柴油发电机组的选择和自动化操作及安装环境

时间:2017/8/10 18:14:59 作者 :管理员
一、柴油发电机组的布置及基本需求
1.1 本节适用于发电机额定电压230/400V,机组容量1500kW 及以下的民用建筑工程中自备应急低压柴油发电机组的设计,并应符合以下规定:

1 符合下列情况之一时,宜设自备应急柴油发电机组:
1)为保证一级负荷中特别重要的负荷用电时。
2)有一级负荷、消防负荷,但从市电取得第二电源有困难或不经济合理时。
3)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。

2 机组宜靠近一级负荷或变配电所设置。柴油发电机房可布置于坡屋、裙房首层或附属建筑及建筑物的地下层内。当布置在地下层时,应处理好通风、防潮、机组的排烟、消音和减振等。

3 机房宜设有发电机间、控制及配电室、燃油准备及处理间、备品备件贮藏间等。设计时可根据具体情况对上述房间进行取舍、合并或增添。

4 当机组需遥控时,应设有机房与控制室联系的信号装置及测量仪表。控制柜内宜留有通信接口RS232/RS485。

5 对不需要机组供电的配电回路,在系统电源发生故障停电后,应自动切除。

6 发电机间、控制室及配电室不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方和贴邻。

7 设置在高层建筑内的柴油发电机房,应设水喷雾灭火装置及火灾自动报警装置。除高层建筑外的所有属于一级及二级火灾自动报警保护对象的建筑物内的柴油发电机房,应设火灾自动报警装置和手提式灭火装置或气体灭火装置。

二、柴油发电机组的选择

1 机组容量与台数应根据应急负荷大小和投入顺序,以及单台电动机最大起动容量等因素综合考虑确定。机组总台数不宜超过两台。
2 在方案及初步设计时,柴油发电机容量可按电源变压器总容量10%~20%进行估算。

在施工图设计时,可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要二级负荷容量,按下述方法计算选择其最大者:
1)按稳定负荷计算发电机容量;
2)按最大的单台电动机或成组电动机起动的需要,计算发电机容量;
3)按起动电动机时,发电机母线允许电压降计算发电机容量。

3 柴油机的额定功率,系指外界大气压为100kPa(760mmHg)环境温度为20℃、空气相对湿度为50%的情况下,能以额定方式连续运行12h 的功率(包括超负荷10%运行1h)。
如连续运行时间超过12h,则应按90%额定功率使用。如气温、气压、湿度与上述规定不同,应对柴油机的额定功率进行修正。

4 全电压起动最大容量笼型电动机时,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%,或通过计算确定。为缩小发电机装机容量,当条件允许时,电动机可采用降压起动方式。

5 多台机组应选择型号、规格和特性相同的成套设备,所用燃油性质应一致。

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起动及电源自动切换装置。

三、机房设备的布置

1 机房设备布置应符合机组运行工艺要求,力求紧凑、经济合理、保证安全及便于维护。

2 机组布置应符合下列规定:
1)机组宜横向布置,管线较短,管理操作较方便,当受建筑场地限制时,也可纵向布置。
2)机房与控制及配电室贴邻布置时,发电机出线端及电缆沟宜布置在靠控制及配电室侧。
3)机组之间、机组外廊至墙的距离应满足搬运设备、就地操作、维护检修或布置辅助设备的需要,机房内有关尺寸不应小于表6.1.3中数值。
3 辅助设备宜布置在柴油机侧或靠机房侧墙,蓄电池宜靠近所属柴油机。

4 机房设置在地下层时,至少应有一侧靠外墙。热风和排烟管道应伸出室外,机房内应有足够的新风进口。气流分布应合理。

5 机组热风管设置应符合下列要求:
1)热风出口宜靠近且正对柴油机散热器;
2)热风管与柴油机散热器连接处,应采用软接头;
3)热风出口的面积应为柴油机散热器面积的1.5倍;
4)热风出口不宜设在主导风向一侧,若有困难时应增设挡风墙;
5)机组设在地下层,热风管无法平直敷设需拐弯引出时,其热风管弯头不宜超过两处。

