Блог

Вы можете подобрать размер дизельного генератора, сопоставив его мощность с вашей общей электрической нагрузкой, а затем пре эту нагрузку в правильный номинал в кВА. Расчет размера дизельного генератора прост: сложите рабочие ватты, учтите пусковые скачки напряжения и примените несколько стандартных формул. Калькулятор подбора генератора выполнит эти преобразования за вас.

Резервные установки обычно работают примерно на 70% полной мощности и менее 200 часов в год, согласно ISO 8528-1. Этот показатель определяет то, как вы интерпретируете результаты расчета размера вашего дизельного генератора. В этом руководстве рассматриваются соотношение кВт и кВА, работа с калькулятором, ключевые формулы, практический пример и такие продвинутые факторы, как запуск двигателей и коэффициент мощности.

Основные выводы

• Сопоставьте мощность генератора с общей электрической нагрузкой. Учтите пусковой скачок самого крупного электродвигателя.
• Преобразуйте киловатты в киловольт-амперы, разделив их на коэффициент мощности. Низкий коэффициент мощности увеличивает потребность генератора в мощности.
• Используйте калькулятор подбора для выполнения преобразований. Применяйте с его помощью запасы безопасности. Это предотвращает выбор оборудования недостаточной мощности.
• Высокая высота над уровнем моря снижает выходную мощность генератора. Высокая температура также снижает выходную мощность генератора. Уменьшите номинальные характеристики для таких условий.
• Добавьте запас безопасности в размере 10–20%. Этот запас учитывает будущее расширение. Он также покрывает непредвиденную нагрузку.

Основы подбора размера дизельного генератора: кВт против кВА

Что на самом деле означает подбор размера

Подбор размера дизельного генератора означает сопоставление мощности генератора с вашей общей электрической нагрузкой с последующим преобразованием этой нагрузки в правильный номинал кВА. Начните с полной инвентаризации каждой нагрузки. Запишите данные с заводской таблички, такие как напряжение, токи полной нагрузки, коэффициент мощности и лошадиные силы. Разделите постоянные нагрузки на периодические и определите пиковое потребление за последние 12 месяцев или по данным заводской таблички для планируемого оборудования.

Вашей целевой мощностью для расчета является непрерывная рабочая мощность плюс максимальная пусковая потребность плюс резервная мощность. Добавьте запас безопасности в 10–20% на случай будущего увеличения нагрузки. Переведите все амперы в киловатты перед расчетом генератора, чтобы все вычисления использовали одну и ту же единицу измерения. Этот шаг имеет решающее значение, поскольку установка недостаточной мощности испытывает трудности с пусковыми нагрузками и нестабильностью напряжения, в то время как установка избыточной мощности работает неэффективно при легкой нагрузке.

кВт, кВА и коэффициент мощности

кВт измеряют активную мощность — электричество, которое непосредственно выполняет работу. кВА измеряют полную мощность — общую мощность, которую должен выдавать генератор. Эти два значения различаются из-за коэффициента мощности, и связь между ними выражается формулой: кВА = кВт / коэффициент мощности. Для нагрузки 100 кВт при коэффициенте мощности 0,8 требуемый размер генератора составляет 125 кВА.

Коэффициент мощности зависит от области применения. Промышленные трехфазные генераторы обычно работают с коэффициентом 0,8, в то время как жилые и легкие коммерческие однофазные установки часто работают с коэффициентом 1,0. Нагрузки с переменным коэффициентом мощности делают это преобразование необходимым, поскольку низкий коэффициент мощности увеличивает общую мощность в кВА, которую должен выдавать ваш генератор.

Калькулятор подбора выполняет преобразование между кВт, кВА, амперами и л. с., поэтому вы можете перейти от мощности генератора в кВт к номиналу в кВА, необходимому для вашей сферы применения. Это преобразование лежит в основе расчета мощности генератора из кВт в кВА и обеспечивает точность вашего окончательного выбора.

