Bộ máy phát điện Diesel chạy bằng Cummins: Cách chọn công suất đầu ra phù hợp

Một nhà máy chế biến thực phẩm ở miền bắc Mexico đã lắp đặt một tổ máy phát điện 150 kVA chạy bằng động cơ diesel Cummins Inc. vào tháng 3 năm 2024. Trong quá trình vận hành thử, một kỹ sư đã bật máy nén lạnh 75 kW; điện áp tụt xuống dưới 80% giá trị danh định và bộ điều khiển bị ngắt do điện áp thấp. Nghiên cứu định cỡ chỉ tổng hợp các giá trị kW đang chạy và bỏ qua dòng điện rôto bị khóa. Việc chọn đầu ra phù hợp cho bộ chạy bằng Cummins yêu cầu cấu hình tải, xếp hạng ISO 8528-1, kiểm tra dòng điện khởi động và giảm công suất tại địa điểm.

Biết ý nghĩa thực sự của xếp hạng công suất của bộ máy phát điện

ISO 8528-1 xác định ba mức đầu ra riêng biệt cho một bộ máy phát điện - chế độ chờ, số nguyên tố và liên tục - và mức xếp hạng này xác định số giờ mỗi năm và hệ số tải mà bộ máy có thể chạy mà không bị hư hỏng. Việc chọn sai công suất sẽ gây ra lỗi động cơ sớm hoặc chi phí vốn không cần thiết. Bảng tên "nguồn" của một bộ không phải là một số duy nhất: cùng một đơn vị vật lý có thể được định mức là 220 kVA dự phòng và 200 kVA nguyên tố.

Yangzhou Aiweite Electromechanical Co., Ltd., nhà sản xuất máy phát điện hoạt động từ năm 2008 và có công suất từ ​​1 kVA đến 2.500 kVA, đánh giá các tổ máy chạy bằng Cummins của mình theo cùng tiêu chuẩn ISO 8528-1.

Xây dựng hồ sơ tải hoàn chỉnh trước khi bạn tính toán

Tính toán công suất đầu ra hợp lệ bắt đầu bằng cấu hình tải liệt kê mọi thiết bị được kết nối dưới dạng kVA đang chạy, kVA khởi động và chu kỳ nhiệm vụ; chỉ tính tổng bảng tên kW không thể dự đoán được hành vi điện áp nhất thời. Cấu hình phải bao gồm trường hợp vận hành tồi tệ nhất, chứ không phải ngày trung bình, để bộ có thể tồn tại sau lần khởi động đồng thời lớn nhất có thể xảy ra.

Xây dựng hồ sơ theo năm bước:

1. Kiểm kê mỗi tải với bảng tên kW
2. Chuyển đổi kW sang kVA bằng hệ số công suất hoạt động của từng thiết bị
3. Xác định dòng khởi động của mỗi động cơ
4. Xác định chu kỳ nhiệm vụ cho tải không liên tục
5. Xác định bước tải đơn lớn nhất có thể được chuyển đổi cùng một lúc

Tải động cơ chiếm ưu thế trong tính toán. NEMA MG-1 chỉ định rằng động cơ cảm ứng Thiết kế B tiêu thụ dòng điện đầy tải từ 6 đến 7,5 lần trong quá trình khởi động ngang đường, do đó cấu hình tải phải thu thập dữ liệu động cơ tách biệt khỏi tải điện trở.

Khi ứng dụng bao gồm nhà máy, dự án cơ sở hạ tầng và nguồn điện khẩn cấp , hồ sơ phải được xác thực theo mọi chu kỳ nhiệm vụ mà trang web có thể tạo ra.

Tính kVA bao gồm dòng khởi động

Định mức cài đặt tối thiểu bằng kVA đang chạy của tất cả các tải cộng với chênh lệch giữa kVA khởi động và kVA đang chạy của động cơ lớn nhất, được kiểm tra theo giới hạn sụt điện áp nhất thời NFPA 110 là 20%.

KVA chạy ba pha là kW chia cho hệ số công suất. KVA khởi động ba pha được khóa dòng điện rôto nhân điện áp đường dây lần 1,732, chia cho 1.000.

