Выбор дизельной электростанции: пусковые токи
Автор: E.J.
При выборе дизельной электростанции (ДЭС) в качестве автономного (основного или резервного) источника электроэнергии проектировщика подстерегают несколько подводных камней. Одним из таких «камней» является обеспечение пусковых токов нагрузки потребителя. Неопытный специалист при выборе ДЭС руководствуется, как правило, только расчетной мощностью нагрузки, забывая, что это максимальная усредненная нагрузка на временном интервале 30 мин (интервал указан как характерный для сети напряжением до 1000 В).
Расчетная мощность Рр соответствует такой неизменной токовой нагрузке Iр, которая эквивалентна действительно изменяющейся нагрузке по наиболее тяжелому тепловому действию на элемент системы электроснабжения. Под действительной нагрузкой здесь подразумевается верхняя граница возможных значений усредненной токовой нагрузки. Длительность интервала осреднения принимается равной трем постоянным времени нагрева Т элемента системы электроснабжения, через который передается нагрузка (проводник, кабель, шинопровод). Опыт проектирования и эксплуатации электрических сетей напряжением ниже 1000 В свидетельствует о целесообразности принятия интервала осреднения 30 мин, соответствующего постоянной времени нагрева Т=10 мин. Расчетный ток — это наибольший из средних получасовых токов.
Таким образом, не учитывается такой режим работы, при котором нагрузка потребителя на несколько секунд существенно превышает расчетную мощность. Максимальная кратковременная нагрузка продолжительностью несколько секунд называется пиковой нагрузкой.
Пиковая нагрузка обусловлена запуском электроприемников с большими пусковыми токами, например, асинхронных двигателей. Пусковой ток возникает при начале вращения двигателя и продолжается до достижения номинального скольжения двигателя. Величина пускового тока превышает номинальный ток двигателя в 4…8 раз (см. характеристики двигателей марки А, АИР, RA и т.д.).
Если мощности ДЭС не хватает, чтобы покрыть пиковую нагрузку потребителя, то в результате возникает выход частоты и величины генерируемого напряжения за границы, допустимые для потребителей. В результате, потребитель автоматически отключается от источника питания действием защиты, а ДЭС останавливается. В том случае, если ДЭС, например, предназначена для резервного питания противопожарных устройств, последствия такого отключения могут быть катастрофические.
Чтобы ДЭС обеспечивала пиковую нагрузку, должно выполняться условие
где Pпик.нагр. – пиковая мощность нагрузки;
Рпер.ДЭС – перегрузочная способность ДЭС.
Проблема заключается в том, что в каталогах очень сложно найти информацию о перегрузочной способности дизельных электростанций. Некоторые фирмы-поставщики для всех марок ДЭС пишут, что перегрузка допустима только на 10% в течение часа. При превышении этого значения срабатывает автоматическая защита генератора. Другие фирмы разделяют номинальную мощность ДЭС на основную (PRP – prime power) и аварийную (ESP – Emergency Stand-by Power). Как правило, аварийная мощность превышает основную на те же самые 10%. При этом, перегрузка ДЭС сверх аварийной мощности запрещается.
Что же получается? Если от ДЭС запитан асинхронный двигатель сопоставимой номинальной мощности, то запуститься он не сможет? И чтобы этот двигатель запустился, ДЭС должна его превышать по номинальной мощности в Кпуск/Кпер.ДЭС раз (Кпуск – коэффициент пускового тока двигателя, Кпер.ДЭС – коэффициент перегрузки ДЭС)? Допустим, Кпуск=8, а Кпер.ДЭС=1,1, тогда номинальная мощность ДЭС должна быть в 8/1,1=7,3 раза больше, чем номинальная мощность асинхронного двигателя. При этом загрузка ДЭС при запущенном двигателе составит всего 100%/7,3=13,7%. Между тем, фирмы-изготовители ДЭС регламентируют минимальную загрузку не менее 25…40%.
При работе на малых нагрузках из-за невысокой температуры выхлопных газов смазочное масло, попадающее в камеру сгорания и частично выносимое в коллектор и выхлопной трубопровод, полностью не сгорает, а оседает на их стенках, элементах турбонагнетателя, клапана и т.п., где коксуется. При длительной работе дизеля в таком режиме это коксование приводит к уменьшению сечения соплового аппарата турбонагнетателя и, как следствие, к нарушению нормальной работы дизеля. Более того, при последующих пусках и попадании топлива в выхлопную систему это может привести к взрыву («хлопку»), который часто сопровождается повреждением дизеля.
Что-то несуразица какая-то получается. Зачем изготавливать генератор, который не может обеспечить пуск двигателя при сопоставимой нагрузке, а применение более мощного генератора невозможно из-за ограничений работы двигателя?
В ГОСТ Р 53174-2008 «Установки электрогенераторные с дизельными и газовыми двигателями внутреннего сгорания», п.6.3.10, табл.4 регламентируется мощность ДЭС по отношению к мощности асинхронного короткозамкнутого двигателя.
Электрогенераторные установки трехфазного переменного тока частотой 50 Гц (в ненагруженном состоянии) должны обеспечивать запуск асинхронного короткозамкнутого двигателя с кратностью пускового тока до 7 и мощностью не менее указанной в таблице
Номинальная мощность электрогенераторной установки, кВт
Мощность асинхронного короткозамкнутого двигателя в процентах от номинальной мощности электрогенераторной установки
До 60 включ. 70
100 и 200 60
Св. 200 до 500 включ. 50
» 500 » 1000 » 35
» 1000 Устанавливают в стандартах или ТУ на электрогенераторные установки конкретных типов
Таким образом, мощность ДЭС должна превышать мощность двигателя в 1,4…2,9 раза, а не в 7,3 раза, как рассматривалось выше. Правда есть один нюанс – большинство генераторов изготавливаются за рубежом, где не действуют требования российских нормативных документов, и, следовательно, требования к перегрузке могут быть другими.
Попробуем найти информацию о допускаемой кратковременной перегрузке генераторов различных фирм-изготовителей, отечественных и зарубежных.
Баранчинский электромеханический завод
Генераторы синхронные серии БГ общепромышленного исполнения… выдерживают трёхфазное короткое замыкание в течение 5 сек, а 50% перегрузку в течение 2 минут. В режиме холостого хода генератор обеспечивает прямой пуск асинхронного электродвигателя мощностью до 70% номинальной мощности.
ГЕНЕРАТОРЫ СИНХРОННЫЕ типов БГ-100Т, БГ-100К3, БГ-200Т, БГ-200К1: генератор обеспечивает запуск на холостом ходу прямым включением трехфазного асинхронного короткозамкнутого двигателя без момента на валу, мощность которого составляет 50% номинальной мощности генератора, а кратность пускового тока — до 7.
Судя по приведенным данным, генераторы БЭМЗ соответствуют требованиям российских стандартов.
ОАО «Электроагрегат», Курск
Непосредственно в описании генераторов информации нет, зато удалось найти информацию в описании готовых дизельных электростанций. Так, например, для ДЭС марки АД200С-Т400 (номинальная мощность составляет 200 кВт) мощность запускаемого ненагруженного асинхронного короткозамкнутого двигателя составляет 110 кВт, что составляет 55% от мощности ДЭС.
Lenz Electric
ПЕРЕГРУЗКИ:
Обычно допустима перегрузка в 10% в течение 1 часа каждые 6 часов. Короткие перегрузки могут быть весьма значительными (в три раза больше номинального тока).
Overloads:
A 10% overload for 1 hour every 6 hours is normally accepted. Short overloads can be very high (3 times the rated current).
LEROY-SOMER
Эта фирма приводит подробные данные по запуску асинхронных двигателей для каждого типа генератора. Например, номинальная мощность генератора LSA 47/2 исполнения M7 составляет 500 кВА, а при запуске асинхронного двигателя – 1073 кВА (система возбуждения SHUNT) или 1195 кВА (система возбуждения AREP). Таким образом, перегрузка генератора при запуске асинхронного двигателя может составлять 215% (SHUNT) или 240%(AREP) при установившемся отклонении напряжения 20% или переходном отклонении напряжения 50%.
