продажа электростанций:
ТСС Россия GMGen Италия АД Россия KOHLER-SDMO Франция Cummins Великобритания
доставка по всей России | монтаж и пусконаладка | гарантийное обслуживание | ремонт

NovMotors.ru
  • качество
  • надежность
  • гарантия
Пн-Пт: 9.00 – 18.00
phone+7(921)841-01-11


Выбор электростанции. Часть 2.




Как правильно рассчитать мощность электростанции? Однофазная или трехфазная? В чем разница?

Один из основных параметров электростанции – это ее мощность. Очень важно не ошибиться в расчете мощности. Если мощность выбрана неправильно, то это приведет к перегрузке генераторной установки, а продолжительная работа ГУ на пределе своих возможностей - это повышенный расход топлива, уменьшение срока службы, риск выхода из строя. Слишком низкая нагрузка также негативно сказывается на сроке эксплуатации генератора. Оптимальный диапазон работы генераторной установки – в пределах от 40 до 80% ее номинальной мощности.

Производители электростанций обычно указывают в характеристиках стационарных ДГУ два вида мощности: основную и резервную. Основная мощность – это мощность, которую может выдавать электростанция без ущерба для себя в режиме безостановочного использования с перерывами только на плановое сервисное обслуживание. Резервная мощность – это максимально допустимая, пиковая мощность, которую электростанция может вырабатывать без перегрузки в течение ограниченного времени (не более 500 часов в год). Таким образом, на показатель основной мощности следует ориентироваться в том случае, если электростанция будет использоваться в качестве основного источника питания, а на показатель резервной мощности – если ГУ планируется использовать только в качестве резервного источника питания для подхвата нагрузки на непродолжительное время в случае аварии в основной сети. Для портативных электростанций указывается только максимальная мощность, потому что, как было сказано выше, использование их в качестве основного источника питания не допускается.

Параметр мощности в характеристиках генератора, как правило, указывается в кВА (киловольт-амперах) – полная мощность и в кВт (киловаттах) – активная мощность. В чем разница между ними, и каким показателем руководствоваться при расчете необходимой мощности? Разберемся в этом вопросе с практической точки зрения, не погружаясь сильно в теорию. Произведенная генератором электроэнергия характеризуется силой тока и напряжением. Полная мощность (кВА) – это произведение этих двух величин. Сила тока и напряжение имеют одинаковую частоту, но их фазы могут не совпадать и зависят от типа нагрузки (подключаемого электрооборудования). Если фазы тока и напряжения совпадают, то вся полная мощность используется для совершения полезной работы, если же ток опережает или отстает по фазе от напряжения, то лишь часть полной мощности используется для совершения полезной работы, а остальная ее часть расходуется впустую. Так вот, та часть полной мощности, которая совершает полезную работу (вращает двигатель, нагревает лампу накаливания) – это и есть активная мощность, которая измеряется в кВт. Она равна произведению полной мощности и коэффициента мощности, так называемого cosϕ (косинус угла, на который сдвинуты фазы тока и напряжения относительно друг друга). Все остальное – это реактивная мощность, которая не совершает полезную работу, а просто вхолостую передается от источника к потребителю и обратно. Чему равен cosϕ и какая часть полной мощности будет расходоваться на совершение работы - зависит исключительно от типа нагрузки. Существует 3 типа нагрузки: активная, индуктивная и емкостная. Рассмотрим, как изменяется активная мощность (кВт) для каждого типа.

Чисто активная нагрузка – это такие потребители, как лампы накаливания, электронагреватели, тэны, электрочайники и т.п., которые полностью преобразуют электроэнергию в тепло. Для таких потребителей фазы тока и напряжения совпадают, cosϕ равен 1, активная мощность (кВт) равна полной мощности (кВА).

