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13600443583结合某大型商业建筑的工程案例，剖析了以发电机作为消防备用电源的容量选择，浅述了大功率消防水泵接入发电机应急电源系统需要注意的问题，可为类似大型商业建筑中发电机作为消防备载电源的应用上提供参考。
目前，许多大型综合体或大型商业建筑越来越多地在全国各级城市拔地而起，这些带有地标或是区域商业中心性质的建筑物成为一个城市的消费中心和活力象征。因此，对于此类人流密集、火灾情形下容易造成人员伤亡或是重大经济损失的建筑，为保障其在火灾情形下的消防负载或是断电情况下重要负载的供电可靠性，一般把发电机作为消防负载或重要负载的应急电源，因其具有可持续供电时间较长、选购容量较大、独立运行不受外部大电影响以及可靠性高等亮点，故在大型工程中得到广泛运用[1-3]。
根据国家技术标准及相关规范(包括各地方规范的要求)，应急静音发电机具体为一级负载中特别重要负载及消防负载供电。特别重要负载包括IT机房、电信机房、垂直电梯等;在很多大型商场中，珠宝商铺和商场独立设置的儿童活动区内照明等系统也属于特别重要负载。消防负载包括消防风机、防火卷帘、消防排气窗、消防控制室电源、消防水泵、消防应急照明和疏散照明、变电所用电、发电机房用电等。在明确应急发电机组的供电范围后，需要根据火灾和非火灾情形下分别计算。
大部分情况下，购买发电机具体先根据火灾状况下使用的消防负载来确定应急发电机组容量，再根据发电机容量确定非火灾情形下特别重要负荷用电是否满足发电机组功率的要求验证。
计算应急发电机在火灾状况下的负载时，需要考虑到发生火灾的情形，民用建筑通常按火灾时最大防火分区(消防设备投入容量最大)进行计算，低噪音发电机同时，还需要考虑相邻防火分区受火灾影响的情形。此外，不仅考虑相对应防火分区需供电的消防负载及非火灾情况下的主用消防负载，还需注意在应急发电机供电情况下，其他防火分区内由此发电机供电的一、二级负荷在接到切除指令之后，需要延时切断电源的负荷。
同样，应急发电机在非消防状况下进行负荷计算时，除了要考虑特别重要负载外，还应考虑在非火灾情形下的主用消防负荷;除特别重要负载外，基于业主额外要求，也可以适当增加业主自需的重要负荷，并视负荷容量购买发电机(发电机功率应以消防或非消防状态下的重要负载中大者为选取依据)，且火灾时一旦切除非消防电源，此部分内容应无条件优先切除。
自启动发电机是为保证消防负载或特别重要负载供电可靠的应急电源，在电网电源中断供电时，除在规定期间内能自启动供电外，还应满足所有保安负荷或一级负载的供电容量要求，若容量选得小，则发电机起动时电压降过大，发电机无法启动，自启动发电机不能启动，失去备载电源的用途;若容量选得过大，初期投资大，运营经济效益差[4-6]。所以，准确计算保安负载或一级负载的容量，确定负荷投入顺序和发电机起动时允许的电压降是选定发电机容量的重要前提。自起动发电机的容量应满足如下因素:
(3) 在启动大容量发电机时，母线上的电压降应保证已经正常工作的负荷所允许的电压降，又能满足发电机本身的启动转矩要求。
某项目为大型商业建筑，总建筑面积约为10万m2;地下共2层，建筑面积约为3.2万m2，地上3层，建筑面积约为6.8万m2;-2F为车库，-1F为局部车库、进口超市和轻餐饮;1F为家具超市和商铺;2F为轻餐饮和重餐饮;3F为重餐饮。
该项目变压器总装机容量为11.4 MVA。由于场地限制，地下室考虑只设置一座移动式静音发电机房，内设1台1 600 kVA集装箱发电机(待验证)。该项目特征是无消防电梯，中庭大，单个防火分区对应疏散楼梯多。
(1) 所有消防负荷，包括排气风机、消防加压风机、防火卷帘、自动排气窗、消防喷淋泵、消火栓泵、冷却防护喷淋泵、消防控制室电源、消防应急照明和疏散照明等。
(1) 根据负荷功率选购发电机。发电机供电范围内消防负载功率远大于非消防负荷功率，因此根据火灾时最大负荷(消防负载容量与火灾时需要继续工作的非消防负载之和)选用发电机容量。火灾初始负荷容量及火灾后期负载功率二者取其大值。
