消防供配电

一、消防用电及负荷等级

（一）消防用电

消防电源的基本要求包括以下几个方面：

1.可靠性。

2.耐火性。

3.有效性。

4.安全性。

5.科学性和经济性。

（二）消防用电的负荷等级

1.基本概念

消防负荷是指消防用电设备，根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响程度，分为一级负荷、二级负荷与三级负荷。

2.一级负荷

（1）一级负荷适用的场所

1）建筑高度大于50m的乙丙类生产厂房和丙类物品库房。

2）一类高层民用建筑。

3）大型石油化工厂。

4）大型钢铁联合企业。

5）大型物资仓库。

（2）一级负荷的电源供电方式

1）一级负荷应由两个电源供电。

2）两个电源之间无联系。

3）两个电源有直接联系，但符合下列要求：

①任一电源发生故障时，两个电源的任何部分均不会同时损坏。

②发生任何一种故障且保护装置正常时，有一个电源不中断供电，并且在发生任何一种故障且主保护装置失灵以至两个电源均中断供电后，应能在有人员值班的处所完成各种必要操作，迅速恢复一个电源供电。

（3）结合消防用电设备的特点，符合一级负荷供电的方式

1）电源一个来自区域变电站（电压在35V及以上），同时另设一台自备发电机组。

2）电源来自两个区域变电站。

3）电源来自两个不同的发电厂。

3.二级负荷

（1）二级负荷适用的场所

1）室外消防用水量大于30L/s的厂房仓库。

2）室外消防用水量大于35L/s的可燃材料堆场、可燃气体储罐区和甲乙类液体储罐区。

3）粮食仓库及粮食筒仓。

4）二类高层民用建筑。

5）座位数超过1500个的电影院、剧场。

6）座位数超过3000个的体育馆。

7）任一层建筑面积大于3000㎡的商店和展览建筑。

8）省市级及以上的广播电视、电信和财贸金融建筑。

9）室外消防用水量大于25L/s的其他公共建筑。

（2）二级负荷的电源供电方式

1）二级负荷的供电系统要尽可能采用两回线路供电。

2）在负荷较小或地区供电条件较困难的条件下，允许又一回路6kV以上专线架空线或电缆供电。

3）当采用架空线时，可谓一回路架空线供电；当用电缆线路供电时，由于电缆发生故障恢复时间和故障点排查时间长，故应采用两个电缆组成的线路供电，且每格电缆均应能承受100%的二级负荷。

4.三级负荷

（1）三级消防用电设备采用专用的单回路电源供电，并在其配电设备设有明显标志。其配电线路和控制回路应按照防火分区进行划分。

（2）消防水泵、消防电梯、防排烟风机等消防设备，应急电源可采用第二路电源、带自启动的应急发电机或由二者组成的系统供电方式。

（3）消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。切换部位指各自的最末一级配电箱，如消防水泵应在消防水泵风的配电箱处切换、消防电梯应在电梯机房配电箱处切换。

（三）消防备用电源

1.应急发电机组

应急发电机组有柴油发电机组和燃气轮机发电机组两种。

（1）柴油发电机组是将柴油机与发电机组合在一起的发电设备，优点是机组运行不受城市电网运行状态的影响，缺点是工作噪声大、过载能力小、适应启动冲击负荷能力较差。

（2）燃气轮机发电机组包括燃气轮机、发电机、控制屏、启动蓄电池、油箱等设备。燃气轮机的冷却不需要水冷，需要空气自行冷却，加之燃烧需要大量空气，所以燃气轮机组的空气使用量是柴油机组的3.5～5倍。宜安装在进气和排气方便的地上层或屋顶，不宜设在地下等进气和排气有难度的场所。

2.消防应急电源

是指平时以市政电源给蓄电池充电，市电断电后利用蓄电池继续供电的备用电源装置。

3.消防备用电源的选型及设置

（1）消防备用电源类型的选择

1）应急发电机组与消防应急电源均适宜的消防用电设备：室内消火栓系统、防排烟系统、电动防火门窗、自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统。

2）仅适宜应急发电机组的消防用电设备：消防电梯。

3）仅适宜消防应急电源的消防用电设备：火灾自动报警系统、消防联动控制系统、消防应急照明和疏散指示系统。

建筑内设置的自备柴油发电机组一般作为备用电源外，可兼作建筑物内消防设备的应急电源，其确保的供电范围如下：

1）消防设施用电，如消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、应急照明和电动的防火门、窗、卷帘门等。

