1、消防工程師消防安全技術實務精講班第十四章 消防供配電學習要求通過對本章的學習，了解消防用電設備的范疇和消防電源的基本要求，熟悉消防用電負荷備用電源、消防負荷的電源設計以及電線、電纜的選型原則。第十四章 消防供配電當建筑物內發生火災時，首先應利用建筑物本身的消防設施進行滅火和疏散人員、物資。可靠的電源，消防設施將無法正常工作，而導致不能及時報警與滅火，不能有效地疏散人員、控制火勢蔓延，勢必造成重大的損失。因此，合理地確定消防用電負荷等級，科學地設計消防配電系統，對保障建筑消防用電設備的供電可靠性是非常重要的。第十四章 消防供配電一、消防用電正常條件下，消防用電設備依靠城市電網供給電能。一旦發生火

2、災，就會直接影響城市電能輸出的可靠性和安全性，也就直接影響消防用電設備在火災條件下工作的可靠性和安全性。因此在建筑電氣防火設計的過程中，首要考慮的就是消防用電在火災條件下的電能連續供給的可靠性及安全性，這種供給的安全性包括電能的限流和限壓，以保證消防用電設備在發生故障起火時的安全，也包括電氣線路的泄流引發觸電，危及應急逃生人員及搶險救援人員的生命安全。第一節 消防用電及負荷等級消防電源是指在火災時能保證消防用電設備繼續正常運行的獨立電源。消防電源的基本要求包括以下幾個方面：（一）可靠性（二）耐火性（三）有效性 （四）安全性 （五）科學性和經濟性 第一節 消防用電及負荷等級二、消防用電的負荷等級

3、在供配電系統中，用電設備被稱為電力負荷，其大小以功率或電流表示。劃分消防負荷等級并確定其供電方式的基本出發點是建筑物的結構、使用性質、火災危險性、人員疏散和撲救難度、事故造成的后果等因素。第一節 消防用電及負荷等級（一）基本概念消防負荷就是指消防用電設備，根據供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。第一節 消防用電及負荷等級（二）一級負荷（1）一級負荷適用的場所。下列場所的消防用電應按一級負荷供電：建筑高度大于50m的乙、丙類生產廠房和丙類物品庫房，一類高層民用建筑，一級大型石油化工廠，大型鋼鐵聯合企業，大型物資倉庫等。第一節 消防用電及負荷等級（2）一

4、級負荷的電源供電方式。一級負荷應由兩個電源供電，且兩個電源要符合下列條件之一：1）兩個電源之間無聯系。2）兩個電源有直接聯系，但符合下列要求：第一節 消防用電及負荷等級任一電源發生故障時，兩個電源的任何部分均不會同時損壞。發生任何一種故障且保護裝置正常時，有一個電源不中斷供電，并且在發生任何一種故障且主保護裝置失靈以至兩個電源均中斷供電后，應能在有人員值班的處所完成各種必要操作，迅速恢復一個電源供電。第一節 消防用電及負荷等級（3）結合消防用電設備的特點，以下供電方式可視為一級負荷供電：1）電源一個來自區域變電站（電壓在35kV及以上），同時另設一臺自備發電機組。2）電源來自兩個區域變電站。第

5、一節 消防用電及負荷等級（三）二級負荷（1）二級負荷適用的場所。下列建筑物、儲罐（區）和堆場的消防用電應按二級負荷供電：室外消防用水量大于30Ls的廠房（倉庫），室外消防用水量大于35Ls的可燃材料堆場、可燃氣體儲罐（區）和甲、乙類液體儲罐（區），糧食倉庫及糧食筒倉，二類高層民用建筑，位數超過1500個的電影院、劇場，座位數超過3000個的體育館，任一層建筑面積大于3000m2的商店和展覽建筑，省（市）級及以上的廣播電視、電信和財貿金融建筑，室外消防用水量大于25Ls的其他公共建筑。第一節 消防用電及負荷等級（2）二級負荷的電源供電方式。二級負荷的電源供電方式可以根據負荷容量及重要性進行選擇：

6、1）二級負荷包括范圍比較廣，停電造成的損失較大的場所，采用兩回線路供電，且變壓器為兩臺（兩臺變壓器可不在同一變電所）。第一節 消防用電及負荷等級2）負荷較小或地區供電條件較困難的條件下，允許有一回路6kV以上專線架空線或電纜供電。當采用架空線時，可為一回路架空線供電；當用電纜線路供電時，由于電纜發生故障恢復時間和故障點排查時間長，故應采用兩個電纜組成的線路供電，并且每個電纜均應能承受100的二級負荷。第一節 消防用電及負荷等級（四）三級消防負荷三級消防用電設備采用專用的單回路電源供電，并在其配電設備設有明顯標志。其配電線路和控制回路應按照防火分區進行劃分。第一節 消防用電及負荷等級消防水泵、消

