Πώς να συνδυάσετε ένα σύνολο γεννήτριας ντίζελ με κινητήρες, αντλίες και άλλα φορτία υψηλού ρεύματος εκκίνησης

Η αντιστοίχιση ενός πακέτου γεννήτριας ντίζελ με κινητήρες, αντλίες και άλλα φορτία υψηλού ρεύματος απαιτεί περισσότερα από το να προσθέσετε τα κιλοβάτ της πινακίδας.Μπορεί να αντλήσει έξι έως οκτώ φορές το πλήρες φορτίο ρεύμα για αρκετά δευτερόλεπτα, και η προκύπτουσα εκκίνηση kVA μπορεί να τραβήξει την τάση του συστήματος αρκετά χαμηλά για να σταματήσει άλλους κινητήρες, να αφήσει τους επαγγέλτες ή να μαυρίσει ολόκληρη την τοποθεσία.Αυτό το άρθρο εξηγεί γιατί η έναρξη του κινητήρα πιέζει μια γεννήτρια διαφορετικά από τα σταθερά φορτία, γιατί η ορθή αντιστοίχιση προστατεύει τόσο την αξιοπιστία όσο και τον προϋπολογισμό, και πώς να εφαρμόζεται μια σταδιακή μέθοδος μεγέθους που βασίζεται στην μεγαλύτερη μεταβατική εκκίνηση, την επιτρεπόμενη πτώση τάσης,αντιδραστικότητα υποπροσωπικού αντιστροφέα, και επιλογές εκκίνησης με μειωμένη τάση, όπως οι μαλακοί εκκινητές και οι κινητήρες μεταβλητής συχνότητας.και τα συστήματα HVAC δείχνουν πώς οι μηχανικοί μεταφράζουν τα δεδομένα της πινακίδας ονόματος του κινητήρα σε μια αμυντική βαθμολογία γεννήτρια, και πώς οι δοκιμές ανάθεσης επιβεβαιώνουν ότι το επιλεγμένο σύνολο ξεκινά το φορτίο χωρίς την ενεργοποίηση προστασίας.και ποιες ερωτήσεις πρέπει να κάνετε στον προμηθευτή σας γεννήτρια πριν παραγγείλετε οποιοδήποτε εξοπλισμό.

Πώς διαφέρουν τα φορτία υψηλού ρεύματος από τα σταθερά φορτία;

Το ρεύμα εκκίνησης ενός κινητήρα επαγωγής διέπεται από την ηλεκτρομαγνητική φυσική.Και ο κινητήρας συμπεριφέρεται σαν μετασχηματιστής με την δευτερεύουσα περιέλιξή του σχεδόν βραχυκύκλωμαΤο ρεύμα περιορίζεται κυρίως από τις αντίστοιχες διαρροές του στατορίου και του ροτόρου.Γι 'αυτό το ρεύμα κλειδωμένου περιστροφίου είναι συνήθως έξι έως οκτώ φορές το ρεύμα πλήρους φορτίου για τους κινητήρες που κατασκευάζονται με τα χαρακτηριστικά του σχεδιασμού NEMA MG-1 BΑυτή η εισροή αποσυντίθεται καθώς ο ρότορας επιταχύνεται και η ηλεκτροκινητική δύναμη δημιουργείται, αλλά για φορτία υψηλής αδράνειας όπως μεγάλες αντλίες, ανεμιστήρες και συμπιεστές,το αυξημένο ρεύμα μπορεί να διαρκέσει για 5 έως 15 δευτερόλεπτα ή περισσότερο.

