Расчет мощности дизельной электростанции

Расчёт мощности и выбора ДЭС

Расчет мощности и выбор ДЭС для электропитания традиционной нагрузки.

Для расчета мощности и выбора ДЭС для электропитания нагрузки общего назначения ( традиционной нагрузки) необходимо знать:

1. суммарную мощность нагрузки ( потребителей электроэнергии);

2. вид ( характер) нагрузки;

3. режим работы ( использования) ДЭС;

4. температуру среды, в которой работает ДЭС.

Расчет суммарной мощности нагрузки ДЭС.

Общая расчетная максимальная мощность нагрузки ДЭС рассчитывается по формуле:

где Р эд. – мощность, потребляемая электродвигателями различных устройств;

Р нагрев. – мощность, потребляемая устройствами электронагрева;

Р осв. – мощность, потребляемая устройствами освещения;

Р др. – мощность, потребляемая другими устройствами.

где Рлифт , Рвент., Рнас., … — установленная мощность электродвигателей лифтов, вентиляторов, насосов и т.п.;

k’C1, k’’C1 , k’’’C1 , … — коэффициенты спроса для оборудования, содержащего электродвигатели;

где Рпечи , Ркалориф., Робогр., … — установленная мощность электропечей, калориферов, других обогревательных устройств и т.п.

k’C2, k’’C2 , k’’’C2 , … — коэффициенты спроса для устройств электронагрева;

где Росв., Рнар. , Ркор, Рраб. пом., … — установленная мощность устройств наружного освещения, освещения коридоров, рабочих помещений и т.п.

k’C1, k’’C1 , k’’’C1 , … — коэффициенты спроса для устройств освещения.

Примечание: Коэффициенты спроса (k C) вычисляются как отношение мощности одновременно работающих устройств к установленной мощности таких устройств.

Для предприятий и больших учреждений установлены следующие средние значения коэффициента спроса kC:

· электродвигатели насосов, вентиляторов, 0,75…0,8;

компрессоров, дымососов и т.п.

· электродвигатели лифтов, подъемников ( до 3 шт.)0,3…0,4;

· устройства нагрева 0,6…0,7;

· сварочные трансформаторы 0,6…0,7;

· электродвигатели строительных механизмов 0,6…0,65;

· устройства освещения рабочих помещений 0,8…0,9;

· устройства наружного освещения 1.

При расчетах мощности ДЭС нужно также учитывать потери мощности в сетях и на собственные нужды ДЭС. Максимальная расчетная нагрузка ДЭС в этом случае составит

где kпот — коэффициент, учитывающий потери мощности в сетях до 250 В kпот = 1,1;

до 500 В kпот =1,05;

kс.н. — коэффициент, учитывающий расход электроэнергии на собственные нужды ДЭС, kс.н. = 0,95 …0,97.

Для получения расчетной мощности нагрузки в киловольтамперах ( кВА) необходимо мощность Pmax. расч. разделить на cosj ( обычно cosj = 0,8), т.е.

S max. расч. = P max. расч./0,8 ( кВА)

Выбор мощности ДЭС.

По величине расчетной мощности Pmax. расч. ( или Smax. расч.) из соответствующих таблиц предварительно выбирается ДЭС так, чтобы ее мощность несколько превышала расчетную мощность.

В зависимости от вида нагрузки выбираемая ДЭС может быть трехфазной или однофазной.

Трехфазная ДЭС требуется обычно тогда, когда среди потребителей электроэнергии имеются устройства с трехфазными асинхронными двигателями ( АД).

Если основной нагрузкой ДЭС являются устройства с мощными АД, то выбор ДЭС следует делать с учетом того, что пусковой ток АД в 5 …7 раз больше его номинального значения. Это означает, что для надежного запуска АД мощность ДЭС должна превышать расчетную мощность ( мощность АД) в два и более раза, либо необходимо применять дополнительные специальные устройства для запуска АД.

Режим работы и мощность выбираемой ДЭС

В режиме постоянной работы рекомендуемая производителем нагрузка не должна превышать 60 …80% мощности ДЭС из соображений достижения максимального срока службы. А при использовании ДЭС в режиме резерва мощность нагрузки должна лежать в пределах 70 …90% от мощности станции.

Это означает, что мощность выбираемой ДЭС для постоянной работы должна превышать мощность нагрузки в 1,25 …1,67 раза ( в среднем – в 1,43 раза), а резервной ДЭС – в 1,11 …1,43 раза ( в среднем в 1,25 раза).

