Автономное, бесперебойное электроснабжение гражданских зданий и промышленных сооружений. т.: (099) 312 66 60
Эта статья должна помочь решить многие вопросы по выбору
электростанции,
генератора.
Оценка мощности электростанции, генератора.
Виды нагрузок
Самые простые нагрузки, у них вся потребляемая энергия преобразуется в тепло.
Примеры: лампы накаливания, обогреватели, электроплиты, утюги и т. п.
Здесь все просто. Например, если их суммарная потребляемая мощность
составляет 2 кВт, для их питания в точности достаточно 2 кВт.
Все остальные нагрузки. Они, в свою очередь, подразделяются на
индуктивные и емкостные. Простейший пример первых - катушка, вторых -
конденсатор.
У реактивных потребителей энергия превращается не только в тепло -
часть ее расходуется на другие цели, например, на образование
электромагнитных полей. Мерой реактивности выступает так называемый
cosφ. На приборах обычно указывают их потребляемую мощность и cosφ.
Чтобы подсчитать «реальное» потребление нужно мощность разделить на
cosφ.
Например:
если на электродрели написано 800 Вт и cosφ=0,7 , это означает, что на
самом деле инструмент будет потреблять от генератора 800:0,7=1143 Вт.
Важно знать:
каждая
электростанция (генератор) имеет собственный cosφ , который
обязательно нужно учитывать. Например, если он равен 0,8, то для работы
выше названной дрели от электростанции потребуется 1143 Вт : 0,8 = 1429
ВА. Кстати, именно по этой причине грамотное обозначение выдаваемой
электростанцией мощности ВА (вольт-амперы), а не Вт (ватт).
Высокие пусковые токи.
Любой электродвигатель в момент включения потребляет энергии в
несколько раз больше, чем в штатном режиме. Чтобы не вдаваться в
технические подробности, приведем пример. Представьте себе тяжелую
тележку, стоящую на горизонтальной поверхности. Чтобы сдвинуть ее с
места, требуется гораздо больше усилий, чем для поддержания в дальнейшем
ее скорости. Стартовая перегрузка по времени не превышает долей
секунды, поэтому главное - чтобы электростанция смогла ее выдержать, не
отключаясь и тем более не выходя из строя. Кстати, с точки зрения
пусковых токов один из самых «страшных» приборов - погружной насос, у
которого в момент старта потребление может подскочить в 7-9 раз . Это и
понятно: в отличие, скажем, от дрели у насоса отсутствует холостой ход -
ему сразу приходится начинать качать воду.
После определения типов нагрузок, которые будут подключены к
электростанции, нужно определить суммарную мощность всех потребителей,
только тогда можно с уверенностью сказать, какой генератор Вам подходит.
В связи с этим мы рекомендуем Вам следующее практическое правило расчета.
Индуктивные потребители . (Пилорама, насос, компрессор,
электродвигатели). Эти потребители нуждаются в момент запуска в более
высокой мощности генератора, затем во время работы мощность
стабилизируется. Установите мощность всех потребителей, подключенных
одновременно. Теперь Вы можете сделать выбор. Выдаваемая мощность
электрогенератора без стартового усиления должна превышать в 3-3,5 раза
мощность потребителей, в особых случаях в 4,5 раза.
Например, мощность потребителя 1500 ВА, Вам необходим электрогенератор с минимальной мощностью 5250 VA (1500*3,5=5250 VA).
Необходимо иметь в виду, что мощность Вашего наибольшего потребителя
или сумма мощностей не должна быть одинаковой с мощностью в VA
генератора. Это связано с различными техническими факторами, схожими у
всех электростанций.
Для нормальной работы электростанции к суммарной мощности потребителей прибавьте еще 10%.
Таким образом в общем виде выбор генератора выглядит таким образом:
например, у вас имеются два потребителя, один с активной нагрузкой
(электроплита с потреблением 2кВА) и реактивная нагрузка (вентилятор с
потреблением 1кВА). Если Вы рассчитываете мощность генератора, то это
выглядит следующим образом: (2кВА + 1кВА*3,5)+10%=6,05кВА.