Η πρακτική συνέπεια είναι ότι ένας κινητήρας απαιτεί δύο διαφορετικά πράγματα από μια γεννήτρια ντίζελ που ενεργοποιείται την ίδια στιγμή: ένα μεγάλο αντιδραστικό ρεύμα που πιέζει τον εναλλακτικό,και πραγματική μηχανική δύναμη για την επιτάχυνση του φορτίουΚατά την εκκίνηση ο συντελεστής ισχύος του κινητήρα είναι χαμηλός, συνήθως στην περιοχή 0,3 έως 0,5 καθυστέρηση,έτσι η εκκίνηση kVA είναι πολύ μεγαλύτερη από την λειτουργία kW της ίδιας μηχανήςΟι κατασκευαστές γεννήτρων δημοσιεύουν, επομένως, δεδομένα τόσο για την σταθερή κατάσταση όσο και για την παροδική απόδοση, συμπεριλαμβανομένης της υποπροσωρινής αντιδραστικότητας του εναλλάκτη X "d, συνήθως 10 έως 20%,που καθορίζει σε μεγάλο βαθμό το πόσο βαθιά η τάση πέφτει κατά τη διάρκεια των πρώτων κύκλων έναρξης του κινητήρα.

Μια δεύτερη διάκριση είναι σημαντική για τη μέτρηση: το σταθερό φορτίο καθορίζει το συνεχές kW και kVA που πρέπει να μεταφέρει το σύνολο,Ενώ η μεγαλύτερη μεταβατική αρχή καθορίζει την στιγμιαία ηλεκτρική τάση, ο εναλλακτής πρέπει να επιβιώσει χωρίς να ενεργοποιήσει τις προστασίες ή να σταματήσει άλλο εξοπλισμό.Ένα σύνολο μεγέθους μόνο για το τρέχον φορτίο μπορεί να μην ξεκινήσει καθόλου. Ένα σύνολο μεγέθους μόνο για τη μεγαλύτερη εισροή μπορεί να είναι υπερμεγέθους, ακριβό και επιρρεπές σε προβλήματα ελαφρού φορτίου όπως η υγρή στοίβαξη.Η σωστή αντιστοιχία ισορροπεί τα δύο..

Τα πρότυπα καθορίζουν αυτές τις απαιτήσεις.βοηθώντας τους μηχανικούς να προσδιορίσουν πόσο γρήγορα το σύνολο πρέπει να ανακάμψει μετά από ένα φορτίο βήματος όπως έναρξη κινητήραΗ IEC 60034-1 ορίζει τις ονομαστικές αξίες του κινητήρα, ενώ το γράμμα κώδικα NEMA του κινητήρα στην πινακίδα ονομασίας του υποδεικνύει το κλειδωμένο ροτόρα kVA ανά ίππο.Η σωστή ανάγνωση αυτών των σημάτων είναι το θεμέλιο όλης της ασκήσεως μεγέθους.

Γιατί να διορθώσετε τα θέματα αντιστοίχισης φορτίου για την αξιοπιστία και το κόστος

Το κόστος μιας ασυμφωνίας εμφανίζεται συνήθως την χειρότερη στιγμή: την πρώτη φορά που ένας κινητήρας ξεκινά πραγματικά από τη γεννήτρια.η τάση μπορεί να πέσει κάτω από το σημείο εγκατάλειψης των επαγγελιστών και των κινητήρων εκκίνησης, άλλοι κινητήρες μπορεί να σταματήσουν ή να χάσουν φορτίο, και η προστασία της γεννήτριας μπορεί να ενεργοποιηθεί, μαυρίζοντας την τοποθεσία λίγα δευτερόλεπτα μετά την αποτυχία της υπηρεσίας.ο ιδιοκτήτης πληρώνει περισσότερα κεφαλαιακά έξοδαΗ ατμόσφαιρα, η οποία είναι πολύ χαμηλή, καίει περισσότερο καύσιμο σε ελαφρύ φορτίο και κινδυνεύει από υγρή στοιβάτωση, όπου το ακατέργαστο καύσιμο και η αιθάλη φορτώνουν το σύστημα εξάτμισης κατά τη διάρκεια μακρών περιόδων χαμηλού φορτίου.Η σωστή αντιστοιχία την πρώτη φορά αποφεύγει τόσο τους τρόπους αποτυχίας όσο και τις δαπανηρές διορθώσεις τους.Το αποτέλεσμα είναι λιγότερες απώλειες παραγωγής, χωρίς προμήθειες έκτακτης ανάγκης σε υψηλές τιμές και μια πιο ομαλή σχέση μεταξύ της ομάδας του έργου και του προμηθευτή εξοπλισμού.

