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(xiǎn)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(duì)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(gè)電源的組合方案。一般根據(jù)建筑負(fù)荷等級(jí)、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(lái)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(shí)由消防備用電源供電，當(dāng)主電源不論任何原因切斷時(shí)，消防備用電源應(yīng)能自動(dòng)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(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制;機(jī)組工作效率高，對(duì)油質(zhì)要求不高。缺點(diǎn)是：工作噪音大，過(guò)載能力小，適應(yīng)啟動(dòng)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(dòng)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(chǎng)所。

　　三、消防應(yīng)急電源

　　消防應(yīng)急電源是指平時(shí)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(shí)間，以及要求的電源為交流或直流等條件來(lái)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(jiàn)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(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火裝置、應(yīng)急照明和電動(dòng)的防火門(mén)、窗、卷簾門(mén)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(jí)飯店、商業(yè)、金融大廈中的中央控制室及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng);

　　(4)大、中型電子計(jì)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(chǎng)所的部分電力和照明用電。

　　當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，自備柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)能自動(dòng)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(guò)程中有可靠的電源供電，來(lái)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(shí)，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(shí)間為15s以上的供電，可選用快速自啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)組。特別重要負(fù)荷中有需要驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷，啟動(dòng)電流沖擊負(fù)荷較大，但允許停電時(shí)間為15s以上的，可采用快速自啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)組，這是考慮一般快速自啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)組的自啟動(dòng)時(shí)間為10s左右。

　　允許中斷供電時(shí)間為毫秒級(jí)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(wú)切換時(shí)間、投資較少，故允許停電時(shí)間為毫秒級(jí)，且容量不大的特別重要負(fù)荷，可采用直流電源時(shí)，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(shí)間為毫秒級(jí)，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(dòng)電動(dòng)機(jī)需要的負(fù)荷，啟動(dòng)電流沖擊負(fù)荷較大的，又允許停電時(shí)間為毫秒級(jí)，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(shí)，工作電源使應(yīng)急電源嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷。柴油發(fā)電機(jī)或蓄電池采用熱備用時(shí)，發(fā)電機(jī)或蓄電池掛在工作電源上，平時(shí)原動(dòng)機(jī)不工作，不能認(rèn)為是并網(wǎng)，為了防止誤并網(wǎng)，原動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)指令，必須由工作電源主開(kāi)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(dòng)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(guò)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(wú)紙化與數(shù)據(jù)可視化，有效降低公司運(yùn)營(yíng)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(jì)的重要環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)建筑物的高度、規(guī)模和性質(zhì)來(lái)合理確定。通常建筑高度越高，體量越大，發(fā)生火災(zāi)時(shí)撲救的難度也越大，當(dāng)建筑高度超過(guò)100m時(shí)，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(jì)方案，無(wú)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(guò)負(fù)荷保護(hù)、接地故障保護(hù)和過(guò)、欠電壓保護(hù)。

　　一、消防負(fù)荷的電源設(shè)計(jì)

　　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(kāi)，從而確保消防電源相對(duì)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(shí)間不能滿足消防負(fù)荷允許中斷供電的時(shí)間時(shí)，要設(shè)置應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，機(jī)組的投入時(shí)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(jì)

　　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(shí)，消防用電負(fù)荷為一級(jí)或二級(jí)的要設(shè)置自動(dòng)和手動(dòng)啟動(dòng)裝置，并在30s內(nèi)供電;當(dāng)采用中壓柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，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(dòng)切換方式，同時(shí)按照負(fù)載容量由大到小的原則順序啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)類負(fù)載啟動(dòng)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(shí)，其電壓等級(jí)要符合下列規(guī)定：

　　(1)供電半徑不大于400m時(shí)，宜采用低壓柴油發(fā)電機(jī)組;

　　(2)供電半徑大于400m時(shí)，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(shí)消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行時(shí)間的要求：

　　商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、一類建筑的財(cái)貿(mào)金融樓、圖書(shū)館、書(shū)庫(kù)、重要的檔案樓、科研樓和旅館的消防水泵火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)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(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間為3h;消防電梯火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間應(yīng)大于消防水泵、水幕泵火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)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(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)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(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間要大于60min;其他建筑要大于30min。

　　采用FEPS作為備用電源時(shí)，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(jì)

　　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(shù)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?jī)?nèi)自動(dòng)切換，其它消防設(shè)備的電源應(yīng)能在每個(gè)防火分區(qū)配電間內(nèi)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(chǎng)所安裝時(shí)，箱體要采取防火措施，并滿足火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行時(shí)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(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置，如設(shè)置只能動(dòng)作于報(bào)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(dòng)電流會(huì)很快使電纜發(fā)熱，溫度在達(dá)到設(shè)定值時(shí)為保護(hù)電器動(dòng)作而切斷電源，這是不允許的。如果不設(shè)置過(guò)負(fù)荷保護(hù)，出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)，電纜溫度上升100℃或200℃對(duì)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(dòng)機(jī)軸封阻力，使電動(dòng)機(jī)逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。

　　消防負(fù)荷的配電線路不能設(shè)置剩余電流動(dòng)作保護(hù)和過(guò)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(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的布線要選擇銅芯絕緣電線或銅芯電纜。對(duì)于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)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(jí)不應(yīng)低于交流250V，當(dāng)線路的額定工作電壓超過(guò)50V時(shí)，選擇的導(dǎo)線電壓等級(jí)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(shí)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(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間的要求。要根據(jù)使用場(chǎng)所對(duì)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(shí)應(yīng)采取防止火災(zāi)延燃的措施。