应急柴油发电机组容量的计算-经典
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某酒店应急柴油发电机容量的确定
某酒店应急柴油发电机容量的确定
林承华
【摘要】摘要:介绍了应急柴油发电机的两个功能:既要在发生火灾时作为应急电源来使用,满足消防负荷的要求;又要在市政停电时,为了维持酒店的正常运行,满足保障性负荷的正常运行。
然后运用三种方法,并充分考虑影响发电机容量选择的主要因素,从而确定出应急柴油发电机的容量。
【期刊名称】福建建筑
【年(卷),期】2015(000)003
【总页数】4
【关键词】关键词:酒店;柴油发电机;消防负荷;保障性负荷;容量
1 引言
酒店的功能是为了给宾客提供安全、舒适的娱乐、餐饮和住宿的环境,如果酒店平时经常发生断电现象,那对酒店的经营将是灾难性的,所以保持酒店供电的稳定性和可靠性,是非常重要的。
因此酒店的应急柴油发电机在考虑满足在发生火灾时,当切断市电后作为应急电源来使用的同时,更为重要的是要考虑满足非火灾时重要负荷的正常运行。
应急柴油发电机的容量,在施工图阶段可依据工程的消防负荷、一级负荷和某些重要的二级负荷容量的大小来确定,具体的计算方法可从以下三个方面考虑[1]:(1)保证稳定负荷的正常运行;(2)保证最大的单台电动机或成组电动机起动的需要,即发电机必须满足尖峰负荷的正常运行;(3)保证起动电动机时母线上电压降不影响到接在同一母线上的其他负载的正常运行。
2 酒店概况。
柴油发电机容量的计算一、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。
柴油发电机容量如何选择1、设置原则一类高层建筑应按一级负荷要求供电,二类高层建筑应按二级负荷要求供电。
《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T16—92 条规定:一级负荷应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源应不致同时遇到破坏;二级负荷条件同意时,也宜采纳二路电源来供电,特别是消防用的二级负荷,更应当按两个回路要求供电;一级负荷中的特别重要负荷,除上述两个电源外,还一定增设应急电源。
依据这些规定,笔者总结了自备柴油发电机组的设置原则:(1)当民用建筑需按一级负荷要求供电时,若城市电网能供给二路独立电源(一用一备或互相备用),则可不设柴油发电机组;但当一级负荷中有特别重要的负荷时,则一般应设柴油发电机组作为应急电源。
(2)当电网只好供给一路电源时,为知足对一、二级负荷的供电要求,一般应设置柴油发电机组,此时柴油发电机组将作备用电源及应急电源使用。
(3)大、中型商业建筑中为保证市电中止时不造成较大的经济损失,也宜设柴油发电机组。
因为城市电网不行能完整独立,有时一个电源故障或检修时,另一电源有可能同时故障,所以,即便有两路或以上电源供电,为保证民用建筑中消防及其余重要设施(如智能化设施、通信设施等)的靠谱供电,一般都设置柴油发电机组。
2、容量选择自备柴油发电机组容量的选择,当前国家还没有一致的计算公式:有的简单地按电力变压器容量的 10%-20 %确立;有的按消防设施的容量相加;有的则依据投资者的意向选择,造成了自备发电机组容量选择的不正确性,若容量选择太大造成一次投资浪费,选择太小则在事故时知足不了使用要求。
那么,怎样选择自备发电机组的容量呢?(一)方案或初步设计阶段自备发电机的容量按供电变压器总容量的10%-20 %计算。
(二)施工图阶段(1)建筑物的用电负荷可分为三类:第一类为保安型负荷,即保证大楼内人身及设施安全和靠谱运转的负荷,如消防水泵、消防电梯、防排烟设施、应急照明、通信设施、重要的计算机及有关设施等;第二类为保障型负荷,即保障大楼运转的基本设施负荷,主假如工作区照明、部分电梯、通道照明;第三类为一般负荷,即除了上述负荷之外的其余负荷,比如:空调、水泵及其余一般照明、动力设施。
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。