6 机房进风口设置应符答下列要求:
1)进风口宜设在正对发电机端或发电机端两侧;

2)进风口面积大于柴油机散热器面积的1.8倍。

7 应合理确定烟道位置,发挥机组效率,减少对建筑物外观的影响和对周围环境的污染。当环境条件要求较高时,宜将烟气处理后排至室外。

8 机组的排烟管的敷设应符合下列要求:
1)每台柴油机的排烟管应单独引出室外,宜架空敷设,也可敷设在地沟中。排烟管弯头不宜过多,并能自由伸缩。水平敷设的排烟管道宜设0.3%~0.5%的坡度,坡向室外,并在管道最低点装排污阀;
2)机房内的排烟管道采用架空敷设时,室内部分应敷设隔热保护层,且距地面2m以下部分隔热层厚度不应小于60mm。当排烟管架空敷设在燃油管下方或沿地沟敷设需穿越燃油管时,还应考虑安全措施; 
3)排烟管较长时,应采用自然补偿段,若无条件,应装设补偿器;
4)排烟管与柴油机排烟口连接处,应装设弹性波纹管;
5)排烟管过墙应加保护套,伸出室外沿墙垂直敷设,其管出口端应加防雨帽或切成30°~45°的斜角;
6)非增压柴油机和废气涡轮增压柴油机均应在排烟管装设消音器。两台柴油机不应公用一个消音器。

9 机房设计时应采取机组消音及机房隔音综合治理措施,治理后环境噪音不宜超过75
10 在扩建端应备有安装检修场地,否则机组间的通道可适当加宽。

11 机房内可不设置电动起重设备,但应妥善考虑设备吊装,搬运和检修等条件,根据需要留好吊装孔。

四、机房配电设备选择应符合下列要求:

1 设于地下层的柴油发电机组,其控制屏及其他电气设备均应选择防潮或防霉型产品;
2 设置在储油间的电气设备,应按21 区火灾危险场所选型。

五、机房配电导线选择及敷设应符合下列要求:

1 机房、储油间宜按潮湿环境选择电力电缆或绝缘电线;
2 发电机至配电屏的引出线宜采用铜芯电缆或封闭式母线;
3 强电控制、测量线路、励磁线路应选择铜芯控制电缆或铜芯电线;
4 控制线路、励磁线路和电力配线宜穿钢管埋地敷设或沿电缆沟敷设;
5 励磁线与主干线采用钢管配线时,可穿于同一钢管中;
6 当设电缆沟时,沟内应有排水和排油措施,电缆线路沿沟内敷设可不穿钢管,电缆线路不宜与水、油管线交叉。

六、附属设备的控制方式应符合下列要求:

1 附属设备电动机的控制方式与机组控制方式一致;
2 柴油机冷却水泵宜采用就地控制和随机组运行联动控制;
3 机组卸油泵宜采用就地控制。高位油箱供油泵宜采用就地控制或液位控制器进行自动控制。

七、 控制室的电气设备布置

1 装集式单台机组单机容量在500kW 及以下者一般可不设控制室;多台机组单机容量在500kW 及以上者设控制室。

2 控制室设置应便于观察、操作和调度;通风、采光良好;线路短,进出线方便。

3 控制室内不应有油、水等管道通过及安装与本装置无关的设备。

4 控制室内的控制屏(台)的安装距离和通道宽度,不宜小于下列数值:
1)控制屏正面操作宽度,并列布置为1.5m;双列布置为2m。
2)离墙安装时,屏后维护通道为0.8m。

5 当控制室的长度在7m 及以上时,应有两个出口,出口宜在控制室两端,门应向外开。

6 当不需设控制室时,控制屏和配电屏宜布置在发电机端或发电机侧,其操作维护通道不应小于下列数值:
1)屏前距发电机端为2m;
2)屏前距发电机侧为1.5m。

八、发电机组的自起动

1 机组应始终处于准备起动状态,一类高层建筑及一级火灾自动报警系统保护对象建筑物的发电机组,应设有自动起动装置,当市电中断时,机组应立即起动,并在30s内供电。
二类高层建筑及二级保护对象建筑物的发电机组,当采用自动起动有困难时,可采用手动起动装置。机组应与市电系统联锁,不得与其并列运行。市电恢复时,机组应自动退出工作,并延时停机。

