Як вибрати генератор (електростанцію)

Як вибрати генератор (електростанцію)

Необхідна потужність електростанції. Щоб вирішити цю проблему, спочатку необхідно визначити прилади, які планується підключити.

Активне навантаження. Найпростіші, вся споживана енергія перетворюється на тепло (освітлення, електроплити, електронагрівачі тощо). У цьому випадку розрахунок простий: для їх живлення достатньо агрегату з потужністю, що дорівнює їх сумарній потужності.

Реактивне навантаження. Усі інші навантаження. Вони, у свою чергу, поділяються на індуктивні (котушка, дриль, пила, насос, компресор, холодильник, електродвигун, принтер) та ємнісні (конденсатор). У реактивних споживачів частина енергії витрачається освіту електромагнітних полів. Показником міри цієї частини енергії, що витрачається, є так званий cos j . Наприклад, якщо він дорівнює 0,8, то 20% енергії перетворюється над тепло. Потужність, поділена на cos j, дасть "реальне" споживання потужності. Приклад: якщо на дрилі написано 500 Вт і cos=0,6 це означає, що насправді інструмент буде споживати від генератора 500:0,6=833 Вт. Потрібно мати на увазі також таке: кожна електростанція має власний cos j, який обов'язково потрібно враховувати. Наприклад, якщо він дорівнює 0,8, то для роботи вищезгаданого дриля від електростанції потрібно 833 Вт: 0,8 = 1041 ВА. До речі, саме з цієї причини грамотне позначення потужністю ВА (вольт-ампери), що видається електростанцією, а не Вт (вати).

Високі пускові струми. Будь-який електродвигун у момент включення споживає енергії у кілька разів більше, ніж у штатному режимі. Стартове навантаження за часом не перевищує часткою секунди, тому головне - щоб електростанція змогла її витримати, не відключаючись і, тим більше, не виходячи з ладу. Обов'язково потрібно знати, які стартові навантаження здатний витримати той чи інший агрегат. Через високі пускові струми найнебезпечнішими приладами є ті, у яких відсутній холостий хід. Робота зварювального апарату з погляду міні-електростанції виглядає як банальне коротке замикання. Тому для їх енергопостачання рекомендується використовувати спеціальні генераторні установки, або принаймні "варити" через зварювальний трансформатор. У занурювального насоса споживання в момент пуску може підскочити в 7 - 9 разів.

Двигун. Справедливо вважається "серцем" установки. Саме його ресурс визначає термін "життя" міні-електростанції: середній час напрацювання на відмову у блоку електрогенератора завжди в кілька разів вищий, ніж у двигуна.

Електрогенератор. Цей блок (інша назва альтернатор), власне, і виробляє електричний струм. Залежно від типу електрогенератора електростанція краще справляється з тими чи іншими завданнями. З погляду класифікації, генератори бувають синхронними та асинхронними. Якщо говорити популярно, синхронний генератор конструктивно складніше: наприклад, у нього на роторі знаходяться котушки індуктивності.

Асинхронний генератор влаштований набагато простіше: його ротор нагадує звичайний маховик. Як наслідок, такий генератор краще захищений від попадання вологи та бруду ( кажуть, що він має "закриту" конструкцію). Синхронний та асинхронний генератори відрізняються своїми можливостями.

Синхронні генератори – менш точні, але вони придатні для аварійного електроживлення офісів, холодильних установок, обладнання заміських будинків, дач, будівельних об'єктів. Такі електрогенератори без проблем справляються з енергопостачанням електроінструментів та електродвигунів із реактивним навантаженням до 65% від свого номіналу. Вони легше переносять пускові навантаження, здатні короткочасно, трохи більше 1 сек, видавати струм в 3 – 4 разу вище номінального, і виробляють більш “ чистий” струм. Рекомендуються для живлення електродвигунів, насосів, компресорів та іншого електроінструменту, а також для підключення зварювального апарату.