7、防電梯、防排煙風機等消防設備，應急電源可采用第二路電源、帶自起動的應急發電機組或由二者組成的系統供電方式。第一節 消防用電及負荷等級消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙風機等的供電，要在最末一級配電箱處設置自動切換裝置。切換部位是指各自的最末一級配電箱，如消防水泵應在消防水泵房的配電箱處切換；消防電梯應在電梯機房配電箱處切換。第一節 消防用電及負荷等級三、消防備用電源建筑處于火災條件下，為確保人員安全疏散和搶險救援，許多消防用電設備仍需要堅持工作，為消防用電設備應急供電的獨立電源就稱為消防備用電源。第一節 消防用電及負荷等級消防備用電源有應急發電機組、消防應急電源等。在特定防火對象的建筑物

8、內，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。一般根據建筑負荷等級、供電質量、應急負荷的數量與分布以及負荷特性等因素來決定方案的選擇。消防用電設備正常條件下由主電源供電，火災時由消防備用電源供電，當主電源不論任何原因切斷時，消防備用電源應能自動投入以保證消防用電的可靠性。第一節 消防用電及負荷等級（一）應急發電機組應急發電機組有柴油發電機組和燃氣輪機發電機組兩種。1）柴油發電機組是將柴油機與發電機組合在一起的發電設備，其優點是機組運行不受城市電網運行狀態的影響，是較理想的獨立可靠電源；機組功率范圍廣，可從幾千瓦到數十千瓦不等；機組操作簡單，容易實現自動控制；機組工作效率高，對油質要

9、求不高；缺點是工作噪聲大、過載能力小，適應啟動沖擊負荷能力較差。第一節 消防用電及負荷等級2）燃氣輪機發電機組包括燃氣輪機、發電機、控制屏、啟動蓄電池、油箱等設備。燃氣輪擊的冷卻不需要水冷，需要空氣自行冷卻，加之燃燒需要大量空氣，所以，燃氣輪機組的空氣使用量是柴油機組的3.55倍。因此宜安裝在進氣和排氣方便的地上層或屋頂，不宜設在地下等進氣和排氣有難度的場所。第一節 消防用電及負荷等級（二）消防應急電源消防應急電源是指平時以市政電源給蓄電池充電，市電斷電后利用蓄電池繼續供電的備用電源裝置。第一節 消防用電及負荷等級（三）消防備用電源的選型及設置消防備用電源電源類型的選擇，應根據負荷的容量、允許

10、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行。第一節 消防用電及負荷等級1消防備用電源電源類型的選擇消防用電設備與適宜備用電源種類見表3141。第一節 消防用電及負荷等級表3-14-1 消防用電設備與適宜備用電源的種類一覽表需要配接備用電源的消防設備 適宜的備用電源種類應急發電機組消防應急電源室內消火栓系統適宜適宜排煙系統適宜適宜自動噴水滅火系統適宜適宜泡沫滅火系統適宜適宜干粉滅火系統適宜適宜第一節 消防用電及負荷等級表3-14-1 消防用電設備與適宜備用電源的種類一覽表 需要配接備用電源的消防設備 適宜的備用電源種類應急發電機組消防應急電源 消防電梯適宜不適宜 火災自動報警系統不適宜

11、適宜 電動防火門窗適宜適宜 消防聯動控制系統不適宜適宜 消防應急照明和疏散指示系統不適宜適宜第一節 消防用電及負荷等級建筑內設置的自備柴油發電機組一般作為備用電源外，可兼作建筑物內消防設備的應急電源，其確保的供電范圍如下：1）消防設施用電，如消防水泵、消防電梯、防煙排煙設施、火災自動報警、自動滅火裝置、應急照明和電動的防火門、窗、卷簾門等。第一節 消防用電及負荷等級2）保安設施、通信、航空障礙燈、電鐘等設備用電。3）航空港、星級飯店、商業、金融大廈中的中央控制室及計算機管理系統。4）大、中型電子計算機室等用電。5）醫院手術室、重癥監護室等用電。6）具有重要意義場所的部分電力和照明用電。第一節

12、消防用電及負荷等級當發生火災時，自備柴油發電機組應能自動切除所帶的非消防負荷。疏散照明燈具應急電源應采用自帶電池或集中電源組成的應急電源系統，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。疏散照明燈具的應急電源可采用EPS集中供電或燈具自帶電池的應急電源系統。燈具自帶電池組時，任何情況下充電電源均不得被切斷。第一節 消防用電及負荷等級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電機組。特別重要負荷中有需要驅動的電動機負荷，啟動電流沖擊負荷較大，但允許停電時間為15s以上的，可采用快速自啟動的發電機組，這是考慮一般快速自啟動的發電機組的自啟動時間為10s左右。

13、第一節 消防用電及負荷等級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、蓄電池機械儲能電機型不間斷供電裝置或柴油發電機不間斷供電裝置。由于蓄電池裝置供電穩定、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荷，可采用直流電源時，應由蓄電池裝置作為應急電源。第一節 消防用電及負荷等級特別重要負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。若特別重要負荷中有驅動電動機需要的負荷，啟動電流沖擊負荷較大的，又允許停電時間為毫秒級，可采用機械儲能電機型不間斷供電裝置或柴油機不間斷供電裝置。第一節 消防用電及負荷等級應急電