Варианты исполнения генератора LSA 47.2.
Информация о допустимой перегрузке генератора при запуске асинхронного двигателя.
MarelliGenerators
К сожалению, удалось только найти упоминание о допустимости 10% перегрузки в течение 1 часа.
Mecc Alte Spa
Допускается перегрузка 10% в течение 1 часа за 6 часовой период, а также 300% нагрузка в течение 20 сек (например, для генератора ECO 38-1LN/4, Рном=200 кВт).
Информация о перегрузке генератора ECO 38-1LN/4
Итак, данные о перегрузке приводят далеко не все изготовители генераторов, и данные разных производителей существенно различаются. Тем не менее, практически все из рассмотренных фирм-изготовителей генераторов декларируют более или менее существенный запас по обеспечению пиковых нагрузок потребителей.
Для общего развития можно ознакомиться с требованиями к судовым генераторам. Для всех генераторов предъявляется требование 50% перегрузки в течение от 15 сек до 2 мин.
Требования по перегрузке, предъявляемые к судовым генераторам
В расчетах также не следует забывать об условиях, влияющих на снижение номинальной мощности генераторов (а значит, и перегрузочную способность тоже) – температуре окружающего воздуха, высоте над уровнем моря, коэффициенте активной мощности потребителей (cosф).
Вот какие коэффициенты рекомендует применять фирма SINCRO для своих генераторов.
Корректирующие коэффициенты для различных "ухудшающих" условий.
Выводы
- При выборе следует обращать особое внимание на перегрузку дизельной электростанции пиковыми (пусковыми) токами нагрузки.
- Перегрузочная способность генераторов у разных фирм-изготовителей может существенно отличаться, поэтому их следует запрашивать у соответствующей фирмы-изготовителя или авторизованных дилеров этой фирмы.
- В расчетах следует учитывать понижающие коэффициенты номинальной мощности электрической станции в зависимости от различных условий – окружающей температуры воздуха, высоты над уровнем моря, коэффициента активной мощности (cosф) потребителей.
Эту статью можно обсудить ниже в комментариях или на форуме.
Спасибо, оочень полезная информация, в доступном виде!
Пожалуйста.
Статья очень информативная, пригодилась при выборе генератора, правда я взял в kuvalda дизельный KIPOR KDE 6500X, таких марок, которые описываются в статье, я что-то не нашел на просторах нашего рунета.
Не путайте марку электростанции и модель генератора. В статье идет речь о генераторах, которые поставляются в составе электростанции. Например, марка электростанции (дизель-генераторной установки) ДГУ АД-110С-Т400-1РМ18. Генератор, который используется в этой марке ДГУ, производства Leroy Somer, модель LSAP44F.
E.J., а вот в интернет магазине kuvalda.ru написано "Электростанция дизельная с воздушным охлаждением FUBAG DS 5000 ES открытого исполнения", в действительности выходит это не электростанция, а генератор?
Все правильно написано.
Электростанция марки FUBAG DS 5000 ES идет в комплекте:
Статья тересная, кое что из нее применила, но во всем не разобралась. Посчитала свою потребляемую мощность по паспортам приборов, примерное количество лампочек взяла по 100Ватт каждая, ну а вот дальше какие коэффициенты применять так и не поняла, тупо умножила на 2. По этим параметрам и купила в kuvalda электростанцию дизельную с воздушным охлаждением FUBAG DS 11000 D ES открытого исполнения на 8,8 кВт, надеюсь хватит.
Здравствуйте, Лола.
Скорей всего, вы генератор купили достаточной мощности. Поздравляю с покупкой.
Чтобы в будущем не было затруднения, попробую объяснить по-человечески то, что написано немного заумно в статье.
В приведенном объяснении я не учел неравномерность загрузки фаз, а также, коэффицент мощности нагрузки и электростанции. Эти параметры тоже влияют на выбор электростанции, но конкретно для вашего случая по существу ничего не изменится.
E.J., спасибо за объяснение по-человечески. С 1 и 2 пунктом разобрался, так и выбирал себе в kuvalda генератор SUBARU ED 6,0/230- S мощностью 6 кВт, мне этого достаточно. А вот с 3 пунктом, что-то торможу. В характеристиках указано двигатель Subaru DY42, это его надо искать паспорт и смотреть кратность перегрузки?
Здравствуйте, Олег.
Любая электростанция (бензиновая или дизельная) состоит из двигателя и генератора. Именно генератор вырабатывает электрический ток. Но сам по себе генератор вращаться не может, его вращает двигатель. Очень часто портативные электростанции называют генераторами, что хоть и не корректно, но зато соответствует их прямому назначению — вырабатывать электрический ток. Но мы с вами должны понимать, что все-таки вы купили электростанцию, в которой есть и двигатель, и генератор.
Нужно смотреть характеристики генератора, а не двигателя. Марку генератора, устанавливаемого в вашей электростанции, подсказать не могу, т.к. не удалось с наскоку найти эту информацию в интернете.
Здравствуйте, обращаюсь к вам за помощью, тк как хочется разобраться со всем самой, а не обращаться каждый раз к консультантам. есть задание от электриков на: СЦБ 24.5кВт, нагрузка связи 14.5, нагрузки щита ЩСБ 5,5, гарантированная вентиляция 14.7, освещение 3,3, 2 УБП 15 кВа. необходимо выбрать резервную ДЭС (wilson, c генератором leroy-somer). По вашей методике получилось у меня 150.7 кВт, если я беру коэф. пусковых токов 7 и только на вентиляцию. Нужно ли как то учитывать УБП, и правильно ли сделан расчет, заранее большое спасибо
Здравствуйте, Елена.
В постановке задачи не хватает некоторых данных — коэффициентов мощности нагрузок, марки ДЭС, типа генератора, режим эксплуатации ДЭС, поэтому кое-что принял по своим соображениям. Вы можете уточнить исходные данные и откорректировать выбор ДЭС самостоятельно.
В таблице 1 приведён расчёт нагрузки в установившемся режиме. В нём я отдельно выделил полную потребляемую мощность (Sр) вентиляции и УБП. Суммирование в таблице осуществляется активной (Рр) и реактивной (Qр) нагрузки по столбцам. Км указывается, согласно характеристикам оборудования.
Обозначения:
По установившемуся режиму выбирается мощность ДЭС:
где Кз=1,1…1,2 — коэффициент запаса (возьмём 1,15).
Ближайшие модели ДЭС марки Wilson:
Выбираем марку Wilson Р135, т.к. Р110-2 не удовлетворяет условиям выбора в установившемся режиме.
Рассчитаем пусковой режим.
Очевидно, что всю нагрузку одновременно запускать от ДЭС нельзя, т.к. есть условия разового наброса нагрузки. Рекомендуется набрасывать нагрузку ступенями в процентном отношении не более 40% — 30% — 30%. Наиболее критична в плане "наброса" вентиляционная нагрузка, т.к. обладает большой кратностью (примем Кп=7) и длительностью (до нескольких секунд).
В качестве расчётной принимаем работу всей нагрузки (за исключением вентиляции) в установившемся режиме и одновременный пуск вентиляции (см. табл. 2).
Здесь Sр вентиляции превышает в 7 раз Sр в установившемся режиме. При известном Рр можно посчитать Kм и Qр в режиме пуска вентиляции.
Теперь проверяем ДЭС по условию:
Согласно каталожным данным, в выбранной марке ДЭС применяется генератор LL3014F (Leroy Somer) с системой возбуждения SHUNT. К сожалению, изготовитель не указывает характеристики перегрузки на этот тип генератора. Предлагаю взять аналогичный генератор Leroy-Somer марки LSA 44.3 L10. Этот генератор кратковременно выдерживает нагрузку 390 кВА, т.е. 260% от номинальной мощности. Нужно учитывать, что кратковременная (пусковая) нагрузка указана для ненагруженного генератора. В нашем случае пусковая нагрузка в процентном соотношении составит Sр.пуск/Sдэс = 182,9*100/150 = 122% от номинальной мощности, что намного меньше 260%.