Двигатель генератора.
Двигатель справедливо считается «сердцем» установки. Именно его ресурс
определяет срок «жизни» электростанции: среднее время наработки на отказ
у блока электрогенератора всегда в несколько раз выше, чем у мотора. В
частности, у высококачественного бензинового мотора время непрерывной
работы до первого вероятного отказа исчисляется в среднем 3-5 тысяч
часов. Дизельные двигатели, как правило, обладают ресурсом значительно
выше чем бензиновые, их потребление топлива экономичнее, да и само
дизельное топливо допускает менее жесткие условия по хранению, однако
электростанция, собранная на базе дизельного двигателя в 1,5-2 раза
дороже аналогичной по мощности , но собранной на базе бензинового
двигателя.
Поэтому выбор в пользу электростанции, собранной на базе дизельного двигателя рационально делать в случае:
- использование электростанции в качестве основного источника
электропитания (по крайней мере в случаях длительного ее использования);
- использование однородного вида топлива (наличие агрегатов работающих на дизельном топливе);
- электрических мощностях от 15 кВА , на которых генераторы с бензиновыми двигателями практически не применяются.
Одним из критериев надежности генератора, выступает наличие или
возможность комплектации топливным баком большой емкости. Тем самым
производитель изначально предусматривает длительную непрерывную
эксплуатацию генераторной установки. Другой атрибут «классности» -
частота замены масла. Для качественных моторов этот показатель не ниже
100 часов работы.
Электрогенератор.
Этот блок (его еще называют альтернатором), собственно, и вырабатывает
электрический ток. В зависимости от типа электрогенератора
электростанция лучше справляется с теми или иными задачами
Одно- или трехфазные генераторы. Их название вытекает из
назначения - питать соответствующих потребителей. При этом к однофазным
генераторам, вырабатывающим переменный ток напряжением 220 В и частотой
50 Гц, можно подключать только однофазные нагрузки, тогда как к
трехфазным (380/220 В, 50 Гц) и те, и другие (на приборной панели
имеются соответствующие розетки, или клемные колодки).
С однофазными альтернаторами все более или менее ясно: главное -
правильно «посчитать» всех своих потребителей, учесть возможные проблемы
(например, высокие пусковые токи) и выбрать агрегат с соответствующей
реальной выходной мощностью. При подключении к трехфазным генераторам
трехфазных же нагрузок ситуация аналогичная.
А вот при подключении к трехфазным генераторам однофазных потребителей
возникает проблема, именуемая «перекосом фаз». Не углубляясь в
технические подробности, сформируем два правила.
1) Потребляемая мощность однофазной нагрузки не должна превышать 1/3 от
номинальной трехфазной выходной мощности агрегата. Иными словами,
9-киловаттной трехфазной генераторной установкой можно запитать не более
чем З-киловаттный однофазный обогреватель!
2) При наличии нескольких однофазных нагрузок разница в их потребляемой
мощности не должна превышать 1/3 от «перекоса фаз» («перекос фаз» - та
самая 1/3 из правила 1). Кстати, это идеальная величина, реализуемая для
высококлассных электростанций. У генераторов попроще данный параметр
меньше.
Синхронные и асинхронные генераторы.
Если говорить популярно, то синхронный генератор конструктивно сложнее:
например, у него на роторе находятся катушки индуктивности. Асинхронный
генератор устроен гораздо проще: его ротор напоминает обычный маховик.
Как следствие, такой генератор лучше защищен от попадания влаги и грязи
(говорят, что он имеет «закрытую» конструкцию).
Cинхронные и асинхронные генераторы отличаются своими возможностями.
- синхронные генераторы легче переносят пусковые перегрузки и вырабатывают более «чистый» ток;
- в силу простоты конструкции асинхронные генераторы более устойчивы к
короткому замыканию, поэтому лучше подходят для питания сварочных
аппаратов.
