浅析柴油发电机容量计算及选择
柴油发电机负荷计算及设备容量选择
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柴 油 发 电 机 负 荷 计 算 及 设 备 容 量 选 择
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该项 目总 建 筑 面 积 为 ４ ． ５ ６万 Ｉ ｎ ， 地上 ２ ３ 层， 地下 ４层 ， 建筑 屋 面高度 为 ９ ８ ． ７ Ｉ ＇ ｌ ｌ 。地 下 １～ ４层 为 地下 机械停 车库 、 设 备 配套 用 房 ， 地 上 为 办 公 用房 。根据 工 程 用 电量 及 当地 供 电情 况 ， 该项 目由 电业 部 门引 人 两 路 １ ０ ｋ Ｖ市 电 电源 。１ ０ ｋ Ｖ 高压 侧采 用单 母 线 分段 运 行 ， 并 设 联 络 开关 的 主 接线 方式 。０ ． ４ ｋ Ｖ低压 侧 采用 单 母 线 分段 ， 并 设
０ 引 言
随着 民用建 筑 规 模 日趋 扩 大 、 建 筑 高度 不 断 增加 ， 供 电可靠 性 也 愈加 成 为 一 个 被 高 度关 注 的 问题 。根据 规范 ， 一级 负荷 应 由双重 电源供 电 ， 当
一
（ １ ）当应急发电机仅为一级负荷中特别重要 负荷 供 电时 ， 应 以一 级 负荷 中特 别 重 要 负荷 的计
及 向消 防负荷 、 非 消 防～ 级 负 荷 及 一 级 负荷 中 的 特别 重要 负荷 供 电 时 ， 应 以三 者 的计 算 负荷 之 和 作 为选 用 自备发 电机 容量 的依据 Ｊ 。
数据中心机房柴油发电机组容量选择和计算
数据中心机房柴油发电机组容量选择和计算数据中心机房柴油发电机组容量选择和计算柴油发电机是内燃发电机的一种，它以柴油为一次能源，柴油机为原动机，它有如下几个特点：1、燃料价格便宜，容易保存；2、构造简单飞，辅助设备少；3、起动迅速，带负荷和停机时间短；4、操作维护简单、方便。
正是因为上述特点，柴油发电机在数据中心的使用范围也越来越广泛。
随着数据中心机房规模的逐步扩大，高级别配电系统的数据中心机房也在成比例的提高，由于A级机房要求供电系统不能中断，所以，在规模较大的数据中心机房，数台甚至十几台柴油发电机并列运行的情况越来越多。
在市电中断时，除在最快的时间内能自起动外，还应该最大限度的满足应急负荷的起动及供电容量要求，若容量选择小，电动机起动时电压降过大，容量选得过大，则运行经济效益差。
那么，该如何选择单台柴油发电机的容量，选用几台柴油发电机并列才能既满足系统的应急要求，又不造成容量的浪费呢？本文就将对此问题进行探讨。
一、柴油发电机的功率柴油发电机组在我们国内是用主用功率即连续功率来标称的，发电机组能够在24小时之内连续使用的最大功率我们称之为连续功率，而在某一时段内，标准是每12个小时之内有1个小时可在连续功率的基础上超载10%，此时的机组功率就是我们平时所说的最大功率，即备用功率。
在数据机房的配电系统中，我们都是按照连续功率来选择发电机的容量的。
二、选择柴油发电机的必备条件选择柴油发电机的必要条件如下：1、安装现场的环境温度、湿度和海拔高度，当使用环境的温湿度和海拔高度超过发电机的额定值时，发电机需要降容使用；2、柴油发电机供电负荷总容量。
需要所有柴油发电机供电负荷的容量，包括装机容量，负荷系数，功率因数。
电动机负荷还要给出台数、效率、起动电流倍数等参数；3、起动顺序。
⑴按照负荷的重要性分出起动的先后顺序；⑵按照负荷大小及起动电流大小，同样重要的电动机容量大、起动电流大的优先。
⑶系统允许的电压降，常用电气设备端子的电压偏差允许值见下表名称允许值（%）名称允许值（%）电动机照明正常情况下+5~-5 一般工作场所+5~-5少数远离变电所+5~-10 远离变电所的小面积工作场所+5~-10应急照明、安全特低电压供电的照明+5~-10道路照明+5~-5电动机起动时，其端子电压应能保证被拖动机械要求的起动转矩，且在起动时，配电母线上的电压应符合下列要求：①电动机不频繁起动时，不宜低于标称电压的85%（数据中心机房在柴油发电机供电时，电动机属于不频繁起动的情况）；②配电母线上未接照明或其他对电压下降敏感的负荷时，不应低于标称电压的80%；③配电母线上只有电动机时，可按照保证电动机起动转矩的条件决定；对于低压电动机，还应保证接触器线圈电压不低于释放电压（从产品样本中可以查到，查不到样本时，可按照70%考虑）。