Ví dụ: một dây chuyền đóng gói có máy móc được kết nối 60 kW ở hệ số công suất 0,85 hoặc đang chạy 71 kVA, cộng với một máy nén khí 45 kW có khả năng khởi động trực tiếp. Máy nén tiêu thụ 53 kVA khi chạy và 334 kVA khi khởi động ở mức dòng điện đầy tải gấp 6,3 lần. Tính được là 71 (334 - 53) = 352 kVA. Bộ 350 kVA không có biên độ, vì vậy lựa chọn đúng là định mức tiêu chuẩn tiếp theo, bộ 400 kVA.

Giảm hệ số bắt đầu để giảm kích thước bộ

Bộ khởi động sao-tam giác giới hạn dòng khởi động ở mức 2,5 đến 3,5 lần dòng đầy tải; bộ khởi động mềm tạo ra 3,0 đến 4,5 lần; một ổ tần số thay đổi tạo ra 1,0 đến 1,5 lần. Đối với máy nén 45 kW, bộ khởi động mềm sẽ giảm công suất đặt yêu cầu từ 352 kVA xuống còn khoảng 230 kVA, giảm khoảng 35%.

Đối với yêu cầu được tính toán từ 100 kVA đến 400 kVA, dòng sản phẩm tổ chức các bộ phổ dụng ở dải 100-400 kVA với mức dự trữ 10-15% để tăng tải trong tương lai.

Bộ máy phát điện Diesel đa năng 100-400 kVA cho nguồn điện tầm trung Dòng công suất trung bình này bao gồm dải tần 100-400 kVA được tính toán với công suất dự trữ, nhưng ở độ cao và nhiệt độ cao, công suất đầu ra phải giảm xuống. Kiểm tra các thông số kỹ thuật để xác nhận kVA đã sửa có đáp ứng các điều kiện tại cơ sở của bạn hay không. Xem sản phẩm →

Áp dụng giảm dần cho độ cao và nhiệt độ

Trên vị trí tham chiếu của nhà sản xuất - thường ở độ cao 1.000 m và nhiệt độ xung quanh 40 độ C - tổ máy phát điện diesel tăng áp mất khoảng 3% công suất định mức cho mỗi 300 m độ cao tăng thêm và khoảng 2% cho mỗi nhiệt độ tăng thêm 5 độ C. Một tổ máy 350 kVA được lắp đặt ở độ cao 1.600 m và 45 độ C chỉ có thể cung cấp khoảng 92% công suất định mức, hay 322 kVA.

Đối với yêu cầu giảm bớt, hãy khớp kVA đã hiệu chỉnh với dải công suất tiêu chuẩn và xác nhận cặp động cơ-máy phát điện với bảng dữ liệu của nhà sản xuất. Yangzhou Aiweite sắp xếp đường dây chạy bằng Cummins của mình thành bốn dải từ 10 kVA đến 2.500 kVA, do đó, con số giảm đi có thể phù hợp với bộ tiêu chuẩn cao hơn tiếp theo.

Bộ máy phát điện Diesel chạy bằng Cummins với nhiều dải công suất Sau khi giảm công suất kVA cần thiết, đường dây chạy bằng Cummins này cung cấp các bộ tiêu chuẩn từ 10 đến 2.500 kVA ở bốn băng tần, giúp việc chọn đơn vị cao hơn tiếp theo phù hợp với đầu ra đã hiệu chỉnh trở nên đơn giản. Xem sản phẩm →

Lập kế hoạch trình tự chấp nhận tải

Tải phải được áp dụng theo từng bước được kiểm soát, không phải theo một khối; khởi động động cơ lớn nhất trước, sau khi điện áp và tần số ổn định, giữ cho điện áp nhất thời giảm xuống dưới giới hạn 20% của NFPA 110.

1. Bắt đầu dỡ bộ và đợi 10 đến 15 giây để bộ điều tốc và bộ điều chỉnh điện áp tự động ổn định.
2. Đóng công tắc tơ của động cơ lớn nhất trước, sau đó thêm tải nhỏ hơn.
3. Chờ 5 đến 10 giây để điện áp và tần số phục hồi trước bước tiếp theo.
4. Bước các tải còn lại theo thứ tự kVA giảm dần.

Khớp loại cấu trúc với vị trí lắp đặt

Loại vỏ bọc - khung trượt mở, mái che im lặng, thùng chứa hoặc xe kéo - không thay đổi định mức kVA cần thiết, nhưng vỏ cách âm nhỏ gọn làm tăng nhiệt độ các bộ phận và có thể giảm sản lượng dài hạn từ 2% đến 3% ở cùng điều kiện môi trường. Mức giảm tuy nhỏ nhưng lại quan trọng ở đầu dải công suất.

