Во всех случаях следует учитывать определенный запас прочности, так как это позволит снизить нагрузку на установку, уменьшить расход топлива и продлить срок службы трансмиссии.
Как рассчитать мощность генератора?
Мощность любой электрогенерирующей установки всегда указывается на заводской табличке, то же самое относится и к дизель-генераторам. Ее расчет логически сводится к сумме потребляемой мощности нагрузки генераторной установки и, на первый взгляд, может показаться довольно простым. Однако всегда необходимо учитывать следующие факторы:
- Размерность параметра мощности, указанного в технических характеристиках агрегата – кВА или кВт;
- Номинальная мощность агрегата – максимальная или номинальная;
- Наличие в технических характеристиках значения коэффициента мощности (cos φ);
- Тип нагрузки подключенного устройства – активная или реактивная;
- Пусковой ток при пассивной нагрузке;
- Фактическая эксплуатация подключенных нагрузок – одновременно или раздельно.
Последний фактор следует принимать во внимание только в том случае, если есть полная уверенность, что электрооборудование будет использоваться отдельно, чтобы избежать неудобного обращения. Расчет мощности генератора следует начинать с приведения каждой единицы оборудования к одному размеру с учетом типа подключенного оборудования.
Расчет мощности электрооборудования, подключаемого к дизельному генератору
Если электроприбор преобразует всю свою электрическую энергию в тепло в той или иной форме, то он является активной нагрузкой на сеть переменного тока без реактивной составляющей в виде емкости или индуктивности. Это относится к осветительным и нагревательным приборам. Поэтому, если на этикетке электрического чайника указано 2 кВА, это эквивалентно нагрузке 2 кВт для генератора. Потребляемая мощность в этом случае является произведением тока I в цепи нагрева чайника и приложенного к нему напряжения U (среднеквадратичное 220 В).
Ситуация меняется, если нагрузка пассивная, т.е. содержит емкостную или индуктивную составляющую. В этом случае активная мощность электрооборудования может быть правильно рассчитана только с использованием коэффициента cos φ по формуле
и будет меньше фактической нагрузки генератора, так как ему также придется рассеивать энергию на реактивную составляющую. Эта поправка обязательно должна быть учтена при подключении приборов, содержащих электродвигатели. Среднее значение cos φ для современных электродвигателей составляет около 0,8. Таким образом, для пылесоса мощностью 2 кВт потребуется генератор мощностью 2,5 кВА.
Почему выбор правильного размера генератора имеет значение
Коммерческие резервные генераторы обеспечивают питание многих критически важных систем безопасности, которые работают в чрезвычайных ситуациях, включая пожарную сигнализацию, пожарные насосы, системы безопасности и аварийное освещение. В разных зданиях требуются разные уровни аварийного питания для поддержания работы этих важных систем в случае отключения электроэнергии.
Слишком большие генераторы могут привести к
- Повреждение электрических систем
- Ненужные эксплуатационные расходы
- Неэффективное производство энергии
Слишком маленькие генераторы могут привести к
- Повреждение или перегрев генератора
- Недостаточное или ненадежное электроснабжение
- Выход из строя критически важных объектов и систем безопасности
Давайте рассмотрим, что вам нужно знать о расчете мощности генератора для вашего предприятия.
Расчет мощности генератора
Начните с составления списка всего, что вы планируете питать от дизельного генератора. Это зависит от масштабов вашего бизнеса, поэтому не совершайте ошибку, пропуская этот шаг слишком рано.
Для розничного бизнеса может потребоваться электропитание некоторых или всех платежных терминалов, освещения, систем безопасности и критически важных серверов данных.
В случае офисного здания может потребоваться питание освещения, телекоммуникаций, систем безопасности и других важных систем, позволяющих людям безопасно эвакуироваться из здания.
В случае ресторана или предприятия общественного питания необходимо предусмотреть системы охлаждения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также любое другое оборудование, требующее электропитания для предотвращения порчи продуктов.
В случае медицинского учреждения или клиники необходимо учитывать жизненно важные системы, для работы которых требуется постоянное питание, включая аппараты для дыхания и диализа.
Некоторые факторы при определении размеров коммерческого генератора включают выбор однофазного или трехфазного питания, выбор напряжения и общую выходную мощность. Важно помнить, что для большинства коммерческих применений требуется резервное или импульсное питание, особенно при наличии крупных двигателей, работающих независимо друг от друга.
