柴油发电机供电方案应用的探讨
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摘 要：通过对柴油发电机几种典型供电方案的分析，探讨其各自的特点、优势和缺点、适用的场所等方面。并提出柴油发电机供电设计中一些需要注意的问题和处理措施，与同仁们分享。
关键词：柴油发电机;自备电源;供配电系统;负荷等级;应急电源;备用电源;保障负荷;消防负荷
中图分类号：TM31 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）14-0173-02
Abstract： Based on the analysis of several typical power supply schemes of diesel generator， their respective characteristics， advantages and disadvantages， applicable places and so on are discussed. Some problems needing attention and the treatment measures for the power supply design of diesel generator are put forward and shared.
Keywords： diesel generator; self-provided power supply; power supply and distribution system; load grade; emergency power supply; standby power supply; guarantee load; fire protection load
引言
柴油发电机的供电设计是电气设计的一个重要组成部分，其设计方案的优劣将直接影响整个供配电系统的可靠性、稳定性、经济性。市场需要设计师提供满足客户需要的成熟可靠，操作安全，维修方便的配电系统。笔者就参与的电气设计中一些工程积累，总结了几种典型的柴油发电机供电接线方案，分析其各自的特点、优势和缺点、适用项目等，在此同大家一起探讨。
1 柴油发电机组在供电设计中的设置需求
自备电源分为应急电源和备用电源。应急电源是为了人身安全以及避免造成重大损失或重大社会影响而设置的电源，其特点是满足人员疏散和灭火等要求，供电时间较短。备用电源是正常电源中断时，出于非安全原因，用于维持向用电设备供电的电源，其特点是满足生产和经营等需求，供电时间长，非安全因素。自备电源有多种形式，其中被广泛应用的是配置柴油发电机组，那么柴油发电机供电设计的合理性就显得非常重要了。
柴油发电机作为一种自备电源主要的解决方案，其容量应按应急电源或备用电源负荷较大者选择。正确地选择柴油发电机供电方案就成了关乎整个供电系统设计是否具有合理性、可靠性、安全性等很重要的一个方面。
2 几种典型柴油发电机供电接线方案的特点及其应用
根据多年的供电设计经验，选择了几种在工程中应用的柴油发电机典型的供电接线方案供大家一起讨论。主要从各方案的接线特点、优缺点、适用场所等几个方面进行分析、探讨。
2.1 方案一
图1所示接线系统图：
接线特点：消防和非消防负荷电源不分组，消防负荷和非消防负荷各自有专用母线段，消防备用回路为冷备用。
优缺点：接线简单，造价低，消防负荷受非消防负荷故障的影响较大。
适用场所：适用于自备电源设置容量不大，消防可靠性要求不高的建筑。
柴油发电机供电接线也可稍作变形，成为热备用，当主用配电回路线路故障或维护检修时可不启动柴油发电机组继续供电，进一步增加供电可靠性。
2.2 方案二
图2所示接线系统图：
接线特点：消防和非消防负荷电源分组，消防负荷和非消防负荷各自有专用母线段，消防负荷和非消防的保障负荷均为末端切换。
优缺点：接线较复杂，造价较高，消防负荷受非消防负荷故障的影响较小。
适用场所：消防可靠性要求高的建筑，被广泛采用。
2.3 方案三
圖3所示接线系统图：
接线特点：消防和非消防负荷电源分组，消防负荷和非消防负荷各自有专用母线段，消防负荷和非消防的保障负荷均为末端切换。
优缺点：接线较复杂，造价较高，消防负荷受非消防负荷故障的影响较小;需要在建筑物主体外设置专用的储油设施，设置专用的卸油泵、供油泵及供油管路。
适用场所：消防可靠性要求高。并且符合下列任一情形时，宜选用10kV中压柴油发电机组：设计中柴油发电机组的总容量大于3200kW时;经计算采用低压供电不满足电压降要求时;需向高压设备供电时。
上述各方案中关于消防和非消防负荷电源分组的概念，是和《建筑设计防火规范》GB 50016-2014（2018年版）的第10.1.6条条文解释中“负荷分组”概念一致的。
3 设计中需要注意的问题
3.1 柴油发电机不同地区设置的要求
规范中规定双重电源供电就可以满足消防电源要求。部分地区供电部门在供电方案批复中，即使批准了双重电源供电，因不能承诺满足消防电源的供电要求，仍会要求项目为消防负荷设置柴油发电机。这就需要在项目设计的前期，尽量收集影响供电方案的相关资料，了解当地供电部门的特殊需求，避免设计后期大量调整和返工。
3.2 柴油发电机房设置楼层的认定
《建筑设计防火规范》GB 50016-2014（2018年版）的第5.4.13条中，要求柴油发电机房宜设置首层或地下一、二层。在一些城市有部分项目是坡地建筑，存在退台设计。比如负三层屋面可直通室外，柴油发电机房所在防火分区的疏散楼梯从负二层就可通向室外，可以认为此层为相对首层。柴油发电机房设在负四层就相当于在负二层，可以认为满足规范要求。特别需要说明，上述相对楼层的概念仅限于认定电气机房的楼层，不是建筑的概念。
3.3 柴油发电机房标高的影响
因部分建筑可能位于江、湖、水库等旁，设计时需要特别注意，应根据当地气象部门记载的洪水资料数据、建筑物的防洪标准以及建筑物内排水系统的可靠性和事故时出现的积水量确定需要设计的抗水措施。
4 结束语
通过上述几个柴油发电机典型接线方案的分析对比，可以看到这几个方案不是优劣的关系，而是各有其特点，适用不同类型的工程，设计要做的是基于技术先进性和经济性平衡的原则，选用合适的方案。在设计中根据不同的工程实际，设计人要做充分地了解，结合工程情况，在满足可靠性的前提下，应统筹考虑建设成本和运维成本。柴油发电机供电系统的成功设计，使其在关键时刻能发挥真正的作用。
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