راهنمای انتخاب ژنراتور

نحوه انتخاب ژنراتور

به خاطر داشته باشید که با مدیریت صحیح می توان از یک ژنراتور کوچک برای انجام هر کار بزرگی استفاده کرد. زیرا هرگز تمامی ابزارآلات و مصرف کننده های برقی در یک زمان کار نمی کنند. هنگام محاسبه توان بایستی آمپر مورد نیاز برای استارت اولیه را مد نظر قرار داد و سپس وسایل دیگر را اضافه نمود.

قانون اهم:

• وات= ولتاژ * آمپر
• آمپر= ولتاژ / وات

برای تعیین دقیق ولتاژ لازم، معمولا باید با کارشناس برق مشورت کرد. کارشناس برق با ارزیابی محیط کاری و بررسی بارهای مختلف تاسیسات یا عملیات مورد نیاز و با در نظر گرفتن ولتاژ لازم برای ساختمان، حداکثر شدت جریان برق، برق خروجی از موتور و غیره، دیزل ژنراتور مناسب را برای نیاز شما انتخاب می کند.

• اولین فاکتور، قبل از انتخاب دیزل ژنراتور، مشخص کردن نوع کاربرد دیزل ژنراتور است. برای این کار باید پیش از انتخاب، لیستی از موارد و اقلامی که به دیزل ژنراتور و برق تولیدی از مولد برق نیاز دارند، تهیه شود.
• دومين فاکتور، تعیین میزان توان شروع به کار دستگاه و همچنین مقدار آن در حین کار است. برای این کار باید بر اساس کاربرد مورد نیاز، توان لازم را بر حسب KVA از روی جداول مربوطه استخراج و مشخص کرد.
• فاکتور سوم هم در نظر گرفتن طول عمر مورد نیاز دستگاه است.

موارد کلیدی در تعیین ولتاژ صحیح برای راه اندازی دیزل ژنراتور:

• ولتاژ مورد احتیاج برای تاسیسات و یا برای استفاده توان در مبدل های برق
• در آمریکا و قسمتی از آسیا فرکانس مورد استفاده در برق 60 هرتز و در بقیه نقاط جهان 50هرتز است. بیشتر کشتی های بزرگ و هواپیماها از فرکانس 400 هرتز استفاده می کنند. برای تغییر توان برق به فرکانس های دیگر، می توان از مبدل فرکانس استفاده کرد اما باید عوامل دیگر نیز در نظر گرفته شود. در بیشتر ژنراتورها فرکانس تغییر می یابد. ولی در بعضی از ژنراتورها بعد از تغییر فرکانس، عملکرد دچار مشکل شده و یا احتیاج به اضافه کردن قطعات و تغییرات لازم دارد. برای جزئیات بیشتر باید با شرکت سازنده ژنراتور مشورت کرد.
• اگر حداکثر شدت جریان لازم برای کارکرد تجهیزات را ندارید، با استفاده از آمپرهای آلترناتور توان لازم را بدست آورده و دیزل ژنراتور مناسب را انتخاب کنید.
• شدت جریان برق در راه اندازی موتورهای صنعتی نیز باید درنظر گرفته شود. بیشتر موتورها با توان ثابتی کار می کنند، ولی در حالت راه اندازی توان بیشتری لازم دارند. برای مثال، شما شاید در حالت راه اندازی تاسیسات صنعتی 200 کیلو وات لازم داشته باشید در حالیکه در حالت عادی فقط 90 کیلووات لازم دارد. موتورهای جدید به تازگی، در حال ورود به بازار هستند که شروع نرمتری دارند و باعث کنترل شتاب ولتاژ می شوند. برخی از موتورهای صنعتی تمامی اطلاعات مربوطه را در تگ اطلاعاتی ارائه می کنند.

یکی دیگر از مهمترین فاکتورهای انتخاب ژنراتور نوع کاربرد آن می باشد که در ذیل به شرایط آن پرداخته می شود.

امروزه با توسعه علوم مهندسی در زمینه های مختلف بخصوص برق و مکانیک، تولید دیزل ژنراتور در سطح وسیعی پیشرفت و در اندازه های متنوع و با کاربردهای مختلفی در دسترس می باشند. لازم بذکر است، دیزل ژنراتور با ظرفیت 5KW الی 50KW در بازار برای مصارف خانگی، به راحتی در دسترس می باشد. در حالی که دیزل ژنراتور صنعتی از 50KW تا 3MW بصورت ثابت یا قابل حمل (نصب شده بر روی شاسی چرخ دار) نیز وجود دارد. از این رو، دیزل ژنراتورهای صنعتی، اکثرا در مراکز بیمارستانی، ساختمان سازی، راهسازی، کشاورزی، مراکز فناوری اطلاعات و ارتباطات و همچنین در استخراج معادن استفاده می شوند انتخاب نوع و توان و محدوده توان ديزل ژنراتور نياز به بررسي نوع مصرف و ديگر فاکتورهاي موثر دارد.

