JGJ/T16－92《民用建筑电气设计规范》中第六大项自备电源及不间断电源对发电机组的选择及其并联运行有严格的规定，其中第6.1.1项，第6.1.2项，第6.1.7项和第6.2.1项对发电机组的电压等级、容量、台数、型号、规格和特性、控制装置以及并联方法都作了明确要求和限制，这些条款是设计的技术准则，在一些大型建筑的设计项目中多涉及到选择自备电源问题，为此有必要就其技术规范的有关内容进行理论依据的研究和探讨，以便更深入地理解其规范条款，更好地使用设计出满足实际工程需要的备用电源。

一、带有自备电源的供电系统及其运行方式

　　在建筑电气低压(230/400V)供电系统中，要求对重要负荷(如消防负荷、疏散照明、重要场所等事故照明、电梯电源等)在任何情况下保证一定时间的不间断供电。往往需选用柴油发电机组(汽轮发电机组很少选用)作为系统的备用电源，图1为一般低压供电系统图(其中包括两台备用发电机组，可根据备用容量选用多台机组)。

　　一般供电系统正常运行时，照明负荷和动力负荷分别供电，母联开关断开，当一路供电线路出现故障不能提供能量时，母联开关闭合，由另一路对系统负荷供电。当两路供电线路都停止供电时，备用发电机组起动，供给重要负荷能量。为实现连续不间断地供电，使发电机组能得到最有效的利用，满足较大负荷的要求，选择将两台(或多台)发电机组并联运行，当并联机组多，电网容量大，负荷变化和冲击对电网电压和频率的干扰相对减小，供电的质量和稳定性也就相应提高了。为实现供电系统安全、有效、方便、可靠的运行，须对自备发电机组选择及其并联运行规范的有关条款内容进行分析和研究，掌握其内在规律，以此来指导建筑电气的设计工作。

二、自备电源中发电机组选择及其并联运行规范的理论依据和使用原则

　　文献[1]在工程设计中根据低压(230/400V)应急容量大小和单台最大柴油发电机组(800kW)限制，选用机组台数一般不会超过两台即可满足需要。特殊场合，使用三台或三台以上发电机组作为备用电源，以保证较大应急负荷的需求。

发电机组的容量可按下述计算中选取最大值。

 　(一)按稳定负荷计算发电机容量

　　式中：P为总负荷，kW；PK为每个或每组负荷容量，kW；ηK为每个或每组负荷的效率；η为总负荷的计算效率；α为负荷率；cosΦ为发电机额定功率因数，取0.8。

　 (二)按最大单台电动机或成组电动机起动的需要，计算发电机容量：

　　式中：Pmax为起动容量最大的电动机或成组电动机的容量，kW；cosΦm为电动机的起动功率因数，一般取0.4；K为电动机的起动倍数；C为按电动机起动方式确定的系数；全压起动C=1.0；Y－Δ起动C=0.67；自耦变压器起动50％抽头C=0.25；65％抽头C=0.42；80％抽头C=0.64；P、η、cosΦ意义同上。

   (三)按起动电动机时母线容许电压降计算发电机容量

　　式中：Pn为电动机总容量，kW；Xd″为发电机的暂态电抗，一般取0.25；ΔE为应急负荷中心母线允许的瞬时电压降，一般ΔE取0.25～0.3(有电梯时取0.2UH)；K、C意义同上。

　　规范第60.1.2.7条指出：宜选用高速柴油发电机组和无刷型自动励磁装置，选用的机组应装设快速自动起动及电源自动切换装置，并应具有连续三次自动起动的功能。

　　选用高速型机组具有体积小，重量轻，起动可靠等优点，无刷励磁与自动电压调整装置配套使用，其静态电压调整率可靠保证在±2.5％以内，动态时也可使暂态电动势稳定在一定范围以满足暂态电源稳定要求，这种类型机组能适应各种运行方式，易于实现机组自动化。

　　规范第6.1.7.7条要求：机组并列运行时，一般采用手动准同期，若两台自动机组需并车时，应采用自动同期，在机组同期后，再向负荷供电。

　　准同期并车，冲击电流小，但操作要求高，特别是在负荷波动和事故情况下，准同期会有一定困难，需用较长时间，不能满足应急电源投入的时间要求，所以应急发电机组采用自动同期并列，机组同期后，再向负荷供电。

　　规范第6.2.2.6条强调：多台机组应选择型号，规格和特性相同的成套设备，所用燃油性质应一致。

　　只有当参与并联运行的各发电机组满足(一)具有相同的阻抗标么值和结构系数标么值；(二)具有相同的等值时间常数(包括惯性时间常数)；(三)发电机和其调压器所构成闭环调压系统具有相同的调压特性；(四)柴油机和调速器组成的闭环系统具有相同的高速(频)特性，才能使发电机组充分发挥并联运行的优点，在静态和动态时都能按每台发电机组容量均分负荷得到负荷最佳分配，并使其并联系统稳定运行。

　　这些由理论证明的结论正是规范中的条款，也正是其理论依据之所在。

三、规范在实际工程设计中的应用和验证

　　在滨海大厦三座三十多层12×104m2的建筑群设计中，要求低压(230/400V)侧有3 000kW应急容量，为充分利用发电机组能量，合理分配负荷，设计了如图2所示的供电系统。此系统中备用电源严格按照规范要求，选用四台同型号、同容量的柴油发电机组，两台机组之间应急自同期并列，等运行稳定后，手动并列四台机组向负荷供电得到均分负荷，稳定运行的目的。

　　采用容量为800kW四台康明斯柴油发电机组800GF，装上电子调速器(调速率0％～5％)和调压器(调整率≤2.5％)，配有自动化装置，在市电停电8～10s内迅速自动起动，向负荷供电，市电恢复后，自动退出工作并停机，通过对并联各发电机组出口输出的有功功率，无功功率，母线电压和负荷上得到的功率进行数据实测和录波图的分析和研究(略)可知：备用柴油发电机组供电系统在稳定运行和有扰动的情况下，基本上能按各发电机组均分负荷，各发电机组发出的有功功率和无功功率近似相等，并在系统有扰动时也能稳定运行，不致于使发电机组解列(其中四台并联运行的电气量波动比两台并联运行时要小一些)。

四、结 论

　　在从事建筑电气设计时，必须始终严格遵照设计规范，贯彻有关条款要求，规范设计行为，只有这样才能使设计建立在理论基础上，满足技术要求，又能使设计最大限度地满足人们的实际需要。

【参考文献】

　[1]JGJ/T16－92.民用建筑电气设计规范(S)

　[2]陈一才.高层建筑电气设计手册(M).北京：中国建筑工业出版社.1990

　[3]韩祯祥.电力系统稳定(M).北京：中国电力出版社，1995.

　[4]日本电力系统稳定性专门委员会.电力系统稳定性问题与对策(M).蒋建民译.北京：水利电力出版社，1994