柴油發(fā)電機(jī)供電方案應(yīng)用的探討

　　引言

　　柴油發(fā)電機(jī)的供電設(shè)計(jì)是電氣設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，其設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣將直接影響整個(gè)供配電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性。市場需要設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中一些工程積累，總結(jié)了幾種典型的柴油發(fā)電機(jī)供電接線方案，分析其各自的特點(diǎn)、優(yōu)勢和缺點(diǎn)、適用項(xiàng)目等，在此同大家一起探討。

　　1 柴油發(fā)電機(jī)組在供電設(shè)計(jì)中的設(shè)置需求

　　自備電源分為應(yīng)急電源和備用電源。應(yīng)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(shè)置的電源，其特點(diǎn)是滿足人員疏散和滅火等要求，供電時(shí)間較短。備用電源是正常電源中斷時(shí)，出于非安全原因，用于維持向用電設(shè)備供電的電源，其特點(diǎn)是滿足生產(chǎn)和經(jīng)營等需求，供電時(shí)間長，非安全因素。自備電源有多種形式，其中被廣泛應(yīng)用的是配置柴油發(fā)電機(jī)組，那么柴油發(fā)電機(jī)供電設(shè)計(jì)的合理性就顯得非常重要了。

　　柴油發(fā)電機(jī)作為一種自備電源主要的解決方案，其容量應(yīng)按應(yīng)急電源或備用電源負(fù)荷較大者選擇。正確地選擇柴油發(fā)電機(jī)供電方案就成了關(guān)乎整個(gè)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否具有合理性、可靠性、安全性等很重要的一個(gè)方面。

　　2 幾種典型柴油發(fā)電機(jī)供電接線方案的特點(diǎn)及其應(yīng)用

　　根據(jù)多年的供電設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選擇了幾種在工程中應(yīng)用的柴油發(fā)電機(jī)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(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)、適用場所等幾個(gè)方面進(jìn)行分析、探討。

　　2.1 方案一

　　圖1所示接線系統(tǒng)圖：

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

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

　　適用場所：適用于自備電源設(shè)置容量不大，消防可靠性要求不高的建筑。

　　柴油發(fā)電機(jī)供電接線也可稍作變形，成為熱備用，當(dāng)主用配電回路線路故障或維護(hù)檢修時(shí)可不啟動柴油發(fā)電機(jī)組繼續(xù)供電，進(jìn)一步增加供電可靠性。

　　圖1 0.4kV低壓柴油發(fā)電機(jī)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(diǎn)：消防和非消防負(fù)荷電源分組，消防負(fù)荷和非消防負(fù)荷各自有專用母線段，消防負(fù)荷和非消防的保障負(fù)荷均為末端切換。

　　通過上述幾個(gè)柴油發(fā)電機(jī)典型接線方案的分析對比，可以看到這幾個(gè)方案不是優(yōu)劣的關(guān)系，而是各有其特點(diǎn)，適用不同類型的工程，設(shè)計(jì)要做的是基于技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性平衡的原則，選用合適的方案。在設(shè)計(jì)中根據(jù)不同的工程實(shí)際，設(shè)計(jì)人要做充分地了解，結(jié)合工程情況，在滿足可靠性的前提下，應(yīng)統(tǒng)籌考慮建設(shè)成本和運(yùn)維成本。柴油發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)的成功設(shè)計(jì)，使其在關(guān)鍵時(shí)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(jī)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(diǎn)：接線較復(fù)雜，造價(jià)較高，消防負(fù)荷受非消防負(fù)荷故障的影響較小。

　　優(yōu)缺點(diǎn)：接線較復(fù)雜，造價(jià)較高，消防負(fù)荷受非消防負(fù)荷故障的影響較小;需要在建筑物主體外設(shè)置專用的儲油設(shè)施，設(shè)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(shí)，宜選用10kV中壓柴油發(fā)電機(jī)組：設(shè)計(jì)中柴油發(fā)電機(jī)組的總?cè)萘看笥?200kW時(shí);經(jīng)計(jì)算采用低壓供電不滿足電壓降要求時(shí);需向高壓設(shè)備供電時(shí)。

　　圖3 10kV中壓柴油發(fā)電機(jī)供電接線系統(tǒng)

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

　　3 設(shè)計(jì)中需要注意的問題

　　3.1 柴油發(fā)電機(jī)不同地區(qū)設(shè)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(fù)中，即使批準(zhǔn)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(xiàng)目為消防負(fù)荷設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)。這就需要在項(xiàng)目設(shè)計(jì)的前期，盡量收集影響供電方案的相關(guān)資料，了解當(dāng)?shù)毓╇姴块T的特殊需求，避免設(shè)計(jì)后期大量調(diào)整和返工。

　　3.2 柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置樓層的認(rèn)定

　　《建筑設(shè)計(jì)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(jī)房宜設(shè)置首層或地下一、二層。在一些城市有部分項(xiàng)目是坡地建筑，存在退臺設(shè)計(jì)。比如負(fù)三層屋面可直通室外，柴油發(fā)電機(jī)房所在防火分區(qū)的疏散樓梯從負(fù)二層就可通向室外，可以認(rèn)為此層為相對首層。柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)在負(fù)四層就相當(dāng)于在負(fù)二層，可以認(rèn)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(rèn)定電氣機(jī)房的樓層，不是建筑的概念。

　　3.3 柴油發(fā)電機(jī)房標(biāo)高的影響

　　因部分建筑可能位于江、湖、水庫等旁，設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T記載的洪水資料數(shù)據(jù)、建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)以及建筑物內(nèi)排水系統(tǒng)的可靠性和事故時(shí)出現(xiàn)的積水量確定需要設(shè)計(jì)的抗水措施。

　　4 結(jié)束語

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