Итак, окончательно выбираем Wilson P135 — Sдэс = 150 кВА, Рдэс = 120 кВт.
Прилагаю файл, в котором вы можете проверить расчёты, посмотреть формулы и поправить исходные данные при необходимости.
спасибо Вам огромное, очень доступно и понятно
Здравствуйте!
Сколько не искал не нашел, что значит коэффициент мощности для генератора?
Ведь cosф обусловлен наргузкой подключеной к генератору. А в паспортах на дизели (точнее на синхронные генраторы вырабатываюшие эл. энергию) фигурируе в большинстве своем величина 0,8 .
Это какое-то рекомменодавнноезначение cosф, номинальное ?
Ведь cosф изменяется от 0 до 1.
Можно ли включать емкостную компенсацию в цепь автономного генератора, не вредно ли для него увеличение коэффициента мощности скажем до величины 0,98 с сохранением полной мощности по паспорту?
Здравствуйте, Александр.
Значение номинального коэффициента мощности генератора используется в 2-х случаях:
а) для определения, в каком диапазоне активно-индуктивной нагрузки генератор будет работать с характеристиками, не превышающими номинальные (т.е. без перегрузки); например, номинальный cosф генератора равен 0,8; значит, при нахождении значении cosф нагрузки в диапазоне 0,8…1 генератор будет работать без перегрузки;
б) для определения номинальной активной мощности генератора Pном.г = Sном.г * cosфном.г
В случае, когда коэффициент мощности нагрузки меньше номинального коэффициента мощности генератора, перегружается обмотка возбуждения генератора. В этом случае, производитель рекомендует снижать значение выдаваемой мощности генератора по сравнению с номинальной (отсюда).
Примеры коэффициентов изменения мощности электрогенератора в зависимости от cos ф.
Коэффициент мощн. — cosф
1
0,8
0,7
0,6
0,5
0,3
0
Коэффициент изменения
1
1
0,93
0,88
0,84
0,82
0,8
Теперь насчёт компенсации реактивной мощности.
Вот что пишет изготовитель электростанций в инструкции по монтажу и эксплуатации (п.4.12.4):
Также, хочу добавить, что выработка активной мощности генератором зависит от механической мощности на валу двигателя электростанции. Поэтому, устанавливая компенсирующие устройства, вы никак не добавляете активной мощности самой ДЭС. Следовательно, при установке УКРМ не произойдёт:
Спасибо за ответ.
Хотел бы поделиться найденой информацией.
Так как генератором в ДЭС при мощностях от десятков кВт является синхронный генератор (СГ), который в норме расчитан на активно-индуктивную нагрузку. Увеличение активной нагрузки, с уменьшением индуктивной выводит СГ в зону статической неустойчивостью при cosф>0,8, что приводит к выходу из синхронизма СГ и является ненормальным режим.
" например, номинальный cosф генератора равен 0,8; значит, при нахождении значении cosф нагрузки в диапазоне 0,8…1 генератор будет работать без перегрузки"
Это утверждение как мне кажется противоречит этому:
"Также, хочу добавить, что выработка активной мощности генератором зависит от механической мощности на валу двигателя электростанции. Поэтому, устанавливая компенсирующие устройства, вы никак не добавляете активной мощности самой ДЭС. Следовательно, при установке УКРМ не произойдёт"
Потому что если S=P вся мощность выдается как активная при активной нагрузке, и тоже самое когда есть полная компенсация, т.е. Qc=QL и S = P не вижу разницы, мы берем из генератора всю полную мощность, а реактивные "уничтожаются"
Мне не совсем понятно что значит номинальный косинус генератора, ведь при ХХ без нагрузки ток не протекает и понятия косинус здесь просто не применимо. Значит это значение косинуса нагрузки при котором генератор работает в номинальном режиме, я верно понимаю?
Еще раз спасибо за ответ!
1. Насчёт найденной информации.
Чтобы вывести СГ из синхронизма, нужно, чтобы этот СГ с чем-то был синхронизирован — с сетью или другим генератором. Учитывая, что генераторы имеют запас по статической устойчивости 1,5…2 раза, не думаю, что выход из синхронизма является определяющим фактором при увеличении активной мощности генератора в 1,25 раза. Опять же, соответственно увеличивая при повышении генерируемой активной мощности ток возбуждения, можно повысить статическую устойчивость генератора. Но нужно понимать, что при этом двигатель, вращающий генератор, и обмотка возбуждения генератора будут работать с перегрузкой.
2. Вот в этом ваша ошибка
Генератор физически не может выдать активной мощности больше, чем ему даст двигатель. Если не повышать вырабатываемую мощность двигателя, то вы никак не сможете догнать значение активной мощности генератора до значения его полной мощности, хоть увешайте его компенсирующими устройствами. Если же вы начнёте повышать мощность на валу двигателя сверх номинальной ("давить на газ"), то он начнёт работать с перегрузкой и не проработает нормативный срок службы.
Итак, определённому значению мощности нагрузки (Рн) соответствуют значение механической мощности на валу двигателя (Pмех.) и тока возбуждения генератора (Iв). Увеличилась/уменьшилась активная мощность нагрузки, значит увеличились/уменьшились Pмех. и Iв (см. U-образные характеристики СГ, рис.6.36). Чтобы вдобавок к активной мощности генерировать/потреблять реактивную, нужно соответственно увеличивать/уменьшать Iв.
3. Вы правильно понимаете. Но я бы лучше сказал так: "это минимальное значение косинуса нагрузки, при котором генератор ещё работает в номинальном режиме", ведь номинальный режим может быть не только по полной мощности, но и по активной тоже.
Спасибо!
Выход из синхронизма у СГ это когда скорость электромагнитного поля ротора отлично от скорости вращения самомго ротора, это в самом определении синхронных машин.
По последнему, получается что номинальная полная мощность это величина коммерческая, ее можно было и не указывать, т.к. реально выбор упирается в активную.
Активная фактически прямо пропорциональна механической, но указание полной сбивает с толку, пришлось залезть в учебники.
Спасибо за помощь!
Не могли бы дать ссылку, подтверждающую эту мысль, а то у меня есть сомнения в её корректности.
В книжке Вольдека "Электрические машины", изд. 3, 1978 г., стр.719, сказано, что
Т.е. ротор будет вращаться несинхронно с полем статора. Сравните с тем, что написали вы. Повторюсь, речь идёт про параллельную работу генератора с сетью, когда частота напряжения на зажимах генератора (частота поля статора) задаётся сетью. В случае автономной работы генератора на нагрузку при повышении/снижении нагрузки соответственно снизится/повысится частота напряжения на зажимах генератора (если не регулировать мощность на валу двигателя). Но поле ротора и статора будут синхронны относительно друг друга, т.к. ротор (индуктор) создаёт поле статора (якоря).
Я это и имел в виду, просто ротор и статор в общем случае вещи весьма условные, т.к. вращающееся магнитное поле может быть обеспечено чередованием фаз статора, тогда обмотка возбуждения — статорная.
В нашем случае Вы правы!
Но это никак не синхронизация СГ с сетью!
См. Вольдек параграф 35-3 "Угловая характеристика неявнополюсного синхронного генератора"
Там приведена зависимость активной мощности от угла нагрузки , который в свою очередь по формуле 33-4 зависит от нагрузки генератора.
Прив перходе нагрузки за некое пиковое значение P, генератор попадает в режим статической неустройчивости, и далее как я и писал. Если на этот график нанести косинусоиду мы как раз и получим те самые величны угла 36,9 град, при которых cosф =0,8
Соответственно, параграф 35-3 — это тоже про параллельную работу. Одно из основных положений — U=const. Что это значит? Об этом упоминается чуть ниже в этом же параграфе выделено жирным шрифтом "Неявнополюсная машина. Понятие о статической устойчивости."
Цитирую:
Да Вы правы там речь о синхронизации по частоте между генераторами — начале главы 35.