Асинхронні генератори – В силу простоти своєї конструкції асинхронні електрогенератори більш стійкі до короткого замикання (зварювальні апарати) і стійкіші до перевантажень, вихідна напруга має менше нелінійних спотворень (дуже плавна синусоїдальна хвиля); за рахунок цього забезпечують підтримку напруги із високою точністю. Застосування асинхронного генератора дозволяє запитувати від агрегату як промислові пристрої, не критичні до форми вхідної напруги, а й апаратуру, чутливу до перепадів напруги (медичне устаткування, електронну техніку). Асинхронний генератор ідеальне джерело струму для підключення активного, або омічного, навантаження: ламп розжарювання, побутових електроплит, електронагрівачів та ін. Дозволяє підключати електроінструменти та електродвигуни з реактивною потужністю до 30% від номіналу. При підключенні індуктивних навантажень необхідний запас потужності в 3 – 4 рази. Як внутрішньополюсна, саморегульована машина, без щіток і контактних кілець, генератор має ступінь захисту IP 54 і не вимагає технічного обслуговування. Перевантаження цих генераторів не допустиме.

На стабільність напруги впливає і клас двигуна, а саме його здатність підтримувати постійні обороти (зазвичай 3000 об/хв) при змінах навантаження. Якість електрики, що видається, може бути також підвищена спеціальними системами стабілізації AVR (автоматичний регулятор напруги). Це дуже важлива опція, і ось чому. Перевищення номінальної напруги призводить до скорочення терміну служби електроприладів, а зменшення знижує продуктивність та економічність їх роботи. У разі падіння напруги тьмяно горить світло, відбувається переривання у роботі побутової техніки, апаратури зв'язку. При підвищеній подачі електрики прилади перегорають незалежно від того, працюють вони в момент аварії, чи ні. А збій у роботі автономного тепло- або водопостачання заміських будинків та котеджів, а також водяних насосів, водонагрівальних котлів, охоронних систем може призвести до їх зупинки та поломки.

Нарешті, як конструктивного виконання кращі генератори безщіткові, так як вони не вимагають обслуговування і не створюють перешкод.

Клас захисту генератора Ступінь захисту позначається двома літерами IP та двома цифрами.
Перша цифра позначає рівень захисту від проникнення твердих механічних предметів, друга цифра показує рівень захисту від впливу рідини.

Синхронні генератори, як правило, відповідають класу IP 23, тоді як асинхронні - IP 54. Втім, останнім часом практично у всіх провідних виробників з'явилися інноваційні синхронні генератори, що задовольняють IP54.

Вибір кількості фаз електростанції. При виборі електростанції необхідно звернути особливу увагу кількість фаз електростанції.

Одно-або трифазні генератори. Їхня назва випливає з призначення — живити відповідних споживачів. При цьому до однофазних генераторів, що виробляють змінний струм напругою 220 В і частотою 50 Гц, можна підключати тільки однофазні навантаження, тоді як до трифазних (380/220 В, 50 Гц) - і ті, і інші (на панелі приладів є відповідні розетки, кількість яких у агрегатів різних виробників різна). Трифазні електростанції на 380 В застосовуються як у промислових цілях, так і для котеджів з трифазним розведенням мережі. Слід враховувати, що між нулем і фазою знімається 220 Вольт (що потрібно), а між двома фазами – 380 В.

З однофазними альтернаторами все більш менш ясно: головне — правильно «порахувати» всіх своїх споживачів, врахувати можливі проблеми (наприклад, високі пускові струми) і вибрати агрегат з відповідною реальною вихідною потужністю. При підключенні до трифазних генераторів трифазних навантажень ситуація аналогічна.

Трифазні електростанції на 220В можуть використовуватися тільки для освітлення (між нулем та фазою знімається 127В, між двома фазами – 220В). При використанні трифазних електростанцій необхідно дотримуватись умови приблизної рівності потужності споживачів, що знаходяться на різних фазах. Для нормальної роботи генератора різниця електричних потужностей на різних фазах має перевищувати 20 – 25%.

А ось при підключенні до трифазників однофазних споживачів виникає проблема, що називається перекосом фаз. Не заглиблюючись у технічні подробиці сформуємо два правила.