2 为了避免防灾用电设备的电动机同时起动而造成柴油发电机组熄火停机,其用电设备应具有不同延时,错开起动时间。一般应先起动大容量电动机,然后再依次起动中、小容量电动机。先起动应急照明,排烟风机、正压风机、电梯、水泵等。

3 自起动机组的操作电源、热力系统、燃料油、润滑油、冷却水以及室内环境温度等均应保证机组随时起动,水源及能源必须具有足够的独立性,不得受工作电源停电的影响。


4 自备应急低压柴油发电机组宜采用电起动自起动方式,电起动设备应按下列要求设置:
1)电起动用蓄电池组电压宜为24V,容量应按柴油机连续起动不少于6 次确定;
2)蓄电池组应尽量靠近起动电机设置,并应防止油、水浸入;
3)应设整流充电设备,其输出电压宜高于蓄电池组的电动势50%,输出电流不小于蓄电池10h放电率的电流。

九、发电机组的中性点工作制

1 发电机中性点接地应符合下列规定:
1)只有单台机组时,发电机中性点应直接接地。
2)当两台机组并列运行时,在任何情况下,至少应保持一台发电机中性点接地。发电机中性点经电抗器与中性线连接,也可采用中性线经刀开关与接地线连接。

2 发电机中性线上接地开关可根据发电机允许的不对称负荷电流及中性线上可能出现的负荷电流选择。在各相电流均不超过额定值的情况下,发电机允许各相电流之差不超过额定值的20%。

3 采用装设中性线电抗器限制中性线谐波电流时,应考虑既能使中性线谐波电流限制在允许范围内,又能保证中性点电压偏移不太大。电抗器的额定电流可按发电机额定电流的25%选择,其阻抗值可按当通过额定电流时其端电压小于10V 选择。

十、 柴油发电机组的自动化

1 机组控制选择应符合下列要求:
1)机组控制有机房控制、控制室集中控制和自动控制三种方式。对于应急机组宜采用自动控制或控制室集中控制方式;
2)严禁机组与电力系统电源并网运行,并应设置防止误并网的可靠联锁。

2 选择自起动机组应符合下列要求:
1)当市电中断供电时,单台机组应能自动起动,并在30s内向负荷供电;
2)当市电恢复正常后,应能自动切换和自动延时停机,由市电向负荷供电;
3)当连续三次自起动失败,应能发出报警信号;
4)应能隔室操作机组停机。

3 自动化机组应符合下列要求:
1)机组应符合国家标准《自动化柴油发电机分级要求》的规定;
2)机组应能自动控制负荷的投入和切除;
3)机组应能自动控制附属设备及自动转换冷却方式和通风方式。

4 机组并列运行时,一般采用手动准同期。若两台自起动机组需并车时,应采用自动同期,在机组间同期后再向负荷供电。

十一、储油设施的设置

1 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。
2 机房内应设置储油间,其总存储量不应超过8h燃油耗量,并应采取相应的防火措施。
3 日用燃油箱宜高位布置,出油口宜高于柴油机的高压射油泵。
4 卸油泵和供油泵可共用,应装电动和机动各一台,其容量按最大卸油量或供油量确定。

十二、柴油发电机房对其他专业的要求

1 对给排水专业的要求
1)柴油机的冷却水水质,应符合产品技术要求;
2)柴油机采用闭式循环冷却系统时,应设置膨胀水箱,其装设位置应高于柴油机冷却水的最高水位;
3)冷却水泵,应为一机一泵,当柴油机自带水泵时,宜设1 台备用泵; 
4)机房内应设有洗手盆和落地洗涤槽。

