3.2.4 供电电压的选择
目前,我国比较常见的中低压柴油发电机额定输出电压有0.4kV和10kV,而目前国家相关规范未明确不同电压等级的柴油发电机组的应用范围或建筑类型。
1.中低压柴油发电机组供电系统主接线分析
1)0.4kV柴油发电机与市电组成的供电系统比较常见,接线系统图如图3-2-1、图3-2-2所示;低压柴油发电机组在0.4kV侧与市电进行电源切换,系统接线简单,操作方便,系统可靠性高。
2)10kV柴油发电机与市电组成的供电系统常见的简易接线示意图如图3-2-3、图3-2-4所示。
图3-2-3中,示意图左侧10kV柴油发电机在10kV侧与市电进行电源切换,与市电共用变压器,未设置专用变压器,变电所面积较小,应急系统的变压器平时正常运行,降低应急状态变压器故障,可靠性较高;但系统接线复杂,操作复杂,对维护人员要求高且发电机容量无法满足终端变压器所有负荷,因此发电机投入时需要切除非应急负荷。
图3-2-3 10kV中压柴油发电机组接线示意图(一)
图3-2-4 10kV中压柴油发电机组接线示意图(二)
图3-2-4中,示意图左侧10kV柴油发电机设置专用变压器,在0.4kV侧与市电进行电源切换,系统接线简单,操作方便,电源在0.4kV侧切换,发电机投入时无须切除负荷;但是设置专用变压器,变电所面积增大。其次专用变压器平时不用,变压器停运满1个月,在恢复送电前应测量绝缘电阻,合格者方可投入运行;搁置或停运6个月以上的变压器,投入前应做绝缘电阻和绝缘油耐压试验。因此,设置专用应急变压器给今后运行维护增加诸多麻烦,应急供电系统的可靠性随之降低。
2.中低压柴油发电机组起动时间分析
《医疗建筑电气设计规范》(JGJ 312—2013)规定,当市电中断供电时,柴油发电机组应能自动启动,并应在15s内向规定的负荷供电。但当采用10kV中压柴油发电机,通过变压器降压向负荷供电,操作时间难以满足15s内向负荷供电的要求。从机组起动时间来分析,中压柴油发电机组不占优势。
3.中低压柴油发电机组电压降分析
在大型医院建筑项目设计中,电压降是选择柴油发电机电压等级的一个重要因素。按低压柴油发电机出口端电压0.4kV考虑,当供电距离在300m以内时,一般主干线路的电压降<10%,可满足供配电系统末端电压380(1±5%)V的要求;当供电距离>400m时,主干线路的电压降>10%。因此,在实际工程中,当柴油发电机供电传输距离在300m以内时,均可采用低压柴油发电机组;当供电传输距离>400m时,可考虑采用中压柴油发电机组。
4.中低压柴油发电机组初投资分析
对于相同装机容量的1000kVA柴油发电机,主干线采用母线槽,供电距离为300m,估算造价比较见表3-2-3。
表3-2-3 估算造价比较
注:不同品牌、不同时期价格存在差异;仅考虑设备的造价。
对于占地面积大的大型医疗综合体建筑,集中设置中压柴油发电机装机容量应该小于分散设置的多个低压柴油发电机组的总装机容量(仅考虑一个起火点情况,根据不同项目具体计算)。从表3-2-3可见,主要差价在于供电线路,因此,对于长距离供电方式,采用低压机组的设备初投资费用较高。
5.其他因素
在实际工程设计中,柴油发电机组的选择除考虑自身专业的要求外,还受到其他相关专业的影响。当受建筑功能影响,无法分散设置低压柴油发电机房时,可考虑集中设置中压柴油发电机。
通过以上分析,中低压柴油发电机综合比较见表3-2-4。应根据不同的工程特点,通过综合分析比较,确定适合项目特点、满足项目要求的柴油发电机组。
表3-2-4 中低压柴油发电机综合比较