2018年3月21日星期三

後備電源 - 柴油發電機 Generator / Genset

柴油發電機







        依據香港法例的要求,安裝在柴油發電機底的油缸(機底缸)一般不會大於500升(500升柴油約為400千克),因為依據消防條例,凡大於500升油缸需以危險倉規格來安裝,包括燃油量計(電子式)、消防裝置及照明用具等......所有電氣性安裝必須用防爆級別,並每年進行一次FS251的安全檢查,而在提交FS251之前又必須提交WR2去機電工程署(EMSD)。

        優質柴油發電機一般容許承受過載 110% - 15分鐘以上 及 150% - 1分鐘以上。

測試
        在測試時,分別是:

        不帶負載測試 (No Load Test) - 只是在無負載情況下的例行測試,把柴油發電機起動並運行一段時間。

         帶負載測試 (On Load Test) - 需要有帶有負載來讓柴油發電機起動並運行一段時間,在不重要的電力系統會直接使用緊急電源掣櫃來作測試,但在較重要的金融中心或伺服器的緊急電源便不可能這樣做,測試承辦商會帶來模擬負載 (Dummy Load)來進行測試。

控制器
        不同品牌的控制器也會有微細分別,主要也會有停機 (OFF)、手動起動 (Manual Start-up) 及 自動控制 (Automatic)。一般來說:停機及手動起動也會按動按鈕數秒後才有動作,以防因誤觸按鈕而起動或終止發電機。
        如果柴油發電機組的油缸大於500升時,便要加設外置油缸,並以危險倉規格建造,一般也會建造在柴油發電機附近,但由於消防條例限制了每層樓的燃油儲存量,在本地油缸仍未滿足需求時,便會再加建地底油缸來供應燃油。而發電機動外會設置一個把手,以鋼纜連接供油油喉的閘掣,用以在柴油發電機起火時,也可以在房外切斷燃油供應。只要打破玻璃,然後用手一拉,發電機便會因油路被切斷而停止運作及停止為火勢提供燃料。



        柴油引擎基本上跟商用車輛的引擎沒有分別,因此在保養上近乎沒有分別,檢查水箱冷卻水及雙油,以偈油尺檢查偈油,定期更換偈油,量度畜電池電壓及充電機狀況等.......

柴油發電機組常識
        柴油發電機組由柴油機(Diesel engine),三相交流無刷同步發電機(a.c alternator)、控制箱(Control pannel)、散熱水箱(Radiator)、燃油箱(Fuel tank)、消聲器(Silence)及公共底座(Base)等組成。

柴油發電機組屬私人後備發電的供電設備,是一種小型獨立的發電設備,以柴油機作動力來源(power unit),聯結同步交流發電機(ac alternator)產生電力供使用。柴油機的飛輪殼(Flywheel housing)與發電機前端蓋的軸向採用直接連接構成一體,並採用圓柱型的彈性聯軸器由飛輪(Fly wheel)直接驅動發電機,柴油機的曲軸與發電機轉子必須要在規定的範圍內。
柴油發電機組中柴油引擎的最大功率受零部件的機械負荷和熱負荷的限制,因此,需規定元件連續運轉(cont. rating)的最大功率,稱為額定功率,交流同步發電機的額定功率是指在額定轉速下,長期連續運轉時,輸出的額定功率。
發電機運轉前檢查
一) 外觀檢查:引擎外部是否有損,缺件,螺絲是否鬆動,發電機輸出線或控制線是否損傷鬆動。
二) 燃料系統:
1) 燃油量是否足夠,配線配管是否有沒有漏油或管件鬆動(等),排除燃油系統中的空氣。
2) 潤滑系統:引擎潤滑油是否足夠?新引擎或大修後重裝的引擎在最初運轉 50 小時
     必須實施下列各項保養:
a) 引擎潤滑油更換(偈油)。
b) 引擎滑油濾清器更換(偈油隔)。
c) 引擎柴油濾清器更換(油隔)。
d) 氣門閥間隙的檢查調整。
e) 引擎外部螺絲的檢查。
3)  冷卻系統:冷卻散熱器的水量是否足夠?添加防鏽劑。
4)  蓄電池:蓄電池的電解液是否在正常液面?電壓是否正確?接頭有無鬆動?
5)  充電機是否正常運作?
6)  排氣系統:消音器有無破損、排氣管按裝是否牢固。
7)  機組四週不可存放易燃物及雜物。
8)  發電機室之通風是否良好。
9)  閒雜人等勿隨意進入機房。
10) 發電機運轉中突然停機