پيش بيني و طرح مساله:

نوع کاربرد ديزل ژنراتور از نظر اضطراري بودن يا نوع برق موقت مشخص می گردد؟

این سوال به منظور شناسایی میزان قدرت دیزل ژنراتور می باشد.

چه ميزان به ديزل ژنراتور نياز داريم؟

نوع دیزل ژنراتور باید با توجه به شرایط کاری آن تعریف شود، به عبارتی آیا از دیزل ژنراتور به عنوان برق اضطراری ( Standby ) استفاده می شود یا به عنوان یک مولد برق دایم ( Prime Power Source).

محاسبه ميزان بار بر حسب KW یا KVA می باشد و در حالت اضطراري مي بايست توسط ديزل ژنراتور تامين گردد. ديزل ژنراتور اضطراري الزاما نباید بطور كامل جانشين برق شبكه شود و مي تواند تنها بخش هاي ضروري و انتخابي را برق رساني نمايد.

نوع بار (موتوري، سلفي. .. )، تغييرات ميزان بار، رله هاي حفاظتي موجود در سيستم و نيازهاي خاص (كاركرد پارالل، راه اندازي بسيار سريع،... ) مي بايست مورد توجه قرار گيرند و ظرفيت و تجهيزات اصلي و جانبي مناسب در طراحي لحاظ گردند. در انتخاب دیزل ژنراتور باید به نوع مصرف آن از جمله مصارف روشنایی یا جوشکاری توجه شود.

پيش بيني توسعه احتمالي آينده كه مي تواند سبب افزايش مصرف در حالات اضطراري شود و افزودن يك مولد جديد در آينده بسيار پرهزينه تر از اضافه كردن ظرفيت مولد(هاي) اوليه است. درجه امنيت، تعيين كننده تعداد و ظرفيت مولدهاست. جهت تامين امنيت بيشتر مي توان به جاي يك مولد بزرگ از دو مولد كوچكتر استفاده كرد. در اين صورت احتمال عدم امكان بهره برداري، به دليل بروز نقض فني مولدها كاهش مي يابد و امكان سرويس و تعمير يكي از مولدها و بهره برداري همزمان از مولد ديگر فراهم مي شود.

ظرفيت ديزل ها مطابق استاندارد در سه ردیف بهره برداري تعريف شده اند.

ظرفيت اضطراري (standby):

500 ساعت بهره برداري در سال بدون امكان اضافه بار.

ظرفيت قدرت اولیه (prime power):

بدون محدوديت ساعت هاي بهره برداري، با ميانگين كاركرد 60 الي 800 درصد ظرفيت نامي و با امكان اضافه بار 10% به مدت يك ساعت، در هر 12 ساعت كار.

ظرفيت دائم کار (Continuous Base Load):

بدون محدوديت ساعت بهره برداري، بدون محدوديت بارگذاري و با امكان اضافه بار 10% براي يك ساعت کار در هر 12 ساعت می باشد و حدود 10% ظرفيت بار اضافی برای موقعیت های ضروری در آن وجود دارد.

نوع سوخت انتخابي در مصرف ديزل ژنراتور

انتخاب نوع سوخت، نياز به بررسي شرايط محل نصب و ارزان بودن و در دسترس بودن سوخت مورد نظر دارد.

فضاي پيش بيني شده جهت نصب چگونه است؟

یکی از سوالات بسیار مهم، محل نصب دیزل ژنراتور است. باید به مواردی از جمله میزان فضای اشغال شده از سوی دیزل ژنراتور، تهویه هوا، میزان صدا تولید شده آن و غیره توجه کرد.

محفوظ نمودن ارتفاع از سطح دريا و درجه حرارت محيط نصب ديزل ژنراتور نیز بسیار حائز اهمیت است چرا که ديزل ژنراتور به هر دو عامل حساس است. ظرفيت ديزل با توجه به شرايط محل نصب در نقاط مختلف ايران مي تواند تا 65% ظرفيت نامي در شرايط ISO كاهش يابد.