Использование калькулятора подбора резервного генератора

Пошаговое руководство по работе с калькулятором

Калькулятор подбора резервного генератора преобразует ваш список нагрузок в рекомендуемую мощность. Вы вводите данные в логическом порядке, а инструмент выполняет математические расчеты. Вот что необходимо указать на каждом этапе.

• Разделение нагрузок: укажите каждую категорию нагрузки в кВт с ее коэффициентом мощности, такую как нагрузки обеспечения безопасности людей, нагрузка пожарного насоса и дополнительные резервные нагрузки.

• Данные двигателя: лошадиные силы, токи полной нагрузки, коэффициент мощности и напряжение системы.

• Напряжение и фазность системы: например, 480 В, трехфазная.

• Запас безопасности: обычно 25% для будущего расширения и пусковых скачков двигателей.

Вы также выбираете однофазное или трехфазное исполнение. Этот выбор изменяет значения вашего тока. Калькулятор размера генератора использует эти входные данные для расчета требуемой мощности в кВА.

Оценки расхода топлива следуют той же логике. Вы вводите номинальную мощность в кВт и ожидаемый процент нагрузки, а калькулятор применяет кривую эффективности нагрузки из данных испытаний двигателя. Расход топлива на кВт·ч улучшается по мере приближения нагрузки к оптимальному диапазону. Удельный расход топлива измеряет этот показатель.

Чтение результатов

Полученное в результате расчета значение является отправной точкой, а не окончательным ответом. Рекомендуемая мощность резервного генератора в кВт / кВА обычно соответствует следующему стандартному размеру, превышающему ваше расчетное значение. Расчетная потребность в 78,1 кВА указывает на необходимость установки мощностью 100 кВА. Результат в 150 кВА указывает на 200 кВА.

Применяйте запас резервной мощности перед округлением в большую сторону. Стандартный запас резервной мощности в 20% покрывает будущее расширение. Добавьте к этому от 5% до 10% для регулярных запусков при отрицательных температурах. В одном из практических примеров запас резервной мощности в 10%, примененный к сниженной нагрузке 440,9 кВА, дал 510,5 кВА, а следующим стандартным размером оказался размер 600 кВА.

Этот пошаговый расчет мощности генератора делает ваш выбор обоснованным. Вы можете уверенно подобрать генератор, когда сопоставите общие кВА со стандартным номиналом и убедитесь, что запас соответствует условиям на вашем объекте.

Ключевые формулы: общая рабочая мощность в ваттах и пусковая мощность в сравнении с рабочей мощностью

Базовые формулы, формулы для трехфазных сетей и снижения номинальных характеристик (дерейтинга)

Основная формула расчета мощности дизельного генератора начинается с простой суммы. Сложите общую рабочую мощность всех нагрузок, затем добавьте пусковой бросок тока самого крупного электродвигателя. Вы рассчитываете этот бросок, вычитая рабочую мощность самого большого двигателя из его пусковой мощности. Этот метод предполагает, что вы запускаете двигатели по очереди, поэтому в каждый момент времени происходит бросок тока только одного двигателя.

Для трехфазных систем используйте следующую зависимость: активная мощность в ваттах = 1,732 × линейное напряжение × линейный ток × коэффициент мощности. Полная мощность в кВА = 1,732 × линейное напряжение × линейный ток. Эта формула позволяет напрямую преобразовывать измеренные амперы в значения кВт и кВА, которые вам необходимы.

Снижение номинальных характеристик учитывает условия на объекте. Доступная мощность = номинальная мощность × поправочный коэффициент на высоту × поправочный коэффициент на температуру. Генератор мощностью 1000 кВт с коэффициентом высоты 0,92 и температурным коэффициентом 0,97 выдает 892,4 кВт. Снижение характеристик обычно начинается на высоте более 500–1000 футов. Большинство генераторов рассчитаны на работу при температуре 77°F (25°C). Температуры выше 104°F (40°C) вызывают заметное снижение мощности.

Правило 80% гласит, что при непрерывной работе не следует нагружать генератор более чем на 80% от его номинальной мощности. Этот запас защищает двигатель и альтернатор от продолжительной перегрузки.

