วิธีปรับขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล: คำแนะนำทีละขั้นตอนโดยละเอียด

ถึงขนาดก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ให้คำนวณกำลังไฟฟ้าทำงานรวมของโหลดทั้งหมดที่ต้องใช้จ่ายไฟพร้อมกัน เพิ่มค่าไฟกระชากสตาร์ทของมอเตอร์เดี่ยวที่ใหญ่ที่สุด (โดยทั่วไปคือ 3 เท่าของกำลังไฟฟ้าขณะทำงาน) ใช้บัฟเฟอร์ความจุ 20–25% จากนั้นลดระดับความสูงและอุณหภูมิโดยรอบ ผลลัพธ์ที่ได้คือพิกัด kVA ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขั้นต่ำที่คุณต้องการ ตัวอย่างเช่น: สิ่งอำนวยความสะดวกที่มีโหลดวิ่ง 40 kW มอเตอร์ 15 กิโลวัตต์ เป็นสตาร์ทเตอร์เดี่ยวที่ใหญ่ที่สุด (ต้องใช้ไฟกระชาก 45 กิโลวัตต์) และการทำงานที่ระดับความสูง 1,500 ม. ต้องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับอย่างน้อย 68–75 เควีเอ หลังจากการปรับเปลี่ยนทั้งหมด ขนาดที่เล็กเกินไปทำให้เกิดการโอเวอร์โหลดทริปและเครื่องยนต์เสียหาย สิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงมากเกินไปและทำให้เกิดการซ้อนเปียกในเครื่องยนต์ดีเซล คู่มือนี้จะอธิบายทุกขั้นตอนของกระบวนการปรับขนาดพร้อมตัวอย่างการทำงาน ตารางโหลด และปัจจัยการแก้ไข

ขั้นตอนที่ 1 — ระบุและแสดงรายการโหลดทางไฟฟ้าทั้งหมด

รากฐานของการกำหนดขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือรายการโหลดที่สมบูรณ์ การขาดโหลดขนาดใหญ่แม้แต่ครั้งเดียว เช่น คอมเพรสเซอร์ มอเตอร์ลิฟต์ หรือเครื่องปรับอากาศส่วนกลาง อาจทำให้การคำนวณขนาดทั้งหมดเป็นโมฆะได้ จัดระเบียบโหลดออกเป็นสามประเภทตามพฤติกรรมทางไฟฟ้า:

• โหลดตัวต้านทาน - ไฟส่องสว่าง, เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า, เครื่องปิ้งขนมปัง, เครื่องทำน้ำอุ่น; สิ่งเหล่านี้ดึงกระแสคงที่ด้วยตัวประกอบกำลัง 1.0 และไม่มีไฟกระชากเริ่มต้น วัตต์ทำงาน = วัตต์ของป้ายชื่อ
• โหลดอุปนัย (มอเตอร์) - เครื่องปรับอากาศ ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ พัดลม เครื่องมือไฟฟ้า สิ่งเหล่านี้ดึงกระแสไฟที่รันอยู่ 3–7 เท่าเมื่อเริ่มต้นเป็นเวลา 0.5–3 วินาที; การกระชากเริ่มต้นนี้เป็นตัวขับเคลื่อนหลักของขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในการใช้งานส่วนใหญ่
• โหลดอิเล็กทรอนิกส์/ไม่เป็นเชิงเส้น — คอมพิวเตอร์, VFD (ไดรฟ์ความถี่แปรผัน), ระบบ UPS, ไดรเวอร์ LED, เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ สิ่งเหล่านี้ดึงกระแสที่ไม่ใช่ไซน์ซอยด์ซึ่งทำให้เกิดการบิดเบือนฮาร์มอนิก ต้องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการบริการฮาร์มอนิก (โดยทั่วไปคือ THD <5% ที่โหลดเต็ม)

