柴油发电机组容量计算

数据中心机房柴油发电机组容量选择和计算在规模较大的数据中心机房,数台甚至十几台柴油发电机并列运行的情况越来越多。

在市电中断时,柴油发电机除在最快的时间内能自起动外,还应该最大限度的满足应急负荷的起动及供电容量要求,若容量选择小,电动机起动时电压降过大,容量选得过大,则运行经济效益差。

文中探讨了该如何选择单台柴油发电机的容量,选用几台柴油发电机并列才能既满足系统的应急要求,又不造成容量的浪费的问题。

柴油发电机是内燃发电机的一种,它以柴油为一次能源,柴油机为原动机,它有如下几个特点：①燃料价格便宜,容易保存②构造简单,辅助设备少③起动迅速,带负荷和停机的动作时间短④操作维护简单、方便。

正是因为上述特点,柴油发电机在数据中心的使用范围也越来越广泛。

随着数据中心机房规模的逐步扩大,高级别配电系统的数据中心机房也在成比例的增加,由于A级机房要求供电系统不能中断,所以,在规模较大的数据中心机房,数台甚至十几台柴油发电机并列运行的情况越来越多。

在市电中断时,除在最快的时间内能自起动外,还应该最大限度的满足应急负荷的起动及供电容量的要求,若容量选择小,电动机起动时电压降过大。

容量选得过大,则运行经济效益差。

那么,该如何选择单台柴油发电机的容量呢?选用几台柴油发电机并列才能既满足系统的应急要求,又不造成容量的浪费呢?1、柴油发电机的功率（1）持续功率（COP）（恒定负荷持续运行）COP为在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养,机组以恒定负载持续运行,且每年运行时间不受限制的最大功率。

（2）基本功率（PRP）（变负荷持续运行）PRP为在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养,机组以可变负载持续运行,且每年运行时间不受限制的最大功率。

（3）限时运行功率（LTP）LTP为在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养,机组每年运行时间可达500h 的最大功率。

（4）应急备用功率（ESP）（变负荷限时运行）ESP为在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养,在市电中断或在试验条件下,机组以可变负载运行且每年运行时间可达200h的最大功率。

一、设计依据GB51348-2019 民用建筑电气设计标准12SDX101-2民用建筑电气设计计算及示例二、设计原则1、机组容量与台数应根据应急或备用负荷大小以及单台电动机最大启动容量等综合因素确定。

当应急或备用负荷较大时, 可采用多机并列运行，应急柴油发电机组并机台数不宜超过4台，备用柴油发电机组并机台数不宜超过7台。

额定电压为 230V/400V 的机组并机后总容量不宜超过3000kW 。

当受并机条件限制时，可实施分区供电。

2、方案及初步设计阶段，应急柴油发电机组容量可按配电变压器总容量的10%～20%进行估算。

施工图设计阶段，宜按下列方法计算的最大容量确定：1）按需要供电的稳定负荷来计算发电机容量；2）按最大的单台电动机或成组电动机启动的需要，计算发电机容量；3）按启动电动机时，发电机母线允许电压降计算发电机容量。

3、备用柴油发电机组容量的选择，应按工作电源所带全部容量或一级二级负荷容量确定。

4、当有电梯负荷时，在全电压启动最大容量笼型电动机情况下，发电机母线电压不应低于额定电压的80%；当无电梯负荷时，其母线电压不应低于额定电压的75%。

当条件允许时， 电动机可采用降压启动方式。

5、当多台机组需要并机时，应选择型号、规格和特性相同的机组和配套设备。

6、宜选用高速柴油发电机组和无刷励磁交流同步发电机，配自动电压调整装置。

选用的机组应装设快速自启动装置和电源 自动切换装置。

7、当发电机房设置不能满足周边环境噪声要求时，宜选择自带消声处理装置的发电机组。

8、柴油发电机组的单机容量，额定电压为3kV ～10kV 时不宜超过2400kW ，额定电压为1kV 以下时不宜超过1600kW 。

9、3kV ～10kV 高压发电机组的电压等级宜与用户侧供电电压等级一致。

三、计算方法1、按稳定负荷来计算发电机容量∑=P S G 53.11式中：S G1—按稳定负荷计算的发电机视在功率（kVA ）；∑P —总负荷计算功率（kW ）；所带的负荷综合效率取0.82，功率因数取0.8。

應急柴油發電機組容量的計算內容提要：本文系統地介紹了應急柴油發電機組容量計算的原則、公式及有關表格，其中公式4～11、14是作者本人推導的。

關鍵詞: 一個建築物、一個防火分區、火災情況、非火災情況、消防需要、P-Q 運行極限圖、穩定負荷、尖鋒負荷、母線允許電壓下降應急柴油發電機組是民用建築中重要的應急電源設備，對保證人身和財產的安全起著至關重要的作用。

