论文部分内容阅读
摘要：随着时代发展，生命科学、数据中心、科研建设等工程项目中，对电源的可靠性有越来越高的要求。设计者应从用户需求、投资控制、方案合理等方向出发，确定经济、合理、可靠的设计方案。本文总结归纳几种柴油发电机在工程设计中的注意事项供大家参考。
关键词：柴油发电机;性能;储油间
1 柴油发电机组
柴油发电机组的功率定额是在额定频率、功率因数cosφ为0.8下用kW标示的功率。定额功率的种类有持续功率（COP）、基本功率（PRP）、限时运行功率（LTP）、应急备用功率（ESP）。运行周期在24h内的允许平均输出功率（Ppp）应不大于70%的基本功率。
柴油发电机容量计算可参考《工业与民用供配电设计手册》第四版中第2.6.3.2节计算长期连续运行所需要的功率，按不大于70%～80%的基本功率选择柴油发电机组的额定功率。验证柴油发电机短时过载能力，发动机短时过负荷系数可取大于1.5。校验柴油发电机母线电压降。
柴油发电机组运行功率低于额定功率50%时，油耗会变大，燃油不充分也会升高柴油发电机组故障，降低机组使用寿命，故不建议柴油发电机组长期低负载工作。
柴油发电机组性能等级分为G1、G2、G3、G4四级。工程上应根据具体负荷特性来确定柴油发电机组的等级。其中，G1：连接的负载只规定其基本电压和频率参数，适用于照明和其他简单的电气负载。G2：电压特性与公用电力系统有相同要求，当负载发生变化时，允许暂时的电压或频率的偏差，适用于照明、水泵、风机等。G3： 连接的设备对发电机组的电压、頻率和波形有严格要求，适用于电信负载和晶闸管控制的设备。G4：连接的设备对发电机组的电压、频率和波形有特别严格的要求，适用于数据处理和计算机系统。
2我们在工程设计过程中涉及到柴油发电机房时，建筑专业的同事经常会提出这样两个问题，即：
1、进、排风口面积？
2、储油间应该设置多大？
关于第一个问题，我们可以在相关图集或产品样本上查到数据，但我相信很多电气工程师应该并不知道其具体算法，我经过查阅相关资料并与暖通专业的工程师讨论后现将其具体算法归纳总结如下：
发电机燃烧所需风量CMh可按防空地下室设计规范给出的柴油机燃烧空气量，按柴油机额定功率7m3/（kW·h）计算。
关于第二个问题，我查阅相关规范和资料后认为：
《建筑设计防火规范》GB 50016—2014 （2018年版）5.4.13条：布置在民用建筑内的柴油发电机房应符合下列规定：机房内设置储油间时，其总储存量不应大于1m3。
《民用建筑电气设计规范》JGJ16—2008第6.1.11条，储油设施的设置应符合下列规定：在燃油来源及运输不便时，宜在建筑物主体外设置40～64h耗油量的储油设施。机房内应设置储油间，其总存储量不应超过8h燃油量。
根据相关资料，柴油发电机的油耗约为：220g/kW·h，按照《民用建筑电气设计规范》JGJ 16—2008，消防泵、消防电梯、防排烟系统及相应机房的应急照明，均要求供电时间不小于3h。《建筑设计防火规范》GB 50016—2014（2018年版）中规定，总储存量不应大于1m3。总功率1500kW的发电机，3个小时的燃油就会超过1m3。由此可见，如果发电机房仅设一个储油间不能满足1500kW的发电机运行3个小时。《建筑设计防火规范》5.4.13条所规定的“柴油发电机房内设置储油间时，其总储存量不应大于1m3”，是指一个储油间的储油量，一个柴油发电机房内应根据实际需求设置多个储油间，每个储油间的储油量不应大于规范要求的1m3。
根据相关资料柴油发电机8h/kW油耗为1760g，合计约为2L（1kg柴油大概是1.16L）。如果设一台1500kW的柴油发电机，8小时油耗约3m3。由此可计算出柴油发电机房储油间的上限。
参考文献
[1] GB 50016-2014（2018版） 建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2018.
[2] GB 50053-2013 20kV及以下变电所设计规范[S].北京：中国计划出版社，2014.
