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济南发电机出租中柴油发电机负荷计算

文章来源:   作者:柴油发电机租赁    发布时间:2018-11-14 16:28   浏览次数:

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  随着民用建筑的发展,建筑规模越来越大,建筑高度越来越高,随之带来的是建筑物内一、二级负荷设备越来越多。根据相关规范要求,先进负荷应由双重电源供电,二级负荷宜由两回线路供电。但中小城市电网很难满足先进负荷的供电要求,而且由于从市政引两路电源成本较高,二级负荷也很难满足要求,因此济南发电机出租中柴油发电机作为应急/备用电源的优选在民用建筑内应用十分广泛。本文通过对两种比较常见的柴油发电机容量计算方法进行比较,以供电的可靠性和经济性两项指标来评价算法的合理性。

  1 济南发电机出租中柴油发电机组容量的选择

  机组的容量应根据应急负荷容量的大小、投入的先后顺序及大单台电动机或成组电动机启动容量等因素综合考虑确定。

  济南发电机出租中柴油发电机所带负荷可分为:消防负荷、安防负荷、先进负荷中特别重要负荷及其他一、二级负荷。

山东斯迈尔机械设备  1)当仅为先进负荷中特别重要负荷供电时,应以先进负荷中特别重要负荷的计算容量作为选用应急发电机容量的依据。

  2)当为消防负荷、安防负荷及先进负荷中特别重要负荷供电时,应以二者的计算负荷之和作为选用自备发电机容量的依据。

  3)当为消防负荷、安防负荷及其他一、二级负荷供电时,应按两者中较大的容量值来确定柴油发电机容量(但应注意:当柴油发电机在消防状态时,需自动切断与消防无关的配电回路)。

  2 工程案例

  该工程总建筑面积为96 757.50m 2,其中地上72 934.83m 2,地下23 822.67m 2,主要包括地上10栋高层住宅及一层地下停车库,本工程住宅均属于二类高层。根据当地市政条件,本工程由市政引入一路10kV电源作为常用电源,为保证消防及其他一、二级负荷供电要求,另设置一台柴油发电机组作为备用电源。

  2。1 负荷计算算法一

  1)首先计算未发生火灾时本工程内所有一、二级负荷及平时兼消防使用的负荷。可得P js1= 426.8kW,相关计算如表1所示。

  2)计算发生火灾时本工程内所有消防负荷及安防负荷。可得P js2= 615.2kW。相关计算如表2所示。

  由计算得P js2>P js1,因此按火灾时的消防负荷计算柴油发电机容量。

  3)柴济南发电机出租中油发电机容量计算及校验

  (1)按照稳定负荷计算发电机容量见式1。

  


  式(1)中,S G1为按照稳定负荷计算的发电机视在功率,kVA;P ∑为发电机总负荷计算功率,kW; cosφ为发电机额定功率因数,一般取cosφ=0.8;η为所带负荷的综合效率,一般取0.82~0.88。

  根据表2计算本工程消防计算总负荷为785.4kVA,所以:

  S G1= 615.2/(0.85×0.8) = 904.7kVA

  (2)根据尖峰负荷计算发电机容量

  a)大容量负荷启动或自启动时应符合发电机的过负荷能力。本次计算按所有负荷均已投入运行后大一台电动机启动来计算发电机容量。

  b)本工程大一台电动机为消火栓泵,参数为P =90kW、U =0。38kV、I js=171A、cosφ= 0。8,此消火栓泵采用星-三角启动。按尖峰负荷计算负荷见式(2)。

  表1 未发生火灾时本工程内所有一、二级负荷及平时兼消防使用的负荷

  


  表2 发生火灾时本工程内所有消防及安防负荷

  


  


山东斯迈尔机械设备  式(2)中,S G2为按满足大容量电动机负荷启动时计算的发电机视在功率,kVA;P为所投入的大容量电动机的额定容量,kW; S为P投入运行前已投入运行的负荷容量,kVA; cosφ为S负荷的功率因数; sinφ为S负荷的功率因数角的正弦; cos φ 1为S 1电动机的启动功率因数,一般取cos φ 1= 0。2 ; K G为发电机的过负荷倍数,一般可取1。5; sinφ 1为S电动机的启动功率因数角的正弦;β'相当于P电动机启动时的kVA数与电动机额定容量kW数的比值,β' =β/ (ηcosφ) ;η为电动机的额定效率,其值一般从电动机产品样本查得,通常可取0。8~0。9;β为电动机启动电流倍数; cosφ为电动机功率因数;K i为电动机电流启动系数,电动机直接启动时取1,电动机星-三角启动取1 /3。