消防泵45kw, —用一备;,一用一备;稳压泵3kw,这几个泵要选用柴油发电机组做备用电源,柴油发电机组应该多大?怎么算出来的?按下述方法计算并选择其中容量最大者:1)按稳定负荷计算发电机容量:SGl = P/ncos@ = = kVA式中SG1 —按稳定负荷计算的发电机视在功率,kVA;P —发电机总负荷计算功率,kW 本例:P = 45++3 = kW ;n —所带负荷的综合效率,一般取n = ;cos@ —发电机额定功率因数,一般取cos@ = 。
2)按尖峰负荷计算发电机容量*条件:起动最大一台电动机,另二台为既有负荷:SG2 = KJSm/KG = * ((45+3)/ + )= ;*条件:起动二台电动机+ 45kW (星-三角起动),另一台为既有负荷:SG2 = KJSm/KG = * (3/ + + )= ;*条件:起动三台电动机+ 3 + 45kW (星-三角起动):SG2 = KJSm/KG = * kVA;式中SG2 —按尖峰负荷计算的发电机视在功率,kVA;KJ —因尖峰负荷造成电压、频率降低而导致电动机功率下降的系数,一般取KJ= 0 .9 ;KG —发电机允许短时过载系数,一般取KG = ;Sm —最大的单台电动机或成组电动机的起动容量,kVA;Sm1 —*7/ = = kVA (起动最大一台电机,电机容量为);Sm2 —45*7/3 = 105/ = kVA (起动一台电机,电机容量为45kW 星-三角起动);Sm3 —3*7/ = 21/ = kVA (起动一台电机,电机容量为3kW);3)按发电机母线允许压降计算发电机容量*条件:起动最大一台电动机,另二台为既有负荷:SG3 = ( 1-dU) *X'd*Sst/dU = *Sst = * (( 45+3) / + ) = kVA*条件:起动二台电动机+ 45kW (星-三角起动),另一台为既有负荷:SG3 = ( 1-dU) *X'd*Sst/dU = *Sst = * ( 3/ + + ) = kVA*条件:起动三台电动机+ 3 + 45kW (星-三角起动):SG3 = ( 1-dU) *X'd*Sst/dU = *Sst = * ( + + ) = kVA式中SG3 —按母线允许压降计算的发电机视在功率,kVA;dU —发电机母线允许电压降,一般取dU=;X'd —发电机瞬态电抗,一般取X'd=;Sst —导致发电机最大电压降的电动机的最大起动容量,kVA。
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。
燃机发电厂黑启动柴油发电机的选择吴利明(中国联合工程公司能源与环境工程公司,浙江杭州310022)摘要:结合尼日利亚燃机发电厂的情况,介绍黑启动概念,提出黑启动柴油发电机的容量计算。
关键词:黑启动应急柴油发电机发电机容量1引言在发展中国家的电力系统中,由于电网太小,结构不完善,导致电力系统的运行部稳定。
而且由于燃机发电厂一般作为电网的调峰电厂及备用电厂使用,所以发电厂的备用电源无法从电力系统中取得。
由此,发电厂的启动电源必须从电厂自身考虑,即考虑黑启动电源。
2黑启动的概述“黑启动(Black Start)”是指整个系统因故障停运后,不依赖其他网络的帮助,通过发电厂具有自启动能力机组的启动,带动无自启动能力的机组,逐步扩大电力系统的恢复范围,最终实现整个电力系统的恢复。
3黑启动应急柴油发电机组的选择。
尼日利亚燃机发电厂的装机规模为2x38MW单循环燃机发电机,以6路33kV 线路并入电力系统,考虑设置1台额定电压为6kV的柴油发电机。
柴油发动机容量不但要满足负荷长期连续运行所需,而且要满足最大1台电机在最严重情况下启动时母线最低电压不得低于额定电压的75%。
3.1按DL/T 5153-2002《火力发电厂厂用电设计技术规定》附录D“柴油发电机组的选择”。
型式选择原则如下:3.1.1柴油发电机组应采用快速自起动的应急型,失电后第一次自启动恢复供电的时间可取15s~20s;机组应具有时刻准备自起动投入工作并能最多连续自起动三次成功投入的性能。
3.1.2柴油机宜采用高速及废气涡轮增压型。
