试论民用建筑中的自备发电机组容量选择与节能控制

刘军

摘 要：本文主要围绕着民用建筑当中自备式发电机组的容量选择和节能控制实施要点开展深入的研究，便于今后更好地落实民用建筑当中发电机组相关设计实践工作。

关键词：发电机组;自备;容量选择;节能控制

1 容量选择分析

现阶段，大部分民用建筑当中自备式发电机组均为柴油自备式发电机组，设计着需严格依据柴油自备式发电机组相关容量选择章程和标准，依照着如下方法实施计算分析，并将柴油自备式发电机组具体容量确定下来：

1.1 依据稳定负荷实施容量计算

一处应急电源：=826/（0.87*0.8）=1186kVA;二处应急电源：=374/（0.87*0.8）=537kVA;在该列式当中：cos是发电机所额定的功率因素，取值0.8;是带负载综合效率，取值0.82-0.88;S_G1是依据稳定负荷所计算出发电机的实际功率;是发电机的总负荷所计算出功率^[1]。

1.2 依据尖峰负荷实施容量计算

一处应急电源：=（0.9/1.4）*369=237.2kVA;二处应急电源：=（0.9/1.4）*37.5=24.1kVA。在该列式当中：S_m是成组的电动机或者单台的电动机最大起动容量，一处应急电源消防泵总容量取值369kVA、二处应急电源消防泵总容量取值37.5kVA;K_g是发电机限定短时的过载系数，取值1.4;K_j是由于尖峰负载所致频率和电压降低，电动机的功率降低系数，取值0.9。

1.3 依据发电机的母线限定压降实施容量计算

一处应急电源：=（1-0.2）/0.2*0.2*369=295.2kVA;二处应急电源：=（1-0.2）/0.2*0.2*37.5=30kVA。在该列式当中：S_stΔ是促使发电机产生最大压降电动机最大的启动容量，一处应急电源消防泵总容量取值369kVA、二处应急电源消防泵总容量取值37.5kVA;是发电机的瞬态电抗，取值0.2;ΔU是发电机的母线限定电压降，取值0.2。

1.4 选定发电机

结合上述三种不同方式选定发电机最大的容量即为：一处应急电源S_G1=1186kVA、二处应急电源S_G2=537kVA。故而，结合柴油自备式发电机产品规格，一处应急电源选定一台1000kW额定功率柴油自备式发电机;二处应急电源选定两台250kW额定功率柴油自备式发电机，当成是应急电源。依据双电源和自备电源的管理要求和标准，自备电源容量配置标准应当在保安负荷120%左右^[2]。对此，一处应急电源保安负荷选定826kW，发电机实际额定功率选取1000kW（>120%），发电机所选定容量可符合实际标准;二处应急电源保安负荷选定374kW，发电机实际额定功率选取500kW（>120%），发电机所选定容量也可符合实际标准。

2 节能控制实施要点

2.1 启动前期准备

民用建筑自备式发电机组实际运行前期，需先对各项参数能否符合启动要求予以准确确定，包含着接地保护、绝缘、冷却、润滑、燃油等各个系统能否维持正常运行状态。启动前做好各项参数检查后，需动态测量各项参数，实施延时判断分析，以确保机组维持稳定可靠地运行状态。

2.2 启动及停车

启动该发电机组前期确定所有参数正常，且经电网的监测系统以确认该电网处于断电状态，则发电机组便可投放运行。由可编程的控制装置，将启动指令发出，由DSP来对发电机组所有启动运行动作实施控制，可编程的控制装置对发电机组实际启动时间、功率、电压各项参数实施实时化测量，发电机组所发出电能质量符合电网要求后，可将并网命令发出^[3]。发电机组实际运行期间，电网的监测系统需及时向可编程的控制装置传输电网数据，该可编程的控制装置结合所返回的数据，对电网是否已恢复实施准确判断，而后再实施二次延时性判断分析，在确定电网已恢复之后，把发电机组的停机指令及时发送给DSP。

2.3 切换控制

为方便检修与维护发电机组，需设自动/手动的切换开关，检修期间，可自动切换至手动操作，便于处于停机状态下实现手动式操作运行。

2.4 并网控制

结合所输出的电流变化情况，合理调整该发电机组实际运行速度。所输出电压若超过可波动限定范围，则就及时合理地调整好民用建筑自备式发电机组实际运行速度，确保机组所输出电能可符合电网实际要求和标准，机组的保护装置需实时化监控机组所输出的负荷，若有超负荷或者过载运行情况出现，则控制系统需及时将报警信号发出，结合过载时间和电流大小情况，实施停机判断。

2.5 优化控制变速

对民用建筑内部自备式发电机组当中励磁绕组的电流实施有效调节后，让发电机组所输出三相的交流电相序与相位、电压幅值、电能频率等，均和电网处于同步状态，经检查确定以上参数均可符合并网标准之后，由可编程的控制装置将并网命令发出，经自动断路装置实现并网运行，确保民用建筑自备式发电机组实际运行期间，无扰动的并入电网可实现，达到最佳节能控制实施效果。

2.6 脫网关机控制

下列是发电机组几种脱网关机情况：一是，手动操作式停机。机组试运行及检修状态，以手动方式实施停机操作，广大操作者可结合民用建筑具体设计情况和要求，正确实施停机操作;二是，自动停机。电网已恢复供电过后，由可编程的控制装置结合检查信号，实施停机操作，如机组延时等待和脱网切换等等，电网正常供电情况下，机组停机;三是，紧急故障条件下安全停机。负荷、线路或者着发电机组的运行故障发生后，发电机组无法维持电力供应情况下，由可编程的控制装置结合反馈的信号，将停机命令及时发出，再由控制系统快速执行脱网及停机操作等。

2.7 自动冷却与加热控制

民用建筑内部发电机组长时间停机情况下，结合机组自身所处民用建筑实际环境，加热除湿处理机组，防止电机和电气系统会由于受潮，而出现绝缘降低与设备老化情况。液压油温与齿轮油温若超限，需启动加热装置或者冷却装置，及时执行停机报警控制操作。

2.8 液压和伺服系统控制

民用建筑自备式发电机组内部润滑系统的压力参数值若在所规定范围以下，则系统自动将报警信号发出，液压泵启动运行，若持续报警，表示液压系统有故障问题产生，务必及时做好排除处理工作。发电机组的油位需设报警与指示，油位若在规定值以下，需及时发出报警信号，执行停机操作。

参考文献：

[1]涂来明， 张宁. 民用建筑中柴油发电机组容量选择探讨[J]. 建筑工程技术与设计， 2018， 20（036）：3216-3217.

[2]邹军. 民用建筑中柴油发电机组设计探讨[J]. 建筑电气， 2018， 37（14）： 102-103.