柴油发电机选型计算公式
柴油发电机选型计算公式
柴油发电机的选型计算主要涉及功率、负载、工作时间等方面的考虑。
以下为一种常见的柴油发电机选型计算公式：
发电机容量（kW）= 载荷功率（kW）/ 功率因数
其中，载荷功率（kW）= 额定负载功率 ×预计的负载率
其中，负载率可以根据实际需求进行估算，一般为0.7-0.8之间。
同时，在进行选型计算时，还需考虑工作时间和备用容量。
备用容量（kW）= 预计的备用率 ×载荷功率
其中，备用率一般为10-20%之间。
最终选型计算结果还需综合考虑柴油发电机生产商提供的技术数据和建议，以确保选型满足实际需要并具备足够的可靠性和经济性。
因此，在具体选型时建议咨询专业人士以获得准确的计算及选型建议。
柴油发电机容量的选择
有一工程，消防计算总负荷为200kva，其中最大一台设备为消防水泵，其电动机为55kw，380v，98a，直接启动电流倍数为7倍。
试问，如果该水泵采用（1）全压启动，（2）星-三角降压启动，那么柴油发电机的容量分别选择多大？答1：S=(P-Pm)/n+PmkCcosφm(1/cosφ)（1）S=(200X0.8-55)/0.75+55X7X1X0.4X(1/0.8)=332.5选350KV A发电机（2）S=(200X0.8-55)/0.75+55X7X0.67X0.4X(1/0.8)=269选300KV A发电机答2：Sg=(S*cosφ-Pe)/tgφ+1.732*Uq*Iq其中：Sg—发电机容量(kV A);S—总负荷(kV A);cosφ—功率因数,取0.8;Pe—最大一台电动机额定容量(kW);Uq—最大一台电动机起动电压(kV);全压起动时,Uq=Un;星-三角起动时,Uq=0.58*Un.Un为系统额定电压(kV);Iq—最大一台电动机起动电流(A);全压起动时,Iq=kq*Ie;星-三角起动时,Iq=0.33*kq*Ie.kq为电动机全压起动倍数,Ie为电动机额定电流(A);(1)全压起动时,Sg=(200*0.8-55)/0.75+1.732*0.38*7*98=591.51kV A(2)星-三角起动时,Sg=(200*0.8-55)/0.75+1.732*0.58*0.38*0.33*7*98=226.89kV A*Sg=(S*cosφ-Pe)/tgφ+1.732*Uq*Iq？？？这个公式不太正确，因为：一、(S*cosφ-Pe)/tgφ显然不对头，tgφ应为COSφ。
二、星-三角起动时，应该取消“1.732*0.58*0.38*0.33*7*98”中的系数0.58。
答3：Sed=Sjs+1.732U*Ied*(Kqd*k-1)（1）全压：Sed=200+1.732*0.38*98*(1*7-1)=587KV A选用应为劳斯莱斯机组：S=587/0.9=652KV A,选型为P625E（2）星三角：Sed=200+1.732*0.38*98*(0.33*7-1)=284KV A选用应为劳斯莱斯机组：S=284/0.9=316KV A,选型为P330E出题者解答：（1）水泵全压启动时，Sf=Sy+Sq=（200-1.732*0.38*98）+1.732*(1*0.38)*(7*98)=587KV A。
浅谈方案阶段超高层建筑柴油发电机的容量选择
浅谈方案阶段超高层建筑柴油发电机的容量选择摘要：在超高层建筑的电气设计中，选用柴油发电机组作为大楼的备用电源无疑是当今电气设计的主流。
本文结合工程实例，对柴油发电机组的容量进行探讨，分别计算消防负荷和保障负荷，确定柴油发电机组的容量并进行校核。