Но конкретно в 35-3 место относящееся вообще к нагружаемости по P генератора
Это никак не противоречит сказанному мной ранее.
Прочите со строк "Как видно из равенства 35-6…"
Все тоже относится и к автономному режиму, здесь параметры сети const только и всего, а пареметры других генераторов никак не увязаны в формуле мощности.
Но чтобы было достовернее http://www.induction.ru/library/book_002/glava6/6-12.html
посмотрите пожалуйста: "Обычно электрическая сеть, на которую работают синхронные генераторы, является для них активноиндуктивной нагрузкой (генераторы отдают как активную Р, так и реактивную Qмощности). При этом синхронные генераторы должны работать с некоторым перевозбуждением, обеспечивающим повышение перегрузочной способности. Так, например, согласно ГОСТу в синхронных генераторах при номинальном режиме ток Íа должен опережать напряжение сети Úc(т. е. отставать от напряжения Ú и иметь cos φ = 0,8. Однако если сеть создает активно-емкостную нагрузку (например, из-за подключения к ней большого числа статических или вращающихся компенсаторов), то генератор для поддержания стабильного напряжения работает с недовозбуждением, т. е. при токе Ia , опережающем напряжение U. Такой режим неблагоприятен для него, так как с уменьшением тока возбуждения при заданной активной мощности Р возрастает угол θ и снижается перегрузочная способность Мmах /Мном , определяющая устойчивость машины."
По вашей ссылке читаю первый же абзац:
Везде упоминается работа параллельно с сетью. Я же хочу ещё раз напомнить, что генератор автономный. Всё, на что вы ссылаетесь, относится к параллельной работе с сетью. Можете описать режим, при котором, по-вашему, автономный (!) СГ выйдет из синхронизма? Что происходит с мощностью на валу двигателя, с мощностью электрической нагрузки генератора, с током возбуждения?
Мне достаточно знать, что работа на чисто активную нагрузку доя СГ режим ненормальный.
Активная мощность на зажимах СГ прямопропорциональна мех мощности на валу дизеля.
Почитайтк внимательнее всю статью, а не выжимки про параллельную работу, по написанному Вами, ясно, что текст Вы не читали в принципе! Потом, возможно, поменяете мнение.
Александр, жаль, что конструктивный поначалу разговор скатился в область домыслов и недоговорок. Я внимательно ознакомился с вашими доводами. Поэтому прошу мне объяснить в двух предложениях, что с чем будет работать несинхронно в автономном СГ и по какой причине. Если вы попытаетесь мне объяснить принципы своими словами, то я смогу определить, в чём вы заблуждаетесь и подсказать решение. Или соглашусь с вашими доводами. Если же вы продолжите отмахиваться, то увы, мне придётся стереть ваш последний пост от 20.11.2014 — 16:15, как не несущий смысловой нагрузки.
Я согласилсч выше, с тем ,что в данном случае синхронизация с частотой сети!
При повышении косинуса, т.е. отличном от номинального, в генераторе снижается ток возбуждения, что снижает его перегрузочную способность.
Статическая устойчивость, в моем понимании, это незначительное изменение внешних характеристик от незначительного изменения тока возбуждения
В этом я с вами соглашусь. И здесь под снижением перегрузочной способности следует понимать, что величина напряжения на зажимах генератора может выйти за допустимые пределы значений.
Теперь, что будет, если активная мощность нагрузки генератора значительно (например, в 2 раза) превысит мощность на валу двигателя, вращающего генератор? "Поплывёт" (уменьшится) частота. И уменьшится до такого значения, пока возросший при этом механический момент на валу двигателя не уравновесит противодействующий момент поля статора (якоря). Частота вращения ротора (индуктора) снизится, а значит, снизится и частота поля статора (якоря). Но вращаться они будут, по-прежнему, синхронно, т.к. частота поля якоря определяется частотой вращения индуктора. Да, напряжение на зажимах генератора снизится, частота напряжения на зажимах генератора тоже снизится. Они могут быть значительно ниже допустимых минимальных значений, необходимых для качественного питания потребителя, но асинхронного режима всё-равно не будет.
Ваше понимание не совпадает с общепринятым определением статической устойчивости, которое приведено по ссылке, куда вы меня отправляли. Я приведу его ещё раз:
Но да, если вы имели ввиду, что статическая устойчивость изменится при изменении тока возбуждения, то вы правы. Нужно осторожно относиться к терминам. Например, внешней характеристикой генератора называется зависимость U(I) при n0=const, Iв=const и cosφ = const (ссылка). То есть ток возбуждения не меняется, а вы пишете "изменение внешних характеристик от незначительного изменения тока возбуждения".
Спасибо за умные ответы!
Мы просто глубоко копнули, и это в письменной форме изложить весьма трудно, или это будет как шахматы по переписке)), годами.
Спасибо что поравили в терминологии, я занимаюсь проектированием, и в пол-глаза удается писать Вам и смотреть в книгу, могу быть не точным.
По поводу статической устойчивости есть в Вольдеке хорошая фраза: "Режим работы определенной установки называется статически устойчивым, если при наличии весьма небольших возмущений режима работы (небольшое изменение U, Рп- д, и т. д.) изменения режима работы (величина Рит. д.) также будут небольшими и при прекращении действия этих возмущений восстановится прежний режим работы".
Цитата не точна — взята из распознаного источника, но суть понятнна как мне кажется. Оригинал дома есть, могу вечером повторить
Добрый день!
Проробую задать вопрос. Реальная ситуация с перегревом ДВС и поиск выхода.
Генератор полная мощность 1500 кВА, активная 1200 кВт, коэф. мощности 0,8, ток номинальный 2165 А.
При загрузке генератора на 100%, ДВС перегревается. Рекомендация инструкции — в длительном режие ДВС загружать на 80%. Каким образом снизится мощность на валу ДВС при полной компенсации реактивной мощности 900 кВАР? Приведет ли компенсация реактивной мощности к снижению нагрузки на валу ДВС?
На мой взгляд. Полная мощность снизится до уровня активной т.е. составит 1200 кВА, полный ток нагрузки снизится до 1732 А. В итоге нагрузка на ДВС снизится на 20% , ДВС не будет перегреваться.
Всё правильно?
Здравствуйте, Виктор.
1. Нагрузка на двигатель (ДВС) снизится не на 20%, а на величину изменения активных потерь в обмотке возбуждения и обмотке якоря, т.е. практически не снизится. Дело в том, что из механической в электрическую преобразуется только активная мощность. Реактивная мощность такой способностью не обладает. Таким образом, нагрузка на ДВС у вас останется неизменной (подобный вопрос уже обсуждался).
2. Изготовители ДЭС рекомендуют отключать все устройства коррекции cosф при работе ДЭС (обсуждалось выше).
Евгений, добрый день!
Спасибо за выбор темы и конструктивный диалог в комментариях.
Я хотел бы раскрыть глубже вопрос по мощностям ДЭС.
Вы говорите, что увеличить активную составляющую не представится возможным, по-скольку ДВС не справится с увеличенным моментом на валу. Однако, двигатели и генераторы имеют отличные друг от друга характеристики и в каких-то случаях могут не иметь полного соответствия по мощности. Обусловлено это линейкой ДВС и СГ, как Вы правильно отметили, разной системой возбуждения и различной доп. оснасткой ДВС (турбированные и прочее).
Например ДЭС имеет в своем составе ДВС Perkins c заявленной номинальной мощностью ДВС — 89 кВт. А генератором она оснащена с номинальной мощностью 80,1 кВт. То есть теоретически, снизив реактивную составляющую и преобразовав её, таким образом, в активную, можно смело иметь 9 кВт активной мощности дополнительно. Так ли это?
Вообще по реактивной мощности (индуктивной), я правильно понимаю, что её природа в том, что при отставании тока от напряжения, активная мощность становится меньше, поскольку в единицу времени либо напряжение меньше, а ток максимум, либо наоборот, ток меньше а напряжение выше. Оставание происходит за счет ЭДС самоиндукции в двигателе нагрузки. Если я правильно рассуждаю, то речь не идет о возврате напряжения в СГ ДЭС, а об, образно выражаясь, дополнительном сопротивлении нагрузки. УКРМ сдвигает за счет емкостей ток вперед и отставание компенсируется.