  由表2得:

  


  (3)按发电机母线允许电压降计算发电机容量见式(3)。

  


  式中,S G3为按母线允许压降计算的发电机视在功率,kVA; X' d为发电机瞬态电抗,一般取0.2;ΔU为发电机母线允许电压降,一般取ΔU =0.2; S stΔ为导致发电机大电压降的电动机的大启动容量,kVA,S stΔ=βK i

  


  。

  由表2得:

  


  根据以上计算结果可知S G1>S G2>S G3,因此所选柴油发电机容量S≥S G1即可,即选用一台950kVA柴油发电机则可满足本工程需求。

  此处需注意:若电动机选用直接启动,则计算得S G2=1 401。4kVA,此时需按照S G2计算结果来选择柴油发电机容量,但按此结果选择柴油发电机不经济,所以此电动机需选择降压启动方式以减小启动容量。

  2.2 负荷计算算法二

  1)首先计算未发生火灾时本工程内所有一、二级负荷及平时兼消防使用的负荷。此处计算同上文2。1负荷计算算法一中1)的计算方法。

  2)计算发生火灾时本工程内消防负荷及安防负荷。

山东斯迈尔机械设备  火灾发生时按照建筑物内消防设备使用状态来计算消防负荷。按照“同一时间只考虑一个防火分区着火的设计原则”,分如下两种情况考虑:

  (1)假设地上大的单体建筑发生火灾

  本工程地上大单体建筑为1#楼,此时本工程内应急照明、消防水泵、消防电梯、消防控制中间、安防控制中间及发电机房等负荷无论起火点在何处、火灾是否蔓延,均为定值,按满负荷考虑。有区别的消防负荷只有防排烟系统。当地上单体建筑发生火灾时,只有本单体建筑内的防排烟设备启动,其余区域的防排烟设备则不启动。根据此原则得P js3=415。3kW,相关计算如表3所示。

  (2)假设地下大的防火分区发生火灾

  此时本工程内应急照明、消防水泵、消防电梯、消防控制中间、安防控制中间及发电机房等负荷亦为定值。有区别的消防负荷只有防排烟系统。当地下大的防火分区发生火灾时,只考虑本防火分区及相邻防火分区的防排烟设备启动,由于建筑借用相邻住宅楼楼梯作为消防疏散口,因此这两个防火分区借用作为疏散口的住宅内楼梯间正压风机火灾时考虑启动。根据此原则得P js4= 492kW。相关计算如表4所示。

  表3 按地上大单体建筑着火计算消防及安防负荷

  


  表4 按地下大的防火分区着火计算消防及安防负荷

  


  由计算得P js4>P js3>P js1,因此按P js4计算柴油发电机容量。

山东斯迈尔机械设备  3)根据上文2.1节3)柴油发电机容量计算及校验中介绍的柴发容量的计算方法得:

  (1)按照稳定负荷计算发电机容量:

  


  (2)根据尖峰负荷计算发电机容量:

  由表4得,

  


  


  (3)按发电机母线允许电压降计算发电机容量

  


  根据以上计算结果得S G1>S G2>S G3,因此所选柴油发电机容量S≥S G1即可,即选用一台750kVA柴油发电机则可满足本工程需求。

  3 结束语

  算法一和算法二的区别仅在于发生火灾时,是考虑本工程内所有消防设备都有使用的可能还是按照暖通专业“一次火灾”原则考虑消防设备使用。由于电气专业规范内并没有明确要求火灾时消防设备按“一次火灾”原则考虑消防设备容量,且火灾时烟雾的蔓延具有不确定性,消防人员或逃生人员有可能手动启动非着火区域的防排烟设备。并且由计算结果可看出两种情况柴油发电机容量只相差200kVA,对工程造价没有太大影响。因此出于对规范的执行及火灾时大可能保证人员安全的原则,笔者建议按照算法一来选择济南发电机出租中柴油发电机容量。

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