探析市发电联锁对住宅小区消防负荷的重要作用

摘要：按照装置动作动力源进行划分，将市发电联锁装置分为安全联锁装置、间接作用安全联锁装置以及组合式安全联锁装置三种。本文根据笔者多年的工作经验，以住宅小区配电设计安全为出发点，市发电联锁装置对住宅小区消防负荷的重要作用进行了深入探讨。

关键词：发电联锁装置；住宅一级、二级负荷；消防负荷

Abstract: it is divided according to device power source, will power interlock device is divided into a safety interlock device, indirect safety interlock device and combination type safety interlocking device three. Based on the working experience for many years, with the residential distribution design security as a starting point, an important role in generating interlocking device of fire load of residential district is discussed.

Keywords: power interlock; residential level, two level load; fire load

中图分类号：U223.6 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

引言

随着社会经济的快速发展与人们生活水平的不断提升，干净卫生、快捷方便的电力能源正不断取代其他矿产能源。尤其对于现阶段的居民而言，高能耗的电冰箱、电热水器等电器的应用已非常普遍，并且呈现出了明显的增长趋势，这同时对各项配电设施提出了更高层次的要求。因此，对住宅小区进行配电设计时，设计人员应本着遵循设计安全的原则，为即将增长的负荷容量预留一定的负荷余地，以满足不断增长的负荷需求。同时，对于市发电系统而言，应以配电设施的安全运行及保障居民的安全用电为出发点，加强市电联锁装置对消防类负荷的应用及升级改造，这同时也成为现阶段电力系统的重要工作内容之一。

1住宅小区配电设计

1.1配电设计的基本要求

在供电系统的设计过程中，应对供电用户的重要性、系统规模、负荷性质、当地电源条件与电网发展规划，远近考虑相结合，在满足近期用电需求的同时，兼顾未来发展的需要。同时，还应对当地供电部门的市政电源条件认真分析，并确定用户的外部电源、应急电源以及供电系统的设计方案等因素。对于供电方案的设计而言，应确保其安全可靠性、技术经济合理性满足设计要求，并尽可能地确保供电质量，降低电力输送过程中的电力损失，以满足节能需求。同时，应急供电系统简单、配电级数与保护级数明确，以便于后期的维护与管理，以尽可能地节约设备、材料与建设投资。

1.2住宅小区的用电特点

对于住宅小区的用电特点而言，包括以下几个方面：①单户建筑的跨度面积不断增加，从60~150m2不等，并且高耗能用电设备不断增加，这些设备的同时使用效率达到了4~7kW左右。随着其他一些新型高能耗用电设备的不断增加，给居民用电工作带来了新的问题；②对于社区内的汽车库、电梯、消防栓、幼儿园、医院等服务设施而言，该部分负荷应按照需用系数法进行核算；③社区内部对于供电质量以及供电安全可靠性等提出了更高层次的要求。

在选择小区供电方式时，首先应根据小区的总体设计构思以及小区的大小来进行选择，多采用集中供电的方式。但对于大型的小区而言，可选择分散式供电方式，利用地下车库构造供高压配电柜、备用电源设备等设施，并在各个用电分区设置箱变以及供电网络，从而形成一个完善的供电系统。

2市发电联锁装置介绍

对于市发电联锁装置而言，分为机械联锁和电气联锁，有单独的一种联锁，也有混合的联锁方式，都是为了操作人员和电气设备的安全。按照装置动作动力源进行划分，将市发电联锁装置分为安全联锁装置、间接作用安全联锁装置以及组合式安全联锁装置三种。直接作用式安全联锁装置而言，是依靠容器内的压力来进行实现，具有整体灵活性、精度高、易于实现自动化等特点。对于间接作用式安全联锁装置而言，间接作用式安全联锁装置是靠外来能量实现联锁控制的，常利用微机、自动控制仪表来进行实现，具有反应灵敏、易于实现自动化控制等特点，但受到电子原件寿命、停电等因素影响造成成本较高。

对于组合式安全联锁装置而言，主要由行程开关、电磁铁、接触器等零部件组成，由机械插销驱动器来实现安全联锁工作，并由电器插销驱动器来进行补偿控制，对于该种发电联锁装置结构而言，如图1所示。

图1电控制安全联锁装置结构原理图

1.安全插销 2.电磁铁 3.安全插销插入到位行程开关 4.齿圈 5.釜盖

6.平衡 7.杠杆 8.安全插销退出到位行程开关 9.机械插销驱动器 10.进气管

对于该种发电联锁装置的工作原理而言，具体包括以下几个方面：快开式压力容器关锁到位，齿圈完全啮合时按下电器插销按钮，使安全插销插入到位。此时，碰到形成开关，开关接通并发出进气指令后能够升压运行。当升至0.003MPa微压时，机械插销驱动器启动，电器插销驱动器自动关闭。此时，若电子原件失效或发生停电，机械插销驱动器也可借助容器自身压力将安全插销插入，以实现升压。当压力降至0.002―0.003MPa时，机械插销降推出到位。