1. Потужність однофазного навантаження не повинна перевищувати 1/3 від номінальної трифазної вихідної потужності агрегату. Інакше кажучи, 9-киловаттной трехфазной генераторної установкою можна «нагодувати» лише 3-киловаттный однофазний обігрівач!

2.За наявності кількох однофазних навантажень різниця не повинна перевищувати 1/3 від «перекосу фаз» («перекіс фаз» — та сама 1/3 із правила в їх споживаній потужності 1). До речі, це ідеальна величина для висококласних міні-електростанцій. У агрегатів простіше цей параметр менший.

Вихідна потужність. Це один із найголовніших параметрів. Саме на нього насамперед звертає увагу покупець. Тут є два «підводні камені»:

Багато виробників у каталогах наводять так звану максимальну вихідну потужність. Майте на увазі: цей параметр передбачає короткочасну роботу агрегату.

Практичний досвід використання електростанцій говорить про те, що для освітлення дачного будиночка (2-3 лампочки, холодильник, телевізор) цілком достатньо потужності 2 кіловати. Власнику заміського котеджу, якого постійно турбують перебої з електроенергією, необхідно придбати електростанцію потужністю від 10 до 30 кіловат. Будівельникам, що користуються дрилем, болгаркою та бетономішалкою, буде достатньо потужності до 6 кіловат.

Необхідно врахувати, що заплановане Вами навантаження (що резервується автономним джерелом електропостачання) в 10 і більше кВт при тривалих відключеннях централізованого електропостачання передбачає використання дизельних (як більш надійних при тривалому використанні), а не автономних бензинових джерел електропостачання.

Додаткові риси.

Запуск агрегату. Електростанція може бути запущена двома способами: вручну (для чого необхідно потягнути за шнур або провернути рукоятку) або електростартером (звичайно, якщо модель має), тобто поворотом ключа або натисканням на кнопку. Крім того, низка агрегатів, оснащених електростартером, допускають дистанційний запуск за допомогою пульта, з'єднаного зі станцією кабелем.

Наявність електростартера є необхідною умовою для перетворення електростанції на повноцінну систему резервного енергопостачання, яка автоматично функціонуватиме (у тому числі вмикатися чи вимикатися) без будь-якої участі з боку людини.

Рівень шуму. Як і будь-який агрегат із двигуном, міні-електростанція створює шум. І чим він більший, тим менш комфортно почувається користувач (особливо це стосується застосування її на тихій дачній ділянці). Для вирішення проблеми випускаються міні-електростанції у шумозахисних кожухах. Однак це значно збільшує ціну агрегату.

Як вибрати потрібний електрогенератор?

У будь-якого генератора є два важливі параметри: номінальна потужність і максимальна потужність. Максимальна потужність - це тимчасовий режим, в якому станція може працювати в межах 20-30 хвилин. Після цього спрацює тепловий захист та апарат відключиться. Припустимо, номінальна потужність генератора -1,3 кВт, а максимальна -1,5 кВт. Ось у межах від 1,3 до 1,5 станція працює у тимчасовому режимі, до 1,3 кВт – у постійному режимі. Коли ви бажаєте підібрати собі генератор, потрібно звернути увагу на ці параметри.
Генератор будь-якої конструкції боїться зустрічних струмів. Якщо ви підключите генератор до проводки, яка з'єднана з комунальною мережею, під час тимчасового відключення електроенергії, а потім раптом подача електрики відновиться, то ваш генератор вийде з ладу. Такий випадок поломки не вважається гарантійним, і ремонт пристрою коштуватиме копійчину. Тому необхідно підключати споживачі безпосередньо до генератора або поставити на проводку рубильник із взаємовиключними положеннями: або живлення від генератора, або від мережі.