1、應急柴油發電機組的供電範圍按照IEC和國家標準的有關規定，應急柴油發電機組主要是為一級負荷中特別重要負荷及消防負荷供電。

除此之外，為充分發揮柴油發電機組的作用，還可以向一些比較重要的商用負荷供電，這部分商用負荷多數為一些收費較高的營業場所。

多數情況下首先根據火災情況確定應急柴油發電機組容量，然後再根據發電機的容量確定對商用負荷的供電範圍。

2、應急柴油發電機組負荷計算中的幾個原則問題根據應急柴油發電機組的供電範圍，在進行應急柴油發電機組的負荷計算時，首先應明確以下幾個原則：2.1應按火災和非火災兩種情況分別計算根據應急柴油發電機組的供電範圍，在進行負荷計算時，應按火災和非火災兩種情況分別計算。

2.2應急柴油發電機組火災情況下的負荷計算在進行火災情況下應急柴油發電機組負荷計算時，應根據《建築設計防火規範》的規定，對建築群和住宅社區按一個建築發生火災計算，對一個建築按一個防火分區發生火災計算。

此時消防負荷包括：應急柴油發電機組供電範圍內全部消防電梯、全部應急照明，加上發生火災時，根據防火分區所使用的消防負荷，如消火栓泵、噴淋泵、防排煙風機等。

大多數工程是與地下室、塔樓相對應的首層防火分區發生火災時消防負荷最大。

此時投入使用的防排煙風機有地下室、首層、二層對應防火分區的防排煙風機。

對於超高層建築，當高區採用接力方式供水時，有可能在高區發生火災投入使用的消防負荷最大。

對於複雜工程，發生火災時投入使用的消火栓泵、噴淋泵、防排煙風機的容量應由相關專業提出。

此外，還應考慮到最不利的情況，即停電事故在先，火災發生在後，即火災發生在應急柴油發電機組供電的過程中，所以在計算應急柴油發電機組容量時，還應考慮在其供電範圍內位於其他防火分區的一級負荷中特別重要負荷。

光热电站项目柴油发电机容量选择计算方法探讨发布时间：2021-08-09T09:59:00.337Z 来源：《中国电业》2021年第11期作者：孙彦果[导读] 针对目前国内日渐兴起的光热项目.如何正确选择柴油发电机组容量，孙彦果山东电力建设第三工程公司，山东青岛， 266100The Capacity Computing Method For the Diesel Generator in Solar Thermal ProjectSunYanguo摘要：针对目前国内日渐兴起的光热项目.如何正确选择柴油发电机组容量，将直接影响项目前期设备选型和造价，并进一步影响运行阶段电厂能否安全启停.本文依据相关国内规范，并与国外某设计院的计算方法进行了比较，为在光热项目中柴油机容量选择计算提供了更多比较。

关键词：柴油发电机组安全停机负荷清单计算方法Abstract: In view of the current domestic emerging solar thermal projects. How to selected the diesel generator capacity, it shall be impacting the equipment selection and price, further, it shall be impacting the plant start and stop. This article according to related standard and compare to calculation method of the foreign designing institute. The result shall be give a more compare for the diesel generator capacity selection.Key words: Diesel Generator Set Safe Shutdown Load list Calculation Method1引言进入21世纪以来，能源和环境问题日益突出。

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有一工程，消防计算总负荷为200KVA，其中最大一台设备为消防水泵，其电动机为55KW，380V，98A，直接启动电流倍数为7倍。

试问，如果该水泵采用（1）全压启动，（2）星-三角降压启动，那么柴油发电机的容量分别选择多大？<解答>：（1）水泵全压启动时，Sf=Sy+Sq=（200-1.732*0.38*98）+1.732*(1*0.38)*(7*98)=587KVA。

（式中，Sf为电动机启动时所需的发电机容量，Sy为电动机启动时发电机已接负荷，Sq为单机启动负荷）又因为587KVA大于1.1*200=220KVA，因此，也可以满足稳定负荷计算。

因此，可以就近选择额定容量为600KVA的发电机（即大于587KVA）。

（2）水泵星-三角启动时，Sf=Sy+Sq=（200-1.732*0.38*98）+1.732*(0.33*0.38)*(7*98)=284KVA。

又因为284KVA大于1.1*200=220KVA，因此，也可以满足稳定负荷计算。

所以，可以就近选择额定容量为300KVA的发电机（即大于284KVA）。

备注：一、由上还可以看出，若大功率消防设备采用降压启动，能够显著减小发电机容量。

二、上述计算与民规条文说明P36、P37计算公式（该条文公式有明显错漏）有重大差异，请朋友们注意鉴别。

详情可以另外探讨。

发电机之容量选择摘要：发电机容量选择的基本原理及相关要素；建立容量计算的数学模型；介绍计算容量所用的QBASIC源程序及其操作要点；最后给出了若干结论及计算实例。