Пусковой ток
Для того чтобы определить требования к мощности генераторной установки, необходимо определить пусковой ток каждого блока. Под ним понимается ток, возникающий в течение доли секунды при запуске оборудования с электродвигателем. Он может в несколько раз превышать номинальную мощность самого оборудования. Пусковой ток обычно указывается в паспорте прибора.
В этой таблице приведены приблизительные данные о выходной мощности и пусковых токах некоторых бытовых и профессиональных приборов:
Расчет мощности генератора
Давайте примерно рассмотрим ситуацию при выборе генератора.
Например, если мощность используемой электроплиты составляет 1800 Вт, а коэффициент запуска равен 1,1, необходимо произвести следующий расчет:
Таким образом, мощность генератора в этом случае не должна быть меньше 2 кВт.
Если мощность нагревателя составляет 1000 Вт при коэффициенте запуска 1,1, то
1000×1,1 = 1100 Вт.
Следовательно, мощность генератора не может быть меньше 1 кВт.
Если мощность электрической бетономешалки составляет 500 Вт, а ее пусковой коэффициент может быть 3,0, то так оно и будет:
В этом случае для этих задач мощность генератора не может быть меньше 2 кВт.
Сложение всех этих значений (2 кВт+1 кВт+2 кВт) означает, что для одновременной работы всех этих приборов требуется генератор мощностью более 5 кВт.
Как определяется мощность ДГ в кВт?
Итак, теперь понятно, что мощность ДГ не так проста, как кажется. Однако очень часто продавцы и владельцы арендованных объектов не знают об этой особенности. Консультируя покупателей/арендаторов, они просто представляют кВА как кВт. И тогда получается, что электростанция с фактической мощностью 120 кВт "превращается" в агрегат мощностью 150 кВт. При этом недобросовестные компании не забывают брать с клиентов больше денег за якобы более мощное оборудование, что на практике приводит к проблемам, связанным с перебоями, а иногда и поломками дорогостоящего оборудования. Причиной этого является подключение к клиентам большей суммарной мощности, чем может выдать устройство.
Если у вас есть сомнения в достоверности информации о том, сколько на самом деле должен выдавать генератор под нагрузкой, вы можете легко определить это самостоятельно. Для этого достаточно знать два числа, указанные на информационной табличке:
- полная мощность в кВА;
- коэффициент φ (разность фаз между напряжением и током).
Для средней мощности ДГ cos φ обычно составляет 0,8. Умножение коэффициента активной мощности в кВт на коэффициент кажущейся мощности дает коэффициент активной мощности в кВт. Это дает активную мощность 150 кВА = 120 кВт.
Эксплуатация дизельных генераторов
Тип двигателя дизельного генератора определяет, можно ли использовать его в качестве источника питания для непрерывной работы.
К первому типу относится полупрофессиональное оборудование, используемое на краткосрочной основе в непредвиденных ситуациях – внезапная аварийная ситуация, стихийное бедствие и т.д. Такие ДГ стоят недорого, но их производительность значительно ниже по сравнению с профессиональными агрегатами. Основная причина, по которой их нельзя использовать в качестве долгосрочного источника энергии, – высокий расход топлива. ДГ, которые производятся в Европе, Турции и даже Китае, могут быть использованы в качестве резервных источников питания. Как правило, их устанавливают в коттеджах, частных домах и других объектах, где отключение центрального электроснабжения не приводит к катастрофическим последствиям.
Профессиональные генераторы промышленного класса изначально рассчитаны на непрерывную и высокоэффективную работу. Такое оборудование стоит достаточно дорого (в несколько раз дороже полупрофессиональных аналогов), поэтому в некоторых случаях экономически целесообразнее арендовать, чем покупать.
К этому сегменту относятся агрегаты производства Cummins, FPT, TSS и Azimut. Использование этого оборудования, способного выдерживать большие нагрузки и выдавать ток действительно высокого качества, оправдано там, где не должно быть даже кратковременных перебоев в подаче электроэнергии – например, в медицинских учреждениях, на промышленных, строительных или коммерческих предприятиях. Вы всегда сможете выбрать правильное устройство с нужной мощностью, если будете точно знать, какой ток должен выдавать ДГ, а также разницу между кВА и кВт.