关键词：超高层建筑；柴油发电机；消防负荷；保障负荷容量确定柴油发电机组设置的必要性在民用建筑中，电力负荷进行了相关的规定，“一级负荷应由两个电源供电，一路电源发生故障时，另一路电源不应同时受到损坏”；“一级负荷中特别重要的负荷，除了由两个电源供电以外，还应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统”。
近年来供电系统的运行实践证明，从电力网引接两回路电源加备用自投的供电方式，不能满足一级负荷以及一级负荷中特别重要的负荷对供电的可靠性和连续性的要求。
柴油发电机组容量分析1.1负荷的确定对于高层或者超高层建筑，通常会把以下3种负荷纳入柴油电机组的配电系统：1)一级负荷中的特别重要负荷。
民规的附录A中列出了建筑物中存在的一级负荷中的重要负荷。
2)一级负荷中的消防负荷：主要包括在火灾状态下，与消防灭火有关的设备的用电。
3)重要负荷：也称保障负荷，这往往根据不同项目的特殊需要来定。
1.2柴油发电机组容量的计算发电机容量计算如下：Pe=(K*Kx*Pn)/η (1)1.3柴油发电机容量的校验按照消防负荷和保障负荷计算的的较大值来确定柴油发电机的容量仅为稳定负荷的计算，为保证容量的准确性，还应按照尖峰负荷计算及按柴油发电机母线允许压降计算来校验柴油发电机容量。
简化计算公式如下：Pe≥K*P1+P (2)工程实例分析本项目位于北京朝阳区光华路CBD核心区地块，西侧毗邻CBD中央绿地，地理位置优越，交通便利。
项目定义为超高层综合体(办公，商业，餐饮，会议等)建筑。
建筑塔楼总高55层，269.00米，功能定位为金融总部办公和出租办公为主；裙房四层，地下室五层，主要设有银行网点、餐饮、会议、康体、商业、多功能厅、会所等服务功能，以及地下停车、机电设备和后勤设施。
浅谈应急柴油发电机组容量的计算
浅谈应急柴油发电机组容量的计算摘要：本文结合工程实例，浅谈民用建筑中发电机组容量的计算及选型原则关键字：应急柴油发电机；稳定负荷；尖锋负荷；母线允许电压降Abstract: combining with engineering example, showing residential construction generator capacity calculation and selection principlesKey word: emergency diesel generator; Stable load; Spike load; Bus voltage drop allowed引言现代高层建筑中，选择柴油发电机组作为备用电源，已属司空见惯；关于其容量确定的理论文章，也屡见于报刊。
但在实际工程应用中，许多设计人员仍有茫然无序、颇费周折之感。
到底如何快而准地计算发电机容量，一直都是值得探讨的重要课题。
1应急柴油发电机组的供电范围按照IEC和国家标准的有关规定，发电机组主要是为一级负荷中特别重要负荷及消防负荷供电。
除此之外，为充分发挥柴油发电机组的作用，还可以向一些比较重要的商用负荷供电。
2应急柴油发电机组计算中的几个原则问题2.1按火灾和非火灾两种情况分别计算：2.1.1应急柴油发电机组火灾情况下的负荷计算：在进行火灾情况下应急柴油发电机组负荷计算时，应根据《建筑设计防火规范》的规定，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。
此时消防负荷包括：全部消防电梯、全部应急照明、加上发生火灾时，根据防火分区所使用的消防负荷包括：如消火栓泵、喷淋泵、防排烟风机等。
大多数工程是与地下室、塔楼相对应的首层防火分区发生火灾时消防负荷最大。
此时投放使用的防排烟风机有地下室、首层、二层对应防火分区的防排烟风机。
对于复杂工程，发生火灾时投入使用的消火栓泵、喷淋泵、防排烟风机的数量应由相关专业提出。
浅析柴油发电机容量计算及选择
浅析柴油发电机容量计算及选择摘要：本文简述了柴油发电机计算容量的选择，并用实例探讨了容量选择时应注意的事项。
关键词：发电机容量计算;稳定负荷;母线压降;容量选择;暂态电抗;电动机启动倍数一、引言随着我国城市化进程的推进，城市必将出现越来越多的高层建筑，柴油发电机作为重要的自备应急电源之一，也必将得到更广泛的使用。
