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發(fā)電機房土建、照明和防雷接地設置要求 |
摘要： 柴油發(fā)電機機房的建筑結構應能夠承受發(fā)電機的重量和振動(dòng)，機房面積必須滿(mǎn)足柴油發(fā)電機組和輔助設施所需的空間。 當采用建筑物共用接地時(shí)，其接地電阻應不大于1Ω。當采用獨立接地極時(shí)，其電阻值應符合有關(guān)規范或所配置設備的要求。并應按現行國標準《建筑防雷設計規范》要求采取防止反擊措施。機房照明應符合現行國家標準《建筑照明設計標準》GB50034有關(guān)的規定。
一、機房設計思路
統計數據表明，造成數據中心供電故障的原因按發(fā)生比例依次為人為操作錯誤、配電、柴油發(fā)電機組故障和場(chǎng)地基礎設施。對于容錯系統配置，在電子信息系統運行期間，場(chǎng)地設施不應因操作失誤、設備故障、外電源中斷、維護和檢修而導致電子信息系統運行中斷。機房供配電系統的宗旨就是保證機房?jì)扔秒娫O備的長(cháng)期、正常供電。
1、設計原則
要實(shí)現上述目標，康明斯公司認為應該注重兩個(gè)方面：
（1）在設計和施工中遵守國家和行業(yè)的相關(guān)標準；
（2）方案要結構合理、性能先進(jìn)、節能環(huán)保、安裝和維護方便。
2、供電模式
根據柴油發(fā)電機組的臺數，所帶負載的性質(zhì)、功能及供電要求，采用柴油發(fā)電機組作為備用電源的供電系統有許多種。目前實(shí)際應用中常用的典型的供電系統有：
（1）發(fā)電機組直接為普通負載供電；
（2）多臺發(fā)電機組并聯(lián)為普通負載供電；
（3）單機組作為備用電源與市電分別給負載供電；
（4）多臺機組、多個(gè)轉換開(kāi)關(guān)分別對負載供電；
（5）作為常用電源中的中、高壓簡(jiǎn)單發(fā)電機使用的配電系統；
（6）多臺發(fā)電機與市電電源采用母聯(lián)或并聯(lián)向負載供電的中高壓系統；
（7）低壓發(fā)電機采用升壓變壓器后向低壓或中壓配電系統供電。
具體采用什么樣的供電方式應當根據當地電網(wǎng)的供電情況，結合負載使用的實(shí)際情況而定。其中單機組作為備用電源與市電分別給負載供電，多臺機組、多個(gè)轉換開(kāi)關(guān)分別對負載供電更是許多工程中常用的低壓供電配電系統。當確定的柴油發(fā)電機組容量較大，一般不小于8 kW時(shí)，宜設置兩臺同容量的柴油發(fā)電機組，這兩臺機組可分別帶起部分負載，也可并機使用向所有負載供電。
同時(shí)，設置兩臺柴油發(fā)電機組也可互為備用，當一臺出現故障或需定期維修時(shí)，可先用另一臺作為備用電源，向部分需要最優(yōu)先或強制必須保障的負荷供電。一般柴油發(fā)電機組是不允許與市網(wǎng)并列運行的。主要是考慮如果柴發(fā)機組發(fā)生故障，將有可能波及到市網(wǎng)，從而擴大了故障影響面。所以，通常采用連鎖來(lái)使用柴發(fā)與市電，以防止二者并列運行。柴油發(fā)電機組的啟動(dòng)方式及要求也要根據所帶負載的性質(zhì)及供電方案確定。機組的控制柜等一般由廠(chǎng)家成套提供。
3、啟動(dòng)方式
由于柴油發(fā)電機組的啟動(dòng)一般采用電啟動(dòng)，需要充電機、蓄電池等啟動(dòng)設備所必須的市電電源，所以，柴油發(fā)電機房也是需要設置市電電源的。
（1）在使用柴油發(fā)電機組作為應急備用時(shí)，當正常電源即市電發(fā)生故障停電時(shí)，市電一柴發(fā)機組轉換控制系統發(fā)出信號啟動(dòng)柴發(fā)機組；
（2）當市電恢復時(shí)，控制系統發(fā)出信號，柴油發(fā)電機組停機，恢復正常市電供電。
無(wú)論轉換市電一柴發(fā)機組轉換控制系統核心采用PLC控制還是采用集成控制單元控制，一般都要求具有過(guò)負荷和短路保護等保護功能。當柴油發(fā)電機組容量不足時(shí)，能夠卸掉次要負荷，當市電恢復正常時(shí)能夠恢復被卸掉的負荷。
二、機房的建設要求
1、 對土建專(zhuān)業(yè)的要求
（1） 機房宜有良好的自然采光和通風(fēng)。