Следовательно, расчетное значение мощности (P max. расч. или Smax. расч.) увеличивается в указанное выше число раз и, исходя из полученных величин, по таблице окончательно выбирается ДЭС, мощность которой лежит в вычисленном допустимом диапазоне мощностей.

Температура окружающей среды и мощность выбираемой ДЭС

Номинальная мощность ДЭС соответствует температуре +25 о С окружающей среды. При более высокой температуре и постоянстве величины нагрузки выбираемая ДЭС должна иметь большую мощность.

Для генераторов ДЭС температура окружающей среды не должна превышать +40 о С ( согласно нормам Международной организации по стандартизации).

Показателем верного выбора мощности ДЭС является температура его генератора. Так у правильно выбранной ДЭС производства фирмы F.G. Wilson при температуре окружающей среды +40 о С предельная температура генератора не должна превышать + 125 о С – при постоянной работе и + 150 о С – при работе в режиме резерва.

Выбор типа ( модели) ДЭС

При окончательном выборе конкретного типа ДЭС должна быть принята во внимание следующая дополнительная информация:

· требуемая степень автоматизации ДЭС;

· необходимость дистанционного управления и дистанционного контроля за работой ДЭС;

· требования к ДЭС по шумовым характеристикам;

· условия, при которых будет эксплуатироваться выбираемая ДЭС;

· суточные или сезонные диапазоны изменения уровня напряжения в централизованной электросети;

· требуемый способ питания ДЭС топливом.

Существуют три степени автоматизации ДЭС:

1-я — ручной запуск/останов с автоматической отработкой предпусковых и остановочных операций;

2-я — автоматический запуск/останов при пропадании напряжения в централизованной электросети.

3-я — автоматический запуск ДЭС с автоматической синхронизацией с централизованной электросетью или с другими параллельно работающими ДЭС.

Чем выше степень автоматизации процессов управления ДЭС, тем сложнее дополнительное оборудование, тем больше затрат средств.

Дистанционное управление и дистанционный контроль за работой ДЭС требуют установки дополнительного оборудования. Наличие его обеспечивает, с одной стороны, возможность постоянного контроля технического состояния дизеля и генератора электростанции, а с другой – уменьшение общих затрат на техническое обслуживание ДЭС.

Для снижения уровня шума при работе ДЭС оснащаются специальными шумопоглащающими кожухами или контейнерами ( см. выше, глава I).

При оценке предстоящей эксплуатации ДЭС следует учитывать место и способ ее размещения, а именно:

· вне помещения ( наружная установка) или в помещении;

· в отапливаемом или в не отапливаемом помещении;

· в условиях повышенной влажности и ( или) температуры;

· стационарный или передвижной вариант использования ( на шасси или в трейлере).

При наружной установке ДЭС помещают под специальный навес, в кожух или контейнер.

Если температурные условия применения ДЭС будут отличаться от тех, которые учитывались при выборе ее мощности, то необходимо произвести проверку ( корректировку) мощности по методике, изложенной в предыдущем параграфе.

При низкой температуре окружающей среды ( менее +10 о С) ДЭС должна быть оснащена подогревателем дизеля для обеспечения быстрого и надежного его запуска. ДЭС может комплектоваться дополнительными подогревателями электронного оборудования и генератора.

Изменения уровня напряжения централизованной электросети ( в течение суток или сезона) влияют в основном на функционирование коммутирующей аппаратуры при использовании ДЭС как резервного источника электроэнергии. Для устранения возможных в этом случае проблем рекомендуется:

  • стабилизация напряжения на обмотках соленоидов контакторов;
  • использование в качестве силовых переключающих устройств односоленоидных двухпозиционных переключателей, обеспечивающих надежную развязку цепей электросети и ДЭС

Каждая ДЭС снабжена основным топливным баком, обеспечивающим ее непрерывную работу в номинальном режиме от 6 до 20 часов в зависимости от модели ДЭС. При необходимости электростанция может быть оснащена дополнительным топливным баком и системой перекачки топлива.

Источник

Как выбрать мощность электростанции или дизельного генератора?

Определение максимальной мощности потребителей, которые должны быть подсоединены к электростанции, является очень важным. Полная нагрузка всех потребителей и определяет номинальную мощность электростанции.

