摘要结合相关规范和设计实践，给出了柴油发电机容量的确定流程。对民用建筑应急柴油发电站设计中和建筑、结构等相关专业的相互配合问题，以及电气专业应注意的问题，提出了笔者的设计体会和解决方法。

        关键词     柴油发电机组     负荷计算     专业协调    容量校核

        1 引言

        在现有技术和经济条件下应急柴油发电机组仍然是一种经济可靠的建筑自备电源， 它能够提供持续的大功率的电力保障。笔者认为设计人员应按照相关规范正确计算发电机组容量， 同时做到“为了保证对一级负荷中特别重要负荷的供电可靠性， 尽量减少应急电源的容量”， “工程设计中， 对于其他专业提出的特别重要负荷， 应仔细研究”， 并且加强各专业协作，使柴油发电机组的设计达到经济、实用的要求。笔结合设计实践， 对柴油发电机组的容量计算、机房设计， 以及和建筑、结构等相关专业的配合等问题， 谈谈自己的看法。

         2 正确计算发电机组容量

        自备应急柴油发电机组设计的核心问题是确定单台柴油发电机的容量。首先应根据建筑物的使用功能， 依照规范确定用电负荷的等级。确定负荷等级应遵照以下四本规范中的条目进行， 《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16 - 2008， 以下简称《民规》）、《供配电系统设计规范》（GB 50052 - 95）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045 - 95， 2005 年版）、《建筑设计防火规范》（GB 50016 - 2006）。以笔者参与设计的某科研生产综合办公楼项目为例， 该工程为一类高层建筑， 供电局提供两路10 kV 电力电源。该工程地下一层总建筑面积15 414 m2， 其中10 000m2平时作地下车库， 战时作为人防地下室， 划分为三个防护单元； 其余部分作为设备用房； 地上建筑主要为办公房间， 设有接待大厅、普通办公室、会议室等； 办公房间内设有大量的生产用计算机， 并且设有多个网络机房、通信机房。哪些负荷属于柴油发电机供电的负荷呢？ 按照《民规》第3 . 2 . 1 条，该工程的地上建筑用电设备中无“特别重要负荷”，但是地下一层平时作车库， 战时作人防地下室，建筑面积已大于5 000 m2， 所以应依据《人民防空地下室设计规范》（GB 50038 - 2005） 第7 . 2 . 13条， 按照战时和平时供电容量的较大者确定发电机容量。按照上述思路确定发电机容量的流程见图1。由此可以看出， 在能够接引两路外部电源的情况下工程设置的柴油发电机组容量要小于接引一路外部电源的情况。

         3 相关专业的相互协调与配合

         电气设计人员在计算出柴油发电机组的容量后，要与相关方面积极联系， 争取确定具体的发电机组型号， 为下一步深入设计打好基础。若不能明确则可以按照标准设计图集《建筑电气常用数据》（04DX101-1） 第20-1 ～ 20-5页的数据为其他专业提供设计依据。

         3． 1 与建筑专业的协调

        向建筑专业提供单台柴油发电机组的外型尺寸，协助建筑专业完成发电机机房的布局。《民规》6. 1. 3条第2 款提出的是最小尺寸要求， 我们不能xx按照这个最小尺寸设计机房， 因为“机组之间、机组外廓至墙的净距应满足运输设备、就地操作、维护检修或布置辅助设备的需要”。

        还应考虑机组的进、排风管， 机组的排烟管， 储油间的尺寸， 机房内取水点的设置， 以及电缆、输油管、水管的敷设通道等。在设计时还应注意一个容易忽视的问题： 机组的运输通道。柴油发电机组的安装是在土建施工完成后进行的， 因此必须在施工图设计时配合土建专业预留机组运输通道， 特别是设计人防地下室柴油发电机房时， 要尤其注意运输通道上防护门与机组尺寸的协调配合。

