柴油发电机用于消防时的功率选定

摘要：柴油发电机组用于消防时的功率选定原则是：取“消防负荷”与“保证负荷”中的较大值，并校核较大单台消防设备的启动冲击。消防负荷计算时，只考虑一个防火分区发生火灾，不叠加所有分区。本文从消防负荷计算的核心原则、同时考虑保证负荷、必须校核启动冲击、供电时间要求以及实操要点五个层面展开分析。

一、消防负荷计算的核心原则

1. 不叠加所有分区

（1）核心原则。消防负荷的计算不能“一刀切”把所有消防设备简单相加。

（2）规范推荐的原则。规范推荐的原则是：只考虑一个防火分区发生火灾，认为两个及以上防火分区同时发生火灾的可能性极低。

（3）原则的依据。原则依据是多个防火分区同时发生火灾的概率极低。

2. 计入范围的确定

（1）固定负荷。具体计算时，消防泵作为固定负荷必须计入。

（2）视情况计入的负荷。而消防电梯、防排烟风机、备用照明等负荷计入多少，要视其在“较不利的那个防火分区火灾时”投入服务的实际功率来确定。

（3）容量确定依据。确定发电机容量，应以较不利的一个防火分区发生火灾时，同时投入运行的消防负荷为准。

（4）计入范围的意义。消防负荷的计算以较不利单一防火分区的实际投入负荷为准，而非全部消防设备之和。

二、同时考虑“保证负荷”

1. 保证负荷的来源

（1）非火灾工况的需求。消防备用电源并非只在火灾时才启动。市电停电的概率远大于火灾概率。

（2）保证负荷的内容。此时机组还要为一些非消防的重要负荷（如生活泵、客梯、重要照明等）供电，这些称为保证负荷。

（3）来源的意义。保证负荷源于市电停电概率远高于火灾概率的实际运行需求。

2. 两者取较大值

（1）正确做法。因此，正确的做法是分别计算消防负荷和保证负荷，取二者较大值来确定发电机功率。

（2）常见的工程设计思路。一种常见的工程设计思路是：将保证负荷也接到发电机母线上，火灾时通过火灾信号自动切除非消防的保证负荷，腾出容量给消防设备。

（3）设计思路的意义。该思路使机组在非火灾工况下承担保证负荷，火灾时切换容量给消防设备，兼顾两类需求。

三、必须校核启动冲击

1. 启动冲击的影响

（1）较容易被忽略的步骤。这是较容易被忽略但至关重要的一步。

（2）启动电流的倍数。消防泵、消防风机等大功率电动机启动时，电流可达额定值的数倍，会造成发电机母线电压瞬间大幅跌落。

（3）影响的严重性。电压跌落过大会导致接触器释放或设备无法正常启动。

2. 校核要求

（1）校核条件。选型时必须校核：在全电压直接启动较大一台消防电动机时，发电机母线的电压不应低于额定电压的80%（有电梯负荷时）或75%（无电梯负荷时）。

（2）不满足时的处理。如果按稳定负荷选的功率无法满足这个电压降要求，就需要加大发电机容量，或者给大功率消防设备采用降压启动方式。

（3）校核要求的意义。启动冲击校核决定基础容量是否足够，不满足时须加大容量或改变启动方式。

四、供电时间要求

1. 火灾延续时间的需求

（1）容量与时间的同步要求。备用电源的容量和供电时间需同时满足火灾延续时间内所有消防设备的需求。

（2）应急照明的供电时间。消防应急照明的连续供电时间根据建筑类型不同，要求从0.5小时到1.5小时不等（如超100米民用建筑要求1.5小时）。

（3）要求的依据。供电时间要求按建筑类型与高度确定。

2. 自动启动时间

（1）启动时间要求。而柴油发电机组的自动启动时间，规范要求不应大于30秒。

（2）启动时间的意义。自动启动时间不大于30秒是消防工况对机组响应速度的硬性要求。

五、实操要点

1. 选型逻辑

（1）第一步。先算出“较不利防火分区”同时运行的消防负荷。

（2）第二步。再算市电停电时需保障的重要负荷，取较大者作为基础容量。

（3）第三步。最后，校核较大一台消防电机启动时母线电压降是否满足80%或75%的要求，不满足则需加大容量或采用降压启动。

（4）逻辑的意义。三步逻辑依次解决消防负荷计算、保证负荷比较与启动冲击校核。

2. 选型目标

（1）目标内容。这样选出的功率，才能既满足消防工况，又兼顾日常备用需求。

（2）避免的两种偏差。避免“小马拉大车”或资源浪费。

（3）目标的意义。合理选型兼顾消防可靠性与日常备用经济性，避免容量不足或过度配置。

总结：柴油发电机组用于消防时的功率选定以取消防负荷与保证负荷较大值并校核较大单台消防设备启动冲击为核心原则。消防负荷计算只考虑一个防火分区发生火灾，消防泵作为固定负荷必须计入，消防电梯、防排烟风机、备用照明等按较不利防火分区火灾时实际投入功率计入，不叠加所有分区。同时须计算市电停电时需保障的保证负荷（生活泵、客梯、重要照明等），取两者较大值确定发电机功率，常见做法是将保证负荷接到发电机母线并在火灾时自动切除非消防负荷。启动冲击校核要求全电压直接启动较大一台消防电动机时母线电压不低于额定电压的80%（有电梯）或75%（无电梯），不满足时须加大容量或采用降压启动。供电时间须同时满足火灾延续时间内所有消防设备需求，消防应急照明连续供电时间按建筑类型为0.5至1.5小时，机组自动启动时间不应大于30秒。实操逻辑为计算较不利防火分区消防负荷、计算保证负荷取较大值、校核较大消防电机启动电压降，不满足则加大容量或降压启动，从而兼顾消防工况与日常备用需求。