電機容量。
當有電梯負荷時，在全電壓啟動最大容量籠型電動機情況下，發電機母線電壓不應低于額定電壓的80%；當無電梯負荷時，其母線電壓不應低于額定電壓的75%。當條件允許時，電動機可采用降壓啟動方式。
三、消防負荷啟動順序
1、電氣、給排水、通風專業的消防設施的運行均為火災現場服務。火災發生時，因為消防設備中可能含有大量異步電動機和消防電梯，若將所有消防設備同時啟動，必將產生極大的啟動負荷，以此選擇的發電機容量過大而造成浪費。所以，將消防設備按順序啟動，待一組負荷達到穩態值時啟動下一組負荷是比較合適的辦法。
2、火災發生初期，火災自動報警系統等消防用電，發電機約為8至20秒啟動后投入發電用量，首先保證人員疏散。待穩定后，啟動水泵、風機等電動機性質的消防設施才對建筑進行自動滅火。
3、按負荷啟動順序的影響
傳統的發電機容量選擇方法過于概括。本文將以較為詳細的思路介紹發電機容量的計算方法∶
（1）統計各類二級及以上負荷，考慮平時一、二級非消防重要負荷與火災時消防負荷之間的較大者確定發電機所帶負荷類型（后文以消防負荷為例）。
（2）對各類型負荷進行啟動順序分組，逐一對比；
（3）按最大啟動負荷啟動條件效驗發電機容量。
四、發電機容量計算
下面虛擬某住宅小區消防負荷，舉例詳細說明。通常應急照明、變配電室、通訊機房、消防控制中心作為首先啟動的第一組設備，以保證火災時整個消防系統核心設備正常運行以及人員疏散。潛污泵、消防風機、消防水泵等動力設備作為第二步啟動的設備。消防電梯可以最后啟動作為第三步啟動的設備。第一組負荷達到穩態時啟動第二組設備，再次達到穩態時啟動第三組設備。
計算參數∶
發電機初始狀態為0；
第一步啟動負荷啟動時∶加載負荷396kw、啟動負荷、有效峰值負荷lp=396kw、啟動瞬態總負荷lt=396kw、穩態總負荷lss=396kw；
第二步啟動負荷啟動時∶加載負荷、啟動負荷、有效峰值負荷lp=、啟動瞬態總負荷lt=、穩態總負荷lss=；
第三步啟動負荷啟動時∶加載負荷120kw、啟動負荷400kva、有效峰值負荷lp=300kw、啟動瞬態總負荷lt=、穩態總負荷lss=；
滿足每次加載最大負荷運行需要發電機容量，la=lp/（n*ps）=733kw
滿足穩態總負載運行時需要發電機容量，lb=lss/n=736kw
滿足啟動瞬態最大總負載運行需要發電機容量，lc=lt/（n*(1+po))=977kw
滿負荷運行預留量，pa=20%
發電機最小選擇容量∶pe=lc=977kw
查產品技術參數選擇1臺1400kva容量發電機，發電機功率re 1120kw 發電機容量ra 1400kva
滿足穩態滿負荷運行時20%預留量。
校驗∶最大啟動負荷時負荷（即第一步已加載負荷加第二步啟動瞬態負荷）為1153kva，取可靠系數，則∶
1400kva>1384kva所選發電機組滿足要求。
康明斯柴油發電機組安放機房設計溫度探討
噴油正時不正確對柴油發電機性能的影響
一般家庭用該用多大的發電機？與汽車發電機有區別嗎？
中國首臺葉輪直徑超過200米的超大型海上風力發電機組
上柴動力6WTAA35-G313柴油機污染控制裝置的基本參數
如何檢查柴油發電機組機油的質量
控制面板實現柴油機轉速的自動調節有什么好處？
為什么柴油發電機組價格差距那么大包含品牌功率功能等因素