消防備用電源的選型及設(shè)置——消防電源供配電系統(tǒng)
一、消防備用電源
建筑處于火災(zāi)條件下,為確保人員安全疏散和搶險救援,許多消防用電設(shè)備仍需要堅(jiān)持工作,為消防用電設(shè)備應(yīng)急供電的獨(dú)立電源就稱為消防備用電源。
消防備用電源有應(yīng)急發(fā)電機(jī)組、消防應(yīng)急電源等。在特定防火對象的建筑物內(nèi),消防備用電源種類不是單一的,多采用幾個電源的組合方案。一般根據(jù)建筑負(fù)荷等級、供電質(zhì)量、應(yīng)急負(fù)荷的數(shù)量與分布以及負(fù)荷特性等因素來決定方案的選擇。消防用電設(shè)備正常條件下由主電源供電,火災(zāi)時由消防備用電源供電,當(dāng)主電源不論任何原因切斷時,消防備用電源應(yīng)能自動投入以保證消防用電的可靠性。
二、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組
應(yīng)急發(fā)電機(jī)組有柴油發(fā)電機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組兩種。
1、柴油發(fā)電機(jī)組是將柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)組合在一起的發(fā)電設(shè)備。其優(yōu)點(diǎn)是:機(jī)組運(yùn)行不受城市電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的影響,是較理想的獨(dú)立可靠電源;機(jī)組功率范圍廣,可從幾千瓦到數(shù)十千瓦不等;機(jī)組操作簡單,容易實(shí)現(xiàn)自動控制;機(jī)組工作效率高,對油質(zhì)要求不高。缺點(diǎn)是:工作噪音大,過載能力小,適應(yīng)啟動沖擊負(fù)荷能力較差。
2、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組包括燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)、控制屏、啟動蓄電池、油箱等設(shè)備。燃?xì)廨啓C(jī)的冷卻不需要水冷,需要空氣自行冷卻,加之燃燒需要大量空氣。所以,燃?xì)廨啓C(jī)組的空氣使用量比柴油機(jī)組大2.5倍~4倍。因此宜安裝在進(jìn)氣和排氣方便的地上層或屋頂,不宜設(shè)在地下等進(jìn)氣和排氣有難度的場所。
三、消防應(yīng)急電源
消防應(yīng)急電源是指平時以市政電源給蓄電池充電,市電失電后利用蓄電池放電而繼續(xù)供電的備用電源裝置。
四、消防備用電源的選型及設(shè)置
消防備用電源電源類型的選擇,應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的容量、允許中斷供電的時間,以及要求的電源為交流或直流等條件來進(jìn)行。
1、消防備用電源電源類型的選擇
需要配接備用電源的消防設(shè)備及適宜的備用電源種類見下表:
建筑內(nèi)設(shè)置的自備柴油發(fā)電機(jī)組一般作為備用電源外,可兼作建筑物內(nèi)消防設(shè)備的應(yīng)急電源,其確保的供電范圍一般為:
(1)消防設(shè)施用電:消防水泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報警、自動滅火裝置、應(yīng)急照明和電動的防火門、窗、卷簾門等;
(2)保安設(shè)施、通信、航空障礙燈、電鐘等設(shè)備用電;
(3)航空港、星級飯店、商業(yè)、金融大廈中的中央控制室及計算機(jī)管理系統(tǒng);
(4)大、中型電子計算機(jī)室等用電;
(5)醫(yī)院手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等用電;
(6)具有重要意義場所的部分電力和照明用電。
當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時,自備柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)能自動切除所帶的非消防負(fù)荷。疏散照明燈具應(yīng)急電源應(yīng)采用自帶電池或集中電源組成的應(yīng)急電源系統(tǒng),以確保在救火過程中有可靠的電源供電,來保證疏散人員的人身安全。疏散照明燈具的應(yīng)急電源可采用EPS集中供電或燈具自帶電池的應(yīng)急電源系統(tǒng)。燈具自帶電池組時,任何情況下充電電源均不得被切斷。
2、電源的切換
允許中斷供電時間為15s以上的供電,可選用快速自啟動的發(fā)電機(jī)組。特別重要負(fù)荷中有需要驅(qū)動的電動機(jī)負(fù)荷,啟動電流沖擊負(fù)荷較大,但允許停電時間為15s以上的,可采用快速自啟動的發(fā)電機(jī)組,這是考慮一般快速自啟動的發(fā)電機(jī)組的自啟動時間為10s左右。