Чтобы мне самому разобраться в вопросе, нужно знать как соотносятся мощности двигателя и генератора в ДЭС, 1 к 1 или с коэффициентами?
Ну и я не вполне представляю как можно определить реактивную составляющую на двигателе нагрузки. Например, измеряя токовыми клещами линию к двигателю я увижу активный ток? Ну и панель управления покажет через свои трансформаторы тока тоже активный ток? А фактическая нагрузка на СГ будет выше, но узнать какая она, только по току я не смогу? получается, что возможна ситуация, когда на одной нагрузке ДЭС спокойно работала при 140А нагрузки, а при работе на двигатель (пусковый токи не берем, я пример взял гипотетический) и токе, например, 130А ДЭС перегрузится и отключится?
Ну и, если я правильно все понял, позвольте Вас поправить:
А там:
То есть, другими словами, нужно, чтобы нагрузка была меньше на СГ, то есть СГ должен быть большей мощности, однако, по-скольку активная составляющая будет меньше, двигатель да, недорабатывает.
Я не проффесионал в этой теме, только учусь, но очень хочу разобраться. Буду признателен за Ваш ответ.
Здравствуйте, Виктор.
Учтите, что мощность двигателя указывается механическая на его валу, а мощность генератора — электрическая. КПД генератора зависит от cosф нагрузки и его загруженности, поэтому возьмём среднее значение для генератора такой мощности — 0,92. Соответственно, механическая мощность на валу генератора должна быть 80,1/0,92=87 кВт. Так что мощности впритык.
Возможно, вы некорректно выразились,т.к. реактивную составляющую вы никак не преобразуете в активную, как ни старайтесь.
Снизив реактивную составляющую нагрузки вы снизили полный ток генератора. Да, теоретически можно немного добавить активной мощности (добавить "газу" двигателю), чтобы покрыть её дефицит. Полный ток генератора не превысит при этом номинальный. Но повторюсь, двигатель у вас будет работать с перегрузом. Небольшие перегрузки допустимы, но длительная перегрузка может существенно снизить ресурс электростанции.
Неправильно вы понимаете природу реактивной мощности. Не путайте с задачками из учебника, где нужно найти соотношение мощностей, например, найти P по известным S и Q. Природа активной и реактивной мощности разная, хоть и описывается похожими формулами. Активную мощность (энергию) вы можете преобразовывать в другие виды энергии (химическую, механическую и т.д.), а реактивную нет. У реактивной энергии только электрическая природа.
Разумеется, двигатель выбирается с учётом номинального и перегрузочного режимов генератора, значит, запас должен быть, но не существенный. Точной информацией не располагаю.
Токовые клещи предназначены для измерения полного тока. И панель управления также покажет полный ток в цепи. По току вы можете грубо ориентироваться о перегрузе/недогрузе генератора. Могут быть установлены приборы, показывающие параметры режима, в т.ч. выдаваемые в сеть P и Q. Упрощённо, регулирование осуществляется следующим образом:
Гипотетически, вы привели правильный пример.
Похоже, я некорректно выразился. Я имел ввиду, что значение номинальной мощности генератора, при его подборе, нужно пересчитать на меньшую мощность. А написал так, что как будто надо выбрать генератор с меньшей номинальной мощностью. Спасибо, что поправили.
Спасибо за ответ.
Значит ли это, что да, ток может оказаться меньше, а ДЭС перегружается? (Я не вполне понял Ваш ответ, извините). Бывают случаи, когда меняется нагрузка, например из последних — к ДЭС были подключены трансформаторы для прогрева бетона, ток на панели показывал меньше чем было до этого на другую нагрузку, а ДЭС стала отключаться. (к сожалению, меня на объекте не было и выснить почему происходило отключение я не мог. Либо по току — тогда все ясно и моя теория не верна, либо по низким оборотам или напряжению (тоесть перегруз ДВС или AVR не справился с реактивной мощностью).
Как продолжение первой части вопроса. Так ли, что и одна и вторая мощности характеризуются своими токами, однако активный ток работу выполняет, а реактивный хоть и присутствует (а значит является частью полного тока, который упрощенно является суммой активного и реактивного тока), но полезной работы не выполняет? Тогда я не прав насчет своего примера и такого гипотетического случая быть не может, ток будет всегда и перегрузка засчет реактивной составляющей будет сопровождаться увеличением полного тока, на что и должна отреагировать ДЭС. Ну, кончено, практика показывает, что все эти аварии — перегруз по току, снижение оборотов без восстановления, снижения напряжения могут произойти одновременно и что попадет в журнал ошибок еще вопрос)
Вы правильно поняли. Ток генератора может не превышать номинальное значение, но двигатель будет работать с перегрузкой, т.к. превышена мощность на валу двигателя в результате увеличения активной электрической мощности нагрузки. Отключение может произойти из-за снижения частоты тока генератора (двигатель тормозится, т.к. не справляется с повышенным механическим моментом на валу), или из-за перегрева двигателя (температура охлаждающей жидкости превысила критические значения).
Номинальный cosф ДЭС равен 0,8. Следовательно, при cosф=1 (на нагрузке) и номинальном токе генератора получаем увеличение нагрузки на двигатель 25%. Довольно существенно, чтобы говорить о срабатывании защиты двигателя, или отключении по частоте.
К сожалению, по отключению ДЭС при питании трансформаторов прогрева бетона ничего конкретного подсказать не могу. Сначала нужно выяснить, какая защита сработала, а потом уже выяснять причину. Могла сработать защита генератора из-за, например, перекоса фаз. В двух фазах у вас могло быть значение тока меньше номинального, зато в третьей — больше. Если в щите стоит амперметр с переключением по фазам, то могли и не уследить за перекосом.
Не совсем понял, в чём вы были неправы, почему ток будет всегда и откуда взялась перегрузка по реактивной составляющей. Буду признателен, если переформулируете вопрос.
Все, теперь по этому вопросу все ясно. Я имел в виду, что из-за увеличения реактивной составляющей ток не увеличится на приборах, а фактически СГ будет перегружен. Теперь ясно. Полный ток вырастет, а перегрузка ДВС может возникнуть как раз из-за увеличения активной составляющей, а не реактивной.
Евгений, скажите, не сталкивались ли с таким явлением, что при износе либо еще каким-либо причинам нагрузка — эл. двигатель или трансформатор изменили свои электрические характеристики, например увеличился или уменьшился cos ф? Более тяжелые пуски из-за редуторов, например, в расчет не берем, рассматриваем установившийся режим работы.
Ну, сталкиваться не доводилось в силу того, что работаю в области проектирования систем электроснабжения, а не эксплуатации. А причин для изменения cosф работающего оборудования может быть несколько, поэтому нужно уточнить условия работы. Например, если снизить нагрузку на валу двигателя ниже номинальной, то его cosф также уменьшиться. Может влиять напряжение в сети и частота. Более предметно, увы, не смогу помочь.
Евгений, большое спасибо за ответы! Успехов Вам!
Рад был помочь.
Евгений, добрый вечер.
Спасибо за Вашу статью.
Вопрос по генераторам Leroy-Somer, а точнее по каталожным данным. Не подскажете где в каталоге смотреть информацию по перегрузке.
Здравствуйте, Александр.
Собственно, мне, чтобы ответить, нужно посмотреть тот каталог, где вы ищите информацию о перегрузке. Или я вопрос не понял.
Евгений, добрый день.
Вопрос Вы поняли правильно. Отправил каталог Вам на почту.
Информация о перегрузке генератора частотой, например, 50 Гц находится в таблице "Other class H/400 V data" на странице 4 в обоих каталогах, см. строку:
для LSA 44.3
для LSA 49.1
Точней, там указывается развиваемая мощность при запуске ненагруженного асинхронного двигателя от выбранного генератора c системой возбуждения SHUNT или AREP при указанных отклонениях напряжения — установившемся (cont.) и переходном (trans). Обратите внимание, что это не мощность асинхронного двигателя. Подразумевается, что до включения двигателя генератор работал на холостом ходу.