 常見故障:
    1.燃料不足(柴油不足 - 運行時間過久或因上次使用後未有補回足夠數量)
   2.水溫升高(水箱缺水 - 日常保養不足或運行期間喉路損毀)
   3.室溫升高(通風不良 - 可引致效能下降)
   4.機械故障。

優點:
發電機產品發展已經相當成熟
保養費用較低。
連續發電時間長。
可以並車運行。

缺點:
起動時間長。
氣溫太冷可引致起動失敗。
需要數秒時間起動及十數秒後才能提供穩定電源供應。
嘈音大 (聲音污染)。
有害氣體排放 (空氣污染)。
偈油需專人處理 (如泥土受污染,該處50年內吋草不生,舊偈油亦可能含重金屬)。
需要考慮燃油運輸。
保養不足可以引致發電機輸出不足。
隨時日老化可引致發電機輸出下降。
發電機不能瞬時追隨大用電量負載的變化,可會引致短暫過壓或失壓,甚至令發電機停止運作。


例式

發電機發電量 400kVA
功率因數 0.8
輸出電壓 380V
功率 400kVA x 0.8 = 320kW
輸出電流 = 400kVA x 0.8 / 380 / 1.732 = 486.2A

香港發電機電壓
民用發電機 220/380V - 一般住宅及商業用戶
發電機 240/415V - 香港鐵路
工業用發電機 11000V - 貨櫃碼頭
發電廠用發電機 11000V - 中電及港燈
外國發電廠用發電機 22000V - 24000V


發電機的並聯使用

        目前亞洲最大型的單一發電機安裝在香港南灣隧道,當然也不一定以單一發電機來提供高額電流需求量,方法便是用同步器(Generator synchronizer)來完成多部發電機並聯運行發電,不過同步的發電機數量愈多,也意思著成本愈高,在同步供電掣櫃的要求也不同,發電機或供電電路上的故障考慮也特別重要(Fault Level)。


起動失敗(引致效能下降)原因

1) 供油系統出現問題,引致油路不暢順。
2) 油隔不清潔,引致油路不暢順。
3) 空氣過濾器太久未有更換,引致空氣進入燃燒室不暢順。
4) 機油太久沒有更換(可以引致散熱出現問題而損毀引擎內部組件)。
5) 散熱水箱水位不足(可以引致散熱出現問題而損毀引擎內部組件)。
6) 散熱風扇未能有效運行(可以引致散熱出現問題而損毀引擎內部組件)。
7) 天氣氣溫過冷,內置發熱線未能有效預熱引擎。
8) 控制線路(控制器)出現問題。
9) 外部控掣線路未有重置或鎖死發電機,引致未能正常起動。

汽油與柴油的差異

汽油沸點低,容易汽化和點燃,因此使用火星塞的點燃方式,注入空氣後,使空氣跟汽油混合形成可燃的混合氣體,在火星塞點火後,便在內燃機(引擎)的氣缸內產生爆炸,推動活塞動作;而柴油的比重值比汽油高,不易點燃和汽化,但柴油在高溫和高壓的環境下,會產生自燃溫玩象,因此柴油機採用壓縮空氣的辦法提高壓了和溫度(壓縮比比汽油機高)使壓縮空氣溫度超過柴油的自燃溫度,這時注入柴油,柴油經短暫混合後,便會在內燃機(引擎)的氣缸內產生爆炸,推動活塞動作。

點燃

點燃其實與可燃溫度沒有直接關係,有一個專門的詞語,可以用來解釋點燃的難易程度,叫做閃點。定義:閃點,是在規定的試驗條件下,使用某種點火源造成液體汽化而着火的最低溫度。閃燃是液體表面產生足夠的蒸氣與空氣混合形成可燃性氣體時,遇火源產生短暫的火光,發生一閃即滅的現象。閃燃的最低溫度稱為閃點。
常壓下:汽油的閃點範圍:-50~-20℃,柴油的閃點在55℃以上 (國標)。