3.1.3柴油机的起动方式宜采用电启动。
3.1.4柴油机的冷却方式应采用闭式循环水冷却。
3.1.5发电机宜采用快速反应的励磁系统。
3.1.6发电机的接线采用星形接线,中性点应能引出。
3.2柴油发电量计算具体参数如下:合计6kV负荷为450kW,380V负荷为360kW。
3.2.2因柴油发电机组的最大一台电动机是450kW,故因考虑将起动电动机作为最大启动容量来计算发电机容量。
计算目的:某热电厂装有两台200MW 机组,设置一台640kW 柴油发电机组作为事故保安电源。
原#1机组烟气脱硫工程时保安电源已利用该柴油发电机组的部分裕量,本期#2机组烟气脱硫工程时拟继续利用剩余的40kW 裕量。
本计算书的目的是通过计算确定该方案是否可行。
柴油发电机组容量的选择和校核方法,现行“厂用电技规(DL/T 5153-2002)”与“电力工程设计手册”略有不同,本计算书拟分别按两种方法计算和校核。
一、“技规”方法 1.容量选择 见附表一。
2.按发电机带负荷起动一台最大容量的电动机时过负荷能力校验 公式:5.1)25.1(P K s DMq jsK Se −+≥式中:Se -发电机额定容量,为800kV A Sjs -计算负荷,为704.85kV AP DM -最大电动机的额定功率,为30kW Kq -最大电动机的起动电流倍数,取6 K -换算系数,取0.8 则:kVAkVA 9.6035.130)8.0625.1(85.704800=−×+>满足规程要求。
则P js -计算负荷的有功功率,为606.17kW 4.最大电动机起动时母线上的电压水平校验满足规程要求。
则:α-柴油发电机组的功率配合系数,取1.10 P X -柴油机实际输出功率,为704kW 式中:公式:3.持续1小时运行状态下输出功率校验 P DM -最大电动机的额定功率,为30kWKq -最大电动机的起动电流倍数,取6 Se -发电机额定容量,为800kV A ηG -发电机的效率,为93.8%附表一:保安负荷统计满足规程规定的不低于额定电压的75%的要求。
XP K S SU dDMqeem '25.1+=kWGjsP 70424.646938.01.117.6061.11.1<=××=ηαXd'-发电机的暂态电抗(标么值),0.23939.025.180080023.0306=+=×××m UηαGjsXP P1.1≥成组起动的电动机和静止负荷容量(kW)单独起动的电动机连续运行短时运行容量序号负荷名称#1机组#2机组#1机组#2机组#1机组#2机组投入时间状态备注1顶轴盘车油泵电机3030 2火焰监测冷却风机14.814.83辅助油泵电机30304主油箱排油风机0.750.755单元UPS1001006网控UPS旁路电源57控制蓄电池直流屏电源50508动力蓄电池直流屏电源25259网控浮充电交流电源4010锅炉房0m热工配电箱电源303011锅炉房配电箱室热工配电箱电源646412除氧给水热工配电箱电源151513循环水凝汽器热工配电箱电源151514高低加热工配电箱303015热网热工配电箱252516热网DCS控制柜电源151517电动执行机构电源252518热控POS1柜0019热控POS2柜0020DCS电源转换2号柜0021电子设备间220V交流总电源柜003成组起动的电动机和静止负荷容量(kW)单独起动的电动机连续运行短时运行容量序号负荷名称#1机组#2机组#1机组#2机组#1机组#2机组投入时间状态备注22主厂房事故照明38.6338.3923柴油机浮充电装置电源0.224柴油机冷却水加热器电源425烟囱照明 4.626电梯191927给水泵润滑油泵电机(定速) 2.2 2.228给水泵起动油泵电机(定速) 2.2 2.229给水泵起动油泵电机(调速) 3.5 3.530ATS柜蓄电池充电电源1131干式变通风电源3224V直流浮充电电源33电子设备间热网控制柜电源1515346KV接地检测电源2235一期脱硫旋转负荷1336 一期脱硫电动门负荷21.4936消防泵90手动起动37二期脱硫成组起动负荷 6.138二期脱硫静止负荷2039二期搅拌电机2440二期电梯12连续负荷与短时负荷小计239.98181.84375375.49 54304成组起动的电动机和静止负荷容量(kW)单独起动的电动机连续运行短时运行容量序号负荷名称#1机组#2机组#1机组#2机组#1机组#2机组投入时间状态备注成组起动负荷小计61.5566.45静止负荷小计178.43113.39连续负荷与短时负荷合计421.82375.2584合计∑P881.065Sjs=0.8×∑P704.85Pjs=0.8×0.86×∑P606.1735二、“手册”方法1.