С чего начать расчёт мощности ДГУ
Первый этап — составить список оборудования, которое должно получать питание от генератора.
Для производственного объекта нагрузка может включать технологическое оборудование, станки, насосы, компрессоры, вентиляционные установки, системы освещения, автоматику, серверное оборудование и другие потребители электроэнергии. Для каждого из них необходимо определить мощность, количество единиц оборудования и особенности работы, в том числе наличие электродвигателей и повышенной пусковой нагрузки.
Такую информацию желательно собрать до обращения за коммерческим предложением. Если технические характеристики части оборудования неизвестны, их необходимо уточнить по паспортам оборудования, проектной документации или у производителя.
Номинальная мощность и фактическая нагрузка — не одно и то же
У предприятия может быть установленное оборудование общей мощностью 500 кВт, но фактическая одновременная нагрузка может быть значительно ниже.
Например, часть станков работает посменно, некоторые насосы включаются периодически, а часть оборудования используется только при определённых технологических операциях. Поэтому необходимо определить:
какая мощность реально будет одновременно потребляться от ДГУ.Это особенно важно для резервного электроснабжения. Если при аварии внешней сети предприятие не планирует продолжать работу всех потребителей, можно сформировать перечень критической нагрузки.
Например:
- технологическое оборудование — включить;
- аварийное освещение — включить;
- вентиляцию — включить;
- серверную — включить;
- бытовые потребители — ограничить;
- часть станков — отключить.
В результате необходимая мощность резервной ДГУ может оказаться существенно ниже установленной мощности всего предприятия.
Почему нельзя просто сложить мощности оборудования
Предположим, на объекте установлены:
- насос — 30 кВт;
- компрессор — 50 кВт;
- вентиляция — 20 кВт;
- станки — 80 кВт;
- освещение — 10 кВт.
Простая сумма:
30 + 50 + 20 + 80 + 10 = 190 кВт.Но это ещё не означает, что необходимо покупать ДГУ ровно на 190 кВт.
Почему?Потому что нужно дополнительно проверить:
- какие потребители запускаются одновременно;
- какие двигатели имеют прямой пуск;
- какой пусковой ток;
- есть ли частотные преобразователи;
- есть ли устройства плавного пуска;
- в какой последовательности подключается нагрузка;
- какая нагрузка является наиболее тяжёлой для генератора.
Производители генераторных установок отдельно указывают на необходимость учитывать переходные процессы и пусковые характеристики при подборе оборудования.
Пусковые токи электродвигателей
Это один из наиболее важных факторов при расчёте ДГУ для производства.
Когда электродвигатель запускается, его потребление может кратковременно значительно превышать номинальный рабочий ток.
По данным Cummins, для ряда электродвигателей пусковой ток при прямом подключении может быть порядка шести номинальных токов двигателя. Конкретное значение зависит от типа двигателя и способа пуска. Для генератора это означает кратковременное увеличение нагрузки.
Если ДГУ подобрана без учёта этого режима, возможны:
- просадка напряжения;
- просадка частоты;
- проблемы с запуском двигателя;
- срабатывание защиты;
- нестабильная работа другого подключённого оборудования.
Поэтому для производственного объекта недостаточно знать только количество киловатт. Нужно знать
характер нагрузки.
Как способ запуска влияет на расчёт
Один и тот же электродвигатель может создавать разную нагрузку для генератора в зависимости от способа запуска.
Необходимо выяснить, используется ли:
- прямой пуск;
- звезда–треугольник;
- устройство плавного пуска;
- частотный преобразователь;
- другой способ управления.
Чем меньше пусковая нагрузка, тем проще генераторной установке пройти переходный режим. В некоторых случаях грамотное управление запуском крупных электродвигателей позволяет избежать необходимости существенно увеличивать мощность генератора только из-за кратковременного пускового режима.
Последовательность запуска оборудования
Для производственного объекта важно определить не только, какое оборудование будет работать от ДГУ, но и в какой последовательности оно будет подключаться. Например, после запуска генераторной установки сначала может подключаться первая группа потребителей, затем вентиляционное оборудование, после выхода системы на стабильный режим — технологическое оборудование и насосы, а затем остальные группы нагрузки.
Такая последовательность может быть принципиально важна для стабильной работы системы, особенно если на объекте присутствуют мощные электродвигатели, компрессоры или насосы с высокой пусковой нагрузкой. Производители генераторных установок рассматривают sequence of operations — последовательность включения нагрузки — как один из параметров проектирования системы электроснабжения.
Что такое запас по мощности
После определения расчётной нагрузки необходимо предусмотреть разумный запас. Но здесь есть важный момент:
запас не должен превращаться в бесконтрольное завышение мощности ДГУ.Слишком маленькая установка может работать на пределе возможностей. Слишком большая тоже не всегда является оптимальным решением.
При выборе необходимо учитывать:
- текущую нагрузку;
- режим эксплуатации;
- пусковые режимы;
- возможное увеличение нагрузки;
- требования оборудования;
- особенности конкретной генераторной установки.
Именно поэтому универсального правила вроде «добавьте 20%» для любого промышленного объекта недостаточно.