由於汽油接觸空氣後很容易揮發,閃點低,所以遇到明火便很容易被燃點起火,而柴油接觸空氣後不易揮發,閃點高,遇到明火不易被燃點。如果在盆子中倒上點汽油,往裏扔個煙頭,最大的可能性是煙頭被汽油淹滅,如果再等上一段時間(太陽照射着最好),等汽油氣體與空氣混合後,你在旁邊即使吸煙,也可能把盆子中的汽油引燃。加油站中「禁止吸煙」的牌子是必須遵守的。

外國亦有案例:一名女子在為自己的汽車加油時,由於當時氣溫低及乾燥,她正好穿上的尼龍外衣因為磨擦而產生靜電跳火,在油缸位置即時起火。



在油站禁止便用手提電話也有原因:




但並不表示柴油危險性較低:

在2012年11月22日夜晚九時多,一輛客貨車沿著青沙公路往沙田行駛,去到尖山隧道收費廣場時,撞向一個無人當值的隧道收費亭,司機被損毀車輛夾著之後著火,客貨車司機被困車內,消防接報到場,開喉灌救,並和救護員合力將他救出。唯他已經全身燒焦,要用毛氈覆蓋,當場證實死亡。其後召喚吊車將客貨車吊走,警方正調查意外的原因。

客貨車被嚴重焚毀,消防繼續射水降溫,整輛車燒到變黑,車頭凹陷爛掉。被車撞到的收費亭亦嚴重毀爛。

本人正好在那裡上班,幸運的是正在休班時間。


應急發電機的詳細安裝規格

危險倉指引

DO's and DON’Ts for Siting and Design of Fuel Tank Room for Emergency Generators

DG Sample 205

DG Sample 206

應急發電機的燃料缸室選址及設計應該注意的事項

最低限度之消防裝置及設備守則 與 裝置及設備之檢查、測試及保養守則

應急發電機的詳細安裝規格文件 NP105及NP105A,需要向消防署索取,因為在消防署網頁也不會找到。

文件中一句重要性說明

This document is for reference only. Detailed fire safety requirements will be separately
issued subject to the result of on-site assessment.
本文件只作參考。詳細的消防安全規定會視乎現場評估的結果而另外發放。

結語 : 香港消防條例,其實並非消防標準,而是消防設備的最低基本規格,且會因應消防官在現場環境的考慮來提高規格之要求。

更新於2022年2月6日

在08至09年左右,荔枝角某電訊公司的機樓,因大廈電力系統故障而終斷電力供應,發電機因此而運行,但在運行十多個小時後便出現不正常供電,發電機的聲響出現斗動,同時螢光管開始閃爍,換言之發電機隨時可能停止運作,還好當時機房內溫度不算太高,突然有人想到把其中一台電腦房冷氣機關閉,總電流量下降20安培,就像奇蹟一樣,減少了這20安培後,發電機供電回復正常,各人總算是鬆一口氣,但仍然擔心發電機會突然死亡,就這樣捱過了超過24小時,大廈供電終於回復正常。

賽後檢討
原來這台發電機在安裝十多年以來,從來沒有進行保養工作,它能夠起動及運行已經是奇蹟中的奇蹟,更何況能運行這麼久的時間。

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63 則留言:

  1. 你好, 請問香港1500L住宅油缸房是否需要一年做1次WR2, 還是正常5年1次,謝謝回覆

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  2. 500升以下,只是發電機房,500升以上是危險倉規格,要一年一次

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  3. 想問更換發電機水箱一般要幾多錢, 方便可唔可以whatsapp我9064 4994

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  4. 我這裡是知識分享,沒有進行工程報價

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  5. 請問發電機每年需要進行FS251, 那燃油缸房屬第五類危險品, 是否都需要每年再向消防申請許可證?

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  6. 因為依據消防條例,凡大於500升油缸需以危險倉規格來安裝,當然要,少於500升的機底缸便不用。

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  7. 請問法例有規定後備發電機的起動時間嗎?