（2）機房面積在 50 ㎡及以下時(shí)宜設置不少于一個(gè)出入口，在 50㎡以上時(shí)宜不少于兩個(gè)出入口，其中一個(gè)出入口的大小應滿(mǎn)足搬運機組的需要；門(mén)應為向外開(kāi)啟的甲級防火門(mén)；發(fā)電機間與控制室、配電室之間的門(mén)和觀(guān)察窗應采取防火、隔音措施， 門(mén)應為甲級防火門(mén)， 并開(kāi)向發(fā)電機間。
（3） 儲油間應采用防火墻與發(fā)電機間隔開(kāi)；當必須在防火墻上開(kāi)門(mén)時(shí)， 應設置能自行關(guān)閉的 甲級防火門(mén)。
（4） 機房?jì)鹊脑肼晳蠂以肼晿藴室幏兜囊幎?；當機房噪聲達不到要求時(shí)，應作消音、 隔聲處理。
（5） 機組基礎應采取減震措施， 當機組設置在主體建筑物內或地下室時(shí)，相應結構件應能滿(mǎn) 足機組的動(dòng)、靜載荷要求，并應防止與房屋產(chǎn)生共振。
（6） 柴油機基礎應采取防油浸的設施，可設置排油污溝槽；機房?jì)裙軠虾碗娎|溝內應有 0.3% 的坡度和排水、排油措施。
（7） 機房各工作房間耐火等級與火災危險性類(lèi)別見(jiàn)下表。
2、對給排水專(zhuān)業(yè)的要求
（1） 柴油機的冷卻水水質(zhì)，應符合產(chǎn)品技術(shù)要求。
（2） 柴油機來(lái)用閉式循環(huán)冷卻系統時(shí)，應設置膨脹水箱， 其裝設位置應高于柴油機冷卻水的最高水位。
（3） 冷卻水泵， 應為一機一泵， 當柴油機自帶水泵時(shí)，宜設一臺備用泵。
（4）當機組采用分體散熱系統時(shí)，分體散熱器應帶有補充水箱。
（5） 機房?jì)葢O有洗手盆和落地洗滌槽。
（6）機房?jì)葢A留煙氣凈化之噴淋箱的給水點(diǎn)。
3、對暖通專(zhuān)業(yè)的要求
（1） 宜利用自然通風(fēng)排除發(fā)電機間內的余熱， 當不能滿(mǎn)足工作地點(diǎn)的溫度要求時(shí)， 應設機械通風(fēng)裝置。
（2） 當機房設置在高層民用建筑的地下層時(shí)， 應設防煙、排煙及補充新風(fēng)的設施。
（3） 排除機房有害氣體所需排風(fēng)量宜按下表選取。
（4） 機房各房間溫濕度宜符合下表所列數值。
（5） 機房?jì)炔粦捎妹骰鹑∨?/span>
（6） 機房各房間的溫濕度應符合產(chǎn)品要求。
（7） 對安裝自啟動(dòng)機組的機房， 應保證滿(mǎn)足自啟動(dòng)溫度需要， 當環(huán)境溫度達不到啟動(dòng)要求時(shí)，應采用局部或整機預熱裝置。
（8） 非采暖地區可根據具體情況 ，采取適當措施。
4、 對動(dòng)力專(zhuān)業(yè)的要求
（1） 在燃油來(lái)源及運輸不便時(shí)， 宜在建筑物主體外設 40-64h 貯油設施。
（2） 按柴油發(fā)電機運行 3~8h 設置日用燃油箱，但油量超過(guò)消防有關(guān)規定時(shí)，應設貯油間，并采取相應防火措施。
（3）一般按 160~240h 消耗量設置潤滑油貯存裝置。
（4） 日用燃油箱宜高位布置，出油口宜高于柴油機的高壓射油泵。
（5） 卸油泵和供油泵可共用、應裝電動(dòng)和機動(dòng)各 1 臺，其容量按最大的卸油或供油量確定。
（6） 當機房設置在裙房屋面時(shí)， 應符合下列規定：
① 機房所在屋面至地面應設置輸油管道； 輸油管宜沿建筑物外墻明敷或經(jīng)專(zhuān)用豎井至地面輸油接口；輸油管專(zhuān)用豎井宜沿建筑物外墻設置，且不宜采用全封閉形式。
② 輸油接口附近應設置戶(hù)外型單相插座， 并預留移動(dòng)式輸油泵操作空間。
③ 輸油管底部應設手動(dòng)泄油閥， 其下方應設應急泄油池， 池內應堆積卵石，且其容量應 足以容納輸油管內滯留的柴油。
（7） 設置在建筑內的柴油發(fā)電機，其燃料供給管道應符合下列規定：
① 在進(jìn)入建筑物前和設備間內的管道上均應設置自動(dòng)和手動(dòng)切斷閥。
② 儲油間的油箱應密閉且應設置通向室外的通氣管， 通氣管應設置帶阻火器的呼吸閥， 油箱的下部應設置防止油品流散的設施。
5、 電氣照明
照明電路設計如圖3所示。