Можно ещё добавить, что
Эта же информация присутствует в каталогах на генераторы (см. табл. "General characteristics" на стр.3)
Евгений, большое спасибо за помощь.
Здравствуйте, у меня такой вопрос:
Активная мощность нагрузки P=7,6кВт, cosф=0,72 (основные приемники переобразователи собст нужды блок-контейнера), полная мощность 10,6кВА.
Можно ли выбрать дизельную на 10кВт? (нет паспортных данных на нее т.к. она устанавливается комплектно в готовом блок-боксе)
Можно ли найти дизельную на такой номинал 10-12кВт трехфазную?
Т.к. часть нагрузок питается уже от существующей КТП, а ДЭС является резервом для части потребителей, применение однофазных выключателей в виду выбора по селективности завысит вводной на КТП до недопустимого порядка 80А, при 38А которые она может выдать.
Спасибо
Здравствуйте, Александр.
Так как активная и полная мощность ДЭС превышают расчётную мощность нагрузки (10 кВт > 7,6 кВт; 10/0,8=12,5 кВ*А > 10,6 кВ*А), то такую ДЭС можно использовать для питания симметричной нагрузки. Дополнительно, нужно проверить ДЭС по пусковым токам нагрузки.
Посмотрите здесь.
Очень важно, чтобы нагрузка была симметричная, т.е. равномерно распределена по фазам. Если это условие не выполняется, то питающую линию от ДЭС и саму ДЭС нужно выбирать по наиболее загруженной фазе. При правильном определении расчётной нагрузки проблем с селективностью срабатывания по перегрузке быть не должно.
Большое спасибо!
А если допустим, активная мощность проходит, а полная выше, то брать бОльший номинал ДЭС ?
например P=8кВт, cosф=0,7, S=11,4кВА. Выбираем 12 или 16кВА ?
Да, если полная мощность нагрузки больше номинальной полной мощности ДЭС, то следует выбрать ДЭС большей мощности. В вашем примере 12 кВ*А хватает впритык, и это без учёта возможной несимметрии нагрузки и без проверки по наиболее тяжелому режиму (по пусковой мощности/току нагрузки). Также, следует учесть, что номинальный cosф ДЭС равен 0,8. У вас cosф нагрузки равен 0,7, значит ДЭС не сможет работать с номинальной мощностью (активной и полной) из-за перегрузки обмотки возбуждения (выше уже обсуждалось). Думаю, следует выбрать ДЭС 16 кВ*А, разумеется, с соответствующими проверками (симметрия нагрузки, пусковые токи).
Подскажите. пожалуйста, есть некоторая установка с параметрами: Пусковой ток 32А, Потребляемый ток 5А, Максимальный ток 8,4А, Потребляемая мощность 0,8 кВт.
Вопрос такой: какой мощности мне требуется подобрать бензогенератор, чтобы не было проблем с запуском этой установки?
Заранее спасибо
Здравствуйте, Николай.
Вам следует определиться, какой бензогенератор вы собираетесь приобрести. Например, при выборе мощности инверторного генератора Champion (и подобных ему) вы можете воспользоваться инструкциями, приведёнными в этом руководстве по эксплуатации (стр.10).
Евгений, добрый вечер!
У меня возник спор, хотелось бы у Вас выяснить по вопросу..
Есть дизельная станция на объекте. Привезли катушку кабеля 4х185 алюминий 300 метров. На барабане.
Этот кабель во всю длину потребуется в будущем, когда объект будет построен, но сейчас его надо запитать от дизеля. Я говорю, что при токе нагрузке в максимум 200 А можно часть этого барабана размотать и подключиться к дизелю. Что индуктивность на барабане бронированного кабеля будет не большой, кабель не сгорит. Сердечника нет, да, вихревые токи будут, но не такие большие, чтобы разрушить кабель. А мой аппонет приводит пример с катушкой тонкого провода, что он греется. Вы можете рассудить, где правда? Дело в том, что вопрос стоит так — разматывать и подключать или не разматывать полностью и подключать. А я не представляю, как его размотать, а потом собрать и перенести на другое место. Помогите, пожалуйста, буду признателен.
Здравствуйте, Виктор.
Условия теплоотвода для кабеля, намотанного на барабан, намного хуже, чем для кабеля, проложенного в воздушной среде. Длительно-допустимый ток для кабеля напряжением до 1 кВ с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами, проложенного в воздухе, составляет 260 А (ПУЭ, изд.7, табл.1.3.18). Максимальная температура жил для кабеля АВБбШв составляет +70 град.С; верхний предел окружающей среды +50 град.С. Согласно ПУЭ, табл.1.3.3, поправочный коэффициент составит 0,67 (условная температура среды +25 град.С, нормированная температура жил +70 град.С, расчётная температура среды +50 град.С). Таким образом, длительно-допустимый ток кабеля составит не более 0,67*260=174 А.
Но, не всё так просто. Температура кабеля в барабане может значительно превысить величину +50 градС. Кроме того, следует учесть увеличение активного сопротивления кабеля (а, значит, и тепловыделения) из-за нагрева жил. Простейший расчёт (см. РД153-34.0-20.527-98, п.5.10.5) показывает, что даже без учёта увеличения сопротивления кабеля, проложенного в воздухе, из-за нагрева его начальная температура составит около +77 град.С (для условий, приведённых выше); какая будет температура у намотанного на барабан кабеля — неизвестно. Но можно сказать однозначно, что она существенно превысит максимально-допустимую температуру жил кабеля +70 град.С. В таких условиях возможно спекание и нарушение изоляции кабеля за довольно короткий срок.
Ввиду вышеизложенного, советую выполнить электроснабжение отрезком кабеля, который, при переходе на постоянную схему, срастить с остальной частью кабельной муфтой.
Разумеется, есть ещё нюансы, которые следует учитывать в подобных случаях: увеличение индуктивного сопротивления из-за самоиндукции, эффект близости, гармоники (кратные трём) в нулевом проводе, несимметричные КЗ, — но и вышеприведённых рассуждений достаточно, чтобы сделать вывод о недопустимости подключения потребителя кабелем, намотанным на барабан.
кабель будет грется на катушке а охлаждения не будет. уже проверено на опыте
Евгений, большое спасибо за исчерпывающий ответ. Получается, что даже без индуктивности достаточно причин, по которым недопустимо такое подключение. Была бы длина меньше (а в моей практике так и было, не более 50 метров) можно было бы подключать, сечение с запасом. Но на такой — категорически нельзя. Я так понял. Еще раз большое спасибо.
Пожалуйста, рад помочь.
Евгений, прочитал статью о эффекте близости. Скажите, а броня кабеля не станет в этом случае электромагнитым экранирующим контуром, препятствующим появлению этого нежелательного эффетка?
Виктор, не думаю, что в данном случае даже без брони эффект близости будет сколько-нибудь существенен, т.к. электрические поля различных жил одного кабеля взаимно компенсируются из-за близкого расположения жил. Также, ток промышленной частоты 50 Гц не оказывает заметного влияния на активное сопротивление жилы (в сторону увеличения, разумеется). Конечно, броня кабеля также ослабляет и без того слабое результирующее поле кабеля, но зато повышает индуктивное сопротивление жил, но это уже никакое отношение не имеет к эффекту близости.
Эффект близости я упомянул выше, так сказать, "до кучи". Да, он имеет место быть, но несерьёзно о нём говорить в контексте обсуждаемой проблемы.
Понял! Еще раз спасибо!
Установлена дизельная электростанция заказчиком мощностью 30 квт. необходим запуск водяного насоса мощностью эл. двигателя 15 квт. насос не запускается -падение напряжения и искры из пускателя. как расчитать мощность для эл двигателя 15 квт чтоб он запускклся от диз. электростанции без проблем?Кто сможет ответьте. +79026263949
Для снижения пусковых токов может дешевле применить частотный регулятор а не менять дизельную электростанцию?