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  8. 師兄,你好 。

    想請教一下,我目前工作的地方有一個DG Store(柴油)已成功申請DG licence。
    它有一個油缸房G/F、油泵房G/F和應急發電機房1/F。

    它們的容量是油缸房油缸2300L, 應急發電機房是490L外置油缸。

    Q1:咁姐係一個建築物加埋過2500L已經要入消防拎DG牌?咁如果佢分開幾個地方 490、490、490到過2500L,會唔會唔洗拎DG牌?

    Q2: 另外 發電機房有個外置油缸490L,其實佢成間房洗唔洗跟危險倉防爆管、銅皮線?

    上過FSD個網睇,係搵到一份講大過500L要燃料缸房,佢話細過500既儲存跟新建設料第五次修訂版,但上網搵都搵唔到 細過500要點處理。
    https://www.hkfsd.gov.hk/chi/source/licensing/fuel_tank_room_requirements_tc.pdf

    另外想問問,我地下油缸房,佢係油缸房用防爆光管,但出去經木門係一個1米x1米 類似protective lobby既地方,再出個protective lobby既鐵門先係露天地方。


    Q1:佢個protective lobby(防護廊)有幾支普通光管、同埋內邊油缸房防爆光管既燈制擺左係protective lobby到同用左普通曲架制,其實個protective lobby係唔係都要防爆光管、防爆燈制先岩?

    Q2: 我依加係 fuel tank Rm經內門到過1m x 1m既防護間隔再經外門到室外地方,但其實我外門內邊既範圍已經定性因為DG store ,咁個1m x 1m防護間隔其實有無話要係DG store 內邊定出邊?

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    1. 同埋如果我張cat5 第3類牌真係入晒兩個地方,2300L既油缸房同490L既發電機房(外置油缸),490L既發電機房洗唔洗跟DG Store規格用防爆光管,etc....

      Thank you,
      師兄

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  9. 如果依例分開睇,500L以下可以不用當危險倉,但以整個系統睇,當然的消防承辦商及消防官可能有其他考量,既然已經安裝,要有任何修改,也要入紙消防局審核,如果他們只定義房內為危險倉,那房門外也可以用普通規格,過完消防官驗收,做的只會多,不會少,所以都要睇消防處批出來的交件,防護間隔這個不太清楚,你張消防證書,只是依足原本那張繼續做便可以,同時到期,你只做了一部份的話,消防處也不會放過你

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  10. where can find the Genset controller manual(On/Off/standby step by step) of
    Mitsubishi Generator 2250kVA?

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  11. 好多時發電機和控制器,不一定是同廠,你想找本書,先看看控制器是那個牌子及型號

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  12. 發電機油缸只有490L, 獨立油缸 (不是機底旳),是否需要每年做WR2?

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  13. WR2一定要做,至於一年一次,還是五年一次,便要看消防證書,只要介定為危險倉,便是一年一次

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  14. emergency generator發動後是否會經過main switch room派電?

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  15. 可以經過,亦可以不經過,看設計而定

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  16. 想問下gen set 其實係咪得兩個情況先會起車?
    係FSD COP 見到
    1. 其中一相電死左
    2. Volt drop to <70 % and duration > 1s

    咁想問下係咪火燭唔一定會著genset? 如果著既話係因為消防signal 比genset 令佢著?

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  17. 正常情況下:
    用在緊急電源的失壓繼電器應該在發生缺相時會引致啟動發電機.
    失壓70%以下時也會引致啟動發電機.不該使用85%型號(否則消防官不會收貨)
    來電總掣跳脫等
    不正常情況:
    供失壓繼電器的熔絲燒毀
    索掣/控制線路失靈
    人為錯誤
    中性線燒毀引致相位移也可能引致發電機啟動

    火警發生不一定會引致發電機啟動,其中可能性是正常電線路被火燒毀,而引起各種短路,便來電總掣跳脫,使緊急用電失去供應,便會啟動,一般會以電壓訊號為基礎設計,部份有特別需求會經BMS或PLC的系統,視設計而定

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    1. 謝謝解答, 小弟工程初哥唔係好識
      想追問下一般住宅大樓 在普通火警鐘響起後比fire signal,從而比signal去個genset 嗎?
      如果係既話,咁false fire alarm 咪會成日令個genset 著?

