Súpravy dieselových generátorov poháňaných Cummins: Ako vybrať správny výkon

Potravinársky závod v severnom Mexiku nainštaloval 150 kVA generátor poháňaný dieselovým motorom Cummins Inc. v marci 2024. Počas uvádzania do prevádzky technik zapol chladiaci kompresor s výkonom 75 kW; napätie kleslo pod 80 % nominálnej hodnoty a regulátor sa spustil pri podpätí. Štúdia dimenzovania zhrnula iba hodnoty bežiacich kW a ignorovala prúd zablokovaného rotora. Výber správneho výstupu pre súpravu poháňanú Cummins vyžaduje profil záťaže, hodnotenia ISO 8528-1, kontroly štartovacieho prúdu a zníženie výkonu.

Zistite, čo v skutočnosti znamená menovitý výkon súpravy generátora

Norma ISO 8528-1 definuje tri rozdielne výstupné hodnoty pre generátorovú súpravu – pohotovostný, primárny a nepretržitý – a táto klasifikácia určuje, koľko hodín ročne a pri akom zaťažení môže súprava bežať bez poškodenia. Výber nesprávneho hodnotenia spôsobuje buď predčasné poruchy motora alebo zbytočné kapitálové náklady. Typový štítok "výkon" súpravy nie je jedno číslo: rovnaká fyzická jednotka môže mať výkon 220 kVA v pohotovostnom režime a 200 kVA v hlavnom režime.

Yangzhou Aiweite Electromechanical Co., Ltd., výrobca generátorových súprav pôsobiaci od roku 2008 a pokrývajúci výkon 1 kVA až 2 500 kVA, hodnotí svoje súpravy napájané Cummins podľa rovnakého rámca ISO 8528-1.

Pred výpočtom vytvorte úplný profil zaťaženia

Platný výpočet výstupného výkonu začína profilom zaťaženia, ktorý uvádza každé pripojené zariadenie ako bežiace kVA, počiatočné kVA a pracovný cyklus; Samotný súčet kW nemôže predpovedať prechodné správanie napätia. Profil musí pokrývať najhorší prevádzkový prípad, nie priemerný deň, aby súprava prežila najväčší súčasný štart, ktorý môže nastať.

Vytvorte profil v piatich krokoch:

1. Inventujte každú záťaž s jej typovým štítkom kW
2. Preveďte kW na kVA pomocou prevádzkového účinníka každého zariadenia
3. Identifikujte štartovací prúd každého motora
4. Definujte pracovné cykly pre prerušované zaťaženia
5. Identifikujte najväčší jednotlivý záťažový stupeň, ktorý je možné zapnúť naraz

Vo výpočte dominujú zaťaženia motora. NEMA MG-1 špecifikuje, že indukčný motor Design B odoberá 6 až 7,5-násobok prúdu pri plnom zaťažení počas štartovania cez linku, takže profil zaťaženia musí zachytávať údaje motora oddelene od odporových záťaží.

Keď aplikácia pokrýva továrne, infraštruktúrne projekty a núdzové napájanie , profil by mal byť overený voči každému pracovnému cyklu, ktorý môže stránka vyprodukovať.

Vypočítajte kVA so zahrnutým štartovacím prúdom

Minimálna nastavená hodnota sa rovná prevádzkovému kVA všetkých záťaží plus rozdielu medzi štartovacím kVA a prevádzkovým kVA najväčšieho motora, kontrolované podľa NFPA 110 limitu poklesu prechodného napätia 20 %.

Trojfázový chod kVA je kW delený účinníkom. Trojfázový štartovací kVA je zablokovaný prúd rotora krát sieťové napätie krát 1,732, delené 1 000.