Простой пример расчета мощности

Рассмотрим дом с холодильником, скважинным насосом, вентилятором печи, освещением и дренажным насосом. Вы перечисляете каждую нагрузку и записываете ее рабочую мощность. Холодильник потребляет 150 Вт, скважинный насос — 1000 Вт, вентилятор печи — 500 Вт, освещение — 300 Вт, а дренажный насос — 800 Вт. Ваша общая рабочая мощность составляет 2750 Вт.

Затем определите пусковой бросок тока для каждой нагрузки с электроприводом. Скважинный насос добавляет 2000 Вт пусковой мощности, дренажный насос — 1200 Вт, а холодильник — 400 Вт. Самый большой пуск двигателя приходится на скважинный насос и составляет 2000 Вт.

Примените метод суммы рабочей мощности плюс пускового броска самого крупного электродвигателя. Общая рабочая мощность 2750 Вт плюс самый большой пусковой бросок 2000 Вт дает 4750 Вт. Этот показатель представляет собой вашу пиковую потребность во время запуска самого крупного двигателя.

Добавьте запас на безопасность и будущие нагрузки. Умножьте 4750 Вт на 1,20, чтобы получить 5700 Вт. Теперь примените правило 80% в обратном порядке. Генератор, загруженный на 80% от своей номинальной мощности, должен выдавать 5700 Вт, поэтому требуемая мощность = 5700 / 0,8 = 7125 Вт. Округлите в большую сторону до ближайшего стандартного размера, который составляет 7500 Вт. Этот агрегат справляется со всеми важнейшими нагрузками при достаточной пусковой мощности.

При расчете генератора помните, что пусковая мощность в сравнении с рабочей мощностью — это не второстепенная деталь. Агрегат, выбранный только по рабочей мощности, заглохнет при запуске двигателя. Пусковой бросок может потребовать в несколько раз больше энергии, чем непрерывное потребление, в течение секунды или двух. Расчет по пусковой нагрузке, а не по рабочей нагрузке — это именно то, что проверяет калькулятор подбора генераторов. Тот же принцип применим к расчету полной мощности в кВА для более крупных систем. Ваши общие кВА должны учитывать пуск самого крупного двигателя, а не только нагрузку в установившемся режиме.

Усовершенствованные аспекты расчета дизельных генераторов

Пуск электродвигателей, коэффициент мощности и параллельная работа

Пусковой бросок тока двигателя является причиной большинства случаев, когда генераторы оказываются недоразмерными. Двигатель на короткое время потребляет мощность, в несколько раз превышающую его рабочую мощность. Пуск самого крупного двигателя определяет вашу пиковую потребность в кВА. Эти пусковые кВА могут значительно превышать потребление в установившемся режиме. Перечислите каждый двигатель и добавьте к базовой нагрузке только пусковую мощность этого двигателя. Запускайте двигатели по очереди, чтобы этот бросок оставался под контролем.

Коэффициент мощности меняется по мере изменения нагрузок. Двигатели потребляют разную реактивную мощность, создавая нагрузки с переменным коэффициентом мощности. Рассматривайте полную мощность как верхний предел, который должен покрывать ваш генератор. Конденсаторы коррекции коэффициента мощности могут снизить эту реактивную нагрузку. Преобразуйте каждую нагрузку в кВА и квар вместо отслеживания только кВт. При смешанных нагрузках с переменным коэффициентом мощности генератор, подобранный только по кВт, выйдет из строя. Рассчитайте общую мощность в кВА при худшем значении коэффициента мощности.

Параллельная работа увеличивает мощность. Два агрегата на общей шине могут работать вместе, если электрические параметры и системы регулятора/АРН совпадают. Перед подключением напряжение, частота и чередование фаз должны совпадать. Напряжение в пределах 2-5%, частота в пределах 0,1-0,2 Гц, угол сдвига фаз менее 10-20 градусов. В режиме дросселирования (стабильной статической характеристики) нагрузки распределяются пропорционально мощности.

