Стабильная и бесперебойная работа автономных источников питания – предмет особой заботы потенциальных покупателей. При выборе мощности заказчиков интересует один и тот же круг вопросов.

  • Что лучше купить – дизельную электростанцию 150 кВт, 200 или, может, 500? Хватит ли ресурсов маломощного агрегата на выработку потребного количества энергии? Не окажутся ли характеристики избыточными, что повлечет ненужные расходы?

  • Существует ли разница в расчетах, если оборудование будет вырабатывать электроэнергию постоянно или рассматривается только в качестве резервного источника?

  • Будет ли генератор работать в оптимальном режиме, не выйдет ли из строя раньше времени?

Недогрузка или перегрузка оборудования влечет за собой эксплуатационные проблемы. Понимание общих принципов расчета позволит избежать грубых ошибок при покупке.

дизельный генератор

Дизель-генератор – основной агрегат дизельной генераторной установки (ДГУ, она же дизельная электростанция). Применительно к мощности понятия генератора и станции взаимозаменяемы.

Расчет потребности в электроэнергии

Мощности дизельной электростанции должно хватать на снабжение электричеством всех приборов, устройств и оборудования. Совокупную потребность определяют суммированием мощностей потребителей электроэнергии.

Различают полную мощность, которая потребляется, и активную, которая преобразуется в полезную нагрузку. При постановке расчетной задачи учитывается полная, в противном случае мощность станции может оказаться недостаточной.

виды мощностей генераторов

Полная мощность S и активная P связаны следующим соотношением:

S=Pcos

где cos – коэффициент мощности (указывается изготовителем).

Следующий шаг – определение потребляемой электроэнергии с учетом пускового тока. В момент запуска потребителей с индуктивной или емкостной нагрузкой ток может возрасти в несколько раз, в равной степени увеличивается мощность.

Пусковые токи возникают кратковременно, после возврата к нормальному уровню освободившаяся нагрузка становится доступна для других потребителей.

Пример

Активная мощность дрели 1.2 кВт, cos =0.85. Полное энергопотребление составит 1.2/0.85 ≈ 1.4 кВт.

Коэффициент пускового тока равен 3. В момент запуска дрель потребляет 1.4 × 3 = 4.2 кВт.

Определение мощности генератора

После подсчета потребляемой электроэнергии остается выбрать электростанцию, которая справится с нагрузкой. Решение принимают с учетом того, будет ли ДГУ использоваться как основной либо как резервный источник питания.

Выработка электроэнергии на пределе возможностей допускается в ограниченный промежуток времени, иначе оборудование сильно изнашивается и раньше времени выходит из строя. Если установка работает непрерывно, должен быть некоторый запас по мощности.

Классификация номинальной выходной мощности:

  • Основная (Prime Rated Power, PRP). Максимальная нагрузка, которую электростанция может развивать при непрерывной работе в постоянном режиме. Средняя выработанная мощность за 24 часа подряд не должна превышать 70% от номинальной. Допускается часовая перегрузка на 10% каждые 12 часов работы.

  • Резервная (Limited Time Power, LTP). Максимальная нагрузка, которую установка может выдавать не более 500 часов в год, из них не больше 300 часов подряд с перерывами на техобслуживание.

При выборе оборудования ориентируются на показатели номинальной мощности, заявленные производителем. Полная мощность указывается в кВ∙А, активная – в кВт. Если указана только полная, ее требуется перевести в активную через cos , поскольку именно активная доходит до потребителей. При отсутствии данных значение cos принимают равным 0.8.

характеристики ДГУ

Пример

Загородный дом постоянно подключен к автономному источнику питания, средняя потребляемая нагрузка в течение суток – 12 кВт. Основная мощность PRP составит 12/0.7 ≈ 17 кВт. Активная мощность дизельного генератора для жилого дома должна превышать 17 кВт, полная мощность при cos = 0.8 – более 21 кВ∙А.

Покупать электростанцию с большим запасом не стоит, причем не только из-за высокой цены. При слишком маленькой нагрузке быстро образуется нагар на свечах и выпускном тракте двигателя, сильно увеличивается удельный расход топлива. Минимальная эксплуатационная мощность составляет не менее 25–30% от номинальной.

В отдельных случаях соблюсти нужный диапазон эксплуатационной нагрузки не получится. Например, оборудование для котельной летом загружено лишь незначительно. Нагрузка ниже 25% неприемлема. Какое решение следует принять в этой ситуации?

Здесь подойдет вариант с заменой единичной дизельной электростанции большой мощности энергокомплексом из нескольких менее мощных установок. Энергокомплекс подстраивается под текущую нагрузку. Летом в работе может остаться один агрегат, зимой добавляются дополнительные.

энергокомплекс

Помимо потребляемой нагрузки, при расчетах приходится учитывать следующие факторы:

  • Последовательность запуска потребителей с пусковыми токами.

  • Допустимый коэффициент краткосрочной перегрузки генератора при пусковых токах.

  • Расписание нагрузки потребителей.

  • Экстремальные температуры эксплуатации.

  • Высота над уровнем моря более 1000 м.

Приведенными алгоритмами расчета можно пользоваться в достаточно простых случаях. Если предстоит подключать много разнородных потребителей с несовпадающим расписанием нагрузки, лучше обратиться в специализированные организации для разработки проекта.