Як підібрати потужність дизельної електростанції?

1. Елементарний розрахунок необхідної потужності
2. Крок 1. Визначити потужності і коефіцієнти пускових струмів всіх приладів.
3. Крок 2. Скласти потужності всіх споживачів. Додати запас 20%.
4. Крок 3. Перевірити оптимальність мощностного діапазону
5. Розрахунок потужності для «важких» споживачів
6. Підбір потужності для варіюються навантажень

До нас часто звертаються з питаннями про правила розрахунку потужності дизельних електростанцій. Ось лише кілька прикладів.

Хвилювання замовників цілком зрозуміло. До вибору потужності дизель-генератора варто підходити дуже уважно. Адже якщо ця характеристика підібрана невірно, то, в майбутньому вас може очікувати цілий букет проблем.

Буває, що клієнти на око і з натхнення визначають, що для проекту потрібен дизельний генератор 100 кВт . Купити, між тим, їм варто було б щось могутніше. В результаті - перевантаження агрегату, зниження терміну експлуатації через тривалої роботи на граничних режимах, велика витрата палива.

Звичайно, якщо ви не професійний інженер, краще не покладатися на власні знання, а звернутися за консультацією до фахівців. Але сам принцип розрахунку необхідної потужності дизельної електростанції краще уявляти собі хоча б в загальних рисах. Це елементарно спростить вам завдання вибору агрегату.

Елементарний розрахунок необхідної потужності

Необхідний дизель-генератор для заміського будинку, де сім'я проживає постійно.

Потужності повинно вистачити на те, щоб забезпечити освітлення та опалення приміщень, роботу кондиціонера і системи підготовки води. А також живити побутові прилади: холодильник, мікрохвильову піч, телевізор, пилосос і пральну машину.

Чи підійде для цього ДГУ потужністю 25 кВт або все-таки доведеться вибрати дизельний генератор 30 кВт , Ціна якого - значно вище?

Крок 1. Визначити потужності і коефіцієнти пускових струмів всіх приладів.

Перш ніж запитувати у виробників ціни на дизельні генератори 30 кВт - розберіться зі споживачами, яких агрегат буде живити. Всі електроприлади, які знаходяться у вашому будинку, діляться на резистивні і індуктивні. У складі резистивних приладів немає електродвигуна. Вони споживають активну потужність і перетворять її в світло або тепло. Це лампи розжарювання, кухонні плити, будь-які нагрівальні прилади.

Індуктивні - це прилади, які працюють від електродвигуна. Наприклад, компресор, дриль, холодильник. На короткий проміжок часу після запуску такого обладнання виникає пусковий струм. Він може в кілька разів перевищувати номінальну потужність агрегату. Тому для запуску таких приладів потрібна додаткова потужність.

Як визначити потужність і коефіцієнт пускового струму обладнання? Шукаємо інформацію в паспорті пристрою, в інструкції по застосуванню або на табличці / наклейці. Якщо немає можливості точно дізнатися, якої потужності прилади, які ви збираєтеся підключити, скористайтеся таблицею наближених значень.

Тип споживача Номінальна потужність, Вт Потужність при пуску, Вт Необхідний коефіцієнт запасу Циркулярна пила 1100 1450 1,3 Дриль електрична 800 950 1,2 Шліфувальна машинка 2200 2800 1,3 Перфоратор 1300 1600 1,2 Пилосос 1400 1700 1,2 Підвальний вакуумний насос 4000 4000 4 Холодильник 600 2000 3,3 Кондиціонер 1000 3500 3,5 Пральна машина 1000 3500 3,5 Обогреватель-радіатор 1000 1000 1 Лампа розжарювання 500 500 1 Електроплита 6000 6000 1 Електропіч 1500 1500 1 Електрочайник 2000 2000 1 Мікрохвильова піч 800 1600 2 телевізор 500 500 1 Електром'ясорубка 1000 до 7000 до 7 Праска 1000 до 7000 до 7

Крок 2. Скласти потужності всіх споживачів. Додати запас 20%.