允許中斷供電時間為毫秒級的供電,可選用蓄電池靜止型不間斷供電裝置、蓄電池機(jī)械貯能電機(jī)型不間斷供電裝置或柴油發(fā)電機(jī)不間斷供電裝置。由于蓄電池裝置供電穩(wěn)定、可靠、無切換時間、投資較少,故允許停電時間為毫秒級,且容量不大的特別重要負(fù)荷,可采用直流電源時,應(yīng)由蓄電池裝置作為應(yīng)急電源。特別重要負(fù)荷要求交流電源供電,允許停電時間為毫秒級,且容量不大的,可采用靜止型不間斷供電裝置。若特別重要負(fù)荷中有驅(qū)動電動機(jī)需要的負(fù)荷,啟動電流沖擊負(fù)荷較大的,又允許停電時間為毫秒級,可采用機(jī)械貯能電機(jī)型不間斷供電裝置或柴油機(jī)不間斷供電裝置。
應(yīng)急電源與正常電源之間必須采取防止并列運(yùn)行的措施。禁止應(yīng)急電源與工作電源并列運(yùn)行,目的在于防止電源故障時,工作電源使應(yīng)急電源嚴(yán)重過負(fù)荷。柴油發(fā)電機(jī)或蓄電池采用熱備用時,發(fā)電機(jī)或蓄電池掛在工作電源上,平時原動機(jī)不工作,不能認(rèn)為是并網(wǎng),為了防止誤并網(wǎng),原動機(jī)的啟動指令,必須由工作電源主開關(guān)的輔助接點(diǎn)發(fā)出,而不是由繼電器的接點(diǎn)發(fā)出,因?yàn)槔^電器有可能誤動作而造成與正常電源誤并網(wǎng)。具有頻率跟蹤環(huán)節(jié)的靜止型不間斷電源,可與工作電源并列運(yùn)行。
通過信息化技術(shù)四維定位工作人員,確保各類巡查記錄表的客觀性、準(zhǔn)確性,實(shí)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備管理的無紙化與數(shù)據(jù)可視化,有效降低公司運(yùn)營成本,提升了維保的質(zhì)量。
消防電源供配電系統(tǒng)
一、消防用電設(shè)備的配電方式
正確選擇建筑物內(nèi)低壓配電系統(tǒng)主接線方案,是民用建筑電氣設(shè)計的重要環(huán)節(jié),設(shè)計中應(yīng)根據(jù)建筑物的高度、規(guī)模和性質(zhì)來合理確定。通常建筑高度越高,體量越大,發(fā)生火災(zāi)時撲救的難度也越大,當(dāng)建筑高度超過100m時,只能靠自救滅火。
因此,保證消防用電設(shè)備的可靠供電非常重要。為了保證消防負(fù)荷供電不受非消防負(fù)荷的影響,低壓配電系統(tǒng)主接線采用分組設(shè)計方案,無疑將大幅提高配電系統(tǒng)的可靠性。要根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)及容量合理設(shè)置短路保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、接地故障保護(hù)和過、欠電壓保護(hù)。
一、消防負(fù)荷的電源設(shè)計
消防電源要在變壓器的低壓出線端設(shè)置單獨(dú)的主斷路器,不能與非消防負(fù)荷共用同一進(jìn)線斷路器和共用同一低壓母線段。
消防電源應(yīng)獨(dú)立設(shè)置,即從建筑物變電所低壓側(cè)封閉母線處或進(jìn)線柜處就將消防電源分出而各自成獨(dú)立系統(tǒng)。如果建筑物為低壓電纜進(jìn)線,則從進(jìn)線隔離電器下端將消防電源分開,從而確保消防電源相對建筑物而言是獨(dú)立的,提高了消防負(fù)荷供電的可靠性。
當(dāng)建筑物雙重電源中的備用電源為冷備用,且備用電源的投入時間不能滿足消防負(fù)荷允許中斷供電的時間時,要設(shè)置應(yīng)急發(fā)電機(jī)組,機(jī)組的投入時間要滿足消防負(fù)荷供電的要求。
二、消防備用電源的設(shè)計
當(dāng)消防電源由自備應(yīng)急發(fā)電機(jī)組提供備用電源時,消防用電負(fù)荷為一級或二級的要設(shè)置自動和手動啟動裝置,并在30s內(nèi)供電;當(dāng)采用中壓柴油發(fā)電機(jī)組時,在火災(zāi)確認(rèn)后要在60s內(nèi)供電。
工作電源與應(yīng)急電源之間,要采用自動切換方式,同時按照負(fù)載容量由大到小的原則順序啟動。電動機(jī)類負(fù)載啟動間隔宜在10s~20s之間。
當(dāng)采用柴油發(fā)電機(jī)組做消防備用電源時,其電壓等級要符合下列規(guī)定:
(1)供電半徑不大于400m時,宜采用低壓柴油發(fā)電機(jī)組;
(2)供電半徑大于400m時,宜采用中壓柴油發(fā)電機(jī)組;
(3)線路壓降應(yīng)不大于供電電壓的5%。
消防備用電源應(yīng)滿足火災(zāi)時消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行時間的要求:
商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、一類建筑的財貿(mào)金融樓、圖書館、書庫、重要的檔案樓、科研樓和旅館的消防水泵火災(zāi)時持續(xù)運(yùn)行時間為3h,其他高層建筑為2h;用于防火卷簾的水幕泵火災(zāi)時持續(xù)運(yùn)行時間為3h;消防電梯火災(zāi)時持續(xù)運(yùn)行時間應(yīng)大于消防水泵、水幕泵火災(zāi)時持續(xù)運(yùn)行時間;建筑高度大于100m的民用建筑,加壓風(fēng)機(jī)、防排煙機(jī)火災(zāi)時持續(xù)運(yùn)行時間要大于90min;醫(yī)療建筑、老年人建筑、總建筑面積大于100000㎡的公共建筑,火災(zāi)時持續(xù)運(yùn)行時間要大于60min;其他建筑要大于30min。
采用FEPS作為備用電源時,電池初裝容量應(yīng)為使用容量的3倍;三相供電的EPS單機(jī)容量不宜大于120kW,單項(xiàng)供電的EPS單機(jī)容量不宜大于30kW,且應(yīng)有單節(jié)電池保護(hù)和電能均衡裝置。
三、配電設(shè)計
消防水泵、噴淋水泵、水幕泵和消防電梯要由變配電站或主配電室直接出線,采用放射式供電;防、排煙風(fēng)機(jī)、防火卷簾和疏散照明可采用放射式或樹干式供電。消防水泵、防煙和排煙風(fēng)機(jī)及消防電梯的兩路低壓電源應(yīng)能在設(shè)備機(jī)房內(nèi)自動切換,其它消防設(shè)備的電源應(yīng)能在每個防火分區(qū)配電間內(nèi)自動切換;消防控制室的兩路低壓電源應(yīng)能在消防控制室內(nèi)自動切換。
消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)和正壓送風(fēng)機(jī)等設(shè)備不能采用變頻調(diào)速器作為控制裝置。電動機(jī)類的消防設(shè)備不能采用EPS/UPS作為備用電源。
主消防泵為電動機(jī)水泵,備用消防泵為柴油機(jī)水泵,主消防泵可采用一路電源供電。消防設(shè)備的配電箱和控制箱宜安裝在配電室、消防設(shè)備機(jī)房、配電小間或電氣豎井內(nèi);當(dāng)必須在其它場所安裝時,箱體要采取防火措施,并滿足火災(zāi)時消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行時間的要求。
消防負(fù)荷的配電線路所設(shè)置的保護(hù)電器要具有短路保護(hù)功能,但不宜設(shè)置過負(fù)荷保護(hù)裝置,如設(shè)置只能動作于報警而不能用于切斷消防供電。消防水泵因軸封銹蝕而使消防水泵堵轉(zhuǎn),起動電流會很快使電纜發(fā)熱,溫度在達(dá)到設(shè)定值時為保護(hù)電器動作而切斷電源,這是不允許的。如果不設(shè)置過負(fù)荷保護(hù),出現(xiàn)堵轉(zhuǎn),電纜溫度上升100℃或200℃對于耐火750℃或950℃的電纜影響不是很大,在最大力矩的作用下,有可能克服電動機(jī)軸封阻力,使電動機(jī)逐漸轉(zhuǎn)動起來。
消防負(fù)荷的配電線路不能設(shè)置剩余電流動作保護(hù)和過欠電壓保護(hù)。因?yàn)樵诨馂?zāi)這種特殊情況下,不管消防線路和消防電源處于什么狀態(tài)或故障,為消防設(shè)備供電是最重要的。
消防設(shè)備的配電裝置與非消防設(shè)備的配電裝置宜分列安裝;若必須并列安裝,分界處應(yīng)設(shè)防火隔斷。消防配電設(shè)備應(yīng)設(shè)有明顯標(biāo)志,專用消防配電柜宜采用紅色柜體。
二、電線電纜的選擇
火災(zāi)報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的布線要選擇銅芯絕緣電線或銅芯電纜。對于火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的傳輸線路和采用50V以下電壓供電的控制線路,選擇的導(dǎo)線電壓等級不應(yīng)低于交流250V,當(dāng)線路的額定工作電壓超過50V時,選擇的導(dǎo)線電壓等級不應(yīng)低于交流50V。
電線電纜種類及敷設(shè)方式要根據(jù)消防電線電纜在火災(zāi)條件下的持續(xù)工作時間因素進(jìn)行選擇;消防設(shè)備的配電線路要滿足消防設(shè)備在火災(zāi)時持續(xù)運(yùn)行時間的要求。要根據(jù)使用場所對線纜的毒性、煙密度、引發(fā)和傳播火災(zāi)的可能性等要求選擇普通負(fù)荷的配電線路、控制線路和電子信息系統(tǒng)線路的類型及敷設(shè)方式。
消防用電設(shè)備配電系統(tǒng)的水平分支線路不宜跨越防火分區(qū),當(dāng)跨越防火分區(qū)時應(yīng)采取防止火災(zāi)延燃的措施。
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