如何选择发电机，就显得至关重要。
二、柴油发电机组选择的基本规定及柴油发电机组容量的确定根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）第6.1.2条，柴油发电机组的选择应符合下列规定：1机组容量与台数应根据应急负荷的大小和投入顺序以及单台电动机最大启动容量等因素综合确定。
当应急负荷较大时，可以采用多机并列运行，机组台数宜为2~4台。
当受并列条件限制，可实施分区供电。
当用电负荷谐波较大时，应考虑其对发电机的影响。
2在方案及初步设计阶段，柴油发电机的容量可按配电变压器总容量的10%~20%进行估算。
在施工图设计阶段，可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要的二级负荷容量，按下列方法计算的最大容量确定：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启动的需要，计算发电机容量；3）按启动电动机时，发电机母线允许电压降计算发电机容量。
3当存在电梯负荷时，在全压启动最大容量笼型电动机情况下，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%。
当条件允许时，电动机可采用降压启动的方式。
4多台机组时，应选择型号、规格和特性相同的机组及配套设备。
5宜选用高速柴油发电机组及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启动装置及电源自动切换装置。
但笔者在翻阅《工业与民用配电设计手册》第三版时，发现其对柴油发电机组容量的选择略有不同。
《工业与民用配电设计手册》在第二章第六节中提到：（1）应急电源一般只设一台机组，其容量按应急负荷大小和启动大的电动机容量等因素综合考虑确定。
柴油发电机的选择计算
消防泵45kw, —用一备；，一用一备；稳压泵3kw，这几个泵要选用柴油发电机组做备用电源，柴油发电机组应该多大？怎么算出来的？按下述方法计算并选择其中容量最大者：1）按稳定负荷计算发电机容量：SGl = P/ncos@ = = kVA式中SG1 —按稳定负荷计算的发电机视在功率，kVA；P —发电机总负荷计算功率，kW 本例：P = 45++3 = kW ；n —所带负荷的综合效率，一般取n = ；cos@ —发电机额定功率因数，一般取cos@ = 。
2）按尖峰负荷计算发电机容量*条件：起动最大一台电动机，另二台为既有负荷：SG2 = KJSm/KG = * （（45+3）/ + ）= ；*条件：起动二台电动机+ 45kW （星-三角起动），另一台为既有负荷:SG2 = KJSm/KG = * （3/ + + ）= ；*条件：起动三台电动机+ 3 + 45kW （星-三角起动）：SG2 = KJSm/KG = * kVA；式中SG2 —按尖峰负荷计算的发电机视在功率，kVA；KJ —因尖峰负荷造成电压、频率降低而导致电动机功率下降的系数，一般取KJ= 0 .9 ；KG —发电机允许短时过载系数，一般取KG = ；Sm —最大的单台电动机或成组电动机的起动容量，kVA；Sm1 —*7/ = = kVA (起动最大一台电机，电机容量为)；Sm2 —45*7/3 = 105/ = kVA (起动一台电机，电机容量为45kW 星-三角起动)；Sm3 —3*7/ = 21/ = kVA (起动一台电机，电机容量为3kW)；3)按发电机母线允许压降计算发电机容量*条件：起动最大一台电动机，另二台为既有负荷：SG3 = ( 1-dU) *X'd*Sst/dU = *Sst = * (( 45+3) / + ) = kVA*条件：起动二台电动机+ 45kW (星-三角起动)，另一台为既有负荷：SG3 = ( 1-dU) *X'd*Sst/dU = *Sst = * ( 3/ + + ) = kVA*条件：起动三台电动机+ 3 + 45kW (星-三角起动)：SG3 = ( 1-dU) *X'd*Sst/dU = *Sst = * ( + + ) = kVA式中SG3 —按母线允许压降计算的发电机视在功率，kVA；dU —发电机母线允许电压降，一般取dU=；X'd —发电机瞬态电抗，一般取X'd=；Sst —导致发电机最大电压降的电动机的最大起动容量，kVA。