Τέσσερα τεχνικά οφέλη προκύπτουν από ένα κατάλληλα συνδυασμένο σύνολο γεννήτρων:

• Σταθερή τάση για όλο το χώρο.Όταν ο εναλλάκτης, το σύστημα διέγερσης και ο κινητήρας έχουν το σωστό μέγεθος, η εκκίνηση του κινητήρα παράγει μια σύντομη, ελεγχόμενη πτώση τάσης αντί για κατάρρευση.και οι έλεγχοι της διαδικασίας δεν βλέπουν σφάλματα ενοχλητικώνΗ τάση που ανακάμπτει γρήγορα παρατείνει επίσης τη διάρκεια ζωής του φωτισμού, των κινητήρων και των ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου.
• Επιτυχημένη εκκίνηση κάθε κινητήρα, κάθε φορά.Ο κινητήρας ελέγχου, συνήθως ο μεγαλύτερος κινητήρας ή αυτός με την υψηλότερη εκκίνηση kVA, πρέπει να επιταχύνει σε πλήρη ταχύτητα εντός της μεταβατικής ικανότητας του γεννήτη.Συσσωρευτές, και οι ψυκτικοί μηχανισμοί είναι τυπικοί ρυθμιστικοί φορτία, και σε αυτές τις εφαρμογές μια αποτυχημένη εκκίνηση μπορεί να κλιμακωθεί γρήγορα σε συμβάν ασφάλειας ή παραγωγής.
• Χαμηλότερο συνολικό κόστος ιδιοκτησίας.Η εναρμόνιση του συνόλου με τη μέθοδο εκκίνησης, είτε είναι απευθείας σε γραμμή, είτε είναι αστέρι-ντέλτα, είτε είναι μαλακή εκκίνηση, είτε είναι κινητήρας μεταβλητής συχνότητας, επιτρέπει στον μηχανικό να αποφύγει να πληρώσει για ένα μηχάνημα διπλάσιο από το μέγεθος που πραγματικά χρειάζεται.Τα εξοπλισμούς εκκίνησης χαμηλής τάσης συχνά κοστίζουν λιγότερο από την επιπλέον ισχύ γεννήτριας που αντικαθιστούν, και ένα σωστά προσαρμοσμένο σύνολο διατηρεί την κατανάλωση καυσίμου και τα διαστήματα συντήρησης προβλέψιμα.
• Καθαρή λειτουργία και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του κινητήρα.Μια γεννήτρια που λειτουργεί κοντά στον σχεδιασμένο συντελεστή φόρτωσης καίει καθαρά καύσιμο, διατηρεί υψηλές θερμοκρασίες των καυσαερίων και αποφεύγει την συσσώρευση άνθρακα που συνδέεται με παρατεταμένη λειτουργία με ελαφρύ φορτίο.Τα σωστά αντιστοιχούμενα σύνολα περνούν επίσης λιγότερο χρόνο στο κυνήγι μεταξύ των απαντήσεων του κυβερνήτη και του AVR κατά τη διάρκεια των βημάτων φόρτωσης, και οι ιδιοκτήτες βλέπουν τη διαφορά σε χαμηλότερα κόστη εξυπηρέτησης χρόνο με το χρόνο.

Για έναν μηχανικό που καθορίζει μια νέα εγκατάσταση, ή μια ομάδα εργοστασίου που προσθέτει φορτία κινητήρα σε ένα υπάρχον σετ αναμονής, το ερώτημα δεν είναι ποτέ απλά πόσα κιλοβάτ χρειαζόμαστε.Ξεκίνησε προς τα πού;, παράγει το χειρότερο μεταβατικό, και αν η γεννήτρια μπορεί να οδηγήσει μέσα από αυτό, ενώ εξακολουθεί να μεταφέρει το υπόλοιπο της εγκατάστασης.Οι απαντήσεις προέρχονται από δεδομένα στην πινακίδα του κινητήρα και από τα δημοσιευμένα δεδομένα του γεννήτη, όχι από εικασίες.