Пример предварительного расчёта
Рассмотрим условный производственный объект.
Пусть в аварийном режиме необходимо обеспечить:
- освещение — 15 кВт;
- вентиляцию — 25 кВт;
- насосное оборудование — 40 кВт;
- станки — 70 кВт;
- компрессор — 45 кВт.
Суммарная рабочая нагрузка:
15 + 25 + 40 + 70 + 45 = 195 кВт.Но на этом расчёт заканчивать нельзя.
Дополнительно необходимо проверить пусковые характеристики компрессора, насосов и станков.
Если, например, компрессор запускается напрямую и создаёт значительный пусковой ток, генератор необходимо проверить именно на этот переходный режим. Поэтому результат такого расчёта следует считать
предварительным, а не окончательным подбором ДГУ.
Что делать, если нагрузка неизвестна
На практике технический специалист предприятия не всегда располагает полной информацией.
В этом случае можно начать с:- перечня оборудования;
- паспортов электродвигателей;
- данных существующего вводного устройства;
- показаний счётчика;
- проектной документации;
- однолинейной схемы;
- информации о максимальной фактической нагрузке.
Если часть данных отсутствует, её необходимо уточнить. У нас на сайте «Энергосервис» предусмотрен
подбор ДГУ по исходным параметрам объекта, включая суммарную мощность подключаемого оборудования. При этом пользователь может указать, что не знает мощность и ему требуется помощь в расчёте.
Какую мощность ДГУ выбрать: 100, 200 или 300 кВт?
Если предварительная рабочая нагрузка находится около определённого диапазона, нельзя выбирать генератор исключительно по ближайшему числу.
Например, если расчётная нагрузка составляет около 180–200 кВт, необходимо дополнительно проверить:
- пусковую нагрузку;
- коэффициент мощности;
- режим работы;
- последовательность запуска;
- характеристики конкретных моделей;
- резервирование;
- перспективное увеличение нагрузки.
Поэтому вопрос:
«Нам нужна ДГУ 200 или 300 кВт?» правильнее заменить вопросом: «Какая генераторная установка обеспечит требуемую нагрузку объекта с учётом переходных процессов и условий эксплуатации?»
Именно такой подход позволяет избежать как недостаточной мощности, так и неоправданного увеличения стоимости оборудования.
Когда одной ДГУ недостаточно
Для крупных производственных объектов может рассматриваться схема с несколькими генераторами.
Например: 2 × ДГУ 300 кВт вместо одной установки большей мощности.
Такое решение может использоваться для повышения гибкости системы, резервирования или адаптации мощности к изменяющейся нагрузке.
Но параллельная работа генераторов требует соответствующего оборудования управления и правильно спроектированной системы синхронизации.
Поэтому такой вариант необходимо рассматривать как инженерное решение, а не просто как арифметическую замену одной ДГУ несколькими.
Какие данные нужны для точного расчёта
Для инженерного подбора ДГУ желательно предоставить:
Электрические параметры
- напряжение;
- частоту;
- количество фаз;
- установленную мощность;
- максимальную фактическую нагрузку;
- коэффициент мощности, если известен.
Потребители
- перечень оборудования;
- мощность каждого потребителя;
- количество единиц;
- тип нагрузки;
- наличие электродвигателей.
Пусковые характеристики
- тип запуска двигателей;
- пусковой ток;
- наличие частотных преобразователей;
- наличие устройств плавного пуска;
- последовательность запуска.
Условия эксплуатации
- температура;
- место установки;
- помещение или улица;
- контейнер или открытое исполнение;
- требуемая продолжительность автономной работы.
Режим работы
- резервный;
- основной;
- периодический;
- продолжительный.
После этого можно переходить к подбору конкретной генераторной установки.
Расчёт ДГУ для производственного объекта в Иркутске и Сибири
Для предприятий Иркутска и других регионов Сибири к расчёту мощности добавляются требования, связанные с условиями эксплуатации.
Особое внимание необходимо уделять:- температурному диапазону;
- размещению оборудования;
- запуску при низких температурах;
- утеплению контейнера;
- вентиляции;
- отоплению;
- топливной системе;
- доступности сервисного обслуживания.
«Энергосервис» осуществляет работу с производственными объектами, монтаж ДГУ, производство контейнеров и обслуживание оборудования, в том числе на удалённых объектах. На сайте представлены контейнерные решения, рассчитанные на эксплуатацию при низких температурах.
Итог
Правильный расчёт мощности ДГУ для производственного объекта строится не на одной цифре.
Необходимо последовательно определить:
1. Какие потребители должны работать от ДГУ.
2. Какова их фактическая рабочая нагрузка.
3. Какие потребители имеют пусковые токи.
4. Какие нагрузки могут запускаться одновременно.
5. В какой последовательности подключается оборудование.
6. В каком режиме будет работать ДГУ.
7. Где будет установлена электростанция.
8. Какие климатические условия необходимо учитывать.
9. Требуется ли АВР или параллельная работа нескольких ДГУ.
Только после этого можно обоснованно выбирать конкретную мощность генераторной установки.