สำหรับการโหลดแต่ละครั้ง ให้บันทึกแผ่นป้ายชื่อที่กำลังใช้งานวัตต์ (หรือกิโลวัตต์) แรงดันไฟฟ้า และเฟส (เฟสเดียวหรือสามเฟส) หากไม่มีข้อมูลแผ่นป้าย ให้ใช้พิกัดกระแสไฟและคำนวณ: วัตต์ = โวลต์ × แอมป์ × ตัวประกอบกำลัง (ใช้ 0.85–0.90 สำหรับมอเตอร์ส่วนใหญ่ หากไม่ได้ระบุตัวประกอบกำลัง)

ขั้นตอนที่ 2 — คำนวณภาระการทำงานทั้งหมดและข้อกำหนดในการสตาร์ทมอเตอร์

โหลดการทำงานทั้งหมด

รวมวัตต์ที่ทำงานอยู่ทั้งหมดสำหรับทุกๆ โหลดที่ทำงานพร้อมกัน อย่ารวมโหลดที่ไม่เคยใช้ในเวลาเดียวกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองที่จ่ายไฟให้กับอาคารหลังจากไฟฟ้าดับ ไม่จำเป็นต้องให้บริการทั้งโรงผลิตน้ำเย็นและระบบทำความร้อนพร้อมกันหากทำงานในฤดูกาลที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม ควรระมัดระวัง: รวมโหลดที่อาจทับซ้อนกันตามทฤษฎีแม้ว่าจะผิดปกติก็ตาม

กระแสไฟเริ่มต้นของมอเตอร์: ความต้องการไฟกระชากวิกฤต

เมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าสตาร์ท มันจะดึงกระแสล็อคโรเตอร์ (LRC) ซึ่งโดยทั่วไป 3 ถึง 7 เท่าของกระแสไฟเต็มโหลด . สำหรับขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การกระชากนี้แสดงเป็นวัตต์เริ่มต้น — ความต้องการพลังงานทันทีเมื่อสตาร์ทมอเตอร์ ตัวคูณที่ใช้บ่อยที่สุดตามประเภทมอเตอร์คือ:

• มอเตอร์สตาร์ทแบบไดเร็กออนไลน์ (DOL) — วัตต์เริ่มต้น = 3 × วัตต์ทำงาน (ค่าที่ใช้กันทั่วไปแบบอนุรักษ์นิยม LRC จริงอาจสูงถึง 7× สำหรับมอเตอร์ขนาดใหญ่)
• มอเตอร์สตาร์ทตัวเก็บประจุ — วัตต์เริ่มต้น = 1.5–2× วัตต์ทำงาน ; ตัวเก็บประจุสตาร์ทจะช่วยลดกระแสไฟกระชากอย่างมาก
• มอเตอร์ที่มีซอฟต์สตาร์ทเตอร์หรือ VFD — วัตต์เริ่มต้น µ วัตต์ที่กำลังวิ่ง; ชุดซอฟต์สตาร์ทและไดรฟ์ความถี่แปรผันแรงดันหรือความถี่จะค่อยๆ เคลื่อนไป เพื่อจำกัดกระแสเข้า กระแสไฟทำงาน 110–150% ; สิ่งนี้ช่วยลดข้อกำหนดด้านขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีมอเตอร์หนักได้อย่างมาก

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะต้องจัดการกับสถานการณ์ที่มอเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดสตาร์ทในขณะที่โหลดอื่น ๆ ทั้งหมดกำลังดึงพลังงานอยู่แล้ว การคำนวณที่สำคัญคือ: โหลดขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า = (วัตต์รวมของโหลดทั้งหมด) (การสตาร์ทของมอเตอร์เดี่ยวที่ใหญ่ที่สุด - วัตต์ทำงาน) . นี่แสดงถึงความต้องการสูงสุดทันทีในขณะที่มอเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดสตาร์ท

ตัวอย่างการทำงาน: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสแตนด์บายอาคารสำนักงาน

พิจารณาอาคารสำนักงานที่ต้องการไฟฟ้าสำรองสำหรับ:

• ไฟส่องสว่างและเต้ารับ: 12,000 วัตต์ (12 กิโลวัตต์)
• UPS ของห้องเซิร์ฟเวอร์: 8,000 วัตต์ (8 กิโลวัตต์)
• มอเตอร์ลิฟต์ (สตาร์ท DOL): กำลังไฟ 15,000 วัตต์ (15 กิโลวัตต์), ไฟกระชากสตาร์ท = 3 × 15,000 = 45,000 วัตต์
• มอเตอร์พัดลม HVAC: 10,000 W ทำงาน (10 กิโลวัตต์) ไฟกระชากเริ่มต้น = 3 × 10,000 = 30,000 W
• มอเตอร์ปั๊มดับเพลิง (สตาร์ทแบบ DOL): กำลังไฟ 7,500 วัตต์ (7.5 กิโลวัตต์), ไฟกระชากสตาร์ท = 3 × 7,500 = 22,500 วัตต์

ภาระการทำงานทั้งหมด: 12 8 15 10 7.5 = 52.5 กิโลวัตต์
ไฟกระชากสตาร์ทมอเตอร์ที่ใหญ่ที่สุด: มอเตอร์ลิฟต์ที่ 45 kW เริ่มต้น − การทำงาน 15 kW = ความต้องการไฟกระชากเพิ่มเติม 30 kW
ความต้องการสูงสุดทันที: 52.5 30 = 82.5 กิโลวัตต์

ขั้นตอนที่ 3 — แปลงเป็น kVA และใช้ Power Factor

ความจุของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการจัดอันดับใน kVA (กิโลโวลต์-แอมแปร์) — กำลังปรากฏ — แทนที่จะเป็นกิโลวัตต์ (กิโลวัตต์) — กำลังจริง ความสัมพันธ์คือ:

kVA = kW ÷ ตัวประกอบกำลัง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลส่วนใหญ่ได้รับการจัดอันดับที่ตัวประกอบกำลังที่ 0.8 ล้าหลัง — นี่เป็นสมมติฐานมาตรฐานเว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพิกัด 100 เควีเอ ที่ 0.8 เพาเวอร์แฟกเตอร์ กำลังจริง 80 กิโลวัตต์ . ซึ่งหมายความว่าคุณต้องหารข้อกำหนด kW ของคุณด้วย 0.8 เพื่อค้นหาพิกัด kVA ที่ต้องการ

ดำเนินการตัวอย่างการทำงานต่อไป:

• ความต้องการสูงสุดทันที: 82.5 kW
• kVA ที่ต้องการ: 82.5 ۞ 0.8 = 103 เควีเอ

หากโหลดของคุณมีความต้านทานเป็นส่วนใหญ่ (เครื่องทำความร้อน แสงสว่าง) โดยใช้มอเตอร์น้อยมาก ค่าตัวประกอบกำลังที่แท้จริงอาจใกล้กับ 0.9–1.0 มากขึ้น และการหารด้วย 0.8 ถือเป็นค่าอนุรักษ์นิยมมากเกินไป หากโหลดของคุณส่วนใหญ่เป็นมอเตอร์อุปนัย ค่าตัวประกอบกำลังที่แท้จริงอาจเป็นได้ 0.7 หรือต่ำกว่า และสมมติฐานที่ 0.8 อาจทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีขนาดเล็กเกินไป สำหรับการปรับขนาดที่แม่นยำ ให้วัดหรือคำนวณตัวประกอบกำลังเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักสำหรับโหลดทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 4 — ใช้บัฟเฟอร์ความจุ (ปัจจัยเฮดรูม)

การใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลที่ 100% ของกำลังการผลิตที่กำหนดอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนมากเกินไป เร่งการสึกหรอ และไม่เหลือภาระเพิ่มหรือข้อผิดพลาดในการคำนวณ แนวปฏิบัติทางอุตสาหกรรมคือการใช้งานเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลที่ 70–80% ของความจุพิกัดที่โหลดเต็ม โดยเหลือพื้นที่ว่างไว้ 20–30%

ใช้ปัจจัยเฮดรูมโดยการหารข้อกำหนด kVA ที่คำนวณด้วยเศษส่วนการโหลดเป้าหมาย:

• เมื่อโหลด 80%: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ต้องการ kVA = คำนวณ kVA ÷ 0.80
• เมื่อโหลด 75%: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ต้องการ kVA = คำนวณ kVA ÷ 0.75

ดำเนินการตัวอย่างต่อที่โหลด 80%: 103 kVA ÷ 0.80 = เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพิกัดขั้นต่ำ 129 kVA . ขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาตรฐานที่ใกล้ที่สุดข้างต้นนี้โดยทั่วไปคือ a หน่วย 150 เควีเอ .