Освітлення 2 x 1 = 2 кВт
Обігрівач 1 x 1 = 1 кВт
Кондиціонер 1 х 3,5 = 3,5 кВт
Насос для води 4 х 4 = 8 кВт
Холодильник 0,6 х 3,3 = 2 кВт
Телевізор 0,5 х 1 = 0,5 кВт
Пилосос 1,4 х 1,2 = 2 кВт
Пральна машина 1 х 3,5 = 3,5 кВт
Мікрохвильова піч 0,8 х 2 = 1,6 кВт

Разом: 24 кВт

Беремо номінальні потужності і множимо їх на коефіцієнт запасу. Так ми закладаємо в потужність пускові струми індуктивних приладів. У нашому випадку сума потужностей всіх приладів склала 24 кВт .

До цього числа слід додати ще 20%. Ця додаткова потужність покриє неточності в розрахунках і дасть можливість в майбутньому збільшити кількість споживачів електроенергії. Виходить, що для резервного енергопостачання заміського будинку з нашого прикладу потрібно дизельна електростанція 30 кВт . Купити таку ДГУ краще у виробника. А її ціна залежить від безлічі факторів: марка двигуна, покладеного в основу установки, ступінь автоматизації, виконання. Орієнтуйтеся на те, що найдешевший дизельний генератор 30 кВт купити вийде не менше, ніж за вартість нового легкового автомобіля вітчизняного складання.

Крок 3. Перевірити оптимальність мощностного діапазону

Але не поспішайте відразу дивитися все дизель генератори 30 кВт , Які пропонуються на ринку. Є ще один спосіб переконатися, що ви визначили необхідну потужність правильно.

Електроагрегат працює в оптимальному режимі лише в тому випадку, коли підключена до нього навантаження становить від 40 до 80% потужності станції. Дизель-генератор не повинен працювати на межі своїх можливостей, але і занадто низька навантаження шкодить його здібностям. Якщо у вашому розрахунку враховано багато приладів, але далеко не всі з них використовуються постійно, можна трохи зменшити запас потужності, обмежившись 10-15%.

У нашому випадку все розраховано ідеально. Серед врахованих приладів 5 працюють постійно, а значить, вважаються мінімально можливим навантаженням. Це освітлення, опалення, холодильник, вентиляція і постачання будинку водою. Всі разом вони складають 52% повної потужності електростанції. З верхньою межею теж все в порядку. При одночасному підключенні всіх приладів до дизель-генератору, він буде завантажений на 80%. Коригувати доданий запас потужності не потрібно - ДГУ 30 кВт відмінно впорається із завданням.

Розрахунок потужності для «важких» споживачів

Дизель-генератор буде працювати на буровій установці - забезпечувати запуск ротора і насоса.

насос споживає 16 кВт . Але його пусковий струм - в сім разів більше. Ротор споживає 9 кВт при стартовому струмі в 45 кВт.

чи підійде дизельна електростанція 200 кВт для приводу механізмів бурової установки? Або варто купити ДГУ з запасом потужності?

Електроприводи насосів, роторів, лебідок мають дуже великі пускові струми. При цьому значення коефіцієнта потужності залишається невеликим. Як це враховувати при виборі потужності електростанції?

Необхідно скласти пускові струми одночасно запускаються споживачів і переконатися в тому, що отримана сума не перевищує можливостей станції. Тобто електрогенератор здатний виробляти максимальне значення протягом короткого часу.