Πώς να ταιριάζει ένα σύνολο γεννήτριας ντίζελ με φορτία υψηλού ρεύματος εκκίνησης

Η παρακάτω μέθοδος ακολουθεί τη σειρά που χρησιμοποιείται από έμπειρους προδιαγραφείς γεννήτριας: κατασκευή της εικόνας φορτίου, υπολογισμός του χειρότερου μεταβατικού αρχικού, επιλογή της μεθόδου εκκίνησης,Επιλέξτε τον κινητήρα και τον εναλλακτικό, και μετά αποδείξτε το αποτέλεσμα με πραγματικές δοκιμές.

1Κατασκευάστε ένα πλήρες αποθεματικό κινητήρα και φορτίου.

Περπατήστε στο χώρο και καταγράψτε κάθε φορτίο με κινητήρα: αντλίες, ανεμιστήρες, συμπιεστές, ψυκτικά, συντρίμμια, μεταφορείς, ανελκυστήρες και μηχανήματα εργαλείων.αμπέρ κλειδωμένου ρότορα ή κωδικοποιημένο γράμμα NEMA, απόδοση, συντελεστής ισχύος και ταχύτητα, και σημειώστε πώς ξεκινάει ο κινητήρας: άμεση λειτουργία, star-delta, μαλακή εκκίνηση ή κίνηση.π.χ. μετά από βλάβη του ηλεκτρικού συστήματος όταν πολλές αντλίες επανεκκινούνται από κοινούΟ κινητήρας με το μεγαλύτερο kVA εκκίνησης, όχι απαραίτητα το μεγαλύτερο kW λειτουργίας, θα διέπει το μεταβατικό μέγεθος.

2. Υπολογίστε την αρχική μεταβατική τιμή

Με τον κινητήρα ελέγχου προσδιορισμένο, υπολογίστε το kVA εκκίνησης του: πολλαπλασιάστε τον κινητήρα με πλήρες φορτίο kVA με το πολλαπλάσιο ρεύματος του κλειδωμένου περιστροφίου, από έξι έως οκτώ για την άμεση εκκίνηση σε γραμμή.Μια αντλία άρδευσης 75 kW με 93% απόδοση και 0Ο συντελεστής ισχύος.86 αντλεί περίπου 94 kVA με πλήρες φορτίο, οπότε μια άμεση εκκίνηση απαιτεί περίπου 560 kVA.η απαιτούμενη γεννήτρια kVA ισούται με την εκκίνηση kVA πολλαπλασιαζόμενη με τους χρόνους υποδιασταλτικής αντιδραστικότητας (1 μείον επιτρεπόμενη βουτιά) διαιρούμενη με την επιτρεπόμενη βουτιάΜε στόχο βύθισης 20% και αντιδραστικότητα 15%, μόνο η αντλία αυτή υποδηλώνει περίπου 340 kVA. προσθέστε τα υπόλοιπα φορτία λειτουργίας και επιλέξτε το επόμενο πρότυπο μέγεθος,Στη συνέχεια επιβεβαιώστε την επιλογή με το λογισμικό μεγέθους του προμηθευτή.

3. Επιλέξτε τη μέθοδο εκκίνησης πριν από την οριστική διαμόρφωση μεγέθους

Η μειωμένη τάση μειώνει δραματικά την παροχή, και η Star-Delta μειώνει το ρεύμα της γραμμής σε περίπου το ένα τρίτο των τιμών της άμεσης σύνδεσης.η τάση της ράμπας για να διατηρηθεί το ρεύμα κοντά σε 3-4 φορές το πλήρες φορτίοΟι πολλαπλασιαστές εισροής είναι συνήθως 6 έως 8 φορές το ρεύμα πλήρους φορτίου για την άμεση σύνδεση, περίπου 2 έως 2,7 φορές για το star-delta,3 έως 4 φορές για μαλακά σκεύη, και 1,1 έως 1,5 φορές για τα VFD. Επειδή η μέθοδος αλλάζει τόσο το μέγεθος της γεννήτριας όσο και τη μηχανική πίεση στις αντλίες και τους κινητήριους εξοπλισμούς, αποφασίζει νωρίς και επαληθεύει τις απαιτήσεις του κώδικα,δεδομένου ότι οι αντλίες πυρκαγιάς απαιτούνται συχνά να ξεκινούν απευθείας σε γραμμή.