Кстати, на стабильность напряжения оказывает влияние и класс двигателя,
а именно его способность поддерживать постоянные обороты (как правило,
3000) при изменениях нагрузки, наличие специальных систем стабилизации ,
в частности AVR (автоматический регулятор напряжения).
Наконец, в качестве конструктивного исполнения более предпочтительны
генераторы, не оборудованные щетками (так называемые «Brushless»
-бесщеточные), так как они не требуют обслуживания и не создают помех.
Выходная мощность генератора.
Это один из самых главных параметров генератора. Именно на него прежде
всего обращает внимание потребитель. Здесь есть два «подводных камня»:
- многие производители в каталогах приводят так называемую максимальную
выходную мощность. Имейте в виду: этот параметр предусматривает
кратковременную работу агрегата (в зависимости от фирмы интервал
колеблется от нескольких секунд до нескольких минут). Реальная
номинальная мощность обычно на несколько (иногда на десятки) процентов
ниже;
- электростанция, как и любой другой прибор, обладает собственным cosφ.
Одни производители при указании выходной мощности его учитывают, а
другие - нет. Во втором случае пользователю придется самому подсчитать
реальную номинальную мощность, умножая приведенную в каталоге на cosφ.
Дополнительные особенности электростанций.
Запуск двигателя:
- ручной (шнуром);
- с помощью электростартера (поворотом ключа);
- автоматически (при пропадании напряжения в основной сети электростанция заводится сама).
Уровень шума.
Как и любой прибор с двигателем, электростанция создает шум. И чем он
больше, тем менее комфортно чувствует себя пользователь. Продолжительный
шум может причинить вред нервной системе человека, поэтому очень важно
предусмотреть меры защиты от шума путем установки шумопоглащающего
оборудования (в частности приобретение электростанции в шумопоглащающем
корпусе) или размещения генератора в специальном помещении. Обычно
уровень шума измеряется, как «звуковое давление» LpA или , как «звуковая
мощность» LWA. Звуковая мощность является постоянной величиной для
данного оборудования, звуковое давление зависит от расстояния до
источника шума. Например звуковое давление LpA от источника шума с
LWA=100дБ(А) на расстоянии 7 метров составит 72 дБ(А). Для сравнения
шумовых характеристик различных моделей следует иметь в виду, что разные
производители приводят данные по шуму в различных величинах (либо
звуковое давление либо звуковая мощность), а для звукового давления еще и
на различном расстоянии (наиболее распространено 7 метров), а также для
различной загрузки генератора (обычно речь идет о номинальной
мощности).
Система охлаждения.
Генераторы бывают воздушного (как правило от 0,9 до 15 кВА), водяного и
масляного охлаждения. В случае жидкостного охлаждения и размещения
электростанции в неотапливаемом помещении полезной опцией является
возможность электрического подогрева охлаждающей жидкости.
Дополнительные опции – широкие возможности.
Их может быть очень много, и они серьезно влияют на стоимость
электростанции. Благодаря штатным опциям и получается именно та станция,
которая нужна. Дополнительные опции имеются как для бензиновых
электростанций (бензогенераторов), так и для дизельных электростанций
(дизельгенераторов). Разумеется, максимальный выбор опций у серьезных
дизельных электростанций с жидкостным охлаждением (от 6 кВт до
мегаватта). Это возможность автоматического запуска электростанции,
контроля её параметров на жидкокристаллическом дисплее и дистанционно на
компьютере, увеличенные топливные баки и различные защиты (от
перегрузки, от утечки тока на землю, от атмосферных явлений),
оборудование для перевода бензиновых электростанций на работу от
сжиженного газа, недорогие кожухи-укрытия, шумоизолирующие кожухи для
снижения всего шума от электростанции и дополнительные глушители,
снижающие только шум выхлопа, арктические контейнеры, позволяющие
эксплуатировать электростанцию при -60oС и т. д.