（1） 發(fā)電機間照度標準值 200lx。
（2） 控制及配電室照度標準值 300lx。
（3） 貯油間照度標準值 50lx。
（4） 值班室照度標準值 300lx。
（5） 維修間照度標準值 100lx。
（6）應急照明應不低于正常照明的照度， 且連續供電時(shí)間符合下列規定：
① 建筑高度大于 100m 的民用建筑， 不應小于 1.50h。
② 醫療建筑、老年人照料設施、總建筑面積大于 100000m2 的公共建筑和總建筑面積大 于 20000m2 的地下、半地下建筑，不應少于 1.00h。
③ 其他建筑，不應少于 0.50h。
6. 消防設施與裝修
自動(dòng)噴水滅火系統噴頭布置設計如圖4所示。
（1）應設置火災報警裝置；應設置消防專(zhuān)用電話(huà)分機。
（2）應設置與柴油發(fā)電機容量和建筑規模相適應的滅火設施， 當建筑內部其他部位設置自動(dòng)噴水滅火系統時(shí)，機房?jì)葢O置自動(dòng)噴水滅火系統。
（3） 其內部所有裝修均應采用A級裝修材料。
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圖3 柴油發(fā)電機房照明系統圖 |
圖4 柴油發(fā)電機房消防規范設計示意圖 |
7、中性點(diǎn)接地
發(fā)電機組的中性點(diǎn)工作制應符合下列規定：
（1） 1kV 及以下發(fā)電機中性點(diǎn)接地應符合下列要求：
① 只有單臺機組時(shí)， 發(fā)電機中性點(diǎn)應直接接地，機組的接地形式宜與低壓配電系統接地 形式一致；
② 當多臺機組并列運行時(shí)， 每臺機組的中性點(diǎn)均應經(jīng)刀開(kāi)關(guān)或接觸器接地。
（2） 3kV~10kV 發(fā)電機組的接地方式宜采用中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地或不接地方式； 經(jīng)低電阻接地的系統中，當多臺發(fā)電機組并列運行時(shí)，每臺機組均宜配置接地電阻。
8、接地與防雷
（1）等電位聯(lián)結
發(fā)電機房下列外露可導電金屬部分應做等電位聯(lián)結，如圖5所示：
① 應急發(fā)電機組的底座；
② 日用油箱支架；
③ 金屬管道（如： 水管、采暖管、輸油管、通風(fēng)管等)；
④ 鋼結構建筑的鋼柱；
⑤ 鋼門(mén)（窗）框、百葉窗、有色金屬框架等；
⑥ 墻上固定消聲材料的金屬固定框架；
⑦ 配電系統的 PE （或 PEN）線(xiàn)。
（2）導線(xiàn)接地連接
機房?jì)入姎庀到y的下列外露可導電部分應與 PE （PEN） 線(xiàn)可靠連接：
① 發(fā)電機的外殼；
② 電氣控制箱（屏、臺）殼體；
③ 電纜橋架、敷線(xiàn)鋼管、固定電器的支架等。
（3）防雷與防靜電接地
機房的防雷、防靜電設計， 宜符合下列要求：
① 發(fā)電機房按三類(lèi)防雷建筑物設置防雷措施， 當發(fā)電機房附設在主體建筑物內或地下室 時(shí)，防雷類(lèi)別應與主體建筑相同。
② 當柴油發(fā)電機組燃油由建筑物外通過(guò)管道送至日用油箱時(shí)， 燃油管道需做防靜電接地。
③ 柴油發(fā)電機房的工作接地、保護接地、防雷接地、防靜電接地、電信接地、變配電室 接地宜采用共用接地裝置，接地電阻不大于 1Ω。
（4）施工注意事項
施工設計圖紙如圖6所示。
① LEB局部等電位聯(lián)結端子箱，墻上明裝距地+500mm。
② PE為圖6中紅色標注聯(lián)線(xiàn)，用于保護接地干線(xiàn)，材料由熱鍍鋅扁鋼40X4mm制成，明敷，安裝高度：+500mm；過(guò)門(mén)時(shí)沿地坪暗設，并與柱內或剪力墻內主鋼筋焊接。
③ 臨時(shí)接地接線(xiàn)柱，明墻安裝高度+500mm。
④ 柱內預埋件，利用柱內主鋼筋引出地面。
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圖5 柴油發(fā)電機房等電位聯(lián)結示意圖 |
圖6 柴油發(fā)電機房接地敷設示意圖 |
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