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浅析柴油发电机容量计算及选择
摘要：本文简述了柴油发电机计算容量的选择，并用实例探讨了容量选择时应注意的事项。
关键词：发电机容量计算;稳定负荷;母线压降;容量选择;暂态电抗;电动机启动倍数
一、引言
随着我国城市化进程的推进，城市必将出现越来越多的高层建筑，柴油发电机作为重要的自备应急电源之一，也必将得到更广泛的使用。
如何选择发电机，就显得至关重要。
二、柴油发电机组选择的基本规定及柴油发电机组容量的确定
根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）第6.1.2条，柴油发电机组的选择应符合下列规定：
1机组容量与台数应根据应急负荷的大小和投入顺序以及单台电动机最大启动容量等因素综合确定。
当应急负荷较大时，可以采用多机并列运行，机组台数宜为2~4台。
当受并列条件限制，可实施分区供电。
当用电负荷谐波较大时，应考虑其对发电机的影响。
2在方案及初步设计阶段，柴油发电机的容量可按配电变压器总容量的10%~20%进行估算。
在施工图设计阶段，可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要的二级负荷容量，按下列方法计算的最大容量确定：
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启动的需要，计算发电机容量；
3）按启动电动机时，发电机母线允许电压降计算发电机容量。
3当存在电梯负荷时，在全压启动最大容量笼型电动机情况下，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%。
当条件允许时，电动机可采用降压启动的方式。
4多台机组时，应选择型号、规格和特性相同的机组及配套设备。
5宜选用高速柴油发电机组及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启动装置及电源自动切换装置。
但笔者在翻阅《工业与民用配电设计手册》第三版时，发现其对柴油发电机组容量的选择略有不同。
《工业与民用配电设计手册》在第二章第六节中提到：
（1）应急电源一般只设一台机组，其容量按应急负荷大小和启动大的电动机容量等因素综合考虑确定。
（2）在方案或初步设计阶段，按下述方法估算并选择其中容量最大者：
1）按建筑面积估算。
建筑面积在10000m2以上的大型建筑按15~20W/m2，建筑面积在10000m2及以下的中小型建筑按10~15W/m2.。
2）按配电变压器容量估算。
占配电变压器容量的10%~20%。
3）按电动机起动容量估算。
当允许发电机端电压瞬时压降为20%时，发电机组直接起动异步电动机的能力为每1kW电动机功率，需要5kW柴油发电机功率。
若电动机降压起动或软启动，由于起动电流减小，柴油发电机容量也按相应比例而减小。
按电动机功率估算后，然后进行归整，即按柴油发电机组的标定系列估算容量。
（3）在施工图阶段可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要的二级负荷容量，按下述方法计算并选择其中容量最大者：
1）按稳定负荷计算发电机容量；
2）按尖峰负荷计算发电机容量；
3）按发电机母线允许压降计算发电机容量。
（4）柴油发电机的额定功率是指外界大气压力为101.325kPa（760mmHg）、大气温度为20°C、相对湿度为50%的情况下，保证能连续运行12h的功率（包括超负荷110%运行1h）。
如连续运行时间超过12h，则应按90%的额定功率使用。
