【关键词】：柴油发电机组 EPS UPS 设置原则 容量计算
根据国家规范的有关规定，为保障一级负荷中特别重要负荷及消防负荷的供电，应增设应急电源。及当城市电网只能提供一路电源时，为满足对一、二级负荷的供电要求，一般应设备应急电源。民用建筑常见的应急电源的种类有柴油发电机组、不间断电源UPS和逆变应急电源EPS等。本文就民用建筑中如何选择柴油发电机组、逆变应急电源EPS和不间断电源UPS的容量等问题提出一些理解和看法。
1、柴油发电机组
柴油发电机组具有热效率高、启动迅速、结构紧凑、燃料存储方便、维护操作简单等特点，在工程建筑中作为备用电源或应急电源首选的设备。那么柴油发电机组容量的选择该如何选择呢？
1.1 方案或初步设计阶段
备用柴油发电机组的容量按配电变压器总容量的10％～20％进行估算。
1.2施工图阶段
根据一级负荷、消防负荷及某些重要的二级负荷的容量，来确定柴油发电机组的容量。一般情况下，柴油发电机组的容量首先要满足计算负荷的需要，包括消防负荷和非消防重要负荷两部分。
1.2.1 柴油发电机组在火灾情况下的负荷计算
消防负荷如何正确计算应引起重视。推荐的计算原则是：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。一般情况只考虑一个防火分区发生火灾，即认为两个及以上的防火分区同时发生火灾的可能性是非常低的。通常，消防泵作为固定负荷必须计入，而消防电梯、防排烟风机等负荷计入多少，则要视其在某防火分区火灾时投入服务的负荷大小而定。确定发电机容量，应以最不利的一个防火分区发生火灾时，同时投入运行的消防负荷为准。
此外，还应考虑最不利的情况，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。
1.2.2 柴油发电机组非火灾情况下的负荷计算
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、柴油发电机容量的计算
工程设计过程中，通常以非消防状态下停电和消防状态下停电两种情况的负荷较大值作为选取发电机负荷的依据。 如某住宅工程发电机供电范围包括（1~11、13~17、D1~D14栋）共30栋住宅、弱电设备间、生活水泵房及地下室消防负荷等一级负荷及二级负荷的备用电源。设置一台发电机组，发电机设于5栋地下一层。经过计算，见下表:
2.1 消防状态下外电停电时：（按用电负荷最大的防火分区计算）
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2.2 非消防状态下外电停电时：
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2.3 按最大一台电动机起动条件校验发电机容量
按起动单台或成组电动机容量估算时，可按下式进行：
PN.G ≥k·PM （1）
式中 PN.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；
PM ——最大一台（组）电动机的额定功率 kW。
k值见表2.3.1 。
表2.3.1 发电机功率与被起动电动机功率的最小倍数k
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已知该项目单台功率最大的电动机为90kW的消防水泵，采用星-三角降压启动的方式。按电压降为10%考虑， PN.G ≥k·PM ≥2.6×90kW≥234kW。
故该项目，以非消防状态下停电和消防状态下停电两种情况的负荷较大值作为选取发电机负荷的依据，及考虑一定的余量。 选取额定常载功率为800kW的发电机一台。发电机应配备市电断电后30秒内自启动装置。发电机出线形式为上出线。
3、EPS负载容量选型原则
EPS是以解决应急照明、事故照明、消防设施等一级负荷供电为主要目标，提供一种符合消防规范的，具有独立回路的应急供电系统。该系统能够在应急状态下提供紧急供电，用来解决照明用电或只有一路市电缺少第二电源，或代替发电机组构成第二电源，或作为需要第三电源的场合使用。
3.1因电动机的启动冲击，与其配用的集中应急电源容量按以下容量选配。
1）电动机变频启动时，应急电源容量可按电动机容量1.2倍选项配。
2）电动机软启动时，应急电源容量应不小于电动机容量的3倍。
3）电动机Y-△启动时，应急电源应不小于电动机容量的5倍。
4）电动机直接启动时,应急电源容量应不小于电动机容量的7倍。
5）混合负载中,最大电机的容量若小于总负载容量的1/7。
3.2 如某消防站工程，采用了EPS作为备用电源，经计算需EPS供电的设置总容量为97kW。但已知工程中单台最大功率的设备为15kW的消防水泵。消防水泵采用直接启动，EPS应急电源容量应不小于电动机容量的7倍，即应采用105的EPS作为此工程的应急电源。
4、UPS的选型及计算。
UPS不间断电源设备一般适用于用户的关键设备，如互联网数据中心、银行的清算系统等，为用户提供高质量的电压、频率和波形的无时间中断的交流电源。
UPS负载容量选型原则:
A. 当负载为计算机负载: UPS容量计算方法：UPS容量=设计负载功率÷0.8(UPS输出功率因数) ÷0.8(UPS主机最理想负载为输出功率的80%)=需要设计容量
B. 例如:现在机房负载为60kW
UPS容量=60000W÷0.8(UPS输出功率因数) ÷0.8(UPS主机最理想负载为输出功率的60%)=93.75kVA(需要设计容量)
C.一般UPS功率为整数,并且双数比较多考虑以后扩容因此选择一台100kVAUPS比较理想.
5、结束语
针对不同建筑和功能的建筑，要合理选择应急电源的类型。在重要的民用建筑中，往往会同时使用几种应急电源，应使各种应急电源设备密切配合，充分发挥作用。工程设计中，对其他专业提出的特别重要负荷，要仔细研究，并尽可能减少特别重要负荷的负荷量。合理选择应急电源的容量，在满足规范的同时，尽量做到经济、合理。
参考文献
1.《工业与民用供配电设计手册》第四版
2.《全国民用建筑工程设计技术措施》（2009年版）
3.《现代建筑电气设计实用指南》 中国水利水电出版社 2000年版
论文作者:朱娜芬
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第12期
论文发表时间:2020/4/3
标签：负荷论文; 容量论文; 电源论文; 电动机论文; 发电机论文; 柴油发电机组论文; 负载论文; 《建筑实践》2019年第38卷第12期论文;