หมายเหตุเกี่ยวกับการโหลดขั้นต่ำ: เครื่องยนต์ดีเซลก็มี ข้อกำหนดในการโหลดขั้นต่ำ 30–40% ของความจุที่กำหนด . การใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลต่ำกว่าเกณฑ์นี้เป็นเวลานานทำให้เกิดการสะสมแบบเปียก — การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์จะสะสมเชื้อเพลิงและคาร์บอนที่ไม่ถูกเผาไหม้ไว้ในระบบไอเสียและกระบอกสูบ ทำให้ค่าบำรุงรักษาเพิ่มขึ้นและลดอายุการใช้งานของเครื่องยนต์ หากปริมาณการทำงานที่คาดหวังของคุณมักจะต่ำกว่า 30% ของพิกัดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แสดงว่าเครื่องมีขนาดใหญ่เกินไป และคุณควรเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กลง หรือใช้ระบบโหลดแบงค์ (การเชื่อมต่อโหลดความต้านทานเทียมเพื่อรักษาภาระโหลดของเครื่องยนต์ขั้นต่ำ)

ขั้นตอนที่ 5 — ลดระดับความสูงและอุณหภูมิโดยรอบ

กำลังไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลได้รับการจัดอันดับตามเงื่อนไขมาตรฐาน: ระดับน้ำทะเล (ความสูง 0 เมตร) อุณหภูมิแวดล้อม 25°C (77°F) และความชื้นสัมพัทธ์ 30% ตาม ISO 8528-1 หรือ SAE J1349 การทำงานเหนือระดับน้ำทะเลหรือในอุณหภูมิแวดล้อมสูงจะช่วยลดความหนาแน่นของอากาศที่ไปถึงเครื่องยนต์ ลดประสิทธิภาพการเผาไหม้และกำลังที่ส่งออก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะต้องถูกลดพิกัด — เอาท์พุตที่มีประสิทธิผลน้อยกว่าพิกัดของแผ่นป้าย ดังนั้นพิกัดของแผ่นป้ายจะต้องสูงกว่าที่คำนวณไว้

การลดระดับความสูง

กฎการลดพิกัดมาตรฐานสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลแบบดูดอากาศตามธรรมชาติคือ การสูญเสียพลังงานประมาณ 3–4% ต่อ 300 ม. (1,000 ฟุต) เหนือระดับน้ำทะเล . เครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จจะเสื่อมสภาพน้อยกว่า — โดยทั่วไป 1–2% ต่อ 300 ม — เนื่องจากเทอร์โบชาร์จเจอร์จะชดเชยความหนาแน่นของอากาศที่ลดลงจนถึงขีดจำกัดการออกแบบ หลังจากนั้นการลดพิกัดจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ใช้เส้นโค้งการลดพิกัดเฉพาะของผู้ผลิตเสมอ ค่าด้านล่างนี้เป็นตัวแทน:

การลดอุณหภูมิ

สูงกว่าอุณหภูมิพิกัดมาตรฐาน 25°C เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะลดลงที่ประมาณ 1% ต่อ 5.5°C (10°F) เหนือ 25°C สำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จส่วนใหญ่ ในสภาพแวดล้อมเขตร้อนที่มีอุณหภูมิแวดล้อมสูงสุด 45°C (สูงกว่ามาตรฐาน 20°C) คาดว่าจะมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ลดพลังลง 3–4% . การลดพิกัดความสูงและอุณหภูมิรวมกันเป็นแบบทวีคูณ โดยทั้งสองปัจจัยจะใช้พร้อมกัน

หากต้องการค้นหาแผ่นป้ายชื่อ kVA ที่ต้องการหลังจากการลดพิกัด: แผ่นป้ายที่ต้องการ kVA = kVA ที่มีประสิทธิภาพที่ต้องการ ۞ (ปัจจัยความสูง × ปัจจัยอุณหภูมิ)

