柴油发电机组设置原则与机房设计

柴油发电机组设置原则与机房设计1引言

新型建筑人流密集，出于防火、消防安全的需要，对供电可靠性提出了严格的要求。目前我们一般采用柴油发电机组作为应急电源，因为柴油发电机的容量较大，持续供电时间长，可独立运行，不受电网故障的影响，可靠性较高。尤其

是某些地区常用市电不是很可靠的情况下，把柴油发电机作为备用电源，既能起到应急电源的作用，又能通过低压系统的合理优化，可以让一些较为重要的负荷在市电停电时使用，因此柴油发电机在工程中得到广泛应用。本文将就高层建筑中柴油发电机组的设置原则、容量选择、型式选择、机房设计等问题提出一些理解和认识。

2 设置原则

符合下列条件之一，可选用柴油发电机作为备用电源：

（1）保证一级负荷中特别重要的负荷用电。

（2）一级负荷从电力系统中取得第二电源困难或技术经济不合理时。

3 柴油发电机容量的选择

现代一般民用建筑中，柴油发电机在火灾时为消防负荷，平时为重要负荷提供备用电源。柴油发电机的容量应首先要满足稳定计算负荷需要，包括消防负荷和保证负荷两部分。

作为消防负荷，通常是作为消防用电设备的备用电源，一旦市电停电，即刻联锁开启发电机组。遇到非消防紧急状态下的一般停电时，生活泵、客梯、酒店

厨房动力、星级客房照明等负荷（称为保证负荷）亦需后备电源的供应。如果设

计发电机组仅仅负担应急照明等消防负荷，对保证负荷无法顾及，则必将造成机

组空置、资源浪费。

为此，进行低压配电系统设计时，在满足消防负荷需要的前提下，可考虑停电而非火灾时，发电机对保证负荷的供电。一种做法是将保证负荷集中接到发电机应急母线段上，火灾时，由火灾确认信号将保证负荷（客梯除外）的总开关分

励脱扣。总之，应分别计算消防负荷和保证负荷。在确定发电机组容量时，应首

先满足消防负荷的要求，再根据建设方的要求接入相应的保证负荷。

柴油发电机组的容量大小，除要满足上述稳定计算负荷需要外，还必须进行电动机启动时的电压降校验，即启动任一电动机时，其端子允许电压降应在规定范围之内。

消防负荷如何正确计算应引起重视。推荐的计算原则是，只考虑一个防火分区发生火灾（正如水消防一样），即认为两个及以上的防火分区同时发生火灾的

可能性是非常低的。通常，消防泵作为固定负荷必须计入，而消防电梯、防排烟

风机等负荷计入多少，则要视其在某防火分区火灾时投入服务的负荷大小而定。

确定发电机容量，应以最不利的一个防火分区发生火灾时，同时投入运行的消防负荷为准。

3.1 柴油发电机负荷计算

（1）消防负荷

◆平时备用火灾时才启用的专用消防设备计算负荷（Pj1）。如一般按最不利的一个防火分区发生火灾时考虑需开启的消防水泵、排烟风机、正压风机、电动防火卷帘、电动防火门、消防新风机等。同层有几个防火分区时，若某一个防

火分区着火，所开启的防排烟最大负荷为本着火分区及相邻的两个防火分区的防

排烟设备。

◆火灾或停市电时，必须由发电机供电的计算负荷（Pj2）。如应急照明（包括备用照明、疏散照明、安全照明）、消防电梯、消防控制室、通信机房、安防

监控机房、大中型计算机房等重要设备用电，特别重要负荷，一级负荷中的部分

或全部负荷。

（2）保证负荷

停市电非火灾时，宜由发电机供电的重要计算负荷（Pj3）。如部分或全部客梯、生活水泵、厨房动力、餐厅1/4~1/3照明、商场1/4~1/3照明、宾馆锅炉房、星级客房照明等。宜将大型封闭式商场中的空气处理机、新风机作为重要负荷。

3.2柴油发电机容量的选择

发电机组的额定功率（PH）应大于或等于 1.1倍的计算功率（Pj）：PH≥1.1Pj。

（1）当Pj1＞Pj3时，应选PH≥1.1（Pj1+Pj2）。为充分利用发电机，应

把重要负荷接到发电机母线上。

（2）当Pj3＞Pj1时，应选PH≥1.1（Pj2+Pj3）。这样既能满足消防负荷

用电，又能向保证负荷供电，为首选设计方案。

（3）最大一台电机启动时，应保证发电机端的瞬时电压降不应大于额定电

压的20%，无电梯负荷时，不应大于25％，条件允许时，电动机可采用降压启动。

3.3柴油发电机容量的选择校验

（1）按最大一台电机启动需要来校验发电机的容量，即：PH≥K×P。式中PH：发电机的额定功率；K：最大一台电机启动倍数。在不同启动方式下，发电

机功率为被启动电动机功率的最小倍数（如表1所示）。

启动方式全压启动Y—△启

动

自耦变压器减压启

动

0.65Ve 0.8Ve

母线允许降压20% 5.5 1.9 2.4 3.6 15% 7.0 2.3 3.0 4.5 10% 7.8 2.6 3.3 5.0

注：表中值为K的最小倍数，为了可靠宜将表中K值乘以1.1~1.3的可靠系数。

（2）一般消防水泵可按15%允许瞬时压降来选择，校验发电机容量，可采

用Y-△启动。

（3）发电机容量足够，水泵容量较小，又不经常起动，直接起动时压降≤

15%时，可采用直接起动。

（4）柴油发电机单台容量不宜超过1000kW，若容量较大可选择多台发电机。

3.4计算实例

某二类高层商住楼，拟设一台容量最小的柴油发电机组，消防时作消防负荷备用电源，平时作保证负荷备用电源。其中保证负荷计算值Pj2+Pj3为300kW。而其最不利防火分区被认定为地下室。因为，若地下室火灾，则投入服务的消防设备总安装功率为最大，其值Pj1+Pj2为250kW。其中消防水泵容量最大，75KW，△（星三角）启动。

计算过程：因300kW>250kW，故机组容量选择以保证负荷计算为准。则应选

的发电机功率为：PH≥1.1×300kW=330kW，查样本选择PH=350kW的发电机。校验最大一台电机为高区消防水泵75kW，采用Y-△启动，按15%压降查表得K=2.3，取1.2可靠系数，1.2×K×P=1.2×2.3×75=207＜350kW，经校验所选机组满足要求。

4 柴油发电机房的设计

（1）柴油发电机房的确定：考虑到柴油发电机组的进风、排风、排烟等情

况，如果有条件时机房最好设在首层。但是，高层建筑功能较复杂，对面积的利

用率要高，尤其是首层，常用于对外营业，属黄金地带，难以占用。因此，一般

把发电机房设在地下室的地下一层，不宜设在地下二层及以下。这时，解决好通风、防潮、机组的排烟、消音和减振就显得非常重要，在设计中要注意处理好。

机房选址时应注意以下几点：

不应设在四周无外墙的房间，为热风管道和排烟管道伸出室外创造有利条件；

尽量避开建筑物的主入口、正立面等部位，以免排烟、排风对其造成影响；

注意噪音对环境的影响；