آموزش نحوه محاسبه ظرفیت و توان دیزل ژنراتور

محاسبه توان مصرفی جهت انتخاب ژنراتور متناسب با مصرف :

از آنجاییکه اغلب مطالعه کنندگان سایت ما مصرف کنندگان عزیز می باشند لذا مباحث را جهت فهم راحت تر به صورت عامیانه بیان کرده و سعی بر آن داریم تا کمتر از اصطلاحات علمی استفاده کنیم . لیکن از دوستانی که تمایل به آشنا شدن با دلایل علمی مطالب ذیل دارند خواهشمندیم با کارشناسان شرکت تماس حاصل نمایند .
مهمترین هدف از محاسبه توان مصرفی ، رسیدن به عدد درست برای انتخاب ژنراتور است زیرا اگر ژنراتور را کوچکتر از توان مورد نیاز خریداری کنیم عملاً نیازمان بر آورده نشده و نمیتوانیم توان همان دستگاه را زیاد کنیم و اگر ژنراتور بزرگ تر بگیریم ، هزینه اضافه کرده ایم و باید هزینه سوخت و اصطهلاک بیشتری را بپردازیم .
مهم نیست که کنتور برق شهر شما چند آمپر است یا چه امتیازی از اداره برق گرفته اید زیرا برق شهر پشتوانه شبکه داشته و به عنوان مثال ممکن است شما از یک کنتور ۱۰۰ آمپر به اندازه ۱۵۰ آمپر در لحظه توان مصرف کنید یا از یک کنتور ۱۰۰ آمپر ، ۲۰ آمپر هم مصرف نکنید .
ابتدا نام مصرف کننده ها را لیست کنید . سپس آنها را به دو دسته ی سه فاز و تکفاز تقسیم بندی کنید . روی پلاک یا برچسب هر مصرف کننده ای مشخصات فنی بر حسب : اسب بخار (hp) یا کیلووات (kW) یا کاوآ (kVA) یا آمپر (A) قید شده است . با استفاده از روابط ذیل تمام آنها را به آمپر تبدیل کنید :

اسب بخار ضربدر ۰/۷۳۶ = کیلووات
کاوآ ضربدر ۰/۸ = کیلووات
کیلووات سه فاز ضربدر ۱/۸ = آمپر سه فاز
کیلووات تکفاز ضربدر ۴/۴ = آمپر تکفاز

از آنجاییکه ژنراتور برق را در لحظه تولید می کند و پشتوانه ای مانند شبکه برق شهری ندارد لذا در محاسبه توان ژنراتور باید کلیه مصرف های لحظه استارت (استارت اولیه) را در نظر بگیریم . بدین ترتیب به مصرف کننده هایی مثل روشنایی ها که در لحظه ابتدایی روشن شدن توان بیشتری مصرف نمی کنند ضریب یک داده و به مصرف کننده هایی که موتور الکتریکی دارند مانند جرثقیل تاور ، پمپ ها ، آسانسور و . . . که در لحظه ابتدایی روشن شدن توان لحظه ای بیشتری مصرف می کنند طبق تقسیم بندی ذیل ضریب دهید :

موتورهای الکتریکی با حالت راه اندازی مستقیم = ضریب ۲/۵
موتورهای الکتریکی با حالت راه اندازی دو ضرب (ستاره مثلث) = ضریب۱/۷
موتورهای الکتریکی با حالت راه اندازی از طریق اینورتر (سافت درایو) = ضریب ۱

حال اعداد بدست آمده در هر دو حالت سه فاز و تکفاز را به صورت مجزا در گروه خودشان با یکدیگر جمع می کنیم . عدد بدست آمده در حالت تکفاز را تقسیم بر سه نموده و با عدد بدست آمده در حالت سه فاز جمع می کنیم . عدد نهایی همان میزان توان مصرفی مورد نیاز ما بر حسب آمپر سه فاز است . حال با روابط ذیل این عدد را به کیلووات یا کاوآ تبدیل می کنیم :

آمپر سه فاز تقسیم بر ۱/۸ = کیلووات سه فاز
آمپر سه فاز تقسیم بر ۱/۴۴ = کاوآ

بدین ترتیب توان مورد نیازمان مشخص شد ولی تا اینجا فقط ۵۰ درصد محاسبات را انجام داده ایم . ۵۰ درصد مابقی مربوط به انتخاب دیزلی است که بتواند توان مصرفی را تامین کند .
توان تعریف شده در کاتالوگ دیزل ژنراتور ها در ارتفاع سطح دریا ، تهویه مناسب ، دمای ۲۵ درجه سانتی گراد و سایر شرایط استاندارد محیط کارکرد و سوخت مصرفی می باشد . لیکن با توحه به محل استقرار دستگاه افت هایی در رسیدن به اعداد قید شده در کاتالوگ سازنده داریم .
از طرفی در کاتالوگ شرکت سازنده برای هر دیزل ژنراتوری یک توان اضطراری و یک توان دائم تعریف شده است . توان اضطراری یا Standby Power در واقع همان توانی است که دستگاه تا یک ساعت می تواند در اختیار مصرف کننده قرار دهد و پس از ساعت اول دچار افت حدود ۱۰ درصدی شده و از آن به بعد توان دائم Prime Power را می تواند در اختیار مصرف کننده قرار دهد .