1) Выбор мощности электростанции

Определение максимальной мощности потребителей, которые должны быть подсоединены к электростанции, является очень важным. Полная нагрузка всех потребителей и определяет номинальную мощность электростанции. При превышении номинальной нагрузки дизельной электростанции (в пределах ее максимальной нагрузки) её рабочий ресурс существенно снижается из-за повышения нагрузки на приводной дизельный двигатель, разогрева изоляции силового генератора, что в итоге вызовет повышенный износ мотора, разрушение изоляции генератора, коррозию проводов и замыкание обмоток. Именно поэтому мы не рекомендуем вам рассчитывать нужную вам мощность электростанции (даже кратковременную), исходя их максимальной ее мощности . Тем не менее для защиты дизельной электростанции в экстремальных случаях при превышении мощности потребителей выше максимальной величины автомат защиты отключит электростанцию.

При выборе дизельного генератора просим вас принимать во внимание и недопустимость длительной работы электростанции с минимальной потребляемой мощностью. Так, при длительной работе электростанции (более 5 минут) с нагрузкой менее 30% от её номинальной мощности или вообще без нагрузки происходит ускоренное нагарообразование в цилиндрах двигателя, ухудшающее его характеристики, и не всегда удаётся затем «выжечь» нагар при работе с высокой нагрузкой, двигателю может потребоваться серьёзный ремонт.

Расчет суммарной мощности потребителей следует проводить следующим образом :

Пусковая мощность некоторого оборудования может быть в 3-10 раз выше их его номинальной мощности.

Для потребителей с резистивной нагрузкой, например лампы накаливания, обогреватели, электроинструмент, потребляемая мощности близка к их номинальной мощности. Однако для индуктивных или смешанных индуктивных и резистивных нагрузок, таких как флуоресцентные или ртутные лампы, трансформаторы, вентиляторы, калориферы необходимо принимать в расчет, что их пусковая потребляемая мощность будет на 60% выше их номинальной мощности.

2) Выбор между 1-фазной (230В) и 3-фазной (400В) электростанцией:

Очень частое распространенное заблуждение: лучше взять трехфазную электростанцию (400В), т.к. она «универсальная» (имеет выход и 400В и 230В).

Наши рекомендации: если Вы не планируете подключения трехфазных потребителей или достаточного числа однофазных потребителей к разным фазам дизельного генератора, при том так, чтобы не допустить значительного перекоса мощностей по фазам —следует отдать предпочтение 1-фазной электростанции. Ведь для 3-фазной электростанции той же мощности для подключения 1-фазного потребителя к одной фазе эта фаза сможет обеспечить только треть нагрузки, а этого не хватит для работы например мощной болгарки или перфоратора на строительном участке.

Вас не должен смущать тот факт, что ввод в дом имеет 3 фазы, а электростанция однофазная. Коммутация осуществляется устанавливаемым блоком автоматики или переключением вводов вручную.

Если Вы планируете подключать мощные электродвигатели с 3-7-кратными пусковыми токами или такую сложную для работы дизельного генератора нагрузку, как электросварку, то лучше предварительно проконсультироваться с нашими специалистами компании.

При выборе 3-фазной электростанции стоит обратить внимание на равномерность планируемой к подключению нагрузки по фазам. Неравномерное распределение нагрузок по фазам вызовет преждевременный выход из строя генератора. Например, мы не рекомендуем подключение однофазного сварочного агрегата к трехфазному генератору.

Несимметричность нагрузки по фазам не должна превышать 25% от номинального значения, при этом ток никакой фазы не должен превышать номинального тока электростанции.

3) Выбор электростанции по типу топлива

Существуют как бензиновые, так и дизельные электростанции. (ДЭС, ДГУ, ДГА, ДЭУ)

Выбор здесь, конечно за клиентом, но на наш взгляд, при мощности менее 7 кВт предпочтительней использование бензиновой электростанции. Надежность современных бензиновых и дизельных моторов сопоставима, однако бензиновые электростанции имеют преимущество при эксплуатации при температуре ниже нуля, имеют более неприхотливый запуск и адекватно относятся к работе с малой нагрузкой.

Что касается мощности более 7 кВт, безусловно — преимущество за дизельным генератором.

Дизель генераторы с жидкостным охлаждением, обладают большим ресурсом и большей экономичностью по сравнению с бензиновым той же мощности.