2 对采暖通风专业的要求
1)宜利用自然通风排除发电机间内的余热,当不能满足工作地点的温度要求时,应设机械通风装置。
2)当机房设置在高层民用建筑的地下层时,应设防烟、排烟设施。
3)对安装自起动机组的机房,应保证满足自起动温度需要,当环境温度达不到起动要求时,应采用局部或整机预热装置。

3 对土建专业的要求
1)机房应有良好的采光和通风;
2)发电机间应有两个出入口,其中一个出口大小应满足搬运机组的需要,否则应予留吊装孔。门应采取防火、隔音措施,并应向外开启。发电机间与控制室及配电室之间的门和观察窗应采取防火、隔音措施,门开向发电机间。
3)储油间应采用防火墙与发电机间隔开;当必须在防火墙上开门时,应设置能自行关闭的甲级防火门;
4)机房内的噪声应符合国家噪声标准规范的规定。当机房噪声控制达不到要求时,应做消音、隔声处理。
5)机组基础应采取减振措施,当机置设置在主体建筑内或地下层时,应防止与房屋产生共振现象。
6)柴油机基础应采取防油浸的设施,可设置排油污沟槽,机房内管沟和电线沟内应有0.3%的坡度和排水、排油措施。

4 其他要求
1)机房内的工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地、弱电接地应采用共用接地,接地电阻小于1欧。
2)燃油系统的设备与管道应采取防静电接地措施。
3)控制室或值班室设一台电话,并应设置与消防控制室直通电话。
4)自备应急高压柴油发电机组
1 本节适用于发电机额定电压6.6kV、10kV,装机容量1500kW及以下,新建的大型民用建筑工程中自备应急高压柴油发电机组的设计。
2 机组控制方式选择应符合下列要求:
1) 当两路市电进线电源都正常时,机组处于停机备用状态。
2) 当两路市电进线电源中有一路因故失电,机组延时5 秒钟后自动起动,机组处于空载热备用状态。
3 )当第二路市电进线电源也失电,空载热备用机组应立即向负载应急供电,先供机组额定值的60%容量,再过5 秒钟输出另外的40%容量。
4 )如果两路市电进线电源同时消失,机组不延时,立即启动,在10 秒钟内带上60%机组额定负载,再过5秒钟内输出另外40%容量。
5 )当两路市电进线电源有一路恢复正常时,机组带负载继续运行2 分钟后脱开负载,处于空载热备用状态。
6 )当两路市电进线电源恢复正常时,机组空载冷却运行10 分钟后停车。
3 机组应具有智能化微机控制系统,能对本机运行的各项参数或机组的故障情况进行监控、显示以及报警和记录;机组控制柜内应留有通信接口。
4 应在建物主体以外设地下储油罐,储油量不少于机组的40~64h耗油量。

5 自备燃气轮发电机组
1)本节适用于民用建筑中采用燃气轮发电机组做应急电源,其发电机额定电压为230V/400V,装机容量为1250kW及以下。

2)机组宜靠近一级负荷或配变电所设置,亦可设在民用建筑主体内,当有条件时,不宜设在地下设备层。

3)宜利用自然通风和进风,以满足机组运行时需要的大量燃烧空气。如通过计算达不到要求,应装设机械通风和进、排风装置,并要保证机房内气流分布合理。

4)机组排气管在室内宜架空敷设,并应单独引出室外,其管与墙壁及天棚净距不得小于1.5m,与燃油管净距不得小于2m,必要时应做隔热处理。沿外墙垂直敷设,其管距外墙不应小于1m,排气管出口应高于屋檐1m。

5)机房应进行隔音处理,机组应设消音罩。进风和排风应当设消音设施,处理后环境噪音不应超过国家噪声标准规定的数值。

6)本节燃气轮发电机设置场所规定为非防爆场所。

6 不间断电源
6.1 本节适用于主要以电力变流器构成的保证供电连续性的静止型交流不间断电源装置(UPS 及EPS)。

6.2 符合下列情况之一时,应设置不间断电源装置:

1 当用电负荷不允许中断供电时(如用于实时性计算机的电子数据处理装置等)。
2 当用电负荷允许中断供电时间要求在1.5s 以内时。
3 重要场所(如监控中心等)的应急备用电源。
4 发电机组超过国家环保、防火标准要求时。