Учет воздействия окружающей среды и высоты над уровнем моря

Высота над уровнем моря снижает плотность воздуха и мощность двигателя. Снижение характеристик обычно начинается на высоте выше 1500 футов. Двигатели без наддува теряют 3,5% мощности на каждые 1000 футов. Двигатели с турбонаддувом теряют 2,5%.

Температура также имеет значение. Генератор, рассчитанный на 40°C, выдает мощность согласно паспортной табличке. Выше 40°C выходная мощность падает на 2-4% на каждые 5°C повышения температуры. Радиатор для работы при высокой температуре окружающей среды с увеличенными размерами сердцевины и вентилятором высокого статического давления ограничивает эти потери. Согласуйте радиатор, вентилятор и коэффициент снижения мощности. Для пустынных районов может потребоваться выносной радиатор.

Примените оба фактора к вашей нагрузке. Генератор мощностью 500 кВт на большой высоте выдает мощность меньше номинальной. Добавьте снижение характеристик из-за температуры. Итоговый номинал должен превышать нагрузку. Снижение характеристик уменьшает рабочую мощность, которую вы можете потреблять. Соедините это с нагрузками с переменным коэффициентом мощности, и требуемая мощность в кВт возрастет. Сверьтесь с техническим паспортом производителя.

Теперь у вас есть повторяемый процесс. Перечислите каждую нагрузку, просуммируйте общую рабочую мощность, переведите в кВт и кВА, а затем добавьте пусковой бросок тока самого крупного двигателя. Примените снижение характеристик для высоты и температуры. Подтвердите результат в кВт с помощью калькулятора.

Коэффициент мощности и пуск двигателя сильнее всего влияют на определение вашего итогового размера. Низкий коэффициент мощности увеличивает требуемые кВА. Крупный пусковой бросок двигателя увеличивает потребность в рабочей мощности.

Всегда подбирайте размер генератора с запасом прочности. В руководствах обычно рекомендуется запас мощности в 10-30%, причем вариант в 10-20% встречается чаще всего.

Перед покупкой сверьте номинальную мощность в кВт с техническим паспортом производителя. Этот шаг защищает ваше решение по выбору размера дизельного генератора. Правильный подбор генератора всегда включает эту финальную проверку.

Часто задаваемые вопросы

Генератор какого размера мне нужен для дома?

Сложите общую рабочую мощность каждого прибора, который вы планируете запитать. Затем добавьте пусковой бросок самого крупного двигателя. Примените правило 80% и округлите в большую сторону до следующего стандартного размера. Калькулятор размера генератора подтвердит ваше итоговое число.

Как перевести кВт в кВА для дизельного генератора?

Разделите нагрузку в кВт на коэффициент мощности. Нагрузка 100 кВт при коэффициенте мощности 0,8 требует 125 кВА. Промышленные трехфазные установки обычно работают при 0,8, в то время как однофазные бытовые установки часто работают при 1,0.

Могу ли я запустить два генератора параллельно для увеличения мощности?

Да. Два агрегата на общей шине работают вместе, когда совпадают напряжение, частота и чередование фаз. Напряжение должно оставаться в пределах 2-5%, частота в пределах 0,1-0,2 Гц, а угол сдвига фаз — ниже 10-20 градусов. После этого нагрузки распределяются пропорционально мощности.

Почему пуск двигателя имеет большую важность, чем рабочая мощность?

При запуске двигатель на короткое время потребляет мощность, в несколько раз превышающую его рабочую мощность. Этот пусковой бросок определяет вашу пиковую потребность. Установка, рассчитанная только на постоянное потребление, заглохнет. Всегда подбирайте размер по пуску самого крупного двигателя, а не только по непрерывной нагрузке.

Как высота над уровнем моря влияет на выходную мощность генератора?

Высота над уровнем моря снижает плотность воздуха и мощность двигателя. Снижение характеристик обычно начинается на высоте выше 1500 футов. Двигатели без наддува теряют 3,5% на каждые 1000 футов, а двигатели с турбонаддувом теряют 2,5%. Калькулятор подбора резервного генератора помогает подтвердить сниженный номинал.