Príklad: baliaca linka má 60 kW pripojeného strojového zariadenia pri účinníku 0,85 alebo 71 kVA v chode, plus jeden 45 kW vzduchový kompresor s priamym štartovaním. Kompresor odoberá 53 kVA behu a 334 kVA pri štarte pri 6,3-násobku prúdu pri plnom zaťažení. Výpočet je 71 (334 - 53) = 352 kVA. Súprava 350 kVA nemá žiadnu rezervu, takže správnym výberom je nasledujúci štandardný výkon, súprava 400 kVA.

Znížte počiatočný násobiteľ, aby ste zmenšili súpravu

Štartér hviezda-trojuholník obmedzuje štartovací prúd na 2,5 až 3,5-násobok prúdu pri plnom zaťažení; softštartér produkuje 3,0 až 4,5 krát; frekvenčný menič produkuje 1,0 až 1,5 krát. V prípade kompresora s výkonom 45 kW softštartér zníži požadovaný nastavený výkon z 352 kVA na približne 230 kVA, čo predstavuje zníženie o približne 35 %.

Pre kalkulovanú potrebu medzi 100 kVA a 400 kVA produktový rad organizuje univerzálne zostavy v pásme 100-400 kVA s 10-15% rezervou pre budúci rast zaťaženia.

Súpravy univerzálneho dieselového generátora 100-400 kVA pre výkon stredného rozsahu Tento stredný výkonový rad pokrýva vypočítané pásmo 100-400 kVA s rezervnou kapacitou, ale vo vysokej nadmorskej výške a teplote musí byť výkon znížený. Skontrolujte špecifikácie, aby ste sa uistili, že opravený kVA spĺňa podmienky vašej lokality. Zobraziť produkt →

Použiť zníženie výkonu pre nadmorskú výšku a teplotu

Nad referenčným miestom výrobcu – bežne v nadmorskej výške 1 000 m a okolitej teplote 40 °C – stráca súprava dieselového generátora s turbodúchadlom približne 3 % menovitého výkonu na každých ďalších 300 m nadmorskej výšky a približne 2 % na každých ďalších 5 °C teploty. Súprava s výkonom 350 kVA inštalovaná vo výške 1 600 m a 45 stupňoch C dokáže dodať len asi 92 % svojho menovitého výkonu alebo 322 kVA.

V prípade zníženej požiadavky prispôsobte korigovaný kVA štandardnému výkonovému pásmu a potvrďte dvojicu motor-alternátor podľa údajového listu výrobcu. Yangzhou Aiweite usporiada svoju linku napájanú Cummins v štyroch pásmach od 10 kVA do 2 500 kVA, takže znížené číslo môže byť prispôsobené ďalšej vyššej štandardnej sade.

Súpravy dieselových generátorov s pohonom Cummins s viacerými výkonovými pásmami Po znížení požadovanej hodnoty kVA ponúka táto linka napájaná spoločnosťou Cummins štandardné sady od 10 do 2 500 kVA v štyroch pásmach, čo uľahčuje výber ďalšej vyššej jednotky, ktorá zodpovedá korigovanému výkonu. Zobraziť produkt →

Naplánujte si postupnosť prijatia záťaže

Zaťaženie sa musí aplikovať v kontrolovaných krokoch, nie v jednom bloku; Spustenie najväčšieho motora ako prvého, po stabilizácii napätia a frekvencie, udržiava prechodný pokles napätia pod hranicou NFPA 110 20 %.

1. Zapnite súpravu bez záťaže a počkajte 10 až 15 sekúnd, kým sa regulátor a automatický regulátor napätia stabilizujú.
2. Najprv zatvorte stýkač najväčšieho motora a potom pridajte menšie záťaže.
3. Pred ďalším krokom počkajte 5 až 10 sekúnd na obnovenie napätia a frekvencie.
4. Zvyšné zaťaženia vstúpte v zostupnom poradí kVA.

Priraďte typ štruktúry k miestu inštalácie

Typ krytu - otvorený šmyk, tichý kryt, kontajner alebo príves - nemení požadovanú hodnotu kVA, ale kompaktný akustický kryt zvyšuje teploty komponentov a môže znížiť dlhodobý výkon o 2% až 3% pri rovnakých okolitých podmienkach. Zníženie hodnoty je malé, ale záleží na vrchole výkonového pásma.