2）保安设施、通行、航空障碍灯、电钟等设备用电。

3）航空港、星级饭店、商业、金融大厦中的中央控制室及计算机管理系统。

4）大、中型电子计算机室等用电。

5）医院手术室、重症监护室等用电。

6）具有重要意义场所的部分电力和照明用电。

发生火灾时，自备柴油发电机组应能自动切除所带的非消防负荷。疏散照明灯具自带电池组时，任何情况下充电电源均不得被切断。

（2）电源的切换

1）允许中断供电时间为15s以上的供电，可选用快速自启动的发电机组。一般快速自启动的发电机组的自启动时间为10s左右。

2）允许中断供电时间为毫秒级的供电，可选用蓄电池静止型不间断供电装置、蓄电池机械储能电机型不间断供电装置或柴油发电机不间断供电装置。

3）应急电源与正常电源之间必须采取防止并列运行的措施，防止电源发生故障时，工作电源使应急电源严重过负荷。具有频率跟踪环节的静止型不间断电源可与工作电源并列运行。

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二、消防电源供配电系统

（一）消防用电设备的配电方式

为了保证消防负荷供电不受非消防负荷的影响，低压配电系统主线采用分组设计方案，要根据负荷性质及容量合理设置短路保护、过负荷保护、接地故障保护和过、欠电压保护。

1.消防负荷的电源设计

（1）消防电源要在变压器的低压出线端设置单独的主断路器，不能与非消防负荷共用同一路进线断路器和同一低压母线段。

（2）消防电源应独立设置，即从建筑物变电所低压侧封闭母线处或进线柜处就将消防电源分出而各自成独立系统。

（3）当建筑物双重电源中的备用电源为冷备用，且备用电源投入时间不能满足消防负荷允许的中断供电时间时，应设置应急发电机组，机组的投入时间要满足消防负荷供电的要求。

2.消防备用电源的设计

（1）消防电源自备应急发电机组提供备用电源时，消防用电负荷为一级或二级的要设置自动和手动启动装置，并在30s内供电；当采用中压柴油发电机组时，火灾确认后要在60s内供电。

（2）工作电源与应急电源之间要采用自动切换方式，同时按照负载容量由大到小的原则顺序启动。电动机类负载启动间隔宜在10～20s之间。

（3）采用柴油发电机组作为消防备用电源时，其电压等级应符合：

1）供电半径不大于400m时，宜采用低压柴油发电机组。

2）供电半径大于400m时，宜采用中压柴油发电机组。

3）线路电压降应不大于供电电压的5%。

（4）消防备用电源应满足火灾时消防设备持续运行时间的要求：

1）用于商业楼、展览楼、综合楼、一类建筑的财贸金融楼、图书馆、书库、重要的档案楼、科研楼和旅馆的消防水泵火灾时，持续运行时间为3h，其他高层建筑为2h。

2）用于防火卷帘的水幕泵火灾时，持续运行时间为3h。

3）用于消防电梯火灾时，持续运行时间应大于消防水泵、水泵幕火灾时的持续运行时间。

4）建筑高度大于100m的民用建筑，加压风机、防排烟风机火灾时持续运行时间要大于90min。

5）医疗建筑、老年人建筑、总建筑面积大于100000㎡的公共建筑，火灾时持续运行时间要大于60min，其他建筑要大于30min。

（5）当采用FEPS作为备用电源时，电池的初装容量应为使用容量的3倍；三相供电的EPS单机容量不宜大于120kW，单项供电的EPS单机容量不宜大于30kW，且应有单节电池保护和电能均衡装置。

3.配电设计

（1）消防水泵、喷淋水泵、水幕泵和消防电梯要由变配电站或主配电室直接出现，采用放射式供电；防排烟风机、防火卷帘以及疏散照明可采用放射式或树干式供电。

（2）消防水泵、防排烟风机及消防电梯的两路低压电源应能在设备机房内自动切换；其他消防设备的电源应能在每个防火分区配电间内自动切换；消防控制室的两路低压电源应能在消防控制室内自动切换。

（3）消防水泵、防排烟风机和正压送风等设备不能采用变频调速器作为控制装置。

（4）电动机类的消防设备不能采用EPS／UPS作为备用电源。

（5）主消防泵为电动机泵，备用消防泵为柴油机水泵，主消防泵可采用一路电源供电。

（6）消防设备的配电箱和控制型宜安装在配电室、消防设备机房、配电小间或电气竖井内；当必须在其他场所安装时，箱体要采取防火措施，并满足火灾时消防设备持续运行的时间要求。

（7）消防负荷的配电线路所设置的保护电器要具有短路保护功能，但不宜设置过负荷保护装置，如设置只能动作于报警而不能用于切断消防供电。

（8）消防负荷的配电线路不能设置剩余电流动作保护和过、欠电压保护，发生火灾时不管消防线路和消防电源处于什么状态或故障，为消防设备供电是最重要的。

（9）消防设备的配电装置与非消防设备的配电装置宜分列安装；若必须并列安装，应在分界处设置防火隔断。

（10）消防配电设备应设有明显标志，专用消防配电柜宜采用红色柜体。

（二）电线电缆的选择

（1）火灾报警与消防联动控制系统的布线要选择铜芯绝缘导线或铜芯电缆。

（2）火灾自动报警系统的传输线路和采用50V以下电压供电的控制线路，选择的导线电压等级不应低于300V。

（3）电线电缆种类及敷设方式要根据消防电线电缆在火灾条件下的持续工作时间因素进行选择确定。

（4）消防用电设备配电系统的水平分支线路不宜跨越防火分区，当跨越防火分区时应采取防止火灾延燃的措施。