Попередньо Ви повинні самі визначити, які споживачі підключатимуться одночасно до генератора. Орієнтовні потужності споживачів найкраще подивитися у паспортних даних для даного споживача. Зверніть особливу увагу на споживачів, які мають у своєму складі електромотори (холодильники, насоси, електрокосарки тощо). Це з тим, що з пуску електромотора потрібна потужність, в 3-3,5 разу перевищує його номінальну потужність. Для підрахунку візьміть потрійне значення номінальної потужності електроприладу з найбільшим електромотором, додайте до неї номінальні значення потужностей інших приладів, що містять електромотори, якщо впевнені, що вони не включатимуться одночасно, і додайте до суми потужності всіх інших активних споживачів (освітлення, електроплита тощо). п.), які працюватимуть спільно з першими. ( Не забудьте, що споживачі, що іноді містять мотори, можуть включатися одночасно, наприклад, холодильники після перебою в електропостачанні. У подібних випадках потрібно підключити до генератора споживачів по черзі: спочатку найпотужніший, потім після запуску першого наступний за потужністю і т.д.). Отриману потужність збільшіть на 10% - це і є потужність необхідного генератора.

Перед кожним запуском необхідно перевірити, щоб загальна, сумарна потужність споживачів, що підключаються, не перевищувала номінальну потужність генератора. При цьому слід звернути увагу, що електромоторні споживачі вимагають більш високих пускових струмів, через що, своєю чергою, може відбуватися обвальний спад напруги. Крім того, такі споживачі, як електромотори та трансформатори, споживають так звану реактивну потужність. Короткочасно в момент включення ці індуктивні споживачі споживають потужність, що багаторазово перевищує зазначену в технічній документації. На відміну від індуктивних споживачів, омічні споживачі (побутова техніка, універсальні мотори тощо) не вимагають пускових струмів, тому для розрахунку можна використовувати їх потужнісні дані без будь-яких інших показників. Оскільки генератор для генерування напруги сам потребує реактивної потужності, що надається конденсаторами, лише обмежена частина її може бути віддана у розпорядження індуктивних споживачів. У технічних параметрах електромоторів під корисною потужністю Вт або кВт розуміється механічна потужність, що віддається на валу. Споживана ж потужність Вт або кВт повинна визначатися із заданого номінального струму, cos j або з показника коефіцієнта корисної дії. Наприклад, трифазний мотор 1.5 кВт з коротко замкнутим ротором, 2825 об/хв і коефіцієнтом потужності cos j = 0.8 і позначкою номінального струму 3.4 А при 380 буде споживати 3.4х380х31/2=2238 ВА, споживана корисна потужність2. ; до того ж цей трифазний двигун бере в момент включення струм в кілька разів перевищує показник заданого номінального струму. Потужність генератора, що віддається, задається в ВА. Корисна потужність, що дійсно віддається, визначається відповідним коефіцієнтом потужності cos j. При заданому коефіцієнті потужності cos j=1 віддається корисна потужність Вт дорівнює номінальної потужності агрегату в ВА. Коефіцієнт потужності cos j = 0.8 означає, що 80% номінальної потужності агрегату може бути віддано як чиста, корисна потужність.

Також слід звернути увагу, що вольти та ампери залежать один від одного – зростає напруга – падає струм і навпаки.

Поради щодо вибору дизельного генератора

Особливістю вибору дизельної електростанції є той факт, що дизельному двигуну дуже шкідливо працювати на неодружених оборотах. Тому, з метою зниження шкідливих наслідків роботи дизеля на холостому ході та малих часткових навантаженнях, необхідно передбачити (як профілактику) протягом кожних 100 мотогодин, роботу дизеля зі 100% навантаженням не більше 2-х годин.

Характерними ознаками перевантаження є: перегрів, сильна кіптява, зниження потужності, перебої у подачі електроенергії.

Головний або Резервний:
Головний або основний генератор є постійним джерелом електроенергії, резервний генератор є джерелом електроенергії при зникненні основної електромережі.