关键词：柴油发电机消防负荷保证负荷容许电压降启动校验QBASIC1引言现代高层建筑中，选择柴油发电机组作为备用电源，已属司空见惯；关于其容量确定的理论文章，也屡见于报刊。

但在实际工程应用中，许多设计人员仍有茫然无序、颇费周折之感。

柴油发电机组的容量计算1 柴油发电机组的使用要求通常，设置自备柴油发电机组的情况有1)为保证一级负荷中特别重要的负荷。

2)用电负荷为一级，但从市电获取第二电源有困难或技术经济不合理。

柴油发电机组的容量计算，在设计中除按稳定负荷计算发电机容量外，还应复核发电机母线允许压降和尖峰负荷对电源质量的影响，以保障柴油发电机组的供电可靠性。

2 柴油发电机组的容量计算在施工设计阶段，可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要二级负荷的容量，按下列方法计算并选择选择其中容量最大值。

1 按稳定负荷计算发电机容量：2 按尖峰负荷计算发电机容量3 按启动电动机时母线容许电压降计算发电机容量3 设计实际以7#变电所柴油发电机容量选择为例，7#变柴发应急段计算负荷如下表所示：根据负荷表推算，总设备容量970.6kW，常用容量513.28kW，其中最大电动机负荷容量为132kW，直接启动启动电流按7倍额定电流计算，对机组容量要求计算如下：3.1 按稳定负荷计算发电机容量7#变电所柴发应急段负荷计算书中常用容量P∑为513.28kW，柴油发电机额定功率因数cosφ=0.8，η∑=0.82。

根据公式计算得发电机容量为SG1=513.28/0.82/0.8=782.44kVA。

3.2 按尖峰负荷计算发电机容量该项目最大电动机容量为132kW，直接启动启动电流按7倍额定电流计算，电动机额定功率因数cosφ=0.89，计算得起动容量Sm=7x132/0.89=1038.2kVA。

根据公式计算得发电机容量为SG2=0.95/1.4x1038.2=704.49kVA。

3.3 按启动电动机时母线容许电压降计算发电机容量该项目最大电动机容量为132kW，启动电流按7倍额定电流计算，计算出启动容量Sm=1038.2kVA，△U=0.2，Xd=0.2。

根据公式计算得发电机容量为SG3=0.8/0.2x0.2x1038.2=830.56kVA。

4 结果发电机组的最终容量Se≥MAX(SG1，SG2，SG3)= 830.56KVA。

柴油发电机组的系列计算参考公式1、功率匹配柴油机功率>=发电机功率/发电机效率/连轴器效率2、机组的额定功率与功率修正P H=η1η2（K1 K2 Pe-Np）P H同步交流发电机输出的额定功率Pe柴油机的额定输出功率K1柴油机的功率修正系数K2环境条件修正系数η1连轴器的效率η2同步交流发电机的效率Np柴油机风扇及其他辅助件消耗的机械功率功率修正系数K1环境条件修正系数K2（相对湿度φ=50%）（具体的以发动机厂家的数据为准）环境条件修正系数K2（相对湿度φ=100%）3、机组的散热功率的计算Q=K1PQ：散热量K1：散热率P：功率4、进排风口面积计算，（风速为v=4.5m/s,最大不超过8m/s）S=Q/T/vS：排风面积T：温升（水内循环机组为40，风冷机组为70）排风面积及开空也可以为水箱散热器孔尺寸宽高各大100mm 进风面积=1.2排风面积进风面积或者是水箱面积的1.2倍三相功率计算公式:P=1.732UICOSφ当线电压为480V COSφ=0.80时电流I=1.5P当线电压为440V COSφ=0.80时电流I=当线电压为415V COSφ=0.80时电流I=1.74P1.64P当线电压为400V COSφ=0.80时电流I=1.804P当线电压为220V COSφ=0.80时电流I=3.28P单相计算：P=UICOSφ当电压为220V COSφ=1时电流I=4.545P当电压为110V COSφ=1时电流I=9.091P电流互感器的选用：互感器的电流要>=额定电流的1.2倍断路器的选用：断路器的额定电流要与发电机的额定电流一致，发电机的额定电流是断路器的85%-102%（海拔1000m以内，温度小于40 摄氏度）8小时油箱容量的计算：10kw以下：300g/kw.H10-20kw：280g/kw.H20-30kw：260g/kw.H30-50kw:240g/kw.h50-100kw:230g/kw.H100-200kw:220g/kw.H200-500kw:210g/kw.H500-1000kw:205g/kw.H1000kw以上：200g/kw.H常用参数：柴油理论空燃比：1：14.3过量空气系数自然吸气：1.2-1.5增压吸气：1.7-2.2柴油密度：0.84g/ml柴油的热值：42.7MJ/Kg沼气热值：18-25MJ/M3沼气理论空燃比：1:5.5 1:7甲烷在空气中的爆炸极限为5%～15% （沼气9-25%）重心计算：SW中给零件材料定义或输入重心与重量。