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  18. 火警鐘響起主要作用是喚起在場人仕逃生,也不是用來引發全區域滅火系統運作,只會影響火警區域
    正式來說
    某區域發生火警,在觸發該區域警報系統(煙和熱),如果是BTM/FM200的會有時間延遲才噴出氣體,如果是滅火喉/掛天花俗稱小露寶的滅火系統則會因熱力而啟動

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  19. 請問以你所知400kva嘅流動柴油發電機可唔可以連續運作超過36小時呢?

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  20. 請問以你所知400kva嘅流動柴油發電機可唔可以連續運作超過36小時呢?

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  21. 主要看負載率及平常保養質素而定,因此你這問題沒有絕對答案,如果條件許可又有足夠燃燒,問題應該不大,所以發電機不會保證可以運行多久,只會說明:如110%一小時,150%一分鐘等

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  22. 想問發電機 Fuel tanks store 「油缸房」同Dangerous Goods store 「危險倉」介定?

    跟據Cap 406 電力法例,manufacturing or storing dangerous good(危險倉) 需要每年做WR2 檢查及測試並發出証書。而「危險倉」DG 5 大於2500L容量並每年需要續領牌照。「危險倉」續牌當然需要提交WR2 及FS251証書。

    但是,在大廈少於2500L 發電機機油缸房不需要危險倉續牌 ( DG License),是否同様每年需要做WR2 檢查及提交copy 到消防處?

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  23. https://www.hkfsd.gov.hk/chi/fire_protection/dg_index/index.html
    你應該參考樣本4-6,而不是更嚴格的樣本7
    500L以上便要以危險倉規格進行安裝/保養

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  24. 想問一下,消防發電機電池能否用汽車電池代替?如果不能原因是什麼?

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  25. 這個沒有深入了解,我們安裝發電機時,它的電池也是由發電機供應商提供,由他們計算,因為電池容量不足,發電機只是賞品一件,消防條例應該有起動次數的要求,所以電池壊了後,我們只會考慮同一容量的電池,另一個考慮因素是其壽命,汽車電池一般可以便用數年,但日本牌子亦試過少於一年壽命.

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  26. 你好, 我們公司做發電機, 現在在找有關的急切燃油手掣, 但市面都只找到消防警報手掣, 請問你知道急切燃油手掣的正確名稱是什麼嗎? 我找了很久才找到你這篇文章, 入面的手掣跟我在找的一樣...

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  27. 你好, 如要更換發電機, 1換1 情況下(款式有變的),
    除了要入FS251外,要否重新再入
    (1) FS & non-FS Loading calculation 俾消防處
    (2) 文件俾環保署
    謝謝

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  28. 這個幫不了你,我也不太清楚,這部份未做過

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  29. 門外的手動控制器殘舊,可以在那裡買到更換 ?

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  30. 這個幫不了你,我也不太清楚,這個我沒有購買過

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  31. 請問邊條消防條例限制了每層樓的燃油儲存量?

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  32. 這個便不太記得。
    500升以下不用以危險倉規格安裝。
    如大於500升便要以危險倉規格來設計。
    地底油缸,地面油缸,以及每層樓的儲油量有幾條例環環相扣,所以最好找消防承辦商研究。

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  33. 請問, 消防局內的油站, 油站內的油泵要每年做WR2嗎?

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  34. 所有政府物業也有寬免條例,可以不必做年檢,當然這個責任會落在該部門或機電工程署,有時會外判出去做年檢,簡單講便是把責任推出去。

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  35. 請問做ive的fyp是設計發電機。想知有邊幾樣嘢係要做到要去計算?

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  36. 如果你想問如何設計一台發電機,這個答不到你,因為香港沒有這個工業
    如果你想問如何設計緊急電源供應,首先當然是要知道緊急用電的需求量,以及預留多少日後升級空間

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  37. 想問一下,消防發電機電池一般可使用多少年?至於電池價格現在會賣多少錢?

