Como escolher o tamanho certo do conjunto de geradores a diesel sem sobre-dimensionar ou subestimar sua carga

O tamanho correto de um conjunto de geradores diesel é a diferença entre anos de energia de reserva confiável e uma instalação cara e propensa a falhas.Queima combustível em excesso a carga leveO motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de alta tensão, o motor de baixa tensão, o motor de baixa tensão, o motor de baixa tensão, o motor de baixa tensão, o motor de baixa tensão, o motor de baixa tensão, o motor de baixa tensão, o motor de baixa tensão, o motor de baixa tensão, o motor de baixa tensão, o motor dee potência nominal contínua para o perfil de carga real da instalação, incluindo as correntes de partida, o fator de potência e o crescimento planejado.Estudos de carga que olham apenas para os totais da placa de identificação rotineiramente perdem as correntes de onda que realmente decidem a especificaçãoO método abaixo é escrito para gerentes de compras, engenheiros de instalações e consultores que devem defender sua escolha de dimensionamento.Por que a precisão protege a confiabilidade e o orçamento operacional, e como trabalhar através de um estudo de carga passo a passo para especificar um conjunto de geradores diesel que inicia cada carga, funciona de forma eficiente e serve o local por décadas.

Qual é o tamanho do conjunto de geradores a diesel?

Diesel generator set sizing is the engineering process of determining the kW and kVA output a generating set must provide so that it can start and continuously supply every connected load without exceeding its design limitsUm conjunto de geradores diesel é realmente duas máquinas acopladas num quadro de base:um motor a diesel que produz potência mecânica em quilowatts e um alternador que a converte em potência elétrica em kilovolts-ampere a um fator de potência declaradoO motor deve fornecer uma potência real suficiente para todas as cargas de circulação, enquanto o alternador deve transportar a potência aparente,incluindo a grande demanda reativa que os motores elétricos absorvem durante o arranque.

As classificações são definidas na norma ISO 8528-1. A potência de espera, muitas vezes abreviada ESP, é a saída máxima disponível para uma carga variável durante uma interrupção de serviço,sem sobrecarga permitida e normalmente com um número limitado de horas de funcionamento por ano. Prime power, ou PRP cobre uma carga variável que pode funcionar por horas ilimitadas e permite 10% de sobrecarga por 1 hora em 12.é para uma carga constante em funcionamento por horas ilimitadas sem sobrecarga algumaPorque o valor de espera de um conjunto é comumente cerca de 10% maior do que o seu valor primo,Uma unidade selecionada apenas na classificação de espera pode ser empurrada para além da sua capacidade contínua quando uma interrupção se torna um evento de todo o dia..

A dimensão deve igualmente refletir o comportamento das cargas.e compressores puxar seis a oito vezes a sua corrente de carga total para os primeiros segundos de um início direto em linhaOs equipamentos electrónicos, tais como as unidades de frequência variável, fontes de alimentação ininterruptas e as cargas de TI, adicionam harmônicos e fatores de crescimento elevados.Porque o maior motor muitas vezes determina o tamanho do alternador, um conjunto escolhido apenas a partir do total de kW de circulação é frequentemente subestimado em kVA.

Por fim, o cálculo leva em conta o fator de carga, o fator de demanda e a desratização do local.Assim, a aplicação de fatores de procura realistas impede o sobredimensionamentoPor outro lado, a altitude superior a 1000 metros e as temperaturas ambientais superiores a 40 °C reduzem a densidade do ar, o que significa que o motor produz menos potência e que o alternador também deve ser diminuído.Um estudo de carga profissional combina todos estes elementos para fixar o tamanho da placa de identificação, caixa e classe de classificação antes da compra.

Por que é importante corrigir o tamanho

O oversizing e o undersizing parecem erros opostos, mas ambos terminam no mesmo lugar: desperdício de dinheiro e energia não confiável.e ineficiente no depósito de combustívelOs motores a diesel atingem o seu melhor consumo específico de combustível entre cerca de 60 e 80% da carga nominal; abaixo de cerca de 30% de carga a câmara de combustão funciona frio, o combustível queima incompletamente,e recolhe carbono não queimado nos injetoresEsta condição é conhecida como empilhamento úmido: o óleo é diluído, as paredes dos cilindros são esmaltadas, os turbocompressores falham e os intervalos de revisão encolhem drasticamente.Um conjunto de baixo tamanho falha de forma diferente mas igualmente dolorosa, porque quando o maior motor começa, a tensão pode cair o suficiente para deixar cair os contatores, reiniciar as unidades de frequência variável, ou fazer com que o interruptor automático de transferência recuse a transferência, deixando um hospital,Centro de dados, ou a linha de produção escureceu no exato momento em que a energia de reserva foi prometida.