如湿度、气温、气压与上述规定不同，应对柴油发电机的额定功率进行修正。
（5）全压起动大容量笼型电动机时，母线电压不应低于额定电压的75%或80%。
电动机全压起动允许容量取决于发电机的容量和励磁方式；宜选用高速柴油发电机组和无刷型自动励磁装置。
由上可见，《民用建筑电气设计规范》与《工业与民用配电设计手册》在发电机的选择上大体上还是一致的，《工业与民用配电设计手册》在估算方面提供了更多的方法，在发电机容量计算方面较《民用建筑电气设计规范》而言，亦存在一些差异，这点已有专家学者撰文论述过，不再详述。
本文着重阐述柴油发电机组容量按《民用建筑电气设计规范》所提供的方法确定。
三、设计实例
以福州融信湾花园A1区发电机的容量确定过程为例。
该小区由7栋一类高层（A1#楼，A2#楼，A3#楼，A5#楼为29层，A6#楼，A7#楼为26层，A8#楼为24层）及一个面积为25283平方米的地下室组成。
本工程消防用电设备、客梯、应急照明、走道照明、安防、电子信息、生活水泵、地下室排水泵等按一级负荷要求设计，其余为三级负荷。
为保证二级及以上负荷用电的可靠性，在地下室设置一台自启动闭式风冷柴油发电机组，要求当市电停电时能在30s之内供电。
方案设计阶段，按福建省地方标准《10 kV及以下电力用户业扩工程技术规范》DB35T1036-2013 文的要求，算出该小区的配电变压器总容量为4448kV A。
按变压器总容量的15%估算柴油发电机的容量，选取一台600kW的柴油发电机。
施工图设计阶段，根据一级负荷、消防负荷的容量，按稳定负荷、最大的单台电动机或成组电动机启动的需要及启动电动机时发电机母线允许的电压降计算发电机容量，并按最大者确定。
需要注意的是，按《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）附录 A 民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷分级中注明，一类、二类高层建筑中的一二级负荷，不包含消防负荷分级。
又根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）第3.5.4条，应急发电机的负荷计算应满足下列要求：
1当应急发电机仅为一级负荷中的特别重要负荷供电时，应以一级负荷中特别重要负荷的计算容量，作为选用自备发电机容量的依据；
2当应急发电机为消防用电设备和一级负荷供电时，应将两者计算负荷之和作为选用自备应急发电机容量的依据；
3 当自备发电机作为第二电源，并且尚有第三电源为一级负荷中特别重要负荷供电，以及当向消防负荷、非消防一级负荷及一级负荷中特别重要负荷供电时，应当以三者的计算负荷之和作为选用自备发电机容量的依据。
因此，本工程分别按非消防用电一级负荷及消防用电一级负荷分开计算。
计算过程详见下表：
柴油发电机容量计算
一级负荷用电（非消防负荷）
则P∑(总负荷）为：非消防一级负荷与消防一级负荷之和=554kW
1、按稳定负荷计算发电机容量：
2、按最大单台电动机启动需要计算发电机容量：
3、按启动电动机时母线容许电压降计算发电机容量：
综合环境条件，查得校正系数为0.95，故选择一台650kW的柴油发电机组。
四、结束语
计算柴油发电机容量时，能影响到最终结果的因素有很多，比如暂态电抗的取值，电动机的启动倍数、电动机的启动方式、外界气压、湿度、温度等，在实际工程中，计算用电负荷时，对非消防一级负荷和消防一级负荷所累计的用电设备或区域也不尽相同，本文对发电机容量的计算及选择仅是笔者个人愚见，万望各位同行能提出宝贵意见，共同讨论研究。
参考文献：
1、《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）中国建筑工业出版社
2、《工业与民用配电设计手册》第三版中国电力出版社
3、福建省地方标准《10 kV及以下电力用户业扩工程技术规范》DB35T1036-2013
4、《住宅建筑电气设计规范》JGJ 242-2011 中国建筑工业出版社
5、《低压配电设计规范》GB50054-2011中国计划出版社。