Здравствуйте, Виталий.
Чтобы дать квалифицированный ответ, нужно немного больше информации:
Предварительно, на ум приходят пока две вещи:
Яковлев Г.С. Судовые электро-энергетические системы. Глава 9. Рассматривается пуск АД от генератора. В статье не учтено, что хоть пусковой ток и большой, но он на самом деле практически полностью реактивный. Для первичного двигателя режим пуска не настолько тяжелый, как для непосредственно генератора. Успешный пуск зависит от системы возбуждения генератора. Как вы видите в вами же приведенной таблице для одного и того же генератора с разными системами возбуждения разные возможности пуска АД. То, что в статье упоминается как перегрузка (10% в течении часа) — это продолжительная перегрузка. Ее значение обусловлено тепловым режимом как генератора так и двигателя. Пуск же АД это кратковременный процесс.
Еще хотелбы прояснить себе момент с косинусом. Что номинальный косинус определяет границу нормальной работы системы возбуждения это я знал. Но тогда исчерпывающей информацией о электростанции является полная мощность и косинус. Но очень часто можно встретить написание полной/активной мощности в обозначении. Т.к. для занятия статистикой нужно время, то хочу узнать, не ограничивают ли производители мощность первичного двигателя из предположения, что обычно нагрузка не чисто активная и потому можно не рассчитывать первичный двигатель на всю полную мощность генератора? Можно ли быть уверенным, что мощности первичного двигателя хватит для покрытия полной мощности генератора с cos=1? Я понимаю, что если хочешь быть на 100% уверенным, то нужно брать и самому смотреть характеристики ДВС и СГ конкретной электростанции, но интересно именно статистика — на сколько часто генератор можно нагрузить активной мощностью равной полной мощности. Буду признателен, если кто-нибудь поделиться своим опытом.
Если рассматривать работу генератора на одиночный двигатель, то да, вы правы. Но если генератор работает на комплексную нагрузку, то cosф может быть довольно высок. Согласен с вами, что при пуске больше нагружается генератор (обмотка возбуждения генератора), а не двигатель.
В статье приводятся значения перегрузки, которые указывает изготовитель генераторов или электростанций. Согласен с вами, что значение 10% перегрузки некорректно использовать для оценки перегрузочной способности при пуске. Но, ввиду отсутствия точных данных завода-изготовителя генераторов, приходится руководствоваться только данными, предоставленными изготовителем электростанций. Возможно, следовало бы на этом акцентировать внимание читателя в статье.
Этот режим следует рассматривать, как перегрузочный, т.к. мощность двигателя выбирается для обеспечения работы генератора с cosф=0,8. Если генератор будет работать на полную мощность с cosф=1, то двигатель перегрузится на 25%.
«Строго говоря, этот режим следует рассматривать, как перегрузочный, т.к. мощность двигателя выбирается для обеспечения работы генератора с cosф=0,8″
В таком свете про смысл косинуса для электростанции можно говорить, что с одной тороны он определяет нижний придел коэффициента мощности нагрузки с точки зрения перегрузки системы возбуждения, а с другой стороны определяет максимальную активную мощность электростанции. Т.е. ограничение по активной мощности является следствием применения первичного двигателя уменьшенной мощности, но этот же генератор мог бы отдавать активную мощность равную полной с cos=1, при условии применения соответствующего первичного двигателя.
Совершенно верно. Отлично сказано.
Здраствуйте!
Возник такой вопрос, а возможен ли пуск от одной ДЭС двух асинхронных двигателей? или пуск асинхронного двигателя при уже существующей подключенной к ДЭС нагрузке (в нагруженном состоянии)?
Здравствуйте, Иван.
Разумеется, возможен пуск хоть двух, хоть трёх и более асинхронных двигателей (АД) от ДЭС. Единственно, нужно проверить, что одновременный пуск двигателей не вызывает перегрузки автономной электростанции (имеется ввиду способность генератора выдерживать кратковременные пусковые токи и не допускать просадку напряжения ниже допустимых значений по условиям пуска АД и работы остальной нагрузки). Это возможно, если мощность двигателей существенно меньше мощности ДЭС. В противном случае следует реализовать мероприятия по уменьшению пусковой нагрузки (пусковых токов), например:
Спасибо, а в нормах это как то прописано? хотел бы понять как на таких основаниях выбирать мощность ДЭС.
Хотел бы отдельно поблагодарить за статью, благодаря ей открыл для себя ГОСТ Р 53987-2010 и ГОСТ Р 53174-2008… и как раз пришло замечание экспертизы о предоставлении расчетов и обоснование выбора ДЭС.
Например, расчётная пиковая нагрузка составляет 183 кВ*А (из примера). Предположим, что ДЭС комплектуется генератором Stamford модели UCI274E. Вот его пусковая характеристика двигателя с заторможенным ротором (для исполнения регулятора обмотки возбуждения MX):
По характеристике можно определить провал напряжения (в % от номинального) на зажимах генератора в зависимости от полной пусковой мощности потребителя. В нашем случае провал напряжения составит около 17% (для Uном=400 В). Также, не забудьте посчитать потери напряжения в питающей и распределительной линиях, питающих данного потребителя, и прибавить к ним эти 17%. Допустим, суммарное отклонение напряжения у потребителя составляет не более 20%. Если для потребителя такое отклонение напряжения не критично, то ДЭС выбрана правильно. Вот что говорят нормы на этот случай:
Если считать, что номинальное напряжение потребителя 380/220 В (ГОСТ 32144-2013, п.4.2.2), т.е. на 5% ниже номинального напряжения генератора, то в 15% вы как раз укладываетесь. Если считать номинальным напряжением потребителя 230/400 В (ГОСТ 29322-92, табл.1), то отклонение напряжения великовато; нужны мероприятия по уменьшению этого отклонения:
Спасибо, думаю стал чуточку умнее =)
Евгений, здравствуйте.
На нашем предприятии принято решение о приобретении шагающего эксаватора ЭШ-10/70. Мощность сетевого синхронного двигателя 1250 кВт. Запускаться синхронный двигатель буде с помощью разгонника. (На валу сетевого двигателя "сидят" генераторы приводов: поворота, подъема, хода. Одиниз них генератор привода поворота переводится в двигательный режим и разгоняет агрегат.) А также предполагается работа насоса с синхронным двигателем 250 кВт 2 шт. Запитывать предполагается от дизельного энергокомплекса. ДЭС 750 кВт х 3 шт. Две ДЭС будут работать на ЭШ-10/70, третья в резерве. Летом начинают работать насосы 2шт. х 250 кВт и подключается параллельно 3-ая ДЭС.
Вопрос: правильно ли выбрана мощность энергокомплекса 3шт. х 750 кВт?
Здравствуйте!
Приятно удивлен уровнем профессионализма коментариев автора, потому, что в поисках ответа на свои вопросы посетил кучу сайтов, есть с чем сравнить.
Проблема у меня такая: необходимо выбрать дизельную электростанцию для автономного электроснабжения карьера. Горные правила регламентируют применение на карьерах системы электроснабжения с изолированной нейтралью, в связи с чем возникают вопросы:
1. Будет ли нормально работать с изолированой нейтралью ДЭС мощностью 500-600 кВт (для питания насоса);
2. как организовать писание сети освещения( напряжение светильников 220 В, суммарная нагрузка 15 кВт) от ДЭС с изолированной нейтралью.
Буду очень благодарен если сможете помочь.
Приветствую вас , у меня не большая частная клиника , недавно купили новенький ренгенаппарат , но к сожалению электричество отключают чаще чем хотелось бы, примерно несколько раз в день на час. Хотим заказать генератор , из того что я знаю общее потребление аппарата 82KVA а в режиме запуска 135 KVA. Генератор с какими характеристиками нам лучше подойдет .