Considere apenas a conta de combustível, os motores modernos de geradores com turbocompressor consomem na ordem de 200 g/kWh na potência nominal,Mas o consumo por quilowatt-hora útil sobe drasticamente com carga leve porque o atrito e os sistemas auxiliares continuam a tirar energia enquanto o trabalho útil caiUm conjunto de potência máxima que arde a um quarto de carga durante anos queima muito mais combustível por unidade de produção útil do que uma máquina de tamanho correto, e precisa de mudanças de óleo e serviço do injetor mais cedo.No decurso de uma vida útil de activos de vários anos, estes dois efeitos costam muitas vezes mais do que a diferença de preço inicial entre as duas máquinas.

Destacam-se quatro benefícios de um conjunto de geradores diesel de tamanho correto:

• Menor custo total de propriedade.O conjunto correto queima menos combustível por kWh útil, custa menos para comprar, transportar e instalar, e evita revisões prematuras causadas por uma carga leve contínua.
• Desempenho de arranque e de tensão fiável.O alternador é grande o suficiente para absorver kVA de arranque do motor, mantendo quedas transitórias dentro da classe enquanto a regulação da tensão de estado estacionário permanece perto de ± 1 por cento, protegendo eletrônicos sensíveis.
• Conformidade e auditabilidade.Instalações regidas por NFPA 110, códigos hospitalares ou requisitos de seguro devem provar que a energia de emergência corresponde à carga conectada e um estudo de dimensionamento documentado é a evidência que os inspetores pedem.
• Um espaço honesto para crescer.Uma margem deliberada de 10 a 25 por cento absorve novos equipamentos sem a penalidade de empilhamento úmido de superdimensionamento cego, e uma segunda unidade pode ser paralela mais tarde se a demanda dobrar.

Um conjunto de espera que está parado a 20% de carga por dias entre interrupções pode ser a máquina errada, mesmo que a aritmética pareça certa,porque o motor nunca atinge a temperatura de funcionamentoPara o serviço principal em fábricas, minas e campos de construção, mantenha a carga média dentro da faixa eficiente do motor e deixe que a classe de classificação e a margem absorvam os picos.

Como dimensionar um conjunto de geradores a diesel em cinco passos

Segue estes cinco passos com os seus desenhos elétricos, cronograma do motor e dados do local em mãos.Mas compreender a lógica mantém-nos no controle da especificação.

Passo 1: Faça um inventário de cada carga

Lista cada equipamento com os dados da placa de identificação: kW ou kVA de funcionamento, tensão, fase e fator de potência, e se funciona continuamente, intermitentemente ou apenas durante a manutenção.Observe os amperes de carga total de cada motor e o método de arranque, seja diretamente em linha, star-delta, arranque suave, ou unidade de frequência variável, porque isso decide a onda de partida.e lembre-se de cargas auxiliares como carregadores de bateria, aquecedores de espaço, e o próprio sistema de transferência de combustível.

Passo 2: Calcular a procura inicial e máxima

Os motores são os culpados habituais por trás dos conjuntos de baixo tamanho.9 fator de potência corre perto de 83 kVA, mas pode exigir aproximadamente 500 a 600 kVA para os primeiros segundos. Decidir quais motores começam juntos; se o maior motor começar depois que outros já estão funcionando, sua onda é adicionada em cima da carga existente.Soft starters e drives de frequência variável cortar inrush para cerca de duas a três vezes a corrente de carga total, o que pode reduzir drasticamente o tamanho do quadro do alternador necessário. O conjunto deve também suportar um declínio de tensão transitória dentro da classe de desempenho ISO 8528-5 escolhida,normalmente de 15 a 20% para a classe G2, e recuperar em cerca de um segundo.

Passo 3: Aplicar fatores de procura e diversidade

Não todas as cargas são executadas em toda a placa de identificação, e poucas são executadas simultaneamente.Em seguida, aplicar a diversidade em toda a instalação para que o total de design reflete o comportamento real em vez de uma soma do pior caso de placas de identificaçãoCalcular tanto o kW de marcha como o kVA de marcha a um factor de potência de 0,8, uma vez que um conjunto pode ser adequado em kW mas limitado em kVA. Calcular o factor de carga resultante,Definido como kW médio dividido por kW nominal, e verifique se a corrida normal está entre aproximadamente 60 e 80 por cento da classificação que pretende selecionar.