ตัวอย่าง: ข้อกำหนดที่มีประสิทธิภาพ 129 kVA ที่ระดับความสูง 1,500 ม. (แฟกเตอร์ 0.94) และอุณหภูมิแวดล้อม 40°C (แฟคเตอร์ 0.97) ต้องใช้: 129 ۞ (0.94 × 0.97) = 129 ۞ 0.912 = ป้ายชื่อขั้นต่ำ 141 kVA ดังนั้นให้เลือกขนาดมาตรฐานถัดไป: 150 เควีเอ .

ประเภทโหลดทั่วไปและตัวคูณขนาด

ไพรม์พาวเวอร์เทียบกับเรตติ้งสแตนด์บาย: การเลือกคลาสเรตติ้งที่เหมาะสม

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลมีจำหน่ายโดยมีการแบ่งประเภทหลายระดับซึ่งกำหนดว่าเครื่องยนต์จะสามารถรองรับกำลังไฟฟ้าที่กำหนดได้ยาวนานเพียงใดและหนักแค่ไหน การใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกินกว่าระดับที่กำหนดไว้จะทำให้เครื่องยนต์ขัดข้องก่อนเวลาอันควร คลาสการจัดอันดับ ISO 8528 หลักสี่คลาส ได้แก่:

• สแตนด์บาย (ESP — ไฟสแตนด์บายฉุกเฉิน) — เอาต์พุตสูงสุดสำหรับใช้ฉุกเฉินในระหว่างที่ไฟฟ้าดับเท่านั้น ไม่อนุญาตให้โอเวอร์โหลด ; การใช้งานทั่วไปจำกัดอยู่ที่ 200 ชั่วโมงต่อปี นี่คืออัตรา kVA สูงสุดบนแผ่นป้าย แต่ไม่เหมาะสำหรับกำลังหลักหรือการใช้งานบ่อย
• ไพรม์พาวเวอร์ (PRP — ไพรม์เรตติ้งพาวเวอร์) - การทำงานต่อเนื่องไม่จำกัดชั่วโมงโดยไม่มีการจ่ายสาธารณูปโภค อนุญาตให้โอเวอร์โหลด 10% เป็นเวลา 1 ชั่วโมงใน 12 ; พิกัดประมาณ 80–90% ของพิกัดสแตนด์บายของเครื่องยนต์เดียวกัน ถูกต้องสำหรับไซต์นอกโครงข่าย กำลังก่อสร้าง การทำเหมืองแร่
• พลังงานต่อเนื่อง (COP) — การทำงานของโหลดพื้นฐานที่กำลังไฟคงที่ไม่จำกัดชั่วโมงด้วย ไม่อนุญาตให้โอเวอร์โหลด ; ประมาณ 70–80% ของระดับสแตนด์บาย; ใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าบนเกาะและการใช้งานโหลดพื้นฐาน
• พลังการทำงานแบบจำกัดเวลา (LTP) — การดำเนินการตามระยะเวลาที่จำกัดที่กำหนดไว้ในการใช้งานที่ไม่ฉุกเฉิน โดยทั่วไปสูงสุด 500 ชั่วโมงต่อปี

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่วางตลาดในชื่อ "100 kVA Standby / 90 kVA Prime" มี ขีดจำกัดพลังงานที่แตกต่างกันสองแบบ ขึ้นอยู่กับวิธีการใช้งาน . สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองของโรงพยาบาลที่ใช้เฉพาะในช่วงไฟฟ้าดับ จะใช้พิกัดสแตนด์บาย 100 kVA สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าค่ายขุดที่ทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นแหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียว อัตรากำลังหลัก 90 kVA จะควบคุม — และการคำนวณขนาดต้องใช้ 90 kVA เป็นข้อมูลอ้างอิง ไม่ใช่ 100 kVA