Спасибо
У меня конечно нет опыта работы с клиниками, но мощность не назвал бы маленькой. Тут вам лучше обратится к менеджеру покупаемого оборудования и описать свои желания: мощность нагрузки, автоматизацию процесса, место установки и пр. По роду деятельности могу посоветовать следующих поставщиков http://www.powerunit.ru и http://gc-ets.ru в свое время они мне помогли с выбором установки. Никакой рекламы
Здравствуйте, Рената.
Сразу посоветую обратиться в проектную организацию, чтобы разработали вам проект электроснабжения вашего рентгенаппарата. Объясню, почему.
1. Нужно определить режимы работы рентгенаппарата. Если рабочий режим существенно меньше установленной мощности 82 кВА, то можно взять ДГУ (дизель-генераторное устройство) с генератором меньшей мощностью, но с большей перегрузочной способностью. Это определяется расчётом и по данным завода-изготовителя конкретного генератора.
2. При пуске рентгенаппарата просаживается напряжение на зажимах ДГУ. Отклонение напряжения на зажимах вашего рентгенаппарата зависит от того, как выполнена питающая сеть (сечение питающего кабеля, его длина) и от характеристик установленного в ДГУ генератора (его схемы возбуждения). Нужно обеспечить, чтобы отклонение напряжения не превышало допустимые значения для рентгенаппарата.
3. Возможно, вы бы хотели от этой ДГУ питать не только рентгенаппарат. Тогда тем более нужно выполнить расчёт электрических нагрузок на ДГУ.
В первом приближении, исходя из предположения наличия индивидуальной компенсации реактивной мощности в рентгенустановке, могу посоветовать ДГУ с мощностью 90 кВт (112,5 кВА). Схема возбуждения генератора может быть SHUNT (допускается перегрузка 1,5 в течение времени < 1 мин). Скорей всего, рентген будет работать с меньшей мощностью, а 82 кВА это его установленная мощность. В этом случае, можно снизить номинальную мощность ДГУ; конкретная мощность определяется режимом работы рентгенаппарата, которое указано в его паспорте. Тогда, возможно, понадобится применить генератор с системой возбуждения AREP (выдерживает 3-кратную перегрузку в течение 20 сек) для покрытия пусковой мощности рентгенаппарата.
* SHUNT и AREP — системы возбуждения в генераторах LEROY SOMER
По расчету, который вы предлагаете у меня получилась пусковая мощность 3000 кВа. К установке приняла гернератор Wilson P1350P1/P1500E1— Sдэс = 1500 кВА, Рдэс = 1350 кВт.
Согласно каталожным данным, в выбранной марке ДЭС применяется генератор LL8224L (Leroy Somer) с системой возбуждения AREP. Этот генератор кратковременно выдерживает нагрузку 3118 кВА, т.е. 207,8% от номинальной мощности. Нужно учитывать, что кратковременная (пусковая) нагрузка указана для ненагруженного генератора. В нашем случае пусковая нагрузка в процентном соотношении составит Sр.пуск/Sдэс = 3002,05*100/1500 = 200,1% от номинальной мощности, что меньше 207,8%/
Получили комментарий от производителя: 2. Просьба указать какую кратковременную нагрузку выдерживается данная модель. Мы рассчитывали, что данная модель может выдержать кратковременный перегруз (в течении 20-30 секунд) до 200%. ( Ответ – по генератору расчет правильно, только пусковая мощность большее влияние оказывает не на генератор, а на двигатель. На Р1500Е установлен дигатель Perkins 4012-46TWG3A с механической мощностью 1217кВт. Соответственно при набросе мощности единовременно больше данной мощности двигатель просто заглохнет)
Здравствуйте, Анастасия. К сожалению, не удалось найти технические характеристики на генератор LL8224L. Судя по мощности в режиме Prime Power (1350 кВА/1080 кВт), этот генератор аналогичен генератору LSA 50.2 L7 (Leroy Somer). Пусковая мощность этого генератора составляет 3181 кВА, что формально несколько превышает значение 3000 кВА (на 6%). Но запас маловат. Особенно, если учесть, что при этом отклонение напряжения на зажимах генератора составит 20%. Прибавьте к этому потери в распределительных сетях, посчитайте отклонение напряжения на зажимах электроприёмников (ЭП) и сравните с нормативными требованиями. Например, в СП 31-110-2003, п.7.23 есть следующее требование:
В это требование вы уже не вписываетесь.
Теперь по поводу двигателя. Двигатель должен выбиратся таким образом, чтобы обеспечить все допустимые режимы генератора. При этом следует учесть, что при пуске двигателя потребляемая нагрузка (ток) имеет преимущественно реактивный характер, а значит механическая нагрузка на валу двигателя не превышает допустимую из-за малого значения коэффициента мощности пусковой нагрузки. Думаю, что завод-изготовитель перестраховывается; тем не менее, я солидарен с ним в том, что у данной модели ДГУ не хватает мощности, чтобы обеспечить допустимое качество электроэнергии (имеется ввиду уровень отклонения напряжения на зажимах ЭП).
Здесь ещё есть гарантийная составляющая. Они снимают с себя ответственность, если при пуске электрической нагрузки у вас двигатель заглохнет, так как они не рекомендовали к применению выбранную вами модель. Опять же, завод мог для этого генератора действительно поставить двигатель, у которого механическая характеристика не покрывает все допустимые режимы генератора. Возможно, в этом случае следует выбрать ДГУ другого завода.
Ещё настораживает вот это:
Если у вас подключается какая-то нагрузка и выходит в установившийся режим (составляя при этом в сумме до 200% от номинала), то растёт механическая мощность на валу двигателя. Тогда, действительно, двигатель заглохнет.
Спасибо за ответ! но производиитель подтвердил выбор данной дгу, но только рекомендовал плавный пуск двигателей применить.
Вот установившейся режим: БЛОК А 2ПО
Таблица 1.4 Расчётная нагрузка в установившемся режиме для ВРУ Блока А(2 ПО)
Это режим запуска ДУ (ПД)
Таблица 2. Расчётная нагрузка во время пуска (без ВД) для ВРУ Блока А(2 ПО)
А это запуск ВД уже
Таблица 3. Расчётная нагрузка во время пуска (пуск ВД) для ВРУ Блока А(2 ПО)
спасибо за ответ! Дело в том что производитель подтвердил наш расчет и выбор ДГУ, только рекомендовал применить на двигатели плавный пуск. Но у нас сложный случай, когда ПД сначала включается (смощность 220 квт), а потом с задержкой ВД(335 кВт). Я не уверена можно ли считать что пусковая мощность при запуске ВД именно такая, как в расчете. По идее часть нагрузок уже включена и наброс будет только ВД.
Согласен, в установившемся режиме ДГУ проходит, а в пусковом — на границе. При этом наблюдаются большие просадки по напряжению при пуске вентиляции (ДУ). Вот примеры графиков изменения напряжения для аналогичного генератора той же мощности (LSA 50.2 L7) в зависимости от наброса нагрузки, резкого снижения (сброса) нагрузки, а также при запуске двигателя (см. график, обозначенный как L7):
Да, плавный пуск может помочь, но и могут появиться проблемы при согласовании проекта, так как УПП оборудован защитой двигателя от перегрузки, а согласно СП 60.13330.2012, п.12.2:
Как же тогда лучше поступить? Следующая модел P1500P3/P1650E3 и его пусковая мощность 3316 кВА и в паспорте сказано, что эта мощность с учетом 30% падения напряжении и косинусе 0,6.
Я бы связался с фирмами, которые поставляют сертифицированные в России (вы же из России?) УПП для систем пожарной вентиляции (ПД и ДУ) и уточнил, какие меры они приняли для обхода нормативного требования СП 60.13330.2012. Возможно, в УПП предусмотрена блокировка срабатывания защиты двигателя.
Спасибо! Да, Россия. Москва.Проектировщику ДУ уже начали закладывать УПП в шкафы,все это учитывается в разделе автоматики. Спасибо за оперативные ответы!
Добрый день! купили насос 8 НДВ (75кВТ) и хотим запустить его от дизельгенератора 200кВт. Подскажите получиться сделать с устройством плавного пуска?