4Επιλέξτε Μηχανή, Εναλλακτικό και Ενθουσιασμό για το Μεταβατικό.

Μόλις οριστεί ο στόχος kVA, χωριστεί σε συστατικά.με επαρκή απάντηση του κυβερνήτη για να διατηρήσει τη συχνότητα εντός της καθορισμένης κατηγορίας τουΟ γεννήτης πρέπει να παρέχει το αρχικό kVA, οπότε αναζητήστε χαμηλή υποδιασταλτική αντιδραστικότητα και γρήγορη διέγερση.Μηχανές με διέγερση PMG ή AREP διατηρούν την τάση πολύ καλύτερα κατά τη διάρκεια βαθιών βουτιών και χειρίζονται το μη γραμμικό ρεύμα των κινήσεων. Να προσδιοριστεί η ρύθμιση εντός 1 τοις εκατό περίπου και να επιβεβαιωθεί ότι ο καθορισμένος συντελεστής ισχύος 0,8 καλύπτει την ζήτηση φορτίου kVA.

5. Ελέγξτε με μια πραγματική δοκιμή εκκίνησης κινητήρα κατά την έναρξη λειτουργίας

Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας, ξεκινήστε τον κινητήρα ελέγχου από τη γεννήτρια, ενώ τρέχουν άλλα φορτία του χώρου,και καταγράφουν την τάση και τη συχνότητα με ανάλυση ισχύος. Συγκρίνετε την μετρούμενη βουτιά με τον στόχο σχεδιασμού, συνήθως περίπου 20% για γενικά βιομηχανικά φορτία και λιγότερο όπου λειτουργούν ευαίσθητα ηλεκτρονικά.ότι το AVR αποκαθιστά την τάση εντός του καθορισμένου χρόνουΣτη συνέχεια, προσομοιώστε μια αποτυχία υπηρεσίας για να επαληθεύσετε την ακολουθία επανεκκίνησης, συμπεριλαμβανομένης της σταδιακής λογικής εκκίνησης,και να τεκμηριώνουν τα αποτελέσματα ως βάση εγκατάστασης.

Συχνές Ερωτήσεις

Γιατί οι κινητήρες αντλούν από έξι έως οκτώ φορές το τρέχον ρεύμα όταν ξεκινούν;

Σε στάση αναμονής, ένας περιστροφέας κινητήρα επαγωγής δεν έχει ηλεκτροκινητική δύναμη, έτσι ο κινητήρας λειτουργεί σαν μετασχηματιστής με σχεδόν βραχυκυκλωμένο δευτερογενές.που παράγει ρεύμα κλειδωμένου περιστροφίου 6-8 φορές το πλήρες φορτίοΚαθώς ο ρότορας επιταχύνεται, το ΕΜΠ συσσωρεύεται και το ρεύμα πέφτει προς το κανονικό επίπεδο λειτουργίας.

Μπορεί μια μαλακή εκκίνηση ή VFD να μειώσει το μέγεθος της γεννήτριας που χρειάζομαι;

Μια μαλακή εκκίνηση περιορίζει την εισροή σε περίπου 3-4 φορές το ρεύμα πλήρους φορτίου, και μια κινητήρα μεταβλητής συχνότητας μπορεί να κρατήσει το ρεύμα εκκίνησης κοντά στην ονομαστική τιμή του κινητήρα,Έτσι η γεννήτρια αντιμετωπίζει ένα πολύ μικρότερο μεταβατικόΕπιβεβαιώστε ότι οι αρμονικές κίνησης είναι αποδεκτές από τον εναλλακτικό και προτιμήστε μηχανές με PMG όπου οι κίνησεις κυριαρχούν στο φορτίο.