В случае индуктивной нагрузки (электродвигатели, трансформаторы) ток отстает по фазе от напряжения, а в случае емкостной нагрузки (конденсаторы), напротив, ток опережает напряжение. При индуктивной и емкостной нагрузке коэффициент мощности (cosϕ) будет меньше единицы, соответственно, и активная мощность будет меньше чем полная. Величина cosϕ для конкретного электроприбора указывается в его технической документации. Ее нельзя вычислить, а можно только знать (если в документах к электроприбору или на его этикетке не указан cosϕ, то просто забейте в поисковике «косинус фи бытовых приборов» и узнайте среднее значение для вашего прибора). Таким образом, полная мощность (кВА) – это характеристика генератора, а активная мощность (кВт) – это характеристика нагрузки.

Для того, чтобы лучше понять изложенное приведем пример. Допустим, в характеристике генератора указана мощность 3 кВА – 2,4 кВт. Какую нагрузку он потянет? В случае чисто активной нагрузки (cosϕ = 1) к нему можно подключить 3 кВт (3 кВА*1) (например, 30 ламп накаливания по 100 Вт каждая). А в случае подключения, например, пылесоса, у которого cosϕ = 0,5, мощность пылесоса не должна превышать 1,5 кВт. (3 кВА*0,5). В обоих случаях полная мощность будет одинаковая (3 кВА), а активная – будет отличаться. А что же тогда за цифра 2,4 кВт, указанная в характеристике генератора? Это активная мощность при условии, что cosϕ подключенного потребителя равен 0,8 (усредненное значение). Это гипотетическая величина, и она зависит от того, какой конкретно прибор подключен к электростанции. Единственным объективным показателем мощности генератора следует считать только его полную мощность, которая измеряется в кВА.

Теперь, когда мы разобрались с кВА и кВт, перейдем к способам расчета необходимой мощности электростанции. Есть несколько способов расчета:

1. По суммарной мощности потребителей
2. По номинальной силе тока вводного автомата
3. Практический замер потребляемой нагрузки

Для третьего способа потребуется специальное оборудование и подготовленный специалист, который знает, как правильно замерить потребляемый ток и рассчитать соответствующую ему мощность. Этот способ мы рассматривать не будем. Остановимся подробнее на первых двух способах.

Для расчета мощности первым способом вам нужно просто сложить мощности всех электроприборов, которые вы планируете подключить к генератору. Однако при этом нужно учесть, что некоторые приборы имеют так называемые пусковые токи. У резистивных электроприборов с чисто активной нагрузкой (лампы накаливания, электронагреватели, тэны) пусковые токи отсутствуют. Пусковые токи есть у индуктивных приборов. Это приборы, в состав которых входит электродвигатель (пылесос, шуруповерт, холодильник). Пусковой ток у такого оборудования может в несколько раз превышать номинальную мощность. Конкретное значение пускового тока для конкретного прибора можно либо замерить (требуются специальная подготовка и измерительное оборудование), либо ориентироваться на средний коэффициент пускового тока данного электроприбора (просто забейте в поисковике «пусковые токи бытовых приборов»). Алгоритм расчета мощности генераторной установки по суммарной мощности потребителей следующий:

1. Необходимо привести все мощности к одной единице измерения, кВт или кВА. Чтобы перевести кВт в кВА, нужно мощность в кВт разделить на коэффициент мощности (cosϕ) (кВА = кВт/cosϕ). Чтобы перевести кВА в кВт, нужно, наоборот, умножить кВА на коэффициент мощности (cosϕ) (кВт = кВА*cosϕ). Напомним, что коэффициент мощности конкретного прибора указывается в технической документации или на этикетке. Строго говоря, корректным будет - суммировать и сравнивать полные мощности подключаемого оборудования и электростанции, которые измеряются в кВА. Если вы все-таки сравниваете мощность в кВт, то имейте в виду, что мощность электростанции в кВт – это некое усредненное значение, которое зависит исключительно от характера нагрузки (от типа подключаемых приборов). Поэтому после завершения расчетов в кВт необходимо полученную величину умножить на 1,2, чтобы был запас мощности для индуктивной нагрузки.