Bộ loại im lặng phù hợp với những nơi nhạy cảm với tiếng ồn như bệnh viện, khu công nghiệp đô thị; các bộ máy kiểu mở thuộc phòng máy chuyên dụng; bộ dạng thùng chứa cung cấp năng lượng ngoài trời theo mô-đun chịu được thời tiết; bộ kiểu xe kéo phục vụ đội xe cho thuê và các dự án di động. các sự khác biệt về cấu trúc giữa các đơn vị loại mở và loại im lặng ảnh hưởng đến khả năng tiếp cận bảo trì, luồng làm mát và tiếng ồn của vỏ, vì vậy hãy chọn cấu trúc sau khi xác nhận cấp kVA, không phải trước đó.

Bộ máy phát điện Diesel loại im lặng cho các địa điểm nhạy cảm với tiếng ồn Đối với các bệnh viện, công viên đô thị hoặc các địa điểm nhạy cảm với tiếng ồn khác, các máy phát điện có độ ồn thấp khép kín này là cấu trúc phù hợp. Chúng cung cấp khả năng hoạt động chống bụi và chịu được thời tiết trong khi vẫn giữ được âm thanh trong giới hạn đô thị. Xem sản phẩm →

Các lỗi định cỡ phổ biến gây ra lỗi trường

Năm lỗi kích thước dẫn đến hỏng máy phát điện sớm và gây ra các chuyến đi phiền toái; phương pháp tính toán ở trên ngăn chặn tất cả chúng.

• Định cỡ từ chỉ chạy kW, không kiểm tra dòng khởi động cho động cơ lớn nhất.
• Trộn số kW và kVA mà không áp dụng hệ số công suất.
• Sử dụng xếp hạng dự phòng cho một ứng dụng chạy hơn 500 giờ mỗi năm.
• Bỏ qua độ cao và nhiệt độ giảm ở vùng cao hoặc khí hậu nóng.
• Không để lại năng lực dự trữ; 10% đến 15% trên mức tối thiểu được tính toán là mức sàn thực tế.

Các câu hỏi về kích thước xuất hiện trong quá trình mua sắm

Sự khác biệt giữa kW và kVA trong kích cỡ máy phát điện là gì?

kW đo công suất thực tế tiêu thụ của tải; kVA đo công suất biểu kiến. Máy phát điện có công suất định mức là kVA và động cơ diesel có công suất định mức là kW. Ở hệ số công suất 0,8, bộ 200 kVA cung cấp công suất thực 160 kW, do đó tải 200 kW ở cùng hệ số công suất cần bộ 250 kVA.

Có thể sử dụng liên tục bao nhiêu công suất định mức của bộ máy Cummins?

Theo ISO 8528-1, bộ được xếp hạng cơ bản chạy không giới hạn số giờ mỗi năm, nhưng tải cơ bản phải ở mức bằng hoặc dưới 70% xếp hạng cơ bản. Bộ định mức liên tục được thiết kế cho tải không đổi từ 70% đến 100% định mức của nó. Bộ ở chế độ chờ không được vượt quá 500 giờ hoạt động mỗi năm.

Bộ khởi động mềm có làm giảm kích thước máy phát điện cần thiết không?

Đúng. Bộ khởi động mềm giới hạn dòng khởi động động cơ ở mức 3,0 đến 4,5 lần dòng đầy tải, so với 6,0 đến 7,5 lần khi khởi động trực tiếp. Trong ví dụ về máy nén 45 kW, mức công suất đặt yêu cầu giảm từ 352 kVA xuống còn khoảng 230 kVA, mức giảm khoảng 35%, điều này sẽ chuyển lựa chọn sang dải công suất nhỏ hơn.

Mục tiêu định cỡ nên đặt giới hạn nhúng điện áp nào?

NFPA 110 đặt giới hạn sụt áp 20% cho hệ thống điện khẩn cấp khi tải định mức được áp dụng trong một bước duy nhất. Thông số kỹ thuật của trung tâm dữ liệu thường yêu cầu 15%, do đó, thông số kỹ thuật của dự án phải được xác nhận trước khi quyết định kích thước máy phát điện.