         3． 2 与设备和动力专业的协调

        要及时将柴油发电机组的冷却方式、燃油消耗率、通风量、散热量等数据提交给设备和动力专业。需要设备和动力专业计算油库体积、尺寸， 用水量，校核通风系统设备安装位置和尺寸。需要动力专业设计机房内的机组供油管路和油库输油管路。当柴油发电机组作为人防地下室战时电源时， 依据《人民防空地下室设计规范》第6 . 5. 10 条“ 燃油可用油箱、油罐或油池贮存， 其数量不得少于两个。其贮油容积可根据柴油发电机额定功率时的耗油量及贮油时间确定。贮油时间可按7 ～ 10 d 计算”。一般情况下需要设置储油箱。储油箱的构造与水箱有很大区别，因此不能在设计图中简单地注释为参照水箱制作储油箱。{dy}， 水箱的进水管直接连接在水箱上部，没有伸入水箱内， 而进油管应从储油箱下部接入；如确需从上部接入时， 甲、乙、丙A 类油品的进油管应延伸到储油箱的底部。储油箱进油管要求从油箱下部接入， 主要是为了安全和减少油品损耗。油品从上部进入油箱， 如不采取有效措施， 会使油品喷溅， 这样除增加油品大呼吸损耗外， 还使油品因摩擦产生大量静电， 达到一定电位， 就会在含有挥发油品的空间内放电而引发爆炸的危险。第二， 规范要求储油箱应装设进出油接合管、排污孔和通气管等基本附件。第三， 储油箱和供油管路不能使用热镀锌的管材。这些要求是水箱没有的。

         3． 3 与结构专业的配合

        选定机组后要将机组的湿重（机组正常运行时的重量） 提供给结构专业， 校核是否满足结构安全要求。笔者认为在条件允许的情况下应为发电机组建设独立基础， 有利于降低机组的运行噪音。《民规》第6 . 1. 3 条第8 款对机组运行的噪音做出了明确的规定。

        4 柴油发电机组电气设计需要注意的问题

        设置柴油发电机组的目的是保证平时一级负荷（包括特别重要负荷） 和战时用电负荷（当工程中有人防地下室时） 的供电。在低压配电系统设计时， 应考虑以下方面的问题： ① 用电设备的负荷等级。② 低压配电系统主接线。③ 发电机组附属设备的供电， 发电机组附属设备包括发电机房、变配电室的照明， 机房和机组的通风设备、给水设备，供油设备， 机组自控和远控设备。

        下面对主接线的设计（见图2） 做一个探讨。当有两路外电源时， 两路电源同时工作、互为备用， 1# 、2# 母线分段运行， 中间设母线联络。3#应急母线由2# 变压器供电， 两台变压器各负担50 %负荷。当外电源中任一路失电（或任一台变压器故障）， 可由另一路电源（或另一台变压器） 通过母联供电。平时， 柴油发电机组仅在火灾时， 为部分一级负荷、消防负荷、应急照明提供电源。战时，柴油发电机组为人防负荷提供电源。在计算出柴油发电机组的容量大小后， 还必须进行柴油发电机供电系统短路电流校验， 以及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）。电压降校验时以下要素不可忽视：

         a . 发电机母线上的已接负荷的影响。也就是说，发电机母线上的启动负荷应该等于已接负荷与电动机启动容量之和， 单单考虑电动机的启动容量是错误的。这一点最容易被一些设计人员所忽略。

        b . 发电机不同的励磁及调压方式， 对机组容量选择也将产生重大影响。

        c . 发电机至电动机间配电线路电压降的影响。   

        d . 电动机启动容量达{zd0}值是瞬间的， 因此，可不考虑两台及以上电动机同时启动对发电机造成冲击的问题。若仅以{zd0}的单台电动机的启动容量来校验发电机容量， 是不严密、不周全的， 因为电动机启动容量不仅与额定容量有关系， 更与启动方式密切相关。换言之， 对于校验发电机容量而言， 直接启动较小容量的电动机， 可能比降压启动较大容量的电动机更为不利。所以计算时应分别计算若干台影响较大的电动机的相关数据， 择其最不利者， 作为选定发电机容量的依据。为缩小发电机组容量、降低造价， 条件允许时， 较大容量的电动机尽量采用降压启动。

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