Ротор = 45 кВт
Насос = 16 x 7 = 112 кВт

Разом: 157 кВт

У нашому випадку при додаванні пускових струмів вийшла цифра 157 кВт. Таку потужність можуть виробляти відразу кілька моделей, і тепер головне - вибрати ту, для якої режим буде найбільш оптимальним. Так, розглядати для проекту ДГУ номінальною потужністю 150 кВт може спричинити проблеми. Агрегат хоч і потягне стартові скачки потужності, але довго пропрацювати не зможе. купувати станцію 250 кВт теж не має сенсу. Доведеться розщедритися, але при цьому техніка буде працювати не в повну силу - це теж погано для її ресурсу. Для даного проекту варто вибрати дизельний генератор 200 кВт, ціна якого дозволить не витратити зайвих грошей, а здібностей вистачить, щоб впоратися з високими пусковими струмами без шкоди для власної працездатності.

Є й інші варіанти, які допомагають запобігти надмірне збільшення пускових струмів. Наприклад, споживачів можна розбити на групи із заздалегідь заданою тимчасовою послідовністю пуску через 30-60 секунд. В такому випадку забезпечити бурову електрикою зможуть і дизельні генератори 100 кВт .

Підбір потужності для варіюються навантажень

Потрібно дизель-генератор для котельні - резервувати допоміжне електрообладнання теплоджерел.

Рівень споживання котельні змінюється в залежності від сезону. Влітку споживання невелике - дизельна електростанція 100 кВт буде працювати на чверть своїх можливостей. Проте, взимку потужності потрібно більше і єдиним рішенням здається той самий дизельний генератор 100 кВт, ціна якого невиправдано висока для такого сезонного режиму роботи.

Існує три режими роботи ДГУ. Тривалий, коли ви навантажуєте ДЕС на 70% і вона працює 24 години на добу. Основний режим, коли електростанція навантажується на 90% і працює 6-8 годин на добу. І резервний режим, коли ви навантажуєте агрегат по «повній», але він працює всього 500 годин на рік.

У паспорті будь-якого дизель-генератора вказані дві потужності. Основна потужність (PRP, Prime Power) - номінал, виробляючи який, дизельна електростанція буде відчувати себе комфортно. І обмежена за часом потужність (LTP, Limited Time Power) - номінал, виробляючи який, ДЕС буде працювати на максимумі своїх можливостей. На перший показник варто орієнтуватися, коли ви купуєте ДГУ для основного і тривалого режимів роботи. На другий - коли розглядаєте варіант використання ДГУ в якості резервного джерела живлення.

Але у випадку з котельні все набагато складніше. Режим роботи не підходить під стандартні схеми. Агрегат, який за всіма параметрами годиться для проекту, насправді, принесе більше проблем, ніж користі. Не кращим рішенням проблеми буде одинична дизельна електростанція 100 кВт. Ціна рішення і правда вийде занадто високою. Адже влітку, коли котельні потрібно лише 25% потужності станції, буде потрібна додаткова штучна навантаження. Інакше забезпечити працездатність і довговічність генератора не вийде.

У подібних завданнях варто в принципі відмовитися від ідеї одиничних електростанцій і закрити каталоги, в яких представлені дизель генератори 100 кВт. Відмінним варіантом для об'єктів з варіюється навантаженням стане енергокомплекс - зв'язка з декількох електростанцій. Енергокомплекс дозволяє змінювати робочий режим в залежності від потреб. Установки можуть діяти по-окремо, а можуть об'єднати зусилля і працювати синхронно. Так, взимку дует дизель-генераторів потужністю по 50 кВт кожен здатний виробляти відразу 100 кВт енергії. А влітку одна зі станцій припинить свою роботу, залишивши справи компаньйонові. До того ж, зазвичай кілька установок стоять на 20-30% дешевше, ніж одинична електростанції великої потужності.

Вчитися краще всього на прикладах з реального життя. Ми детально розглянули кілька кейсів з вибору потужності дизельних електростанцій. Сподіваємося, що в потрібний момент ці історії допоможуть розібратися: чи потрібна вам ДГУ 100 кВт або варто розглядати для свого проекту виключно дизельні генератори 200 кВт.