Потужність та кількість фаз:
Важливо визначити потужність всіх споживачів електрики, можливо з деяким запасом по потужності, якщо дизельгенератор також використовуватиметься в зимовий час (опалювальні прилади, обігрівачі тощо), а його придбання намічено на інший, тепліший сезон, слід врахувати можливість збільшення потужності споживаної електроенергії, наприклад, при розширенні виробництва, придбання нових електроприладів. Три фази дизельного агрегату можуть видавати напругу 220 та 380 вольт. Промислові виробництва, як правило, використовують три фази з напругою 380 вольт, можливо також використання іншого фазового режиму і напруги 220 вольт. Правильний вибір потужності дизельного генератора – найвідповідальніший момент. Адже саме від потужності залежить вартість генераторної установки. Якщо потужність дизельного генератора обрана близько до розрахункової потужності споживачів, що підключаються до неї, то подальше нарощування їх кількості призведе до перевантаження генераторної установки, в той же час завищена потужність дизельгенератора небажано позначиться при експлуатації самого дизеля. Ми рекомендуємо, щоб генераторна установка ніколи тривалий час не працювала на навантаження менше ніж 25% від своєї номінальної потужності. Оптимальне навантаження дизель-генератора 35-75%. Додатковими факторами, які можуть вплинути на потужність дизель-генератора, є кліматичні фактори. Чим вище встановлена генераторна установка над рівнем моря, і чим вище навколишня температура і вологість, тим нижче потужність генератора, що віддається.

Система охолодження:
Повітряне та рідинне охолодження. Двигуни, що охолоджуються повітряними потоками, вимагають великої кількості повітря, так само такі дизелі досить галасливі. Охолодження антифризом забезпечує менший рівень шуму та розширений діапазон робочих температур.

Шумозахищеність:
Для дизельних агрегатів встановлюваних на відкритій місцевості шумовий захист зазвичай не потрібний. Відповідно до стандартів для машин та механізмів звуковий рівень не повинен перевищувати 80дБ. У приміщеннях або в місцях, де існують вимоги до рівня шуму, можливе виконання в спеціальному шумозахисному кожусі, в такому кожусі рівень шуму знижується в середньому на 10 дБ і сприймається вдвічі тихіше. Якщо передбачається пересування дорогами на далекі відстані або для місцевих переміщень, також можливе виконання ДДУ на шасі.

Рекомендації щодо встановлення дизельгенераторів.

Вимоги до фундаменту.
Вимоги до приміщення для дизельгенератора.
Вимоги до встановлення дизельгенератора.
Вимоги до фундаменту. Виготовлення бетонної подушки товщиною не менше 150мм, довжиною та шириною не менше габаритних розмірів рами дизельгенератора. Установка дизельгенератора має проводитися строго горизонтально.

Вимоги до приміщення для дизельгенераторів.

наявність природного чи штучного освітлення,
висота стелі не менше 2,5 метрів,
наявність проходів навколо дизельгенератора не менше 1,5 метрів для зручності обслуговування та ремонту,
двері в приміщенні повинні відчинятися назовні,
має бути передбачена вентиляція приміщення дизельгенератора.
Вимоги до встановлення дизельгенератора.

необхідно організувати приплив повітря в приміщення, а також випуск повітря з приміщення для системи охолодження дизельгенератора (виготовлення жалюзних грат, повітроводів, їх складання та монтаж).
площа поперечного перерізу повітроводів та вихлопних труб повинні бути не меншою за фронтальну площу радіатора та площу перерізу вихлопної труби дизель-генератора
необхідно організувати випуск вихлопних газів в атмосферу бажано на висоті не менше 3-х метрів від рівня землі (виготовлення вихлопних труб, їх монтаж із глушником шуму та теплоізоляція)
необхідно підвести силовий кабель до дизельгенератора та до системи власних потреб дизельгенератора, а також кабель для системи дистанційного контролю та управління (якщо вона є). Перетин кабелю вибирається залежно від струмового навантаження.
необхідно забезпечити електробезпеку обслуговуючого персоналу - надійне заземлення дизельгенератора, а також додаткового обладнання.
необхідно забезпечити пожежобезпечність обладнання
здійснити монтаж додаткового обладнання (якщо воно замовлено) та його підключення лише із залученням кваліфікованих фахівців

При встановленні дизельгенератора необхідно враховувати такі моменти:

дизельгенератор встановлюється на віброізоляторах, тому заборонено жорстке кріплення до дизельгенератора всіх підводів та відводів (повітропроводів, паливних трубопроводів, силових кабелів, вихлопної системи)

не допускати підтікання палива, олії, охолоджуючої рідини та витік вихлопних газів у приміщення дизельгенератора.