3市发电联锁装置对一、二级负荷的重要作用

3.1一、二、三级负荷介绍

对于一级负荷而言，是指中断供电会造成人身安全、重大经济损失以及重大社会影响的用电单位与用电设备。二级负荷的电力中断也会造成较大的社会影响与经济损失，多指中断供电会造成公共场所秩序混乱的用电设备或用电单位。三级负荷不属于特别重要的负荷，通常将除一、二级之外的负荷称为三级负荷。

3.2市发电联锁装置对一、二级负荷的重要作用

是否采用市发电联锁装置应根据《供配电系统设计规范》要求，加强维护管理，并建立健全必要的规章制度，确保配供电系统的层层安全。笔者认为，对于一、二级负荷设置发电联锁装置，应视具体的配电要求确定。市发电联锁装置的设置能确保配电网系统的运行安全，针对配网系统运行过程中所出现的系统故障与用电故障做出及时的回应并反馈系统信息，对确保一、二级负荷设备的运行安全等发挥着非常重要的作用。市发电联锁装置尤其能提升一些小区隐蔽电力系统以及其他特殊性能电力系统的运行安全，并且能有效确保居民正常用电需求。

3.3市发电联锁装置对三级负荷的重要作用

对于三级负荷而言，市发电联锁装置一般采用手动投切方式，先切除三级负荷，再合上母连开关，并由另外一台变压器来提供一、二级负荷的用电。对于三级负荷的断路器而言，可设置失压脱扣以便于切除。当在选择自动化监控系统时，可选择自动投切方式。此时，三级负荷的断路器宜设置电动操作机构。

4发电机转换及容量的设置

上文已经提到，对于一、二级负荷用户与设备而言，应有两个供电电源，并且要求在其中一个发生故障时，另外一个电源不会发生损坏。对于特别重要负荷的供电电源而言，应考虑一个电源发生故障的同时，另外一个电源发生故障的可能性。因此，除了有两个或两个以上的市政电源外，或在当地供电条件下不能满足消防一级负荷和二级负荷供电可靠性要求或从当地区变电站获取第二电源不经济时，还应设置自备应急电源，如我们经常用到的柴油发电机组。对于小区住宅负荷来说，消防类负荷一般在配电末端处自动切换。切换时，应急电源设备与市政电源应设可靠的电气或机械闭锁装置，防止倒送电，且双电源自动转换装置的动作时间：ATSE切换时间一般小于0.15s，接触类自动转换装置切换时间一般小于0.5s。对于快速自动启动的柴油发电机组其允许的中端供电时间为15~30s,若不满足中端供电时间的要求，可增设其他应急电源（如UPS或EPS）配合供电，组成的应急供电系统如下图：

在确定柴油发电机组的容量与台数时，应对应急负荷大小与投入顺序以及单台电动机最大的启动容量等因素进行综合考虑分析，机组总台数不宜超过2台。在方案设计的初步阶段，应急柴油机发电机组可按供电变压器容量的10%-20%来进行估算；在施工图阶段，可根据一级负荷、消防负荷以及其他一些重要的二级负荷容量计算，选择应满足功率最大一台电动机的启动条件。

按其供电范围内的总设备容量计算柴油发电机容量，计算公式如下：

式中 ――发电机组的额定功率（kW）；

――可靠系数（取1.1―1.2）；

――需要系数

――总设备容量（kW）；

――并联机组不均匀系数，一般取0.9，单台时取1.0。

b．按照最大一台电动机启动条件校验发电机的容量，即

式中――发电机组的额定功率（kW）；

――发电机组供电负荷中最大一台电动机的启动倍数；

――最大一台电动机额定功率（kW）；

――在最大一台电动机启动之前，发电机已带的负荷（kW）；

当柴油发电机组除为消防、安防等负荷供电，还为其他非消防重要负荷（如大型商业营业厅、高级客房计算机房等及部分客梯等）供电时，在火灾发生时，应自动切除非消防重要负荷。在确定发电机容量时，应按照消防负荷以及非消防重要负荷之间的较大者来确定发电机的容量。

结语

综上所述，市发电联锁装置已成为了确保城市正常用电需求的必不可少的部件，正确理解其工作原理并正确安装发电联锁装置已成为现阶段电力系统设计的重要一环。为此，笔者认为在今后的工程设计中，应加强对于该项工作的重视，正确对待装置运作流程与对不同负荷的重要作用，从用电安全的角度出发，对发电联锁装置的设置、应用等进行不断完善与创新，为确保住宅小区电力网络的安全、稳定运行打下坚实的基础。

参考文献：

[1]智华峰《全国民用建筑工程设计技术措施--电气》第48页中国计划出版社2009

[2]戴瑜兴《民用建筑电气设计手册》第149页中国建筑工业出版社, 1999:

[3]《供配电系统设计规范》GB 50052-2009；