Однако ценовая категория для дизельных электростанций несколько выше, чем у бензиновых, но следует отметить что преимущества, которыми они обладают, при длительной и нагруженной эксплуатации быстро окупаются.

4) Выбор исполнения электростанции и комплектации подогревателями

Дизельные электростанции могут быть выполнены в открытом виде (открытые на раме), под капотом, шумопоглощающем кожухе а также утепленном блок-контейнере.

Из практики, бензиновые и дизельные электростанции малой мощности имеют портативное исполнение ( переносное) с имеющимся в верхней части небольшим топливным баком, а дизельные электростанции большей мощности (более 10 кВт) обычно выходят на раме с интегрированным уже в ней баком значительной емкости.

НО следует отметить что для электростанций больших мощностей (более 500 кВт) интегрированный топливный бак может не выполняться, так как высокие вибрации и звуковое воздействие при длительной эксплуатации может нарушать его герметичность, поэтому для таких электростанций мы рекомендуем использовать внешний топливный бак отдельно от электростанции соединив их при этом системой перекачки топлива. Электростанция может быть установленной под капот, который защитит электростанцию от атмосферных осадков и пыли. Для работы электростанции необходимо открыть или снять дверцы, через которые обеспечивается вентиляция электростанции и доступ к ее панели управления.

Шумопоглощающий кожух имеет дополнительные преимущества перед исполнением в погодозащитном капоте. Шумоизоляция кожуха позволяет использовать электростанцию в непосредственной близости от потребителей. Как правило, при таком исполнении электростанции не требуется открывать какие-либо люки или дверцы кожуха для ее работы, панель управления ( ШУЭ) электростанции также свободно доступна снаружи кожуха с внешней стороны.

Однако следует помнить, что ни исполнение в капоте, ни исполнение в шумопоглощающем кожухе не могу обеспечить электростанции какую-либо теплоизоляцию для эксплуатации температурах ниже нуля.

В любом случае применения дизельной электростанции открытого типа, в погодозащитном капоте или шумопоглощающем кожухе при низких температурах мы рекомендуем использование как штатных, так и опциональных предпусковых подогревателей (электроподогревателя или факельного подогревателя воздуха во впускном коллекторе, электроподогревателя масла и/или топливного подогревателя охлаждающей жидкости).

Для применения дизельного генератора в качестве резервного источника питания, (то есть выполненной по 2 степени автоматизации) и автоматически надежно запускающейся и быстро принимающей нагрузку в случае отказа данной сети, нужно, чтобы дизель-генератор находился в «теплом» готовом состоянии, что обеспечивается штатным электроподогревателем охлаждающей жидкости ОЖ. Для наших российских климатических условий при эксплуатации зимой при низкой температуре в этом случае необходимо, чтобы ДЭС находилась в отапливаемом помещении или в термозащитном блок-контейнере. Исполнение в термозащитном блок-контейнере наша компания также может Вам предложить.

Станция под погодозащитном капотом, в шумозащитном кожухе и в блок-контейнере может быть установлена на тракторное или автомобильное шасси, что дает ей возможность быть максимально мобильной. Если к скорости передвижения не предъявляются особые требования, мы рекомендуем вам заказывать именно тракторный прицеп, как более простой и дешевый, с максимальной скоростью передвижения буксиром 25-40 км/ч (в зависимости от типа прицепа).

5) Выбор электростанции по способу применения

Для частного использования (на стройке, даче, в службах сервиса, туристическом походе, малом бизнесе) подходят портативные бензиновые и дизельные электростанции.

Некоторые портативные электростанции имеют дополнительную функцию сварочного аппарата, что обеспечит возможность использования данной станции как для подключения оборудования, так и проведения сварочных работ в быту.

Диапазон применения дизельных электростанций широк: от коммерческого применения, для энергоснабжения малых предприятий и заводов, офисных центров, складов и до электроснабжения целых поселков, буровых станций и применения на крупных промышленных предприятиях в качестве основного или резервного источника питания.

Если ожидается длительная и безостановочная работа электростанции (более 10 часов), то надо понимать, что масло мотора также имеет некоторый расход, и чтобы не допустить переход мотора электростанции в режим масляного голодания при вышеописанной работе, может потребоваться дополнительная опция электростанции а именно система автоматической подкачки масла.

Источник

Поделиться с друзьями
Мощность и напряжение