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเฟสเดียวและการทำโหลดบาลานซ์

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สูงกว่าประมาณ 15–20 kVA จะเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสามเฟส (3Φ) เกือบทุกครั้ง เนื่องจากไฟฟ้าแบบสามเฟสให้การจ่ายพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากกว่า และจำเป็นสำหรับมอเตอร์แบบสามเฟส เมื่อปรับขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสสำหรับโหลดแบบผสม (มอเตอร์สามเฟสบางตัวบวกกับโหลดแบบเฟสเดียว) ความสมดุลของเฟสจะกลายเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสได้รับการจัดอันดับสำหรับโหลดที่สมดุล - กำลังไฟเท่ากันในแต่ละเฟส หากโหลดเฟสเดียวมีการกระจายไม่เท่ากันทั่วทั้งสามเฟส เฟสที่มีโหลดมากที่สุดจะจำกัดเอาท์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งหมด และอาจทำให้เกิดความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าที่เป็นอันตรายต่อมอเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ผู้ผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าส่วนใหญ่ระบุว่า ความไม่สมดุลของโหลดเฟสเดียวระหว่างสองเฟสไม่ควรเกิน 25% ของกระแสไฟที่ได้รับการจัดอันดับต่อเฟส .

เมื่อเตรียมรายการโหลดของคุณสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟส ให้กำหนดโหลดเฟสเดียวแต่ละเฟสให้กับเฟสเฉพาะ และตรวจสอบว่าไม่มีเฟสใดเกินประมาณ 1/3 ของโหลดทั้งหมด 12.5% ของ kVA ทั้งหมด . ในทางปฏิบัติ ให้กระจายโหลดให้เท่าๆ กันเท่าที่เป็นไปได้ และตรวจสอบเครื่องชั่งกับช่างไฟฟ้าระหว่างการติดตั้ง

การกำหนดขนาดสำหรับโหลดที่ไม่ใช่เชิงเส้น: ระบบ UPS และ VFD

โหลดแบบไม่เชิงเส้น — ระบบ UPS, ไดรฟ์ความถี่แปรผัน, แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ และเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ — ดึงกระแสไฟฟ้าที่ไม่ใช่ไซนูซอยด์ที่แนะนำ การบิดเบือนฮาร์มอนิก เข้าสู่แรงดันเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ปริมาณฮาร์มอนิกนี้ทำให้เกิดความร้อนเพิ่มเติมในขดลวดอัลเทอร์เนเตอร์ และอาจรบกวนการทำงานของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (AVR) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำให้เกิดความไม่เสถียรของแรงดันไฟฟ้า

แนวทางอุตสาหกรรมสำหรับการกำหนดขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ป้อนโหลดที่ไม่ใช่เชิงเส้นเป็นส่วนใหญ่:

• ระบบยูพีเอส — ขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ 1.5 ถึง 2× อัตรา UPS kVA ; UPS ขนาด 50 kVA ต้องการเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขั้นต่ำ 75–100 kVA ซึ่งพิจารณาถึงการลดพิกัดฮาร์มอนิก ตัวประกอบกำลังอินพุตของ UPS และความต้องการการชาร์จแบตเตอรี่ในช่วงนาทีแรกหลังจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสตาร์ท
• ไดรฟ์ความถี่ตัวแปร (VFD) — VFD ช่วยลดการกระชากของการสตาร์ทมอเตอร์ แต่แนะนำฮาร์โมนิค ขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ 1.25× kVA ที่ต้องการสำหรับโหลด VFD ทั้งหมด ; ระบุเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ "12 พัลส์" หรือ THD ต่ำ หากโหลด VFD เกิน 50% ของโหลดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งหมด
• โหลดศูนย์ข้อมูล / เซิร์ฟเวอร์ — แหล่งจ่ายไฟเซิร์ฟเวอร์สมัยใหม่มีตัวประกอบกำลัง 0.95–0.99 โดยมีเนื้อหาฮาร์มอนิกปานกลาง ขนาดที่ โหลดไอทีทั้งหมด 1.25–1.5× เพื่อชดเชยการสูญเสียหน่วยจ่ายไฟฟ้า (PDU) และอุปกรณ์ทำความเย็น