2. Если у электроприборов есть пусковые токи – рассчитать мощность таких приборов с учетом коэффициента пускового тока.

3. Сложить мощности всех электроприборов. Если электроприбор имеет пусковой ток, то берется именно пусковая мощность, а не номинальная. В противном случае мощности электростанции не хватит для запуска такого прибора. Например, генератор мощностью 2 кВт не сможет запустить кондиционер мощностью 1 кВт, у которого коэффициент пускового тока составляет 3, потому что при запуске, кондиционер потребляет: 1 кВт*3 = 3 кВт.

4. Если вы суммировали мощность в кВт – умножить на 1,2, как говорилось в п.1 (запас мощности для индуктивных приборов). Если мощность суммировалась в кВА – в этом нет необходимости.

5. Если вы планируете использовать генератор в качестве основного источника питания, то ориентироваться нужно на его основную мощность, если же оборудование будет подключаться время от времени на непродолжительное время - ориентируйтесь на резервную мощность или просто выберите портативный генератор.

Приведем пример расчета мощности генераторной установки для подключения следующих электроприборов:

- электрочайник, номинальная мощность 1,5 кВт, пусковой ток отсутствует (коэффициент пускового тока – 1), cosϕ=1
- насос для воды, номинальная мощность 1 кВт, коэффициент пускового тока - 5, cosϕ=0,8
- холодильник, номинальная мощность 0,8 кВт, коэффициент пускового тока – 3,5, cosϕ=0,9.

1. Переводим мощность в кВА. Для этого номинальную мощность в кВт делим на cosϕ.
- электрочайник: 1,5 кВт / 1 = 1,5 кВА
- насос для воды: 1 кВт / 0,8 = 1,25 кВА
- холодильник: 0,8 кВт / 0,9 = 0,9 кВА (округлено в большую сторону)

2. Рассчитываем пусковые токи. Для этого мощность в кВА умножаем на коэффициент пускового тока.
- электрочайник: 1,5 кВА * 1 = 1,5 кВА
- насос для воды: 1,25 кВА * 5 = 6,25 кВА
- холодильник: 0,9 кВА * 3,5 = 3,15 кВА

3. Складываем полученные мощности. 1,5 кВА + 6,25 кВА + 3,15 кВА = 10,9 кВА.

4. Так как мы суммировали полные мощности в кВА, нет необходимости корректировать полученную суммарную мощность с целью запаса мощности для индуктивных приборов. Полные мощности всех приборов уже учтены.

5. Итак, суммарная мощность составляет 10,9 кВА. Но вы не планируете включать водяной насос часто и готовы на момент его запуска отключить холодильник и не включать электрочайник. Таким образом, вам вполне хватит мощности электростанции 6,3-6,5 кВА. Вы сможете одновременно использовать все 3 электроприбора, однако при запуске насоса холодильник и чайник необходимо будет отключить. Кроме того, вы сэкономите, купив электростанцию 6,5 кВА вместо 11 кВА.

С мощностью определились – 6,3-6,5 кВА. Допустим все перечисленные приборы – однофазные (220 В). В таком случае и электростанцию целесообразно выбрать однофазную (подробнее отличия однофазных и трехфазных электростанций мы рассмотрим в следующем разделе). Осталось определиться с режимом использования генератора.

Если у вас отсутствует централизованное энергоснабжение, и генераторная установка будет питать перечисленные электроприборы постоянно в течение длительного периода времени, то вам подойдет однофазная стационарная электростанция с основной мощностью 6,5 кВА. Например такая: https://novmotors.ru/catalog/powerstations/GMM6M.

Если же вы планируете подключать указанные электроприборы редко и на непродолжительное время (например, на даче), то оптимальный выбор – это однофазный портативный генератор мощностью 6,3 кВА. Например такой: https://novmotors.ru/catalog/generators/GMY7000LX.