نحوه انتخاب باتری شارژر دیزل ژنراتور:

با توجه به مشخصه آمپر ساعت باتری دیزل ژنراتور چه باتری شارژری، با چه خروجی و جریانی باید انتخاب کرد؟ به عنوان مثال آیا یک باتری شارژر 5 آمپر برای باتری 120 آمپر ساعت مناسب است؟

یکی از دلایل استفاده از باتری شارژر در مواقعی است که دیزل برای مدت طولانی روشن نمی شود و باتری به دلیل فعل و انفعالات شیمیایی داخلی باعث تخلیه با دشارژ شدن آن نشود و باتری شارژر با تزریق جریانی جرئی باتری را شارژر نگه دارد. باتری که کاملا دشارژ شده است، برای شارژ شدن جریان اولیه حدود 5% ظرفیت باتری را نیازدارد، به این معنی که برای باتری 120 آمپر ساعت، حدود 6 آمپر جریان شارژ اولیه نیاز است که شارژ با خروجی 10 آمپر برای این کار مناسب می باشد. نکته مهم اینجاست که باتری هایی که عمر مفید آنها تمام شده و یا به هر دلیلی آسیب دیده اند، هنگام اتصال باتری شارژر، جریان بالایی را از نزدیک به اتصال کوتاه طلب می کنند و این جریان باعث آسیب دیدن شارژر می شود.

چگونگی سایز کردن ژنراتور:

برای سایز کردن دیزل ژنراتور دانستن بارهای مصرفی در هر سایت الزامی است. لذا گروه مهندسین فرآیند و یا مکانیک در هر پروژه بایستی بارهای موتوری و غیر موتوری مورد نیاز در فرآیند هر پروژه را تحت عنوان مدرکی بنام Power Consumption list ارائه دهند. اطلاعات مورد نیاز در این مدرک شامل موارد ذیل می باشد.

مشخصه توصیفی هر بار و تگ آنها اولین آیتم در این مدرک می باشد. سپس تعداد مورد نیاز برای هر تیپ بار را مشخص می کنند. به طور مثال، P-100A. B. C injection pump نشاندهنده سه عدد پمپ می باشد.

مشخصه بعدی نوع بار از نظر اهمیت آنها می باشد که شامل بارهای نرمال normal emergency و بارهای ویتال vital می باشد که بایستی در این مدرک مشخص شوند.

مشخصه دیگر مدت کارکرد هر بار می باشد که به سه دسته دائم کار continues ، متناوب کار intermittent و حاضر به کار standby تقسیم می شوند و تعیین آنها از لحاظ فرآیندی تاثیر بسزایی در سایز نمودن ابعاد ژنراتور دارد.

تعیین ضریب برای بارهای متناوب کار و همچنین مشخص نمودن ساعت کاری در شبانه روز که ضریب آن 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 شده است.

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

مشخصه دیگر، توان جذبی مکانیکی بارها (BHP) می باشد که در جدول موجود بوده و توانی است که گروه مهندسین فرآیند با توجه به پارامترهای فرآیندی از جمله ارتفاع، دبی، حرارت و غیره محاسبه و در اختیار گروه برق قرار می دهند.

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

توان بدست آمده برای BHP را در ستونی مجزا قرار می دهیم 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 کوچک تر از 5. 22 کیلووات برابر با 25. 1
• برای موتورهای کوچک تر از 55 کیلووات برابر با 15. 1
• برای موتورهای بزرگ تر و مساوی 55 کیلووات برابر با 1. 1

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

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

لازم به ذکر است، خرید نهایی این موتورها توسط بخش مکانیک انجام می پذیرد و در انتها بایستی اطلاعات دقیق تر در مدرک لیست بارهای الکتریکی قرار بگیرد.

توان بدست آمده در این 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 پیدا کرد.

مشخصه دیگر که در لیست بارها استفاده می گردد، نسبت توان جذب شده به توان استاندارد شده می باشد. اختلاف زیاد بین این توان ها در تعداد زیاد بارها مورد قبول نیست چرا که باعث بالا رفتن توان راکتیو نسبت به توان اکتیو می شود. 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 سانتیگراد 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، ارتفاع و سایر اطلاعات در برگه هایی که به سازنده داده می شود موجود بوده دارد و سازنده موظف است مقدار توان مورد نیاز را با ضرایب تعدیل سازد. جهت محاسبه قدرت ژنراتور پس از اعمال ضرایب derate از رابطه زیر استفاده می گردد:

فرمول های محاسبات توان دیزل ژنراتور:

فرمول های زیر برای تبدیل واحدهای مختلف مربوط به دیزل ژنراتورها بکاربرده می شوند.

۱KW= 1. 341÷ HP

۱HP = 1. 341* KW

۱KVA = 0. 8 ÷ KW

۱KW= 0. 8 * KVA

۱KVA = 1. 44 ÷ A

۱A = 1. 44 * KVA

.