| 摘要：在高层建筑供电设计中，首先必须明确什么情况下应设置柴油发电机组，本文先从高层建筑的负荷等级谈起，分析柴油发电机组的选择和机房的设计。 |
1 设置原则
在高层建筑供电设计中，首先必须明确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。
（1）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》（GB5004595）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。
（2）按《民用建筑电气设计规范》（JBJ/T1692）3.1条规定，高层建筑中许多部位的负荷为一级负荷，如，一、二级旅馆的宴会厅、娱乐厅、高级客房、厨房，重要办公建筑的客梯电力、主要办公室、会议室照明，大型百货商店的营业厅照明；一级负荷中还含有特别重要负荷，如，重要的交通枢纽、通讯枢纽以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等为一级负荷。还有一些部位的负荷为二级负荷，如，百货商店的自动扶梯、客梯电力，部、省级办公建筑的主要办公室、会议室照明等。一级负荷应由两个电源供电；二级负荷当条件允许时也宜由两个回路供电，特别是属于消防用电的二级负荷，应按二级负荷的两个回路要求供电。由此可见，高层建筑对供电的可靠性要求较高，考虑设置柴油发电机组的原则如下。
1.1对电网能够提供二个独立电源的高层建筑，按规范已经满足了一、二级负荷的要求，原则上可不设柴油发电机组。但是，对于特别重要的高层建筑（如，超高层建筑），其内部含有特别重要负荷，应考虑其一电源系统检修或故障时，另一电源系统又发生故障的严重情况，此时，一般应设柴油发电机组作为应急电源。
1.2对于当地电网只能提供一路电源；或取得第二电源有困难或不经济合理的高层建筑，应设柴油发电机组提供第二电源。此时，柴油发电机组是作为备用电源使用，不仅仅是应急用。
1.3按照我国旅游饭店星级标准，四星级及五星级宾馆应设自备发电系统。以上是设置柴油发电机组的基本原则。值得一提的是，在国内外一些高层建筑中，即使市网供电相当可靠，可以满足规范要求，但也都设置了自备应急发电机组，以便当市网万一中断供电，一方面能保证停电期间消防用电的需要，同时也能使大厦的基本秩序得以维持。
2 机组型式选择
（1）启动方式
柴油机在启动时，必须依靠外力驱动曲轴旋转，当达到一定转速时，气缸内的空气被压缩到一定的压力和温度时，喷进气缸的燃油开始燃烧，柴油机才开始正常地运转起来。柴油机的启动方式有三种：
①手摇启动，通过手摇装置把柴油机启动起来；
②电动启动，利用电动机作为动力，通过传动机构来驱动曲轴旋转，从而使柴油机启动起来，电启动所用的电源为蓄电池，电压一般为24v；
③压缩空气启动，把压缩空气导入柴油机气缸中，利用它的压力来推动活塞，使柴油机曲轴旋转，当达到一定转速时停送空气，而向燃烧室喷入燃油，便可把柴油机启动起来。
当采用自动信号控制启动电动机或控制压缩空气阀，并对润滑系统和冷却系统采取措施后，便可实现机组自启动。在高层建筑中宜采用电启动方式，避免采用压缩空气启动方式。一类高层建筑中一定要选择带自启动装置的柴油发电机组，一旦市网供电中断，必须在15ｓ内供电（《高建规范》要求30ｓ）。二类高层建筑中有条件时，也宜采用带自启动装置的机组，有困难时也可采用手动启动装置。
（2）转速
柴油发电机组按转速分高、中、低三类。高速转速≥1000ｒ／ｍｉｎ；中速转速在300～1000ｒ／ｍｉｎ；低速转速≤300ｒ／ｍｉｎ。在高层建筑中应选用转速1000～1500ｒ／ｍｉｎ的高速机组。此种机组具有体积小、重量轻、运行可靠等优点。
（3）冷却方式
柴油机在运行中由于柴油的燃烧产生高温，为保证柴油机受热机件及增压器外壳等部分不受高温的影响，并保证各工作面的润滑，要在受热部分进行冷却。柴油机冷却不良、机件温度过高时，将会引起一些故障。柴油机机件也不能过度冷却，机件温度太低也会造成不良后果。
由此可见，冷却系统的功用是从各受热机件传走部分热量，使机件保持正常的工作温度。柴油机的冷却方式有水冷和风冷两种。水冷方式即用水冷却气缸，风冷方式即用风冷却气缸。水冷机组中一种为封闭式自循环水冷却机组，它是由散热水箱、水泵、柴油机机体的水冷腔，再返回到散热水箱，而散热水箱是利用机组上的风扇进行冷却的，另一种为开式循环冷却机组。在高层建筑中，一般情况下应选择闭式水循环冷却的整体机组，此种机组所占面积和空间较小。
（4）励磁系统
励磁系统是发电机的主要组成部分。励磁系统调节的主要任务是维持电压处于一定水平、增加输送功率和输送距离、提高系统的动态稳定性等。励磁装置有很多种，高层建筑中一般选择无刷自动励磁装置。采用此种励磁方式的发电机组特点是：当与自动电压调整装置配套使用时，其稳态电压调整率可保证在±2.5％以内，这种类型机组能适应各种运行方式，易于实现机组自动化或对发电机组的遥控。
（5）容量
首先要满足稳定计算负荷需要，这包括消防负荷和保证负荷两部分。在民用建筑中，设置柴油发电机组，通常首先是作为消防用电设备的备用电源。市电停电，即联锁开启发电机组。但市电停电概率远大于火灾概率，开启机组并不就意味着火灾发生。非消防时，开启的发电机组仅仅负担应急照明等小部分负荷，若对其他非消防的重要负荷（属三类负荷时的生活泵、客梯、裙房照明等，称为保证负荷）无法顾及，则必将造成机组空置、资源浪费。为此，进行低压配电系统图设计时，在满足火灾时消防负荷需要的前提下，还必须考虑停电而非火灾时，发电机对保证负荷的供电。一种做法是，将保证负荷集中挂接在发电机应急母线段上，消防时，由火灾信号将保证负荷的总开关分励脱扣。总之，应分别计算消防负荷和保证负荷，以二者较大值作为确定发电机组容量的依据，从而，同时满足消防部门及建设方的相应要求。
（6）台数
由于柴油发电机组是第二电源或第三电源，就不必为它再设“备用”，也就是说一个工程可以只设一台。如果容量过大，可以设两台，这两台可并联运行，并考虑可互为备用。柴油发电机组的单台容量不宜大于1000ｋＷ。
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