计算长期连续运行所需要的容量 P C =∑P D K 1+∑P J K 2Q C =∑P D K 1 tg ϕD + ∑P J K 2 tg ϕJ 式中:∑P D -连续运行的电动机额定功率之和,为212kW ∑P J -连续运行的静止负荷之和,为291.82kW K1、K2-系数,分别为0.9和0.32 K 1 tg ϕD -运算系数,为0.53 K 2 tg ϕJ -运算系数,为0.24 则:P C =0.9×212+0.32×291.82=284.18(kW) Q C =0.53×212+0.24×291.82=182.40(kvar))(68.33740.18218.28422kVA SC=+=2.计算成组起动所需要的容量(1)考虑严重情况,发电机已带一台机组的成组起动负荷和静止负荷,达到稳定运行后,再投入另一台机组的成组起动负荷和静止负荷。
应急柴油发电机组容量的计算内容提要:本文系统地介绍了应急柴油发电机组容量计算的原则、公式及有关表格,其中公式4~11、14是作者本人推导的。
关键词: 一个建筑物、一个防火分区、火灾情况、非火灾情况、消防需要、P-Q 运行极限图、稳定负荷、尖锋负荷、母线允许电压下降应急柴油发电机组是民用建筑中重要的应急电源设备,对保证人身和财产的安全起着至关重要的作用。
1、应急柴油发电机组的供电范围按照IEC和国家标准的有关规定,应急柴油发电机组主要是为一级负荷中特别重要负荷及消防负荷供电。
除此之外,为充分发挥柴油发电机组的作用,还可以向一些比较重要的商用负荷供电,这部分商用负荷多数为一些收费较高的营业场所。
多数情况下首先根据火灾情况确定应急柴油发电机组容量,然后再根据发电机的容量确定对商用负荷的供电范围。
2、应急柴油发电机组负荷计算中的几个原则问题根据应急柴油发电机组的供电范围,在进行应急柴油发电机组的负荷计算时,首先应明确以下几个原则:2.1应按火灾和非火灾两种情况分别计算根据应急柴油发电机组的供电范围,在进行负荷计算时,应按火灾和非火灾两种情况分别计算。
2.2应急柴油发电机组火灾情况下的负荷计算在进行火灾情况下应急柴油发电机组负荷计算时,应根据《建筑设计防火规范》的规定,对建筑群和住宅小区按一个建筑发生火灾计算,对一个建筑按一个防火分区发生火灾计算。
此时消防负荷包括:应急柴油发电机组供电范围内全部消防电梯、全部应急照明,加上发生火灾时,根据防火分区所使用的消防负荷,如消火栓泵、喷淋泵、防排烟风机等。
大多数工程是与地下室、塔楼相对应的首层防火分区发生火灾时消防负荷最大。
此时投入使用的防排烟风机有地下室、首层、二层对应防火分区的防排烟风机。
对于超高层建筑,当高区采用接力方式供水时,有可能在高区发生火灾投入使用的消防负荷最大。
对于复杂工程,发生火灾时投入使用的消火栓泵、喷淋泵、防排烟风机的容量应由相关专业提出。
此外,还应考虑到最不利的情况,即停电事故在先,火灾发生在后,即火灾发生在应急柴油发电机组供电的过程中,所以在计算应急柴油发电机组容量时,还应考虑在其供电范围内位于其他防火分区的一级负荷中特别重要负荷。
还应考虑在其他防火分区内的由柴油发电机组供电的某些商用负荷,在接到切除的指令后,可能需要作些后续工作才能切除。
2.3应急柴油发电机组非火灾情况下的负荷计算应急柴油发电机组在进行非火灾情况下负荷计算时,除考虑由发电机供电的一级负荷中特别重要负荷外,还应考虑消防电梯,平时与火灾兼用的应急照明、平时与火灾兼用的通风机、新风机组等消防负荷。
此外还需要根据工程实际情况考虑一些并非特别重要负荷或消防负荷的比较重要的商用负荷。
