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發電機房土建、照明和防雷接地設置要求 |
摘要： 柴油發電機機房的建筑結構應能夠承受發電機的重量和振動，機房面積必須滿足柴油發電機組和輔助設施所需的空間。 當采用建筑物共用接地時，其接地電阻應不大于1Ω。當采用獨立接地極時，其電阻值應符合有關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生比例依次為人為操作錯誤、配電、柴油發電機組故障和場地基礎設施。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內用電設備的長期、正常供電。
1、設計原則
要實現上述目標，康明斯公司認為應該注重兩個方面：
（1）在設計和施工中遵守國家和行業的相關標準；
（2）方案要結構合理、性能先進、節能環保、安裝和維護方便。
2、供電模式
根據柴油發電機組的臺數，所帶負載的性質、功能及供電要求，采用柴油發電機組作為備用電源的供電系統有許多種。目前實際應用中常用的典型的供電系統有：
（1）發電機組直接為普通負載供電；
（2）多臺發電機組并聯為普通負載供電；
（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、多個轉換開關分別對負載供電；
（5）作為常用電源中的中、高壓簡單發電機使用的配電系統；
（6）多臺發電機與市電電源采用母聯或并聯向負載供電的中高壓系統；
（7）低壓發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的供電情況，結合負載使用的實際情況而定。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、多個轉換開關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。當確定的柴油發電機組容量較大，一般不小于8 kW時，宜設置兩臺同容量的柴油發電機組，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，設置兩臺柴油發電機組也可互為備用，當一臺出現故障或需定期維修時，可先用另一臺作為備用電源，向部分需要最優先或強制必須保障的負荷供電。一般柴油發電機組是不允許與市網并列運行的。主要是考慮如果柴發機組發生故障，將有可能波及到市網，從而擴大了故障影響面。所以，通常采用連鎖來使用柴發與市電，以防止二者并列運行。柴油發電機組的啟動方式及要求也要根據所帶負載的性質及供電方案確定。機組的控制柜等一般由廠家成套提供。
3、啟動方式
由于柴油發電機組的啟動一般采用電啟動，需要充電機、蓄電池等啟動設備所必須的市電電源，所以，柴油發電機房也是需要設置市電電源的。
（1）在使用柴油發電機組作為應急備用時，當正常電源即市電發生故障停電時，市電一柴發機組轉換控制系統發出信號啟動柴發機組；
（2）當市電恢復時，控制系統發出信號，柴油發電機組停機，恢復正常市電供電。
無論轉換市電一柴發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，一般都要求具有過負荷和短路保護等保護功能。當柴油發電機組容量不足時，能夠卸掉次要負荷，當市電恢復正常時能夠恢復被卸掉的負荷。
二、機房的建設要求
1、 對土建專業的要求
（1） 機房宜有良好的自然采光和通風。
（2）機房面積在 50 ㎡及以下時宜設置不少于一個出入口，在 50㎡以上時宜不少于兩個出入口，其中一個出入口的大小應滿足搬運機組的需要；門應為向外開啟的甲級防火門；發電機間與控制室、配電室之間的門和觀察窗應采取防火、隔音措施， 門應為甲級防火門， 并開向發電機間。
（3） 儲油間應采用防火墻與發電機間隔開；當必須在防火墻上開門時， 應設置能自行關閉的 甲級防火門。
（4） 機房內的噪聲應符合國家噪聲標準規范的規定；當機房噪聲達不到要求時，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，相應結構件應能滿 足機組的動、靜載荷要求，并應防止與房屋產生共振。
（6） 柴油機基礎應采取防油浸的設施，可設置排油污溝槽；機房內管溝和電纜溝內應有 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別見下表。
2、對給排水專業的要求
（1） 柴油機的冷卻水水質，應符合產品技術要求。
（2） 柴油機來用閉式循環冷卻系統時，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，宜設一臺備用泵。
（4）當機組采用分體散熱系統時，分體散熱器應帶有補充水箱。
（5） 機房內應設有洗手盆和落地洗滌槽。
（6）機房內應預留煙氣凈化之噴淋箱的給水點。
3、對暖通專業的要求
（1） 宜利用自然通風排除發電機間內的余熱， 當不能滿足工作地點的溫度要求時， 應設機械通風裝置。
（2） 當機房設置在高層民用建筑的地下層時， 應設防煙、排煙及補充新風的設施。
（3） 排除機房有害氣體所需排風量宜按下表選取。
（4） 機房各房間溫濕度宜符合下表所列數值。
（5） 機房內不應采用明火取暖。
（6） 機房各房間的溫濕度應符合產品要求。
（7） 對安裝自啟動機組的機房， 應保證滿足自啟動溫度需要， 當環境溫度達不到啟動要求時，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、 對動力專業的要求
（1） 在燃油來源及運輸不便時， 宜在建筑物主體外設 40-64h 貯油設施。
（2） 按柴油發電機運行 3~8h 設置日用燃油箱，但油量超過消防有關規定時，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、應裝電動和機動各 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， 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專用豎井至地面輸油接口；輸油管專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外型單相插座， 并預留移動式輸油泵操作空間。
③ 輸油管底部應設手動泄油閥， 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電機，其燃料供給管道應符合下列規定：
① 在進入建筑物前和設備間內的管道上均應設置自動和手動切斷閥。
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；應設置消防專用電話分機。
（2）應設置與柴油發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噴水滅火系統時，機房內應設置自動噴水滅火系統。
（3） 其內部所有裝修均應采用A級裝修材料。
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圖3 柴油發電機房照明系統圖 |
圖4 柴油發電機房消防規范設計示意圖 |
7、中性點接地
發電機組的中性點工作制應符合下列規定：
（1） 1kV 及以下發電機中性點接地應符合下列要求：
① 只有單臺機組時， 發電機中性點應直接接地，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， 每臺機組的中性點均應經刀開關或接觸器接地。
（2） 3kV~10kV 發電機組的接地方式宜采用中性點經低電阻接地或不接地方式； 經低電阻接地的系統中，當多臺發電機組并列運行時，每臺機組均宜配置接地電阻。
8、接地與防雷
（1）等電位聯結
發電機房下列外露可導電金屬部分應做等電位聯結，如圖5所示：
① 應急發電機組的底座；
② 日用油箱支架；
③ 金屬管道（如： 水管、采暖管、輸油管、通風管等)；
④ 鋼結構建筑的鋼柱；
⑤ 鋼門（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。
（2）導線接地連接
機房內電氣系統的下列外露可導電部分應與 PE （PEN） 線可靠連接：
① 發電機的外殼；
② 電氣控制箱（屏、臺）殼體；
③ 電纜橋架、敷線鋼管、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 發電機房按三類防雷建筑物設置防雷措施， 當發電機房附設在主體建筑物內或地下室 時，防雷類別應與主體建筑相同。
② 當柴油發電機組燃油由建筑物外通過管道送至日用油箱時， 燃油管道需做防靜電接地。
③ 柴油發電機房的工作接地、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局部等電位聯結端子箱，墻上明裝距地+500mm。
② PE為圖6中紅色標注聯線，用于保護接地干線，材料由熱鍍鋅扁鋼40X4mm制成，明敷，安裝高度：+500mm；過門時沿地坪暗設，并與柱內或剪力墻內主鋼筋焊接。
③ 臨時接地接線柱，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 柴油發電機房等電位聯結示意圖 |
圖6 柴油發電機房接地敷設示意圖 |
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