移动式静音发电机为整个项目供应急备用电源。按照火灾时最大相邻2个防火分区(消防设备投入容量最大)考虑。
火灾初始时发电应急母排上最大同时运转的负载包括:变电所用电、消防控制室用电;所有消防应急照明、疏散照明、所有防火卷帘;变电所供电的所有垂直电梯迫降至一层时用电;相邻防火分区所有防排烟风机、楼梯正压风机(延时起动)用电;消防喷淋泵、消火栓泵、防护冷却喷淋泵、消防水泵房内其他消防装置;撬装发电机房用电。
火灾后期发电应急母排上最大同时运转的负荷包括:变电所用电、消防控制室用电;所有消防应急照明、疏散照明;相邻防火分区所有防排烟风机、楼梯正压风机;消防喷淋泵、消火栓泵、防护冷却喷淋泵、消防水泵房内其他消防装备;低噪音柴油发电机房用电。
由式(1)计算得，发电机初始负荷容量稳定后负载容量按火灾后期购买容量选择发电机，发电机的负载率控制在80%左右，得出发电机功率采用1 600 kVA。
(2) 按照最大的单台发电机或者成组发电机起动的需要计算。为防范火灾时用电设备的发电机同时启动而造成发电机组熄火停机，用电装置应具有不一样延时，错开起动时间，必要性相同时，宜先启动功率大的负载。该项目发电机容量的确定不考虑上述消防装置同时投入。
火灾时按最大单台发电机或成组发电机启动计算发电机组的功率。按照最大单台消防喷淋泵起动的需要计算:
综上可知，低噪声柴油发电机容量可选定为1 600 kVA，但此计算结果是以消防喷淋泵为星三角启动为前提得出的。需要特别注意的是，GB 50974—2014《消防给水及消火栓装置技术规范》[7]中第11.0.14条规定:当消防水泵容量较大时，可以用星三角或自耦降压起动。但在该规范的第11.0.12条中又要求:消防水泵控制柜应设置机械应急启泵作用，并应保证在控制柜内的控制线路产生损坏时由有管理权限的人员在紧急时起动消防水泵。在条文解释中也明确:弱电信号因损坏或继电器等损坏不能自动或手动起动消防泵时，若立即进行线路故障的处置，会受到人员素质、时间上的限制，于是在消防发生的紧急情形下是不可能进行的。因此，只要在正常供电条件下，无论控制线路正常或损坏，都应能强制启动(即全压起动)，以保障火灾扑救的及时性。在这种最极端的情况下，需要重新按最大一台发电机全压启动来校验发电机的功率。
通过校验可以看出，当单台消防泵采用星三角启动时，低噪声发电机功率只需1 600 kVA;当必须考虑强制全压启动时，发电机必须达到2 000 kVA才能满足要求，其中400 kVA是浪费的。怎样既满足低噪音发电机功率相对较小，又可以使消防水泵在火灾状况下两种工况都满足使用规范，给出如下方案:消防喷淋泵和消火栓泵皆从一用一备两台电泵调整为一台电泵和一台燃油泵，电泵接入变压器并采用星三角启动，柴油泵可作为电泵故障或强制全压起动的后备泵。该方案可以更进一步降低发电机的容量。
在案例中200 kW消防喷淋泵和75 kW消火栓泵皆调节为一台电泵和一台柴油泵，不计入发电机容量;得出发电机初始功率为708 kW，发电机稳定后负载功率为746 kW。
按火灾后期选用容量选用发电机。发电机的负荷率控制在80%左右，得出发电机容量为1 250 kVA。
火灾时先启动一个防火分区排气风机(按照最不利条件，4台同时启动功率为66 kW)。按照排气风机成组起动的需要计算:
综上所述，低噪音柴油发电机功率可选型为1 250 kVA，如此在无大容量消防泵计入发电机的状况下，发电机的容量可以大大减少，相对节省成本。
估算后，消防水泵全压起动与发电机匹配如表4所示。当消防水泵单台容量大于200 kW以上时，建议采用电泵作为常用，燃油泵作为后备的形式进行设计，以防范对低噪声发电机、变压器出现冲击。
通过实际案例对某商业建筑中低噪声发电机的功率进行计算和校验，详细浅析了低压移动式静音发电机容量计算选取时需要注意的问题，同时强调存在消防水泵在控制元件故障的情况下必须强制起动的情形。可以得出:消防水泵的功率会对发电机功率的选定有着直接影响，消防泵容量越大，越需要对发电机的功率进行校验。
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