[3] 中国航空规划设计研究总院有限公司.工业与民用供配电设计手册[M].北京：中国电力出版社，2016.
关键词：柴油发电机;性能;储油间
1 柴油发电机组
柴油发电机组的功率定额是在额定频率、功率因数cosφ为0.8下用kW标示的功率。定额功率的种类有持续功率（COP）、基本功率（PRP）、限时运行功率（LTP）、应急备用功率（ESP）。运行周期在24h内的允许平均输出功率（Ppp）应不大于70%的基本功率。
柴油发电机容量计算可参考《工业与民用供配电设计手册》第四版中第2.6.3.2节计算长期连续运行所需要的功率，按不大于70%～80%的基本功率选择柴油发电机组的额定功率。验证柴油发电机短时过载能力，发动机短时过负荷系数可取大于1.5。校验柴油发电机母线电压降。
柴油发电机组运行功率低于额定功率50%时，油耗会变大，燃油不充分也会升高柴油发电机组故障，降低机组使用寿命，故不建议柴油发电机组长期低负载工作。
柴油发电机组性能等级分为G1、G2、G3、G4四级。工程上应根据具体负荷特性来确定柴油发电机组的等级。其中，G1：连接的负载只规定其基本电压和频率参数，适用于照明和其他简单的电气负载。G2：电压特性与公用电力系统有相同要求，当负载发生变化时，允许暂时的电压或频率的偏差，适用于照明、水泵、风机等。G3： 连接的设备对发电机组的电压、頻率和波形有严格要求，适用于电信负载和晶闸管控制的设备。G4：连接的设备对发电机组的电压、频率和波形有特别严格的要求，适用于数据处理和计算机系统。
2我们在工程设计过程中涉及到柴油发电机房时，建筑专业的同事经常会提出这样两个问题，即：
1、进、排风口面积？
2、储油间应该设置多大？
关于第一个问题，我们可以在相关图集或产品样本上查到数据，但我相信很多电气工程师应该并不知道其具体算法，我经过查阅相关资料并与暖通专业的工程师讨论后现将其具体算法归纳总结如下：
发电机燃烧所需风量CMh可按防空地下室设计规范给出的柴油机燃烧空气量，按柴油机额定功率7m3/（kW·h）计算。
关于第二个问题，我查阅相关规范和资料后认为：
《建筑设计防火规范》GB 50016—2014 （2018年版）5.4.13条：布置在民用建筑内的柴油发电机房应符合下列规定：机房内设置储油间时，其总储存量不应大于1m3。
《民用建筑电气设计规范》JGJ16—2008第6.1.11条，储油设施的设置应符合下列规定：在燃油来源及运输不便时，宜在建筑物主体外设置40～64h耗油量的储油设施。机房内应设置储油间，其总存储量不应超过8h燃油量。
根据相关资料，柴油发电机的油耗约为：220g/kW·h，按照《民用建筑电气设计规范》JGJ 16—2008，消防泵、消防电梯、防排烟系统及相应机房的应急照明，均要求供电时间不小于3h。《建筑设计防火规范》GB 50016—2014（2018年版）中规定，总储存量不应大于1m3。总功率1500kW的发电机，3个小时的燃油就会超过1m3。由此可见，如果发电机房仅设一个储油间不能满足1500kW的发电机运行3个小时。《建筑设计防火规范》5.4.13条所规定的“柴油发电机房内设置储油间时，其总储存量不应大于1m3”，是指一个储油间的储油量，一个柴油发电机房内应根据实际需求设置多个储油间，每个储油间的储油量不应大于规范要求的1m3。
根据相关资料柴油发电机8h/kW油耗为1760g，合计约为2L（1kg柴油大概是1.16L）。如果设一台1500kW的柴油发电机，8小时油耗约3m3。由此可计算出柴油发电机房储油间的上限。
参考文献
[1] GB 50016-2014（2018版） 建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2018.
[2] GB 50053-2013 20kV及以下变电所设计规范[S].北京：中国计划出版社，2014.
[3] 中国航空规划设计研究总院有限公司.工业与民用供配电设计手册[M].北京：中国电力出版社，2016.