ตัวอย่างขนาดที่สมบูรณ์: การประชุมเชิงปฏิบัติการทางอุตสาหกรรม

โรงงานการผลิตในพื้นที่ภูเขาที่ ระดับความสูง 1,200 ม โดยมีอุณหภูมิแวดล้อมสูงสุดที่ 38°ซ ต้องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลักสำหรับโหลดต่อไปนี้:

การคำนวณขนาด:

1. ภาระการทำงานทั้งหมด: 53.6 kW
2. เพิ่มแรงดันไฟกระชากของมอเตอร์ที่ใหญ่ที่สุด: ไฟกระชากของเครื่องอัดอากาศ (45 กิโลวัตต์) - การทำงาน (15 กิโลวัตต์) = 30 กิโลวัตต์
3. ความต้องการสูงสุดทันที: 53.6 30 = 83.6 kW
4. แปลงเป็น kVA ที่ PF 0.8: 83.6 ÷ 0.8 = 104.5 kVA
5. ใช้พื้นที่ว่างในการโหลด 80%: 104.5 ۞ 0.8 = 130.6 kVA
6. การลดระดับความสูงที่ 1,200 ม. (เทอร์โบชาร์จ แฟกเตอร์ data 0.953): 130.6 ۞ 0.953 = 137 kVA
7. การลดพิกัดอุณหภูมิที่ 38°C (แฟกเตอร์ as 0.975): 137 ۞ 0.975 = 140.5 kVA
8. เลือกขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาตรฐาน: 150 kVA Prime rated

ข้อผิดพลาดเกี่ยวกับขนาดทั่วไปและวิธีหลีกเลี่ยง

• ไม่สนใจไฟกระชากสตาร์ทมอเตอร์ — สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการลดขนาด เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่จัดการโหลดที่ทำงานได้ง่ายอาจสะดุดทันทีเมื่อมอเตอร์ขนาดใหญ่สตาร์ท คำนวณความต้องการสูงสุดรวมถึงการสตาร์ทมอเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดเสมอ
• สับสนระหว่าง kW และ kVA — ซัพพลายเออร์ที่เสนอราคา "เครื่องกำเนิดไฟฟ้า 100 kW" ที่ตัวประกอบกำลัง 0.8 กำลังเสนอ 125 kVA ตรวจสอบว่าตัวเลขที่ยกมาเป็น kW หรือ kVA เพื่อหลีกเลี่ยงการลดขนาดลง 25%
• การใช้ระดับสแตนด์บายสำหรับแอปพลิเคชันกำลังหลัก - เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำงานนอกกริดอย่างต่อเนื่องจะต้องมีขนาดตามพิกัดกำลังหลัก ไม่ใช่พิกัดสแตนด์บาย (สูงกว่า) การใช้ตัวเลขสแตนด์บายเพื่อการทำงานต่อเนื่องจะทำให้เครื่องยนต์โอเวอร์โหลดและขัดข้องก่อนเวลาอันควร
• การเพิ่มขนาดให้ "ปลอดภัย" โดยไม่ตรวจสอบโหลดขั้นต่ำ - เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาด 500 kVA ที่ติดตั้งสำหรับโหลด 50 kW ทำงานที่ความจุ 10% ทำให้เกิดการซ้อนเปียกอย่างรุนแรง โหลดการทำงานขั้นต่ำควรอยู่ที่ 30–40% ของความจุที่กำหนด
• ละเว้นการลดระดับความสูงและอุณหภูมิ - เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาด 100 kVA ที่ระดับความสูง 2,000 เมตร อาจจ่ายไฟฟ้าได้เพียง 91 kVA การไม่คำนึงถึงสิ่งนี้อาจส่งผลให้เกิดการบรรทุกเกินพิกัดเรื้อรังในพื้นที่สูง
• ไม่คำนึงถึงการเติบโตของโหลดในอนาคต — เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีขนาดพอดีสำหรับโหลดในปัจจุบันไม่มีที่ว่างสำหรับการขยาย เพิ่มการฉายภาพการเติบโตที่สมจริง (โดยทั่วไป ความจุเพิ่มเติม 10–20% สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่คาดว่าจะขยายตัวภายใน 5 ปี)