Passo 4: Escolha classe de classificação, margem e desvalorização do site

Compare a função com a norma ISO 8528-1: classificação em estado de espera para reserva de emergência, classificação em estado primário para função variável de longa duração e classificação contínua para carga básica constante.Adicionar uma margem de 10 a 25% para o crescimento da carga e incerteza de medição, mas não mais, porque a margem não é uma licença para oversize.geralmente cerca de 1% por 100 metros de altitude extra e por 5 a 6 °C adicionais, dependendo do motorPor último, verificar se o gerador kVA, e não apenas o kW do motor, satisfaz o estudo inicial da fase 2.

Passo 5: Validação com um teste de banco de carga

Especifique um teste de aceitação com um banco de carga resistiva passando por 25, 50, 75 e 100% da classificação enquanto registra frequência, tensão e estabilidade,mais um ensaio separado de arranque do motor, se for possívelComparar o consumo de combustível com a folha de dados, confirmar a regulação da tensão dentro de ± 0,5 a 1% e registar as temperaturas dos gases de escape e do líquido de arrefecimento.O relatório de ensaio torna-se a base para a manutenção programada e futuras adições de carga, e protege tanto o comprador como o fornecedor caso surjam questões posteriormente.

Perguntas Frequentes

Qual é a diferença entre as classificações de potência em estado de espera, primário e contínuo?

O estado de espera (ESP) cobre a carga variável durante uma interrupção de serviço, geralmente limitada a algumas centenas de horas por ano sem sobrecarga.com 10% de sobrecarga durante 1 hora em 12. Continuous (COP) fornece carga constante sem sobrecarga.

Como sei se o meu gerador é grande demais?

Os sinais clássicos são carregamento leve e empilhamento molhado, se o conjunto funciona regularmente abaixo de cerca de 30 a 40 por cento de carga, as temperaturas de escape permanecem baixas, combustível não queimado fuligem o escape, o óleo diluir,e carbono se acumula em injetores e anéisO custo do combustível por kWh útil aumenta e os intervalos de serviço diminuem.

O que acontece se o meu gerador for muito pequeno?

Quando o maior motor é ligado, a tensão pode baixar o suficiente para deixar cair os contatores, disparar ou bloquear o interruptor de transferência automática, deixando as cargas protegidas sem energia.O alternador pode sobreaquecer sob sobrecarga prolongadaUm estudo inicial determina o tamanho do alternador para a onda, não apenas os quilowatts em funcionamento.

Porque é que a corrente de arranque do motor importa tanto?

Um motor em linha direta gasta de seis a oito vezes a sua corrente de carga total durante os primeiros segundos de arranque.O alternador deve fornecer esse kVA momentâneo enquanto a queda de tensão permanece dentro da classe de desempenho ISO 8528-5 escolhidaO motor deve lidar com o kW transitório.

Quanta desratização é necessária para altitude e temperatura?

Acima de aproximadamente 1.000 metros de altitude e 40 °C ambiente, a densidade do ar cai e tanto o motor e alternador perder a potência.com perdas adicionais à medida que a temperatura sobeOs dados de desvalorização do fabricante e aplicar ambos os fatores.

Devo aumentar o tamanho do conjunto para futuras cargas?

Uma margem de 10 a 25% para o crescimento planeado é razoável, mas o superdimensionamento cego convida a um empilhamento, maiores contas de combustível e desperdício de capital.Documentação do estudo de carga, e planeia acrescentar um segundo conjunto em paralelo se a procura crescer mais tarde para além da capacidade da primeira unidade.

Conclusão

O tamanho correto do conjunto de geradores diesel equilibra três coisas: o perfil de carga real, o comportamento de partida dos motores e as condições físicas do local.A superação desperdiça capital e combustível e convida a um empilhamento úmidoTrabalhar através de um estudo de carga documentado, selecionar a classe de classificação ISO 8528 certa, aplicar fatores de demanda honestos e site derating,Essa disciplina mantém o custo inicial sob controle, torna os intervalos de manutenção previsíveis e mantém a energia de reserva disponível quando é mais importante.Se planear uma nova instalação ou questionar uma especificação existente, entre em contacto com a nossa equipa de engenheiros com a sua lista de carga e detalhes do local para uma revisão de dimensionamento gratuito e uma proposta correspondente ao seu dever real.