Ποια μείωση τάσης είναι αποδεκτή όταν ξεκινάς έναν κινητήρα από γεννήτρια;

Για γενικές βιομηχανικές εγκαταστάσεις, πολλοί μηχανικοί σχεδιάζουν για μια προσωρινή πτώση περίπου 20 τοις εκατό, και ορισμένες εφαρμογές ανέχονται μέχρι και 30 τοις εκατό για τους πρώτους κύκλους.Σε περίπτωση που υπάρχουν ευαίσθητα ηλεκτρονικά στοιχεία ή μηχανισμοί ελέγχου της διαδικασίαςΟ πιο ευαίσθητος εξοπλισμός θέτει το πρακτικό όριο.

Πρέπει να προσδιορίσω το μέγεθος της γεννήτριας σε kW ή kVA για φορτία κινητήρα;

Ο κινητήρας πρέπει να παρέχει πραγματική ισχύ, συμπεριλαμβανομένης της επιπλέον ισχύς που απορροφάται ενώ οι κινητήρες επιταχύνουν.Ο εναλλάκτης πρέπει να παρέχει φαινομενική ισχύΈνα σύνολο με ονομαστική ισχύ 400 kW σε συντελεστή ισχύος 0,8 παρέχει 500 kVA, οπότε ελέγξτε και τα δύο όρια.

Γιατί η τάση της γεννήτριας πέφτει αν ο κινητήρας έχει αρκετή ισχύ;

Η πτώση της τάσης κατά την έναρξη του κινητήρα είναι κυρίως ένα φαινόμενο του εναλλάκτη.και το βάθος βύθισης εξαρτάται από την υποπροσωρινή αντιδραστικότηταΟ κινητήρας και ο ρυθμιστής ανταποκρίνονται στη συχνότητα, η οποία πέφτει όταν η πραγματική ζήτηση ισχύος αυξάνεται, έτσι ώστε η γρήγορη διέγερση και η χαμηλή αντιδραστικότητα περιορίζουν την παροδική.

Αν προσθέσω έναν μεγάλο κινητήρα σε μια υπάρχουσα γεννήτρια;

Μην υποθέσετε ότι το υπάρχον σύνολο έχει εφεδρική χωρητικότητα. Συγκρίνετε τον νέο κινητήρα που ξεκινά kVA με την καθορισμένη μεταβατική ικανότητα και ελέγξτε αν μπορεί να ξεκινήσει ενώ τρέχουν τα υπάρχοντα φορτία.Μια δοκιμή εκκίνησης θα αποκαλύψει εάν η πτώση τάσης είναι αποδεκτήΑν όχι, σκεφτείτε μια μαλακή εκκίνηση, διασταυρωμένη εκκίνηση, ή ένα μεγαλύτερο σύνολο.

Συμπεράσματα

Η αντιστοίχιση ενός πακέτου γεννήτριας ντίζελ με κινητήρες, αντλίες και άλλα φορτία υψηλού ρεύματος εκκίνησης είναι μια μηχανική άσκηση, όχι μια εικασία.το ρεύμα του κλειδωμένου περιστροφίουΥπολογίστε την μεταβατική τάση εκκίνησης, ορίστε μια αποδεκτή πτώση τάσης για τον πιο ευαίσθητο εξοπλισμό και μόνο τότε επιλέξτε το κινητήρα kW, τον εναλλακτικό kVA και το σύστημα διέγερσης.Μειωμένη τάση εκκίνησης και σταδιακή λογική επανεκκίνησης είναι αποδεδειγμένα εργαλεία για τη διατήρηση του συνόλουΤέλος, επιβεβαιώστε κάθε υπόθεση με μια δοκιμή έναρξης που ξεκινά πραγματικούς κινητήρες εναντίον της πραγματικής γεννήτριας.Εάν το έργο σας χρειάζεται δεύτερη γνώμη σχετικά με τα δεδομένα φορτίουΘα αναθεωρήσουμε το πρόγραμμα του κινητήρα σας και θα σας δώσουμε μια συγκεκριμένη σύσταση χωρίς καμία υποχρέωση.και λίγες ώρες τεχνικής αναθεώρησης μπορούν να αποτρέψουν χρόνια αποφεύγοντος χρόνου στάσης..