除特别重要工程外,多数是根据发电机容量确定对这部分负荷的供电范围,以免供电范围过大超过了发电机的负荷能力。
2.4应急柴油发电机组负荷计算的需要系数和同时系数2.4.1需要系数消防负荷中的电动机类负荷,除消防电梯外,同一用电设备组的设备在火灾时投入运行的台数,一般情况下不会超过3台,可认为需要系数为1。
对于超高层建筑在高区消火栓系统、喷洒系统采用接力方式供水时,水泵用电设备组投入运行的台数可能超过3台,消防电梯同时使用的台数也可能超过3台,此时的需要系数也要比同类用电设备在正常负荷计算时所取的需要系数的酌情加以放大。
2.4.2同时系数由于发生火灾时,用电设备组较少,主要是水泵、电梯、风机、照明,而且基本上是在最大负荷下工作,可以认为同时系数为1。
2.5消防负荷投入或起动顺序如果是在应急柴油发电机组供电过程中发生火灾,由于消防电梯、应急照明已经处于使用状态,需要投入或起动的消防负荷是防排烟风机、消防泵(包括喷淋泵、消火栓泵)。
如果是在火灾过程中发生停电事故,市电失去电源后一些次要负荷被切掉,电动机回路接触器释放。
经延时起动应急柴油发电机组,当发电机全压后,合上主开关,即向断路器仍在合闸位置的某些非电动机回路供电,例如平时与火灾兼用的应急照明,此时待投入或起动的消防负荷有:火灾时接通的应急照明,消防电梯、防排烟风机、消防水泵等。
在确定这些消防负荷投入或起动顺序时,可以有两种原则,最先起动大电动机原则或顺应消防需要的原则。
2.5.1最先起动大容量电动机原则这种原则的出发点是尽量减少柴油发机组的容量。
由于防排烟风机、消防电梯的电动机单台容量不会太大,所以最先起动大容量电动机就是最先起动消防泵。
这种起动顺序节省投资,适用于非火灾情况下电动机的起动及疏散路径短、无机械防排烟的多层建筑火灾情况下电动机的起动。
2.5.2顺应消防需要的原则这种原则的主要出发点是确保火灾捕救和人员疏散。
发生火灾后在救火过程中,处理一切问题的出发点应该是尽量减少人员和财产损失。
虽然最先起动或投入与最后起动或投入的时间绝对值相差并不很大,但对处于千钧一发时刻进行灭火的战斗消防队员和处于熊熊烈火中的人员来讲,则是非常宝贵的。
从一些火灾案例中可以了解到,有的人就是倒在安全出口跟前,如果再有几秒钟的时间,可能就顺利逃生了。
从捕救火灾和疏散人员的角度讲,需要最先投入和起动的消防负荷是应急照明、消防电梯、防火卷帘,这可以为疏散人员和捕救火灾创造了有利条件。
由于有消防水箱,在消火栓泵、喷淋泵起动前,可以保证一段时间消防用水,所消火栓泵、喷淋泵与防排烟相比可以后起动。
由于发生火灾的防火分区内烟需要一段时积累才能使人窒息造成死亡。
所以从顺应消防需要的角度,消防负荷投入和起动顺序为:火灾应急照明、消防电梯、防火卷帘——防排烟——消火栓泵、喷淋泵。
按照这个顺序,能够确保捕救火灾和疏散人员,最大限度地减少损失。
按照这个顺序尖锋负荷出现在起动最后一台(组)电动机即消防泵时,但这样应急柴油发电机容量要大,投资增加。
这种原则适用于大中型公共建筑和高层建筑。
3、应急柴油发电机组容量的估算在方案和初设阶段,可对应急柴油发电机组容量进行估算。
3.1按配电变压器容量估算可按配电变压器容量的10~20%估算柴油发电机组的容量。
3.2按建筑面积估算对于10000m2以上的大型建筑,按15~20w /m2估算;对于小于10000m2的中小型建筑可按10~15w/m2估算。
3.3按起动单台或成组电动机容量估算按起动单台或成组电动机容量估算时,可按下式进行:P N.G ≥k·P M (1)式中P N.G——应急柴油发电机组的额定有功功率kw;k ——最大一台(组)电动机的起动电流倍数;P M ——最大一台(组)电动机的额定功率kw。
k值见表1。
发电机功率与被起动电动机功率的最小倍数k 表1注:表中:U N—电动机额定电压。
3.4按整流器类负荷的容量估算当柴油发电机组有较大容量的整流器、UPS装置、充电机等整流器类负荷时,应注意发电机组容量与整流器类负荷容量的匹配,使发电机组允许的谐波含量大于整流器类负荷所产生的谐波含量。
由于现在的整流器类负荷设备本身已开始采用吸收或限制高次谐波的措施,对电源的要求越来越低,所以工程上应注意有关的产品说明。