جهت دریافت فیلم آموزشی فارسی طراحی ژنراتور کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با ژنراتور الکتریکی

محاسبات توان ژنراتور و نحوه محاسبه kva

جهت سایز نمودن دیزل ژنراتور دانستن بارهای مصرفی در هر سایت الزامی است. لذا گروه مهندسین فرآیند یا مهندسین مکانیک در هر پروژه بایستی لیست بارهای موتوری و غیرموتوری مورد نیاز در فرآیند هر پروژه را تحت عنوان مدرکی بنام  power consumption list ارایه دهند. اطلاعات مورد نیاز در این مدرک شامل موارد ذیل می باشند.

1- مشخصه توصیفی هر بار و تگ آنها اولین آیتم در این مدرک میباشد و سپس تعداد مورد نیاز برای هر تیپ بار را مشخص میکنند. مثلا P-100A,B,Cinjection pump  نشاندهنده سه عدد پمپ میباشد.

2- مشخصه بعدی نوع بار از نظر اهمیت میباشد که شامل بارهای نرمال normal و امرجنسیemergency  و بارهای ویتال vital میباشد که بایستی دراین مدرک مشخص میشود.

3- مشخصه دیگر مدت کارکرد هر بار می باشد که به سه دسته دائم کار continues و متناوب کار intermittent و حاضر به کار  stand by می باشد که تعیین آنها از لحلظ فرآیندی تاثیر بسزایی در سایز نمودن ابعاد ژنراتور دارد.

4- تعیین ضریب برای بارهای متناوب کار و همچنین مشخص نمودن ساعت کاری در شبانه روز که ضریب برای بارهای دائم کار 100% و برای بارهای متناوب کار بین 0% تا 100% و برای بارهای حاضر به کار حدود 0% تا 20% در نظر گرفته میشود.

مشخص شدن اطلاعات ساعت کاری در شبانه روز برای بارهای متناوب کار در پروژه های بزرگ که در اکثر پروژه ها به آن پرداخته نمی شود در بهینه بودن سایز تجهیزات اهمیت بسیاری دارد که باعث دانستن صحیح پیک کاری هر ترانس بوده و باعث صرفه جویی اقتصادی خواهد شد.

5- مشخصه دیگر، توان جذبی مکانیکی بارها (BHP) میباشد که در این جدول موجود است و توانی است که گروه مهندسین فرآیند با توجه به پارامترهای فرآیندی از جمله ارتفاع، دبی، حرارت و … محاسبه و در اختیار گروه برق قرار میدهند.

اطلاعات توان برای بارهای دیگر از جمله روشنایی ها و HVAC و … که خارج از بحث فرآیندی است توسط گروه برق مشخص خواهند شد.

توان بدست آمده برای BHP را در ستونی مجزا قرار میدهیم و سپس باید ضرایب API را بر روی این توان ها اعمال نموده و در ستونی دیگر قرار می دهیم.

ضریب API  برابر است:

برای موتورهای کوچکتر از 22.5 کیلو وات برابر 1.25

برای موتورهای کوچکتر از 55 کیلو وات برابر 1.15

برای موتورهای بزرگتر و مساوی 55 کیلو وات برابر 1.1

 این ضرایب توسط استاندارد API اعلام گردیده اند و به نوعی ضرایب الکتریکال میباشند که  باید لحاظ شوند.

از آنجا که موتورها بخصوص موتورهای ولتاژ پایین بصورت تیپهای استاندارد ساخته می شوند باید استاندارد سازی شده و نزدیکترین تیپ استاندارد در ستون دیگر قرار داده شود.

لازم بذکر است خرید نهایی این موتورها توسط بخش مکانیک انجام میپذیرد که در انتها بایستی اطلاعات دقیق تردر مدرک لیست بارهای الکتریکی قرار داده شود.

توان بدست آمده دراین مرحله توان P2 یا توان خروجی و یا توان مکانیکی می باشد که بایستی تلفات موتور به آن اضافه شود تا توان ورودی به موتور محاسبه گردد و بتوان کیلو وات مصرفی موتور را بدست آورد و در سایز ژنراتور از آن استفاده نمود. با استفاده از راندمان () و رابطه ذیل براحتی می توان به توان P1 یا توان ورودی دست پیداکرد.

پس راندمان و ضریب توان را باید در ستون دیگر قرار دهیم.

مشخصه دیگر که در لیست بارها استفاده می گردد آیتمی با نام  Load factor می باشد که با محاسبه آن می توان نتیجه گرفت که توان نهایی بدست آمده برای هر بار چند درصد اختلاف نسبت به توان اکتیو اصلی جذب شده توسط بار مورد نظر دارد و بعبارتی دیگر با چه مقدار اختلاف نسبت به توان بدست آمده BHP انتخاب شده است و به زبان ساده تر نسبت توان جذب شده به توان استاندارد شده می باشد. اختلاف زیاد بین این توان ها در تعداد زیاد بارها مورد قبول نمی باشد زیرا باعث بالا رفتن توان راکتیو نسبت به توان اکتیو می باشد. تعیین نوع بار از لحاظ فیدری و موتوری نیز بایستی در ستون جداگانه مشخص گردد.

قدرت دیزل ژنراتور بدست آمده در شرایط متعارف 20 درجه سانتی گراد و ارتفاع از سطح دریا 300 متر و با رطوبت 60 درصد داده می شود. بنابراین در صورت تغییر شرایط بایستی قدرت آن Derate گردد.لازم بذکر است دما و ارتفاع و … در برگه های اطلاعات که به سازنده داده میشود قرار دارد و سازنده موظف است مقدار توان مورد نیاز را با توجه به ضرایب تعدیل سازد. جهت محاسبه قدرت ژنراتور پس از اعمال ضرایب derate از رابطه زیر استفاده می گردد:

که:

جهت دریافت فیلم آموزشی فارسی طراحی ژنراتور کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با ژنراتور الکتریکی