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  38. 電池壽命未有正式統計,一般來說十年八年不是問題,不同類別及品牌的壽命亦有長短,不能一概而論。價格麻煩去資詢供應商。

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  39. 你好 我之前睇人做發電機年檢果時師傅用穩壓器(automatic voltage regulator)調教個發電機電壓 調到最低 到190V/調到最高 到260V之後 發電機就停左

    想問個師傅呢個動作既意義係咩
    係測試個發電機係太高/太低電壓既時候部發電機會唔會停機?
    定係測試個automatic voltage regulator 可唔可以調教到個發電機電壓?]

    唔該

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  40. 類似失壓及過壓保護,例如發電機超速,電壓一直上升,如何未有及時跳脫,緊急用電的系統便會因過壓而燒毀,失壓也是

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  41. 所以主要係試失壓及過壓保護? 失壓及過壓保護呢兩個功能係發電機內部會有 只係穩壓器提供simulation比發電機模擬電壓不穩既情況

    定係穩壓器同時提供失壓及過壓保護呢兩個功能,當穩壓器sense到發電機電壓過高/過低 就會令發電機停止運作

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    1. 正確來說,在繼電器輸入電壓,測試它是否在該設定跳脫

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  42. 你好 閱讀你的網誌 獲益良多!
    想請教下 我需要預計大廈各項E氣用電量 各類消防泵的用電量該如何估計?謝謝!

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    1. 緊急用電跟一般用電有點不同,例如商業照明用電,計算時,最大需求量也只是90%,而緊急用電會以100%計算,即是直接相加起來,再看日後是否要預留升級空間

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  43. 你好 想請教一下 燃油缸用幾厚既材料

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  44. 你好
    發電機發電量 400kVA
    功率因數 0.8
    輸出電壓 380V
    功率 400kVA x 0.8 = 320kW
    輸出電流 = 400kVA x 0.8 / 380 / 1.732 = 486.2A

    應該是S=1.732x Vx I
    400000=1.732x380 x I
    I=607A?

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  45. 你想一想1500kVA 11/0.38kV變壓器 在沒有功率因數下,扣除5%損耗,輸出只有2250A,如果你計算正確1600kVA,便應該有2428A。

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  46. 發電機及UPS也要加入功率因數, 3000VA UPS 輸出只有 2400W

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  47. 你好, 請問知不知道香港有無公司租借DUMMY LOAD (LOAD BANK)? 我在GOOGLE查不到, 因為客戶想接DUMMY LOAD 做 ON LOAD TEST.

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  48. 香港有公司有Dummy load,但會否出租便不確定。

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  49. 可唔可以講下發電機保養流程係點?

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  50. 想請問香港是那條法例指定什麼類型的大廈必須要安裝發電機,為何有些大廈有,有些大廈無?

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  51. 基本上新建大廈,有緊急用電需求的也要安裝發電機,而一些較舊的大廈是基於舊有做法才容許才電力公司電源取一個電源來當作緊急電源供應,條例是消防條例要求有緊急電源,而不是要求有發電機,因為發電機是一個便宜又穩定的選項,在香港也有一個地方放棄使用發電機作為緊急電源供應的,那便是大埔的煤氣公司廠房,同樣也是因為消防條例禁止那裡有明火,所以放棄了發電機,改用畜電池來維持兩小時的緊急電源供應。

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  52. 師兄你好 想問下GENSET既FUEL TANK計唔計落2500L既EXEMPTION到?

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  53. 發電機用的柴油有幾條條例來決定,除了有每個油箱上限,也會有同一樓層上限,最終決定權由該區消防官掌握,如已經建成,即已經得到消防罾認可(大約不會有人敢冒風險),如還未興建的,也會先與消防署溝通好.所以這個不是可以與不可以的答案.

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  54. 380/3/50發電機,單一台運行,多台運行,其接地可有不同?多台運行時,中線發熱,其原因及解決方法。

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    1. 基本上一樣,但多台發電機並聯運行,需要同步掣櫃,
      你這個問題屬於Troubleshooting故障排除,不在現場很難找到原因
      既然已知中線發熱,主要原因是接觸不良或有不尋常電流,只能一步步找答案,也可以用電力分析儀試試

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