Второй способ расчета необходимой мощности - по номинальной силе тока вводного автомата, которая измеряется в амперах (А). Тут важно, сколько фаз у ввода: одна или три.

Для однофазного ввода, мощность в Вт равна произведению номинальной силы тока вводного автомата (А) и напряжения 220 В. Например, если у вводного автомата номинал 16 А, то максимальная мощность в Вт, которую он сможет обеспечить, равна 16 А * 220 В = 3520 Вт (3,52 кВт). Значит, вам подойдет электростанция номинальной мощностью 3,6 кВт, например такая https://novmotors.ru/catalog/generators/GMH5000.

Для трехфазного ввода, мощность в ВА равна произведению номинальной силы тока вводного автомата (А), количества фаз – 3, и напряжения 220 В (напряжение между фазами именно такое). Например, для трехфазного вводного автомата номиналом 16 А, максимальная мощность в ВА равна 16 А * 3 * 220 В = 10560 ВА (10,56 кВА). Значит, вам подойдет электростанция номинальной мощностью 11 кВА, например такая https://novmotors.ru/catalog/generators/GML11000TELX.

Обратите внимание, что для однофазного ввода мы считали мощность в Вт (активная мощность), а для трехфазного – в ВА (полная мощность).

Мы рассмотрели элементарные примеры расчета необходимой мощности электростанции, которые призваны показать сам принцип такого расчета. Однако, нужно понимать, что каждый случай – индивидуален, и всех нюансов в одной статье не предусмотришь. Например, если у вас сезонное производство и нагрузка зимой составляет 200 кВт, в межсезонье – 100 кВт, а летом всего 20 кВт, то, вероятно, лучшим решением для вас будет энергокомплекс, состоящий из 10 дизельных генераторов по 20 кВт каждый. Если у вас возникли затруднения при расчете мощности генераторной установки – обратитесь к специалистам.

Однофазная или трехфазная? В чем разница? Генераторная установка может быть однофазной (220 В) или трехфазной (380 В), причем к трехфазной ГУ можно подключить как трехфазные потребители, так и однофазные. Учитывая, что в некоторых случаях трехфазный стационарный дизель-генератор стоит даже дешевле однофазного такой же мощности, означает ли это, что всегда лучше приобрести трехфазный генератор, даже если все ваши электроприборы однофазные, а трехфазных нет, и не предвидится? Однозначно - нет. Давайте разберемся почему.

Прежде всего, нужно понимать, что если вы подключите однофазный электроприбор к трехфазному дизель-генератору, то генератор не сможет запитать прибор мощнее, чем одна третья часть номинальной мощности генератора. Потому что мощность трехфазного генератора распределена по трем фазам. Например, трехфазный дизель-генератор мощностью 6 кВт не сможет обеспечить работу однофазного обогревателя мощностью 3 кВт, потому что с одной фазы такого генератора вы сможете снять только 2 кВт мощности. В то же время он без проблем запитает трехфазный тэн мощностью 5 кВт.

Кроме того, в случае подключения однофазной нагрузки к трехфазной электростанции, важно каждую фазу нагружать примерно одинаково (разница мощностей подключаемых электроприборов к разным фазам не должна превышать 20-25%). В противном случае, происходит, так называемый, перекос фаз, который в лучшем случае приведет к срабатыванию автоматики и выключению генератора, а в худшем – к выходу из строя самого дизель-генератора и подключенного к нему электрооборудования. Достичь равномерного распределения нагрузки по фазам при малых мощностях (до 15 кВт) достаточно проблематично.

Таким образом, если планируется подключение только однофазных приборов – нужна однофазная электростанция, если только трехфазных – трехфазная. Если нагрузка будет и однофазная и трехфазная, то нужно покупать трехфазную электростанцию, но при подключении необходимо позаботиться о равномерном распределении нагрузки по фазам с целью предотвращения перекоса фаз.