14、源與正常電源之間必須采取防止并列運行的措施。禁止應急電源與工作電源并列運行，目的在于防止電源故障時，工作電源使應急電源嚴重過負荷。柴油發電機或蓄電池采用熱備用時，發電機或蓄電池掛在工作電源上，平時原動機不工作，不能認為是并網，為了防止誤并網，原動機的啟動指令，必須由工作電源主開關的輔助觸點發出，而不是由繼電器的觸點發出，因為繼電器有可能誤動作而造成與正常電源誤并網。具有頻率跟蹤環節的靜止型不間斷電源，可與工作電源并列運行。第一節 消防用電及負荷等級一、消防用電設備的配電方式正確選擇建筑物內低壓配電系統主接線方案，是民用建筑電氣設計的重要環節，設計中應根據建筑物的高度、規模和性質來合理確定。通常

15、建筑高度越高，體量越大，發生火災時撲救的難度也越大，當建筑高度超過100m時，只能靠自救滅火。第二節 消防電源供配電系統因此，保證消防用電設備的可靠供電非常重要。為了保證消防負荷供電不受非消防負荷的影響，低壓配電系統主接線采用分組設計方案，無疑將大幅提高配電系統的可靠性。要根據負荷性質及容量合理設置短路保護、過負荷保護、接地故障保護和過、欠電壓保護。第二節 消防電源供配電系統（一）消防負荷的電源設計消防電源要在變壓器的低壓出線端設置單獨的主斷路器，不能與非消防負荷共用同一路進線斷路器和共用同一低壓母線段。消防電源應獨立設置，即從建筑物變電所低壓側封閉母線處或進線柜處就將消防電源分出而各自成獨立

16、系統。如果建筑物為低壓電纜進線，則從進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立的，提高了消防負荷供電的可靠性。第二節 消防電源供配電系統當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荷允許中斷供電的時間時，要設置應急發電機組，機組的投入時間要滿足消防負荷供電的要求第二節 消防電源供配電系統（二）消防備用電源的設計當消防電源由自備應急發電機組提供備用電源時，消防用電負荷為一級或二級的要自動和手動啟動裝置，并在30s內供電；當采用中壓柴油發電機組時，在火災確認后要在60S內供電。第二節 消防電源供配電系統工作電源與應急電源之間，要采用自動切換方式

17、，同時按照負載容量由大到小的原則順序啟動，電動機類負載啟動間隔宜在1020s之間。第二節 消防電源供配電系統當采用柴油發電機組做消防備用電源時，其電壓等級要符合下列規定：1）供電半徑不大于400m時，宜采用低壓柴油發電機組。2）供電半徑大于400m時，宜采用中壓柴油發電機組。3）線路電壓降應不大于供電電壓的5。第二節 消防電源供配電系統消防備用電源應滿足火災時消防設備持續運行時間的要求：商業樓、展覽樓、綜合樓、一類建筑的財貿金融樓、圖書館、書庫、重要的檔案樓，科研樓，和旅館的消防水泵火災時持續運行時間為3h，其他高層建筑為2h；用于防火卷簾的泵火災時持續運行時間為3h；第二節 消防電源供配電系

18、統消防電梯火災時持續運行時間應大于消防水泵、水幕泵火災時持續運行時間，建筑高度大于100m的民用建筑，加壓風機、防排煙機火災時持續運行時間要大于90min；醫療建筑，老年人建筑，總建筑面積大于100000m的公共建筑，火災時持續運行時間要大于60min；其他建筑要大于30min。第二節 消防電源供配電系統采用FEPS作為備用電源時，電池初裝容量應為使用容量的3倍；三相供電的EPS單機不宜大于120kW，單項供電的EPS單機容量不宜大于30kW，且應有單節電池保護和電能均衡裝置。第二節 消防電源供配電系統（三）配電設計消防水泵、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

19、防煙和排煙風機、防火卷簾以及疏散照明可采用放射式或樹干式供電。消防水泵，防煙和排煙風機及消防電梯的兩路低壓電源應能在設備機房內自動切換，其他消防設備的電源應能在每個防火分區配電間內自動切換；消防控制室的兩路低壓電源應能在消防控制室內自動切換。第二節 消防電源供配電系統消防水泵、排煙風機和正壓送風機等設備不能采用變頻調速器作為控制裝置。電動機類的消防設備不能采用EPSUPS作為備用電源。第二節 消防電源供配電系統主消防泵為電動機水泵，備用消防泵為柴油機水泵，主消防泵可采用一路電源供電。消防設備的配電箱和控制箱宜安裝在配電室、消防設備機房、配電小間或電氣豎井內；當必須在其他場所安裝時，箱體要采取防火措施，并滿足火災時消防設備持續運行時間的要求。第二節 消防電源供配電系統消防負荷的配電線路所設置的保護電器要具有短路保護功能，但不宜設置過負荷保護裝置，如設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，啟動電流會很快使電纜發熱，溫度在達到設定值時為保護電器動作而切斷電源，這是不允許的，如果不設置過負荷保護，出現堵轉，電纜溫