Súpravy tichého typu vyhovujú miestam citlivým na hluk, ako sú nemocnice a mestské priemyselné parky; súpravy otvoreného typu patria do vyhradených strojovní; súpravy kontajnerového typu poskytujú modulárne vonkajšie napájanie odolné voči poveternostným vplyvom; prívesové súpravy slúžia na prenájom vozových parkov a mobilných projektov. The štrukturálne rozdiely medzi jednotkami otvoreného a tichého typu ovplyvňujú prístup k údržbe, prietok chladenia a hlučnosť krytu, takže štruktúru vyberte po potvrdení triedy kVA, nie skôr.

Súpravy tichého dieselového generátora pre miesta citlivé na hluk Pre nemocnice, mestské parky alebo iné miesta citlivé na hluk sú tieto uzavreté nízkohlučné generátorové sústavy vhodnou štruktúrou. Poskytujú prachotesnú prevádzku a odolnosť voči poveternostným vplyvom a zároveň zachovávajú zvuk v rámci mestských limitov. Zobraziť produkt →

Bežné chyby veľkosti, ktoré spôsobujú zlyhania poľa

Päť chýb dimenzovania vedie k predčasným poruchám generátora a nepríjemným výpadkom; vyššie uvedená metóda výpočtu im všetkým zabraňuje.

• Dimenzovanie len z prevádzkových kW, bez kontroly štartovacieho prúdu pre najväčší motor.
• Miešanie hodnôt kW a kVA bez použitia účinníka.
• Používanie hodnotenia pohotovostného režimu pre aplikáciu, ktorá beží viac ako 500 hodín ročne.
• Vynechanie nadmorskej výšky a zníženia teploty vo vysokohorských alebo horúcich klimatických podmienkach.
• Bez kapacitnej rezervy; 10% až 15% nad vypočítaným minimom je praktická podlaha.

Otázky týkajúce sa veľkosti, ktoré sa objavia počas obstarávania

Aký je rozdiel medzi kW a kVA pri dimenzovaní generátora?

kW meria skutočný výkon spotrebovaný záťažou; kVA meria zdanlivý výkon. Alternátor je menovaný v kVA a dieselový motor je v kW. Pri účinníku 0,8 dodáva súprava 200 kVA 160 kW reálneho výkonu, takže 200 kW záťaž pri rovnakom účinníku potrebuje súpravu 250 kVA.

Koľko z menovitého výkonu súpravy s pohonom Cummins možno nepretržite využívať?

Podľa normy ISO 8528-1 beží sada s prvotriednym hodnotením neobmedzený počet hodín za rok, ale základné zaťaženie by malo zostať na úrovni alebo pod úrovňou 70 % hlavného hodnotenia. Súprava s trvalým menovitým výkonom je navrhnutá pre konštantné zaťaženie 70 % až 100 % svojho menovitého výkonu. Súprava v pohotovostnom režime by nemala presiahnuť 500 hodín prevádzky za rok.

Zmenšuje softštartér požadovanú veľkosť generátora?

áno. Softštartér obmedzuje štartovací prúd motora na 3,0 až 4,5-násobok prúdu pri plnom zaťažení v porovnaní so 6,0 až 7,5-násobkom pri priamom štartovaní. V príklade kompresora s výkonom 45 kW klesne požadovaný nastavený výkon z 352 kVA na približne 230 kVA, čo je zníženie o približne 35 %, čo posúva výber do menšieho výkonového pásma.

Aký limit poklesu napätia by sa mal zamerať na veľkosť?

NFPA 110 nastavuje 20% limit poklesu napätia pre systémy núdzového napájania, keď sa menovité zaťaženie aplikuje v jednom kroku. Špecifikácie dátového centra často vyžadujú 15 %, takže špecifikácia projektu musí byť potvrdená pred dokončením veľkosti alternátora.