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摘要：在高层建筑中，一、二级负荷的第二路市电电源通常难以实现，因此柴油发电机作为高层建筑的第二电源就成为必然选择。本文就高层建筑中柴油发电机的设置原则、容量选择、机房设计等问题提出一些看法。
关键词：柴油发电机；高层建筑；容量；消防负荷；保障性负荷
一、柴油发电机的概述
柴油发电机有着简单的结构，良好的性能，使用的耐久程度、安全系数高，操作以及维护的时间短，机器启动时间快等特点。在远离电力网覆盖的地区，我们通常情况下都是利用柴油发电机为供电来源，在一些高层建筑中、通信中心及工程的计算站都以应急电源存在着，当没有电时，很自然它成为了人们最常用的自卑发电机。在不容易取得电源的地方，它也有效的发挥了它的作用，作为备用电源常常被大众说应用，尤其是矿山、企业、油库更将其作为一级负荷如消防负荷备用电源，在其中发挥着不可忽视的重要作用。
就目前来看，对于柴油发电机的容量仍旧没有一套属于它的计算公式，对其容量的选择便有了相当的障碍。而其原因是因为，对于柴油发电机机组容量选择的影响因素有很多，比如供电负荷的大小，供电性质，供电质量，功率因素，输电的确切距离的计算，发电机的启动先后以及容量，技术性能，柴油机本身的调速性能、过载情况以及发电站的结线方案等等因素的限制。因此，在选择配置柴油发电机组，最主要的就是对发电机组额定功率的确定，简单来说就是选择适合的容量。功率过大就会导致机组的运输以及安装操作要求较高，并且还会导致一些不必要的浪费，对机组的维护工作就提出了跟大的要求，加大了维护工作量。而另外，功率过小又会导致发电机组的负荷增大，降低机组寿命的同时也在降低机组的安全性。因此，在选择机组时要根据柴油发电机组的实际条件以及它所能供电的负荷大小来决定柴油发电机的选取。
二、如何定义柴油发电机组功率
柴油发电机组主要是根据柴油发动机以及交流同步发动机那放面构成。在单位时间内发动机通过曲轴输出的机械能的这种能力就是其功率；同理，在单位时间内发电机通过曲轴输出的电能的这个能力就是发电机功率。
根据GB/T2820.1-1997《往复式内燃机驱动的交流发电机组》对于柴油发电机的功率定义我们可以分为以下几个方面介绍：
（一）持续功率（COP）
在规定的维修周期以及环境条件之下，发电机每年不受时数限制的持续供电功率，它的维修则根据其制造厂的规定为主的便是持续功率（COP）。
（二）基本功率（PRP）
在规定的维修周期以及环境条件之下，发电机每年可能受时数限制的某一可变功率序列之中存在的最大的功率，它的维修同样根据其制造厂的规定为主。这样的情况便属于基本功率（PRP）。
（三）限时运行功率（LTP）
在规定的维修周期里面以及环境条件之下，发电机能够连续运行300小时，年供电达到500小时的最大功率，它的维修则根据PIC发电机制造厂的实际规定为主，这样产生对机组的寿命影响的条件是允许的，而这种便是限时运行功率（LTP）。
三、如何确定发电机的容量
（一）通过分析消防负荷
根据GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》第七章第三节第五条以及第八章第四节第二条第二点中规定，前面表示同时间内只考虑一次火灾的高层建筑群，消防水池以及高位消防水箱的容量的确定是以消防用水量最大的一栋高层建筑来计算。后面表示设置的机械排烟设施部位它排风量在担负两个或以上防烟分区排烟的情况下，要根据最大排烟的分区面积来计算。从中可以看出，发电机的供电消防负荷其实就可以以该原理作为借鉴，通过在相同时间内，仅需考虑消防用水用水量较大防烟分区的一处火情时的相关负荷，主要就能有效的配合水与通风专业消防设备的正常运作，减少不必要浪费情况。
（二）通过稳定负荷计算
对于发电机的容量的确定，我们可以根据最不利的条件去选择，将所有有可能产生的问题都产生的情况下，发电机所能保障的负荷以及消防负荷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我们可以通过两组公式计算消防负荷和保障性负荷的相关条件。
Py1=kx0Ph0+Kx1Ph1Py2=kx0Ph0+Kx2Ph2式中：kx0、kx1、kx2―表示需要的系数；
Py1―表示消防负荷计算功率，单位：KW；