6.3 不间断电源设备的选择。应按负荷大小、允许中断供电时间、运行方式、电压及频率波动范围及谐波含量等各项性能指标确定,并符合下列规定:

1 UPS 不间断电源装置,适用于切换时间为毫秒级的实时性计算机等电容性负荷,其额定输出容量应符合以下规定:
1)对电子计算机供电时,其额定输出功率应大于计算机各设备额定功率总和的1.5倍,对其他用电设备供电时,为最大计算负荷的1.3倍。
2)负荷的最大冲击电流,不应大于UPS额定电流的150%。

2 EPS不间断电源装置,适用于切换时间在0.1s及以上的电机,水泵,电梯及应急照明等电感性负载和电感、电容,电阻混合性负载,其额定输出容量应符合下列规定:
1)对水泵、风机等电机供电时,由于EPS 具有足够的裕量,其额定输出功率应不小于电机额定容量;
2)对消防电梯供电,可采用一对一,也可采用一台EPS 带多台电梯,其额定输出功率应不小于所连接电梯负荷的总容量;
3)当EPS 对混合负荷供电时,其额定输出功率不小于所连接的应急负荷的总容量。

3 不间断电源装置EPS 的工作制,选取100%额定电流连续。过载能力不小于120%额定电流时60s;150%额定电流时5s。

4 不间断电源装置应具有过电压、过电流等保护装置,还宜设有通信接口。

5 不间断电源装置配套的整流器容量,应不小于需要容量与蓄电池直供的应急负荷之和。


6 不间断电源装置的本体噪声,应符合以下要求:
1)正常运行时,不间断电源UPS的噪声不应超过80dB,小型设备不应超过85dB;
2)在电网供电正常时,不间断电源EPS 应静止无噪音。当电网无电由EPS 供电时,其噪声应低于55dB。

6.4 当不间断电源系统内整流器的负荷较大时,应注意高次谐波对不间断电源装置输出电压波形、配出回路保护及对供电电网的影响,必要时应采取吸收高次谐波的措施。

6.5 不间断电源的系统设计时,其系统各级保护装置之间,应有选择性配合。

6.6 不间断电源系统的交流电源

1 不间断电源系统宜采用两路电源供电,当备用电源为柴油发电机组时,其机组不应做旁路电源。

2 不间断电源系统的交流输入,应符合国标《半导体电力变流器》中第4.1.1 条关于交流电网的规定。但下列各点应以本规范为准:
1)交流输入电压的持续波动范围如无其他要求,规定为±10%;
2)旁路电源必须满足负荷容量及特性要求;
3)总相对谐波含量不超过10%。

3 当不间断电源设备,交流输入侧电压偏移不能满足要求时,宜采用调压变压器。

4 不间断电源系统的交流电源不宜与其他冲击性负荷由同一变压器及母线段供电。

5 不间断电源系统的输入、输出回路宜采用电缆。

6.7 不间断电源装置室

1 不间断电源装置室,宜接近负荷中心,进出线方便。不应设在厕所、浴池或其他经常积水场所的正下方或贴邻。

2 不间断电源装置室与蓄电池室应分开设置,在不间断电源装置附近应设有检修电源。

3 不间断电源装置室应有良好的防尘设施,宜设置空调设备,使室内温度宜在5~30℃,相对湿度宜在35%~85%范围内。

4 整流器柜,逆变器柜、静态开关柜等安装距离和通道宽度不宜小于下列数值:
1)柜顶距天棚净距为1.2m;
2)离墙安装时,柜台维护通道为1m;
3)柜前巡视通道为1.5m。

5 整流器柜、逆变器柜、静态开关柜布置在有架空层地板的房间内,柜底部及周围应采取防止鼠、蛇等小动物进入柜内的措施。

6 不间断电源装置室的控制电缆,应与主回路电缆分开敷设。如达不到上述要求时,控制线应采用屏蔽线或穿钢管敷设。

7 不间断电源装置可采用共用接地。当N 线断开时,还应考虑重复接地。