4、施工图阶段发电机容量的计算施工图设计阶段应对发电机容量进行计算。
4.1发电机的P-Q运行极限图柴油发电机组的有功和有功功率,分别由柴油发电机组的调速器和励磁系统的电压调节器调节,受发电机P-Q运行极限图的限制。
图1为发电机P-Q运行极限图。
图中OA为发电机额定电压U N.G,I N.G为发电机额定电流,ϕN为发电机额定功率因数角。
AC表示I N.G在发电机同步电抗Xd上的电压降,则OC表示发电机空载电势。
其长度正比于发电机组转子额定电流,也就是代表转子电流标么值。
由于电压为额定值,所以AC也代表电流和视在功率的标么值。
ACcosϕ代表有功功率标么值。
ACsinaϕ代表无功功率标么值。
当冷却介质温度一定时,发电机定子和转子绕组的容许电流为一定,即图中的和长度一定。
当发电机在两园弧交点运行时,定子和转子电流同时达到允许值。
当copϕ降低时,由于受转子允许电流的限制,发电机只能在CB园弧线上运行;当copϕ升高时,由于受定子允许电流的限制,发电机只能在CD园弧线上运行;在D点后copϕ继续升高,由于受原动机额定出力的限制,发电机只能在DE线上运行。
在额定运行条件下C、D两点重合,即发电机定子电流、转子电流同时达到允许值,柴油机达到额定出力,发电机发出额定功率。
从发电机P-Q运行极限图可知:当发电机功率因数在额定功率因数以上时,发电机主要受柴油机额定功率的限制,所以主要计算有功功率;当发电机功率因数在额定功率因素以下时,发电机主要受转子允许电流的限制,所以主要计算视在功率。
由于在起动单台或成组大电动机时,发电机功率因数肯定低于额定功率因数,所以在按起动电动机计算应急柴油发电机容量时,不仅要计算有功功率,更重要的是要计算视在功率。
图1 发电机P-Q运行极限图4.2按稳定负荷计算应急柴油发电机组容量可按下式计算:P N.G1≥k1Pca/k2(2)S N.G1 ≥k1Pca /(k2.cosϕG)式中P N.G1——柴油发电机组有功功率kw;S N.G1——柴油发电机组视在功率kV A;cosϕG——柴油发电机组功率因数,0.8;k1——可靠系数,一般取1.1;k2——并联运行的负荷不均匀系数,两台为0.9,单台取1。
Pca——按火灾与非火灾情况计算的发电机最大计算负荷kw。
4.3按起动单台或成组电动机尖锋负荷计算4.3.1起动单台或成组电动机时发电机容量的计算在起动单台或成组电动机时,应急柴油发电机组容量可按下式计算:√P2max+Q2maxS N.G2≥(3)k3式中S N.G2——发电机视在功率kV A;k3——发电机允许短时过载系数,取1.5;Pmax——单台或成组电动机起动时,发电机尖锋有功负荷kw;Qmax——单台或成组电动机起动时,发电机尖锋无功负荷kw;4.3.2 Pmax的计算应急柴油发电机组在起动单台或成组电动机对其尖锋有功负荷可按下式计算:Pmax=Po+P s. M=Po+k4P M (4)如果尖锋负荷出现在起动最后一台(组)电动机时,上式可变为:Pmax=Pca-P M+k4P M=Pca+(k4-1)P M(5)式中Pca——火灾情况下发电机组的计算负荷kw;Po——电动机(组)起动前发电机正常的有功负荷kw;P M——单台或成组电动机的额定有功功率kw;P S. M——单台或成组电动机起动时的有功功率kw;k4——单台或成组电动机起动时有功功率的计算系数。
4.3.3Qmax的计算应急柴油发电机组在起动单台或成组电动机时,其尖锋无功负荷可按下式计算:Qmax = Qo+Q S. M = Qo+P S. M·tgϕS. M = Qo+k5P M (6)如果尖锋负荷出现在起动前后一台(组)电动机时,上式可变为:Qmax = Qca_Q M+ P S. M·tgϕS. M (7)= Qca_P M·tgϕM+ P S. M·tgϕS. M= Qca+(k5_tgϕM)P M= Qca+(k5_0.75)P M式中Qca——发电机计算无功负荷kV AR;Qo——单台或成组电动机起动前发电机已带的无功负荷kV AR;Q M——单台或成组电动机起动的无功功率。