Py2―表示保障性负荷计算功率，单位：KW；
Ph0―表示火灾和平时的容量运行负荷设置，单位：KW；
Ph1―表示消防负荷容量设备设置，单位：KW；
Ph2―表示保障性负荷容量设备设置，单位：KW。
根据JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》介绍，当消防设备计算负荷大于在火灾时被切除的非消防设备负荷时，需要将火灾时为被切除的非消防设备负荷与消防设备计算负荷相加计算。相反情况下，在其小于被切除的非消防设备负荷时，这种就可以不计入消防负荷之中。
所以，在分别对保障性负荷和消防负荷进行计算时，要根据其中最大的值来决定所选取的发电机容量。从而在火灾发生时，可以将与消防无关的保障性负荷利用分离脱扣等方式自动切除，是消防负荷需要得到满足。
四、通过其他方面来选择机组
（一）在一类的高层建筑之中，要选择具有自启装置的柴油发电机组，一旦供电被中断，就必须要保证在15分钟之内恢复供电。在二类的高层建筑之中同样可以根据实际条件选择带自启装置的机组。
（二）对于机组本身，其尺寸大小，重量以及辅助的设备尽可能的减轻或减少，缩小机房的层高和面积。对于其选择，可以选择高速、电启动，避免通过压缩空气的启动方式。而在冷却方面，多采用闭式水循环冷却的整体性机组。
五、设置原则
在高层建筑供电设计中，首先必须明显什么情况下应设置柴油发电机组，我们先从高层建筑的负荷等级谈起:
高层建筑中的消防水泵、防排烟设施、消防电梯、应急照明等消防用电，按照《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）2005年版9.1.1条规定，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。
按《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）3.2.2及3.2.3条规定，高层建筑中许多部位的负荷为一、二级负荷，如走道照明、值班照明、警卫照明等；计算机系统用电；安防用电；电子信息设备机房用电；客梯用电；排污泵，生活水泵等；另一个大类就是各种消防设备用电，比如常见的有:消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置；火灾应急照明及疏散标志、防烟及排烟设施、消防水泵、喷淋泵、消防电梯、电动防火卷帘等等。
一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。二级负荷的供电系统，宜由两回路供电，此处的两回路电源应来自两条不同的10KV线路，并且这两条线路由不同的母线段引来。由此可见，不管是一级还是二级负荷通常难以实现，设置柴油发电机成为必然选择，柴油发电机组的设置原则如下:
（1）一级负荷重具有特别重要负荷时。（2）设置自备电源比从电力系统中取得第二电源经济时。（3）电力系统中第二电源不能满足一级负荷、消防负荷要求时，如因电力不足而经常停电时。（4）远离电力系统的偏远地区，取得电业局同意，可用自备电源作主电源。（5）大、中型商业大厦等公共建筑，当市电中断，将会造成经济效益有较大损失时。（6）人防地下室工程的级别要求达到需要设置柴油发电机的。
结束语
发电机组容量的确定除满足规范的要求外，还应该结合建筑自身特点及电气系统的运行方式。既要满足一、二级负荷的供电要求，又要分析消防负荷的构成，不应该将消防负荷和保障性负荷盲目叠加，从而导致发电机容量过大，使业主投资浪费。而发电机组台数也应该根据建筑自身场地、运输通道条件及建设周期综合确定。
参考文献
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[3]梁文军，高宁芳.柴油发电机组容量选择探讨[J].江苏电机工程，2008（02）
[4]谢文琦.柴油发电机组容量的选择[J].水利科技，1999（04）
论文作者:许姣姣,姜一峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/23
标签：负荷论文; 发电机论文; 功率论文; 容量论文; 机组论文; 高层建筑论文; 柴油论文; 《建筑学研究前沿》2018年第6期论文;